一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù) 脂組合物及其制備方法，屬于光學(xué)樹(shù)脂材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)樹(shù)脂鏡片與普通的玻璃鏡片相比，因其質(zhì)量輕，易染色和耐沖擊性優(yōu)異而被 廣泛應(yīng)用于市場(chǎng)，而為了滿足鏡片可以阻擋散射光線和高透過(guò)率效果，在鏡片的兩側(cè)表面 需經(jīng)過(guò)多次噴涂(Si02，Zr02等），但經(jīng)噴涂后鏡片的強(qiáng)度會(huì)顯著下降，此類(lèi)問(wèn)題在低曲 折鏡片，中曲折鏡片，尚曲折鏡片及初尚曲折鏡片都有發(fā)生。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中使用低曲折性能的高分子二甘醇雙烯丙基碳酸酯制作的光學(xué)樹(shù)脂鏡 片（中心厚度1.2mm)在經(jīng)過(guò)多次涂層后，使用FDA標(biāo)準(zhǔn)的鋼球（16.8g)，于127cm的高度，進(jìn)行 鋼球跌落試驗(yàn)時(shí)，鏡片中心破碎。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中的高曲折鏡片，主要成分是在間苯二甲酸二烷基多元醇中添加二烷基 間苯二甲酸和二甘醇雙烯丙基碳酸的混合物，而為增加鏡片強(qiáng)度，向二烷基間苯二甲酸中 添加乙醇，但使用改性間苯二甲酸二烯丙酯制作中曲折樹(shù)脂鏡片（中心厚度1.2mm)，在 經(jīng)過(guò)多次涂層試驗(yàn)后，最終未能通過(guò)FDA測(cè)試；同時(shí)為達(dá)到使四（3-巰基丙酸)季戊四醇酯鏡 片強(qiáng)化的目的，在異氰酸酯和氰酸酯中添加了酒精，制成了強(qiáng)度優(yōu)秀的光學(xué)樹(shù)脂鏡片，但因 該樹(shù)脂鏡片的黏度非常高，導(dǎo)致注入速度緩慢，同時(shí)液相流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生大量煙氣，最終導(dǎo)致生 產(chǎn)出來(lái)的光學(xué)樹(shù)脂鏡片不良率非常高。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中的高曲折度及初高曲折鏡片，采用二異氰酸酯和1，2_二巰基及乙基-3_巰基丙烷的聚合物，并利用脂肪族異氰酸，1，2_二巰基及乙基-3-巰基丙烷及四（3-巰基 丙酸)季戊四醇酯提高鏡片的曲折率，此方法雖然將曲折率提高，但最終鏡片經(jīng)過(guò)多次噴涂 后未能通過(guò)Π )Α測(cè)試，而注塑而成的聚碳酸酯鏡片在經(jīng)過(guò)多次噴涂后，雖然其強(qiáng)度增加，但 是耐熱性減弱，鏡片中心變形嚴(yán)重。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中的耐沖擊性鏡片，采用異氰酸酯，氰酸酯，四（3-巰基丙酸)季戊四醇酯 以及四（3-巰基丙酸)季戊四醇酯和季戊四醇四甲基丙烯酸酯的混合物研制出高強(qiáng)化的光 學(xué)鏡片，但使用此方法制得的中曲折鏡片強(qiáng)度較高，卻對(duì)高曲折鏡片卻沒(méi)有效果，同時(shí)與注 塑方法制成的樹(shù)脂鏡片聚碳酸酯一致，其耐熱性較弱并且經(jīng)過(guò)噴涂后，不良率很高。多次噴 涂后鏡片中心區(qū)域變形嚴(yán)重。
[0007] 因此，制備一種具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合物應(yīng)用于光學(xué)樹(shù) 脂鏡片成材，對(duì)改良其性質(zhì)具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐 沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合物及其制備方法，制成的光學(xué)樹(shù)脂組合物可用于制 備光學(xué)樹(shù)脂鏡片，使光學(xué)樹(shù)脂鏡片具有質(zhì)量輕、易成型、易染色、高透明性及高阿貝數(shù)的特 點(diǎn)，同時(shí)表面經(jīng)過(guò)噴涂后具有尚沖擊性，尚耐熱性及尚曲折率等優(yōu)點(diǎn)。
[0009] 本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的： 一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合物，所述 光學(xué)樹(shù)脂組合物的組成成分按質(zhì)量百分比計(jì)如下： 混合物A 100% 無(wú)機(jī)材料 0.1-5% 紫外吸收劑 0.05-6% 脫模劑 0.01-5% 聚合引發(fā)劑 0.01-5% 顏色調(diào)節(jié)劑 0.03-2%; 其中，所述混合物A由混合物B和無(wú)機(jī)材料混合而成，所述無(wú)機(jī)材料的質(zhì)量百分比為混 合物郎勺0.1-5%，所述無(wú)機(jī)材料為1102^02,211(0!〇2中的一種 ； 所述混合物B由按質(zhì)量百分比計(jì)30-60%的混合物C和40-70%的混合物D組成； 所述混合物C為異氰酸酯，氰酸酯和氫化二苯基甲烷二異氰酸酯中的三者混合，或上述 任意兩者混合而成，所述異氰酸酯與氰酸酯的摩爾比為1:0.3，所述異氰酸酯與氫化二苯基 甲烷二異氰酸酯的摩爾比為1:0.4,所述氫化二苯基甲烷二異氰酸酯與氰酸酯的摩爾比為 1:(0.1-0.5)； 所述混合物D為四（3-巰基丙酸)季戊四醇酯和2,3_二硫代(2-巰基)-1-丙烷硫醇中的 混合而成，所述四（3-巰基丙酸)季戊四醇酯與2,3_二硫代(2-巰基)-1-丙烷硫醇的摩爾比 為(0.3~1):1; 所述紫外吸收劑為2_(2 '-羥基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2 ' -羥基-3 '，5 '-二叔 -叔丁基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(2'_羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯-2H-苯 并三唑、2-(2 ' -羥基-3 '，5 ' -二叔戊基苯基-T-)-2H-苯并三唑、2-(2 ' -羥基-3 '，5 ' -二叔丁 基-叔苯基)-2H-苯并三唑、2(2 ' -羥基-5 '-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2 ' -羥基-5 ' -叔 辛基苯酚)-2H-苯并三唑、2，4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛 氧基二苯甲酮、4-十二烷氧基-2-羥基二苯甲酮、2,2'，4,4'_四羥基二苯甲酮、2,2'，4， 4'-四羥基二苯甲酮和2,2'_二羥基_4,4'_二甲氧基二苯甲酮中的一種； 所述脫模劑為酸性磷酸酯，所述酸性磷酸酯包括異丙基酸磷酸酯，二異丙基酸磷酸酯， 丁酸磷酸酯，辛酸磷酸酯，二異癸酸磷酸酯，十三烷酸磷酸和雙十三烷酸磷酸； 所述聚合引發(fā)劑是具有錫基和氨基的化學(xué)物，所述具有錫基的化合物包括二月桂酸二 丁基錫、二(三氯甲基）碳酸酯、苯駢三氮唑；辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、四氟化錫、四 氯化錫、四溴化錫、四碘化錫、甲基三氯化錫、丁基三氯化錫、二甲基二氯化錫、二丁基二 氯化錫、三甲基氯化錫、三丁基氯化錫、三苯基氯化錫和二丁基硫化錫。
[0010] 上述一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合 物，其中，優(yōu)選地，所述氫化二苯基甲烷二異氰酸酯與氰酸酯的摩爾比為1:(0.2~0.4)。
[0011] 上述一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合 物，其中，所述光學(xué)樹(shù)脂組合物20°C時(shí)的液相粘度是15~180 cps。
[0012] 上述一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合 物的制備方法，其制備方法如下： 按質(zhì)量百分比計(jì)將30-60%的混合物C與40-70%混合物D投入氮?dú)馓畛涞姆磻?yīng)器中得混 合物B，隨后添加無(wú)機(jī)材料，所述無(wú)機(jī)材料的質(zhì)量百分比為混合物B的0.1-5%，得混合物A，再 添加質(zhì)量百分比為混合物D的0.05-6%的紫外吸收劑，0.01-5%的脫模劑，0.01-5%的聚合引 發(fā)劑和0.03-2%顏色調(diào)節(jié)劑，減壓攪拌2~5個(gè)小時(shí)后，終止反應(yīng)并減壓脫泡即可。
[0013] 上述一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合 物，可應(yīng)用于制備光學(xué)樹(shù)脂鏡片，其制備方法如下： 將光學(xué)樹(shù)脂組合物注入至模具后放入到烘箱中，控制溫度為33~37°C保持2h，經(jīng)5h升 溫至38~42°C，經(jīng)12h升溫至115~130°C并在該溫度下保持2h，在經(jīng)2h冷卻至60~80°C，移除 模具后，在105~135°C溫度下要進(jìn)行1.5~3小時(shí)的熱處理，并進(jìn)行硬化處理和多層噴涂處理 即可。
[0014] 本發(fā)明的有益效果為： 本發(fā)明制得的光學(xué)樹(shù)脂組合物的液相折射率為(nD) 1.430~1.635,液相比重為1.02~ 1.35，光學(xué)樹(shù)脂鏡片的固相折射率為(nD) 1.535~1.675，阿貝數(shù)為35~48，固相比重為1.12 ~1.45,光學(xué)樹(shù)脂鏡片具有優(yōu)秀的耐沖擊性和耐熱性，以及優(yōu)秀的輕質(zhì)性，成形性，染色性， 透明性及高阿貝數(shù)的性質(zhì)，鏡片的表面經(jīng)硬質(zhì)處理和多層噴涂后，可保持鏡片優(yōu)異的特性， 并且可以利用噴涂多性能的涂層，將鏡片應(yīng)用到各行各業(yè)。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明： 實(shí)施例1 一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合物，可應(yīng) 用于制備光學(xué)樹(shù)脂鏡片，其制備及應(yīng)用方法如下： (1) 將氫化二苯基甲烷二異氰酸酯(H12MDI) 176.5g和氰酸酯(HDI)86.9g，將四（3-巰 基丙酸）季戊四醇酯（PETMP)150g，2,3-雙（硫代（2-巰乙基））-1-正丙硫醇（MDODT)lOOg， 0.5g Si02,紫外吸收劑2-(2'_羥基_3'，5'_二叔丁基-叔苯基）-5-氯-2H-苯并三唑 (HBCBT)20g，脫模劑丁酸磷酸酯(BP)0.2g，聚合引發(fā)劑二(三氯甲基）碳酸酯(BTC)1.2g， 和1%的顏色調(diào)節(jié)劑卜羥基-4-(對(duì)甲苯胺基)-蒽醌(HTAQ )20ppm，PRD10 ppm放入反應(yīng)器中， 并沖入氮?dú)獗Ｗo(hù)，減壓攪拌2個(gè)小時(shí)后，停止反應(yīng)得組合物； (2) 將組合物注入玻璃模具中，（折光度-6.00)后，放入循環(huán)烘箱，在35°C維持2小時(shí)， 經(jīng)3小時(shí)升溫至40°C，經(jīng)12小時(shí)升溫至130°C，并在該溫度下維持2小時(shí)，經(jīng)2小時(shí)溫度降至 70°C;樹(shù)脂經(jīng)強(qiáng)化后，從模具中取出得光學(xué)鏡片，光學(xué)鏡片的中心厚度為1.2mm，直徑為 75mm； (3) 光學(xué)鏡片經(jīng)強(qiáng)堿溶液超聲洗滌后，在130°C熱處理2小時(shí)； (4) 經(jīng)步驟(3)中得到的光學(xué)鏡片通過(guò)加硬液的侵蝕后，經(jīng)熱固化處理，鏡片的兩側(cè)表 明面需噴涂氧化硅，氧化鋯，氧化硅，ΙΤ0，氧化鋯，氧化硅，氧化鋯，以及水膜(含氟聚合物） 等即可。
[0016] 實(shí)施例2 一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合物，其制 備及應(yīng)用方法如下： 將氫化二苯基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)176.5g和氰酸酯(HDI)86.9g，將四（3-巰基丙 酸）季戊四醇酯（PETMP)150g，2,3-雙（硫代（2-巰乙基））-1-正丙硫醇（MD0DT)100g，0.5g Ti02，紫外吸收劑2-(2 '-羥基-3 '，5 '-二叔丁基-叔苯基)-5-氯-2H-苯并三唑(HBCBT)20g， 脫模劑丁酸磷酸酯(BP)0.2g，聚合引發(fā)劑二(三氯甲基）碳酸酯(BTC)1.2g，和1%的顏色調(diào) 節(jié)劑卜羥基 -4-(對(duì)甲苯胺基)-蒽醌(HTAQ )20ppm，PRD10 ppm放入反應(yīng)器中，并沖入氮?dú)獗?護(hù)，減壓攪拌2個(gè)小時(shí)后，停止反應(yīng)得組合物。
[0017] 實(shí)施例3 一種運(yùn)用有機(jī)和無(wú)機(jī)雜交的具有高耐沖擊、耐熱性和折射率的光學(xué)樹(shù)脂組合物，其制 備及應(yīng)用方法如下： 將氫化二苯基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)176.5g和氰酸酯(HDI)86.9g，將四（3-巰基丙 酸)季戊四醇酯(PETMP)150g，2,3-雙(硫代（2-巰乙基））-1-正丙硫醇(MD0DT)100g，0.5g Zn (0H)2，紫外吸收劑2-( 2 ' -羥基-3 '，5 ' -二叔丁基-叔苯基）-5-氯-2H-苯并三唑（HBCB