一種彈性光學樹脂材料及其製備方法

2023-08-01 13:05:16

專利名稱：：一種彈性光學樹脂材料及其製備方法
技術領域：
：'本家明涉及光學樹脂材料
技術領域：
，具體地講是一種彈性光學樹脂材料及其製備方法，'是一種可填充於液晶面板和面板的透明覆蓋層之間的光學材料。
背景技術：
：製造手機時，一般需要在i蓋層和液晶面板之間設置間糜，'以保護液晶兩板在外界衝擊的作角下不被銜壞。但是，由於按照液晶面板的玻璃底輯、中間間隙的空氣層、覆蓋層使用的強化玻璃或丙烯酸樹脂板的順序疊'加的材料的拚射率不同，因此太陽光或背光源發出的光線在穿過上述材料的界面時會出現部分反射，引起光散射,使圖像亮度和對比度下降。而且，為了糹l和外部衝擊，空氣間隙需.要達到lmm左右。目前，消費者使用的手機的覆蓋層一般為複合塑料(PC/P齒A)材質的，折.光率在1.5.01.52之間，.液晶面板的玻璃底板的折光率在,l.52左右。眾所周知，空氣的折光率為1.0。因此'，'折光率的巨大差別造成手機屏幕圖像的亮度和)^.比度下降，尤募在戶外使用時，影響更為明顯。祈光率為1.52左右又具有橡膠彈性是填充於液晶面板初面板的透明覆.M層之間的光學樹脂材料的重要性能。要製備較高折光傘的光學樹脂，.可以敘過在，合物分子結構中引入一些特殊基團和元素，如^族元素、重金辱離子、芳環或稠環、硫原子等。前兩者顯然不符合環保fe要求，*有苯環和胺基的樹脂在受到紫外光照射的時候容易發生黃變，也不能夠來用。含硫的聚氨酯樹脂，又被稱為硫代氨基甲酸酯樹脂，其具有較高的折光率和優異的耐衝擊性能，，被廣泛的用作光學樹脂，主要用於辨脂鏡片。該樹脂通過硫醇與異氰酸酯的縮合反應求製備，但為了保持樹脂的光學均勻性，反應時間較長，例如24小吋以上，生產效率較低。自由基麥合的速率很快，生產效率翕。將硫代氨基甲酸酯辨脂與自.由寧舉'合結合起來，能夠製得折光率較高的光學樹脂。中國專'利公開號CN1172819A提出一種快速聚合的光學樹脂組合物，包括硫代氨基甲酸乙酯預聚物、多官能度..(甲基)丙烯酸酯、可進行自由基，^合的化合物等三種組分。該光學樹脂組合物的官能團含量較高；周化後'硬度較高，沒有^橡膠彈性。'...........中國專利'公開號CN101139430A公開的光學樹脂組合物由二異氰酸酯混合物、四巰基化合物、自由基引發劑等組成，具有1.531.57的固相折:光率，主要用於光學透鏡的製造。中國專利公開號CN1414987A涉及的可聚合有機組合物包含多官能度(甲基)丙烯酸酯、硫代或二硫代氨塞甲酸酯.預聚體，固化後折光率在丄60以上>巴氏硬度在l以上，其折^;率和硬度較高；
發明內容:，本發明的目的是克服上述豈有技術的不足，而提供一種彈'性光學樹脂:材料。.本發明的另一目的是提供一種彈性光學樹脂材料的製備方法.。.本發明主要解決了現有的光學樹脂材料生產效率低、硬度高無彈性等.問題。-'為了達到上述目的，本發明是這樣實現的一種彈性光學樹脂材料，其特殊之處在於按重量百分比它是由7585%的單/雙巰基化合，與1525%的二異第酸酯在胺類催化劑的作用下，進行預聚合製備A組分；二官能度(甲基)丙烯酸酯與阻聚.劑混，配成B組分;按A組分:B組分=6070:4030的重查p2比混合，再加入A、.B組分總重量的1.03.O9光弓!發劑，混合均勻並脫浪,'紫外光照射固化後即得到彈性光學樹脂材料。'.'所迷的胺類催化劑為N，N-二甲基環己胺、二乙烯三胺、三乙烯.四胺、四乙烯五胺、.三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二正丁基乙醇胺、三'乙胺、'三亞乙基二胺中的一種，三乙胺是最優選的。所述的具有單/雙巰基化合物包括單巰基化合物或雙巰基'化合物或二'#的混合物；單巰基化合物為巰基乙酸甲酯、巰基乙酸乙酯、'巰棊乙酸異辛酯、'巰基乙酸正丁酯、單鄉基乙酸t油酯中的一種或兩種及兩種以上混'合，巰基乙酸正丁酯和巰基乙酸異辛酯是最優'選的;雙巰基化合物為2,2'-硫代；乙硫'醇、苯二硫醇、4,4，-硫代二苯硫醇、二巰基乙驄乙二醇酯、.二(3-巰基丙酸)乙二醇酯、2,5_二巰基甲基-1，4-二噻烷中的一種或兩種及兩種以上混合，二巰基乙酸乙二醇酯和二(3-巰基丙酸)乙二醇酯是最優選的。.'''所述的二異氰酸酯為六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異彿爾酮二異氰酸酯(IPDI)、4,4，.-二苯塞甲烷二異氰酸酯(MDI)、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、間四亞甲基二甲苯二異氰酸酯..(ra-TM-XDI)、氫化MDi(H-MDI)、氫化XDI(H-XDI)中的一種，IPDI是最優選的。'所述的二官能度(甲基)丙烯酸酯為乙氧化雙酚A二.(甲基)丙烯酸酯、.烷氧化已二醇二(甲基)丙烯酸酯二縮三乙二醇二.(甲基)丙烯酸酯、三縮四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、'.1，'6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯中的一種或兩種友兩種以上的混合，'1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯和1,6「已二醇二(甲基)丙烯酸酯是最優選的。所述的阻聚劑為對苯二酚、對羥基苯甲醚、2,6-二硝基對甲酚、4,6-二硝基」2-仲丁基苯酚、對叔丁基鄰苯二酚、2，6-二叔丁基對乙基苯酚中的一種或兩種及兩種以上混合，對羥基苯甲醚是最優選的。''.所述的光引發劑為2-羥基-甲基苯基丙烷-l-酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-甲基-1「(4-甲硫基苯基〉-2-嗎啉華-1-丙酮、安息香雙甲醚、2,4「6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、異丙基硫雜蒽酮、二來甲酮中的一種或兩.種及兩種以上混合，1-羥基環己基苯基甲酮是最優選的。？本，明的一種彈性光學樹脂材料的製備方法，其特殊之處在，它包括如下工藝步驟'.a制A組分，在室溫密閉'條件下，將單/雙巰基化合物與的二異氰酸酯混合'，在胺類f崔化劑的作用下，二者在6(TC條件下反應6小時，出料，充氮氣密封保存，製得A組分；.'.'b制p6分，在室溫的條件下，將'二官能度(甲基)丙烯酸酯與阻聚劑混合，攪拌均.勻，製得B組分；'ic混合得成品，A組分與B組分混合，再加入光引舉劑，混合均勻並脫泡，紫外光照射固化後即得到彈性光f樹脂材料。'.本發明的一種彈性光學樹脂材料及其製備方法與已有技術相比具有突出的實質性特點和顯著進步，1、其製備工藝簡單易行，生產效率高，過程'的可控性及重複性好，反應條件溫和，無汙染，低成本；2、網成的^^具有彈性，因此可以作為緩衝材料，用於填充手機屏幕的覆華層和液晶面板之間的間隙，能夠起到緩和外部衝擊的作用，同時增強亮度和.對比度。具體實施例方式...為了更好地理解與實施，下面結合實施例詳細說明本發明。.實施例l，在攪拌釜中，室溫條件下加入750g巰基乙酸異辛酯，密封攪拌，抽真空2Q分鐘，通入氮氣，邊攪拌邊加入250g的異佛爾酮二異氰酸酯，混合攪拌均勻，再添加配成的化合物總重量的50ppm的三乙胺，升溫至6(TC條件下反應6小時，得一無色透明的液體，充氮氣崈封保存，制:得預聚體，即為A組分；在室溫的條件下，將1000gl，4-丁二醇二丙烯酸酯與.3g對羥基苯甲醚混合，攪拌均勻，配成B組分；將A組分和B組分按60:.40的重量配比混合後加入二者總重量2.0%的1-羥基環己基苯基甲酮作為光引發劑，混合均勻並脫泡，將其置於紫外燈(紫外線強度為50m^cm2)'下照射10秒鐘，固化後即得到彈性光學樹脂材料。.'實il例'2，在攪拌釜中，室襌條件下加入600g二巰基乙酸乙二醇酯和200g巰基乙酸正丁酯，密封攪拌，抽真空20分鐘，通入氮氣，邊攪拌邊加入'200g的六亞甲基二異氰酸酯(HDI)，混合瑰拌均勻，再添加配成的化合物總童量的lOO如m的N，N-亡甲基環己胺，升溫至60'C條件下反應6小時，得一無色透明的液體，充氮氣密封保存，製得預聚體，即為A組分；:在室溫的i件下，將100(^1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯與3.5g對苯二酚混合，攪拌均勻'，配成B組分;'將A組分和B組分按67:33的重量配比混合後加入二者總重量1.0%的2-羥基-甲基苯基丙烷-1-幽作為光引發郫，混.合均勻並脫泡，將其置於紫外燈(紫外線強度為50mw/cm2)下照射'10秒'鍾，固ft後即得到彈性光學樹脂材料。.實施例3，在攪拌釜中，室溫條件下加入ssog二(3-蘋華丙酸)^二醇酶'，密封攪拌，抽真空20分鐘，通入氮氣，邊攪拌邊加入,150g的4，4'-二苯華甲烷二異氰酸酯(MDI>，混合攪拌均勻，再添加配^的化合物總重.'量的65ppm的二乙烯三胺，升溫至6(TC條件下反應6小時，,一無色透明的液體；充氮氣密封保存，'製得預聚體，即為A組分；在室溫的條件下，.將1000gl，6-己二醇二丙烯酸酯與5g2，6-二硝基對甲酚混合，攪拌均勻，配成'B組分；將.A組分和B組分按70:30的重量配比混合後加入二者總重量3.0%的2-甲基71-2-嗎啉基-1-丙酮作為光引發劑，繩合均勻並脫泡，將其置於紫外燈(紫外線強度為50mw/cm2.)下照射10秒鐘，瞎化後即得到.彈性光學樹脂材料。.'，,比較例1,'採用三官能度巰基化合物製備的預聚體與多官能度丙烯酸酯以及二乙烯基苯配製的組合物光固化而得到的樹脂如下:.向781g三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)中加入219g間四亞甲基二甲苯二異氰酸齙並混合，在氮氣氛下於40攝氏度攪拌下向其中加入1份N,N-二甲基環己基二胺，'混奮瑰拌均勻，升溫至6(TC條件下反應6小時，得一無色透明的液體，充氮氣密封保存，製得預聚體，即為A'組分；在室溫的條件下，括850g三(丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯與150g二乙烯基苯混合，攪拌均勻，配成B組分;將A組分和B組分按35:65的重量配比混合後加入二者總重量0.04%的2-羥基-2匸甲基-l-苯基丙烷-2-酮作為光引發劑，混合均勻並P泡得到.光學樹脂組合物。將組合物其置於紫外燈(紫外線強度為50mw/cm2)下照射10秒鐘，固化後即得到光學樹脂材料。-將上述3個實施例與比較例1的產品進行測量，結果列於表1，。..表i'tableseeoriginaldocumentpage8通過表l.可知，利用相同的製備方法，採用三官能度巰基化合物製備的預聚體與多官能度丙烯酸酯以及二乙烯基苯配製的組合物光固化而得到的樹脂硬k較高，折光率也較高，不適於作為手機屏幕的填充物。實施例4,在攪拌釜中，室溫條件下加入400g巰棊乙酸甲酯和400g巰基乙酸^酯，密封攪拌，抽真空20分鐘，通入氮氣，邊攪拌邊加入200g的苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)，混合攪拌均勻，再添加配成的化合物總奪量的85ppm的三乙烯四胺，升溫至60。C條件下反應6小時，得一無色透明的液體，充氮氣密封保存，製得預聚體，即為A組分；在室溫的條件下，將500g乙載化雙酚A二丙烯酸酯和500g烷氧化已二醇二丙烯酸酯與2g4，2-仲丁基苯酚和2g對叔丁基鄰苯二酚混合，攪拌均勻，配:成B組分；將A組分和B組分按65:35的重量配比混合後加入二者總軍量2.5%的異丙基硫雜蒽酮和二苯甲酮作為光引發劑，混合均勻並脫泡，辨其置於紫外燈(紫外線強度為50mw/cm2)'下照射10秒鐘，固化後即得到彈性光學樹脂材^l".。實施例5，在攪拌釜中，室溫條件下加入260g2,2'-硫代二乙硫醇、260g苯二硫醇和260g4,4，-硫代二苯硫醇，密封攪拌，抽真^20分鐘，通入氮氣，邊攪拌邊加入220g的苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)，混合攪拌均勻.，再添加配'成的化合物總重量的60ppm的N，N-二正丁基乙醇胺，升溫室60。C條件下反應6小時，得一無色透明的液體，充氮氣密封保存，'製得預聚體，即為A組分；在室溫的條件下，將80g二縮三乙二醇二丙^豳酯、80g三縮四乙二醇二丙烯酸酯.和60g聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯與1.5g苯二酚1.5g4，6-二硝基-2-仲丁基苯酚和1.5g2，6-二叔丁基對乙基苯酚混合，辨拌均勻，配成B糹且分；將A'組分和B組分按62:38的重量配比混合後加入二者總重量1.5%的安息香雙甲醚、2，4，6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化藤和二苯甲酮作為光引發劑，混合均勻並脫泡，將A置f紫外燈(紫外線強度為5'0mw/cm2)下照射10秒鐘Z'固化後即得到彈性光學樹脂材料。權利要求1、一種彈性光學樹脂材料，其特徵在於按重量百分比它是由75～85％的單/雙巰基化合物與15～25％的二異氰酸酯在胺類催化劑的作用下，進行預聚合製備A組分；二官能度(甲基)丙烯酸酯與阻聚劑混合配成B組分；按A組分∶B組分＝60～70∶40～30的重量配比混合，再加入A、B組分總重量的1.0～3.0％光引發劑，混合均勻並脫泡，紫外光照射固化後即得到彈性光學樹脂材料。2、根據權禾U要求1所述的所述的一種彈性光學樹脂材料，其特徵在於,所述'的胺類催化劑為N，N-二甲'基環己胺、二乙烯三胺、.三乙烯四胺、四乙'烯i胺、三'乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N,N-二正丁基乙醇胺、三乙胺、.三亞乙基二胺中的一種，三乙胺JI最優選的。'3.'根據權利要求1所述的所述的.一種彈性光學樹脂材料，其特徵在於所述的具有單/雙巰基化合物包括單巰基化合物、雙巰基化合物或二者的混合物；單巰基化合物為竭基乙酸甲酯、巰基乙酸乙酯、巰基乙酸異辛酯、'巰基乙酸正丁酯、'單巰基乙酸甘油酯中的一種或兩種及兩種以上的混合，巰基乙酸正丁酯和巰基乙酸異辛酯是最fe選的；雙巰基化:合物為2，2，-硫代二乙硫醇、苯二硫醇、4,.4'.-硫代二苯硫醇、二巰基乙酸^二醇酯、.二.-乂37^基丙酸)乙二醇酯、2,5-二巰基甲基-1，4-二噻烷中的一種或兩種及兩種以上的混合，二巰基乙酸乙二醇酯和二(3-巰基丙酸)乙二醇酯是最'優選的。4.根裙權利要求1所述的所述的一種彈性光學樹脂材料，其特徵在於所述的二異氰酸酯為六亞甲基二異'氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、4,4，'-;苯基甲垸二異氰酸酯(MDI)、苯二亞申塞二異氰酸酯(XDI)、間四亞甲基二甲苯二異氰酸酯,.(m-TM-XDI)、氫化MDJ(H-MDI)、il化XDI^H-XDI)中的一種，IPDI是最優選購。5、根據權利要求1所述的所述的一種彈性光學樹脂材料，其特徵在於所鴻的±官能度(甲基)丙烯酸酯為乙氧化雙酚A二(甲基)'丙烯酸酯、烷氧化已；醇二(甲基)丙烯酸.酯、二縮三乙二醇二(甲基)'丙烯酸酯、三縮四乙二醇二.(甲基)丙烯酸酯、'1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-已二醇二(申基)丙烯酸酯、^乙二醇二(甲基)丙烯酸酯—'的一種或兩'#^兩種以下的混合，1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯和1,6-已二醇.-二(甲基)丙烯酸酯是最優選的。6、根據權利要求1所述的所述的一種彈性光學樹脂材料，其特徵在於.所述的阻聚劑為對苯二酚、對羥基苯甲醚、2,6-二硝基對甲酚、4，6-二硝基-2-仲丁i苯酚、對叔丁基鄰苯二酚、2，6-二叔丁基對乙基苯酚中的一種或兩種及兩種以上的混合，對羥基苯甲醚是最優選的。.'7、根據權利要求1所述的所述的二種彈性光學樹脂材料，其特徵在於-所述的光引發劑.為2-羥基-甲基苯基丙烷-l-酮、1-羥基環己基苯基，甲酮、.2-甲基-1-(4，甲硫基苯基)-2-嗎啉基-lT丙酮、安息香雙甲醚、'2，'4，6-三甲i來甲醯基二苯基氧化膦、異丙基硫雜蒽酮、二苯甲酮中的一種或兩種及:兩種以上混,，1-羥基環己基苯基甲酮是最優選的。'8、上述權利要求的^種彈性光學樹脂材料的製備方法，其特徵在於它.包括如下工藝步驟a制A'組分，在室溫密閉條件下，將單/雙巰基化合物與二異氰酸酯混合，在胺類催化劑的作用下，二者在6(TC條件下反應6小時，出料，充氮氣密封保齊，'製得A組分；b制B組分，在室溫的條件下，將二官能度(甲基)丙烯酸酯與阻聚.劑混合，攪拌均勻，製得B組企；'.'c混合得成品，按A組分與B,組分混合，再加入光引發劑，混合均勻:並脫泡，紫外光照射固化後即得到彈性光學樹脂材料。全文摘要本發明為一種彈性光學樹脂材料及其製備方法，其特徵在於首先在胺類催化劑的作用下，將單/雙巰基化合物與二異氰酸酯進行預聚合製備A組分，然後將二官能度(甲基)丙烯酸酯與阻聚劑混合配成B組分，按重量百分配比A組分∶B組分＝60～70∶40～30的比例將AB組分混合，再加入AB組分總重量的1.0～3.0％光引發劑，混合均勻並脫泡，紫外光照射固化後即得到彈性光學樹脂材料；該方法製備工藝簡單，過程的可控性及重複性好，反應條件溫和，無汙染，低成本，製成的產品彈性好，可用於填充手機屏幕的覆蓋層和液晶面板之間的間隙，增強亮度和對比度。文檔編號C08G18/72GK101613450SQ20091001684公開日2009年12月30日申請日期2009年7月16日優先權日2009年7月16日發明者崔亨利,王建斌,解海華申請人:煙臺德邦科技有限公司