用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物的製作方法

2023-08-09 23:29:06

專利名稱：用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學元件特別是鏡片材料技術領域，具體涉及ー種用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物以及利用該組合物製備光學元件材料的方法。
背景技術：
隨著技術的不斷發展，光學元件在人們的生活和工作中發揮越來越廣泛的應用，而其中的眼鏡片更是與許多人的日常生活息息相關，眼鏡片的好壞往往影響人們生活和エ作的舒適度，甚至會影響人們的身心健康。目前的普通樹脂鏡片是採用ニ甘醇丙烯基碳酸酯(ADC)材料聚合製造而成或者採用間苯ニ甲酸ニ烯丙酯、對苯ニ甲酸ニ烯丙酯、馬來酸ニ丁酯與ADC単體共聚的鏡片，CN1910503A、CN101057171A、CN170689A、CN101353476A 等專利文獻分別披露一些相關的技術方案，其中有的是因使用不飽和聚酯其耐候性也較差、有的是因為添加喹吖啶酮類等的無機顏料而導致光學透光率下降、有的是因顏料顆粒分散狀態導致鏡片的散射性増加從而降低了鏡片的透射率。所以，使用現有技術方案製得的鏡片往往存在透光率低、耐候性差和抗紫外線差等缺陷。因此開發出一種透光率高、耐候性好、抗紫外能力強而且價格低廉、容易製備的光學鏡片，是十分必要的。

發明內容
本發明提供一種用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，該單體組合物的組分和按重量計的百分比含量為
甲基丙烯酸樹脂75%-98%
こ烯基單體1-20%
分子量調節劑1-5% ；
該組合物中還含有下列組合和按重量計的含量
引發劑300-2000 ppm
紫外線吸收劑300-3000 ppm
內脫模劑1-1000 ppm
調色劑1_5 ppm,
以上各組分之和為100%。
優選地，上述組合物中的甲基丙烯酸樹脂可以為こ氧化雙酚A ニ甲基丙烯酸酷、三甘醇ニ甲基丙烯酸酯、聚こニ醇ニ甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酷、甲基丙烯酸丁酷、(甲基)丙烯酸酯甲酷、(甲基)丙烯酸こ酷、(甲基)丙烯酸丁酷、(甲基)丙烯酸異辛酷、(甲基)丙烯酸環己酷、(甲基)丙烯酸縮水甘油酷、(甲基)丙烯酸苯甲酷、(甲基)丙烯酸2-羥こ酷、丙烯酸3-羥丙酷、異冰片基(甲基)丙烯酸、丙烯酸a-溴こ酯、丙烯酸a-氯こ酯、(甲基)丙烯酸氯甲酷、(甲基)丙烯酸2-溴こ酷、(甲基)丙烯酸2-萘酯、丙烯酸對甲苯酷、(甲基)丙烯酸對氯苯酯、丙烯酸間溴苯酯、丙烯酸2，4，6，-三溴苯酯、(甲基)丙烯酸對氯苄酷、(甲基)丙烯酸間甲氧基苄酷、丙烯酸對こ基苄酯、ニ(甲基)丙烯酸1，6_己ニ醇酯、ニ(甲基)丙烯酸1，3- 丁ニ醇酯、ニ(甲基)丙烯酸1，6- 丁ニ醇酯、新戊ニ醇ニ丙烯酸酯、ニ(甲基)丙烯酸硫代ニ甘醇酷、こ氧基化雙酚A ニ丙烯酸酷、こ氧基化雙酚A ニ(甲基)丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、甘油三丙烯酸酯、三羥(甲基)丙烷こ氧化三羥(甲基)丙烷三(甲基)丙烯酸酷、三丙ニ醇ニ丙烯酸酯、こニ醇(甲基)ニ丙烯酸酯、ニ甘醇(甲基)ニ丙烯酸酯、三甘醇(甲基)ニ丙烯酸酯、聚こニ醇(200)(甲基)ニ丙烯酸酯、聚こニ醇(400)(甲基)ニ丙烯酸酷、聚こニ醇(600)(甲基)ニ丙烯酸酯、三(2-羥こ基)異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、三羥(甲基)丙烷聚氧こ烯三丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酷、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酷、雙[4_(甲基)丙烯醯基硫代苯基]硫醚、季戊醇四丙酸烯酯、こ氧化季戊四醇四丙烯酸酷、雙-三羥(甲基)丙烷四丙烯酸基、丙氧化季戊四丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的ー種或幾種。進ー步優選地，上述組合物中的甲基丙烯酸樹脂為こ氧化雙酚A ニ甲基丙烯酸酷、三甘醇ニ甲基丙烯酸酯、聚こニ醇ニ甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酷、甲基丙烯酸丁酷，且該組合物的組分和按重量計的百分比含量為·こ氧化雙酚A ニ甲基丙烯酸酯30-80%
三甘醇ニ甲基丙烯酸酯5-70%
聚こニ醇ニ甲基丙烯酸酯5-70%
甲基丙烯酸縮水甘油酯1-10%
甲基丙烯酸丁酯1-20%
こ烯基單體1-20%
分子量調節劑1-5% ；
該組合物中還含有下列組合和按重量計的含量
引發劑300-2000 ppm
紫外線吸收劑300-3000 ppm
內脫模劑1-1000 ppm
調色劑1_5 ppm,
以上各組分之和為100%。本領域的普通技術人員應當知道ppm (parts per million)表示的是用溶質質量佔全部溶液質量的百萬分比來表示的濃度，也稱百萬分比濃度。更進ー步優選地，上述組合物中所述的こ氧化雙酚A ニ甲基丙烯酸酯中的こ氧基個數為2-10個，其中所述的聚こニ醇ニ甲基丙烯酸酯可以為聚こニ醇(200)ニ甲基丙烯酸酷、聚こニ醇(400) ニ甲基丙烯酸酯、聚こニ醇(600) ニ甲基丙烯酸酯、こニ醇ニ甲基丙烯酸酷、ニこニ醇ニ甲基丙烯酸酯合三こニ醇ニ甲基丙烯酸酯中的ー種或幾種。優選地，所述的用於製備光學元件的組合物中所述的こ烯基單體為苯こ烯、甲基苯こ烯和ニこ烯基苯中的ー種或幾種，所述的分子量調節劑為十二烷基硫醇、四溴甲烷和甲基苯こ烯ニ聚體中的ー種或幾種。優選地，所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物中所述的引發劑為偶氮ニ異丁腈、偶氮ニ異戊腈和偶氮ニ異庚腈中的ー種或幾種的偶氮類引發劑，或者是過氧化新癸酸叔丁酷、1，I-ニ(叔丁基過氧化)-3，5，5-三甲基環己烷、ニ異丙基過氧化ニ碳酸酯、ニ -η-丙基過氧化ニ碳酸酯、雙-(4-t- 丁基環己基)過氧化ニ碳酸酯中的ー種或幾種的過氧化物類引發劑。優選地，所述的用於製備光學元件的組合物中，所述的紫外線吸收劑為2-(2』_羥基-5』-叔辛基苯基)苯並三唑、2-(3』 -叔丁基-2』 -羥基-5』 -甲基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2』 -羥基-3』 5』 - ニ叔丁基苯基)-5-氯苯並三唑、2- (2』-羥基-5』-甲基苯基)苯並三唑、2，4- ニ羥基ニ苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基ニ苯甲酮、2-羥基-4-苄氧基ニ苯甲酮、2，2』 - ニ羥基-4-甲氧基ニ苯甲酮和2-ニ羥基-4-正辛氧基ニ苯甲酮中的ー種或幾種。優選地，所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物中，所述的內脫模劑為含氟的非離子型表面活性剤，如全氟烷基聚醚、含矽的表面活性剤、烷基季銨、酸性磷酸酯、聚甲基矽油、聚こ基矽油和苯甲基矽油中的ー種或幾種，優選使用聚甲基矽油。
優選地，所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物中，所述的調色劑為蒽醌型的染料和雜環型的氨基酮類染料，例如溶劑紫13，溶劑紅135、溶劑紅179。所說的調色劑為蒽醌型的染料和雜環型的氨基酮類染料，其可以預先採用如甲苯、ニ甲苯、こ酸こ酷、四氫呋喃、苯こ烯、甲基苯こ烯等溶劑調成濃度為50-10000ppm的調色劑，優選濃度為100-1000ppm,最優選是400_600ppm的濃度。進ー步地，上述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物中還含有抗氧劑、受阻胺和光穩定劑。優選地，所述的用於製備光學元件的組合物中的抗氧劑為四[β_(3，5-ニ特丁基4-羥基苯基)丙酸]季四戊醇、β- (3，5-ニ特丁基-4-甲基苯酚、1，3，5_三(甲基)-2，4，6-三(3，5-ニ特丁基-4-羥基苄基)苯、I，3，5-三(3，5-ニ特丁基-4-羥基苄基)異氰酸酯或2，4，6_三特丁基苯酚中的ー種或幾種，受阻胺為癸ニ酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯或丁ニ酸與(4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶こ醇)聚合物，光穩定劑為多官能五(甲基)哌啶酯、多(甲基)聚合型哌啶、癸ニ酸雙(2，2 ' ,6,6 ;-四甲基哌啶)酷、4-苯甲酸基-2，2 ^ ,6,6 ;-四甲基哌啶、癸ニ酸ニ(1，2，2 ^ ,6,6 ;-五甲基-4-哌啶酸基)酷和4-(對甲基苯磺醯胺基)-2，2』，6，6』 -四(甲基)哌啶中的ー種或幾種。本發明還提供ー種利用上述的組合物製備光學元件材料的方法，，該方法包括如下步驟
(1)按配方將原輔料用0.2-3. OMffl過濾器過濾後充填到用已固定的玻璃模具內；
(2)充填後的模具放入烘箱按如下的加熱程序和時間依次進行聚合反應25 33°C下0. 5小時，33°C 35°C下2小時，35°C 50°C下10小時，50°C 60°C下4小時，60°C 100°C下 4 小時，IOO0C IOO0CT 2 小時，IOO0C 80°CT I 小時；
(3)拆除玻璃模具，即得樹脂光學元件。由於在於原料配方中使用了(甲基)丙烯酸酯類單體和採用偶氮類引發劑引發自由基聚合，並採用溶劑型染料進行調色，而完全不採用過氧化物引發體系和顔料分散調色，使得鏡片具有良好的透明性、高透光率和極好的耐候性。另外，可根據需要，靈活地調整丙烯酸酯単體的組份，以很方便地獲得不同折射率的光學鏡片。同時，必要時加入受阻胺，抗氧劑，及抗紫外線吸收劑可以是鏡片具有良好的防紫外線功能，更好的保護眼睛，也可以使鏡片耐候性大大增加，延長鏡片的使用壽命。
具體而言，採用本發明的組合物製備樹脂鏡片，具有下列優良性能
(1)通過調整鏡片的折射率可在I.50到I. 60之間調節。經過減反射膜處理的鏡片的透光率大於98% ；
(2)鏡片的防紫外線性能優異，厚度為2.Omm的平光鏡片波長小於等於380nm的紫外線過濾大於99% ；
(3)耐候性能優異，由於儘量少採用含有大π鍵的單體成分，而採用耐候性優異的丙烯酸酯単體，採用本技術方案生產的鏡片即便是經過I年室外暴曬，黃變度也極低，黃變因子(YI)值仍小於I. O。應當說明的是,這裡所述的Π為黃色指數(Yellowness Index),在QB2506中介紹了檢測方法。鏡片以國際照明委員會(CIE)標準C光源為光源，以氧化鎂為基準的黃色值。Π計算公式為 =100*(1. 28Χ-1. 06Ζ)/Υ式中的X Y Z分別為測得的三刺激值。
具體實施例方式下面結合具體的實施例進ー步闡述本發明的技術方案。應當說明的是下列所用到的原輔料均可從市場上購得，其標準符合相應的國家或行業標準。比如ΕΜ3260、ΕΜ327、ΕΜ324、ΕΜ328購自長興化學エ業股份有限公司，SR348L、SR150、SR209、SR205購自美國沙多瑪化學公司。實施例I配方I與製備方法 配方I :(重量)
こ氧化雙酚A ニ甲基丙烯酸酯500克
三甘醇ニ甲基丙烯酸酯200克
聚こニ醇200 ニ甲基丙烯酸酯120克
甲基丙烯酸丁酯80克
苯こ烯80克
十_■燒基硫醇20克
在上述單體中添加剤，
偶氮ニ異庚腈I. O克
紫外線吸收劑 UV5411 (CAS No. :123307-2トI) I. 5 克 2- (2』 -羥基-5』 -叔辛基苯基)苯並三唑適量
ニ甲基矽油O. I克
溶劑紫染料O. 35 ppm
製備方法將上述的組合物用I微米過濾器過濾後充填到用黏膠帶固定的玻璃模具內，充填好的模具放入烘箱按下表中的加熱程序進行聚合反應
權利要求
1.一種用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，其特徵在於，該單體組合物的組分和按重量計的百分比含量為 甲基丙烯酸樹脂75%-98% 乙烯基單體1-20% 分子量調節劑1-5% ； 該組合物中還含有下列組合和按重量計的含量 引發劑300-2000 ppm紫外線吸收劑300-3000 ppm 內脫模劑1-1000 ppm 調色劑1_5 ppm, 以上各組分之和為100%。
2.根據權利要求I所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，其特徵在於，其中所述的甲基丙烯酸樹脂為乙氧化雙酚A 二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸酯甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸3-羥丙酯、異冰片基(甲基)丙烯酸、丙烯酸a-溴乙酯、丙烯酸a-氯乙酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸2-溴乙酯、(甲基)丙烯酸2-萘酯、丙烯酸對甲苯酯、(甲基)丙烯酸對氯苯酯、丙烯酸間溴苯酯、丙烯酸2，4，6，-三溴苯酯、(甲基)丙烯酸對氯苄酯、(甲基)丙烯酸間甲氧基苄酯、丙烯酸對乙基苄酯、二(甲基)丙烯酸1，6_己二醇酯、二(甲基)丙烯酸1，3_ 丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1，6-丁二醇酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸硫代二甘醇酯、乙氧基化雙酚A 二丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A 二(甲基)丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、甘油三丙烯酸酯、三羥(甲基)丙烷乙氧化三羥(甲基)丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇(甲基)二丙烯酸酯、二甘醇(甲基)二丙烯酸酯、三甘醇(甲基)二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)(甲基)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)(甲基)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)(甲基)二丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、三羥(甲基)丙烷聚氧乙烯三丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、雙[4_(甲基)丙烯醯基硫代苯基]硫醚、季戊醇四丙酸烯酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、雙-三羥(甲基)丙烷四丙烯酸基、丙氧化季戊四丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的一種或幾種。
3.根據權利要求2所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，其特徵在於，該組合物的組分和按重量計的百分比含量為乙氧化雙酚A 二甲基丙烯酸酯30-80% 三甘醇二甲基丙烯酸酯5-70% 聚乙二醇二甲基丙烯酸酯5-70% 甲基丙烯酸縮水甘油酯1-10% 甲基丙烯酸丁酯1-20% 乙烯基單體1-20% 分子量調節劑1-5% ； 該單體的組合物中還含有下列組合和按重量計的含量引發劑300-2000 ppm 紫外線吸收劑300-3000 ppm 內脫模劑1-1000 ppm 調色劑1-5 ppm ； 以上各組分之和為100%。
4.根據權利要求3所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，其特徵在於，其中所述的乙氧化雙酚A 二甲基丙烯酸酯中的乙氧基個數為2-10個，其中所述的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯為聚乙二醇(200) 二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400) 二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(600) 二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯合三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一種或幾種；所述的乙烯基單體為苯乙烯、甲基苯乙烯和二乙烯基苯中的一種或幾種；所述的分子量調節劑為十二烷基硫醇、四溴甲烷和甲基苯乙烯二聚體中的一種或幾種。
5.根據權利要求I 4中任一項所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，其特徵在於，其中所述的引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈和偶氮二異庚腈中的一種或幾種的偶氮類引發劑，或者是過氧化新癸酸叔丁酯、1，I-二(叔丁基過氧化)_3，5，5-三甲基環己烷、二異丙基過氧化二碳酸酯、二 -n-丙基過氧化二碳酸酯、雙-(4-t-丁基環己基)過氧化二碳酸酯中的一種或幾種的過氧化物類引發劑；其中所述的紫外線吸收劑為2- (2』-羥基-5』-叔辛基苯基)苯並三唑、2-(3』 -叔丁基_2』 -羥基-5』 -甲基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2』 -羥基-3』 5』 - 二叔丁基苯基)-5-氯苯並三唑、2-(2』-羥基-5』-甲基苯基)苯並三唑、2，4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-苄氧基二苯甲酮、2，2 』 - 二羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2- 二羥基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一種或幾種。
6.根據權利要求I 4中任一項所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，其特徵在於，其中所述的內脫模劑為含氟的非離子型表面活性劑、含矽的表面活性齊U、烷基季銨、酸性磷酸酯、聚甲基矽油、聚乙基矽油和苯甲基矽油中的一種或幾種。
7.根據權利要求I 4中任一項所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物用於製備光學元件材料的組合物，其特徵在於，其中所述的調色劑為蒽醌型的染料或/和雜環型的氨基酮類染料。
8.根據權利要求I 7中任一項所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，其特徵在於，所述的組合物中還含有抗氧劑、受阻胺和光穩定劑。
9.根據權利要求8所述的用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，其特徵在於，所述抗氧劑為四[￠-(3, 5-二特丁基4-羥基苯基)丙酸]季四戊醇、P - (3，5-二特丁基-4-甲基苯酚、1，3，5-三(甲基)-2，4，6-三(3，5- 二特丁基_4_羥基苄基)苯、1，3，5-三(3，5-二特丁基-4-羥基苄基)異氰酸酯或2，4，6-三特丁基苯酚中的一種或幾種；所述受阻胺為癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)酯或丁二酸與(4-羥基-2，2，6，6-四甲基-I-哌啶乙醇)聚合物；所述光穩定劑為多官能五(甲基)哌啶酯、多(甲基)聚合型哌啶、癸二酸雙(2，2 ' ,6,6 ;-四甲基哌啶)酯、4-苯甲酸基_2，2 ' ,6,6 ;-四甲基哌啶、癸二酸二(1，2，2 ' ,6,6 7 -五甲基-4-哌啶酸基)酯和4-(對甲基苯磺醯胺基)-2，2』，6，6』 -四(甲基)哌啶中的一種或幾種。
10.一種利用權利要求I 9中任一項所述的組合物製備樹脂光學元件材料的方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟(1)按配方將原輔料用0.2-3. OMffl過濾器過濾後充填到用已固定的玻璃模具內； (2)充填後的模具放入烘箱按如下的加熱程序和時間依次進行聚合反應25 33°C下0.5小時，33°C 35°C下2小時，35°C 50°C下10小時，50°C 60°C下4小時，60°C 100°C下 4 小時，IOO0C 100°C下 2 小時，IOO0C 80°C下 I 小時； (3)拆除玻璃模具，即得樹脂光學元件材料。
全文摘要
本發明主要涉及一種用於製備高透光率高耐候性光學鏡片材料的組合物，該組合物由配方量的甲基丙烯酸樹脂、乙烯基單體、分子量調節劑以及引發劑、紫外線吸收劑、內脫模劑、調色劑組成；本發明還涉及利用該組合物製備光學元件材料的方法。製得的光學材料透光率大於98%，並且較強的抗紫外線能力和耐候性；製備方法過程簡單、成本較低，非常適合大規模的工業化生產。
文檔編號C08F212/36GK102675538SQ20121016192
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者朱海峰, 謝公興, 謝公晚 申請人:江蘇明月光電科技有限公司