环氧和硫代环氧官能的可聚合组合物和由其制备光学制品的方法_4

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'-氰基乙基)-2-苯基咪唑,3, 3-双(2-乙基-4-甲基咪唑基)甲烷,烷基咪 唑和异氰脲酸的加合物,烷基咪唑和甲醛的缩合物等;和脒例如1,8-二氮杂双环[5. 4. 0] ^ 碳稀,1,5-二氮杂双环[4. 3. 0]壬稀,5, 6-二丁基氨基-1,8-二氮杂双环[5. 4. 0] ^ 碳稀等。
[0145] 合适的膦的具体的例子包括三甲基膦、三乙基膦、三异丙基膦、三丁基膦、三环己 基膦、三辛基膦、三苯基膦、三苄基膦、三(2-甲基苯基)膦、三(3-甲基苯基)膦、三(4-甲 基苯基)勝、二(^乙基氣基)勝、^甲基苯基勝、^乙基苯基勝、^环己基苯基勝、^乙基 苯基勝、^环己基苯基勝、乙基^苯基勝、^苯基环己基勝、氣^苯基勝等。
[0146] 可以用作催化剂的季铵盐的例子包括四甲基氯化铵,四甲基溴化铵,四甲基乙酸 铵,四乙基氯化铵,四乙基溴化铵,四乙基乙酸铵,四正丁基氟化铵,四正丁基氯化铵,四正 丁基溴化铵,四正丁基碘化铵,四正丁基乙酸铵,四正丁基硼氢化铵,四正丁基六氟亚磷铵, 四正丁基亚硫酸氢铵,四正丁基四氟硼酸铵,四正丁基四苯基硼酸铵,四正丁基对甲苯磺酸 铵,四正己基氯化铵,四正己基溴化铵,四正己基乙酸铵,四正辛基氯化铵,四正辛基溴化 铵,四正辛基乙酸铵,三甲基正辛基氯化铵,三甲基苄基氯化铵,三甲基苄基溴化铵,三乙基 正辛基氯化铵,三乙基苄基氯化铵,三乙基苄基溴化铵,三正丁基正辛基氯化铵,三正丁基 苄基氟化铵,三正丁基苄基氯化铵,三正丁基苄基溴化铵,三正丁基苄基碘化铵,甲基三苯 基氯化铵,甲基三苯基溴化铵,乙基三苯基氯化铵,乙基三苯基溴化铵,正丁基三苯基氯化 按,正丁基三苯基溴化按,1-甲基溴化吡啶鐵,1-乙基溴化吡啶鐵,1-正丁基溴化吡啶鑰, 1-正己基溴化吡啶鑰,1-正辛基溴化吡啶鑰,1-正十二烷基溴化吡啶鑰,1-苯基溴化吡啶 鑰,1-甲基溴化甲基吡啶鑰,1-乙基溴化甲基吡啶鑰,1-正丁基溴化甲基吡啶鑰,1-正己基 溴化甲基吡啶鑰,1-正辛基溴化甲基吡啶鑰,1-正十二烷基溴化甲基吡啶鑰,1-苯基溴化 甲基吡啶鑰等。
[0147] 合适的季鱗盐的具体例子包括四甲基氯化鱗,四甲基溴化鱗,四乙基氯化鱗,四乙 基溴化鱗,四正丁基氯化鱗,四正丁基溴化鱗,四正丁基碘化鱗,四正己基溴化鱗,四正辛基 溴化鱗,甲基三苯基溴化鱗,甲基三苯基碘化鱗,乙基三苯基溴化鱗,乙基三苯基碘化鱗,正 丁基三苯基溴化鱗,正丁基三苯基碘化鱗,正己基三苯基溴化鱗,正辛基三苯基溴化鱗,四 苯基溴化鱗,四羟基甲基氯化鱗,四羟基甲基溴化鱗,四羟基乙基氯化鱗,四羟基丁基氯化 鱗等。
[0148] 叔锍盐的具体例子包括三甲基溴化锍,三乙基溴化锍,三正丁基氯化锍,三正丁基 溴化锍,三正丁基碘化锍,三正丁基四氟硼酸锍,三正己基溴化锍,三正辛基溴化锍,三苯基 氯化锍,三苯基溴化锍,三苯基碘化锍等。
[0149] 合适的仲鹏鐵盐包括^苯基氣化鹏鐵,^苯基漠化鹏鐵,^苯基鹏化鹏鐵等。
[0150] 三卤化硼及其络合物的具体例子包括三氟化硼,三氟化硼-乙醚络合物,三氟化 硼正丁醚络合物,三氟化硼-酚络合物,三氟化硼-乙基胺络合物,三氟化硼-哌啶络合物, 三氟化硼-乙酸络合物,三氟化硼-三乙醇胺络合物,三氟化硼-氨络合物等。
[0151] 催化有机酸及其酯的例子包括磺酸,羧酸及其酯。其具体例子包括甲磺酸,三氟甲 磺酸,苯磺酸,对甲苯磺酸,10-chamfer磺酸及其甲基醋和乙基醋。
[0152] 金属卤化物的具体例子包括氯化锌,氯化铁,氯化铝,氯化锡,氯化钛,甲基二氯化 铝,乙基二氯化铝,二甲基氯化铝和二乙基氯化铝。
[0153] 存在于该反应混合物中的催化剂的用量足以影响该反应混合物中环硫丙基 官能团之间的反应。该催化剂的用量典型地是0. 001-3重量%,例如0. 005-2重量%,基于 该反应混合物中树脂固体的总重量。
[0154] 在本发明的某些实施方案中,在即将将反应混合物引入模具之前,可以将另外的 反应物加入到该反应混合物中。例如可以将至少一种不同的可聚合烯属不饱和单体(包括 任何上面公开的那些)加入到该反应混合物中。另外或者备选地,可以将至少一种化合物 (其具有两个或更多个环硫丙基官能团,但是没有可聚合烯属不饱和基团)加入到该反 应混合物中。这样的化合物的例子包括双(β -环硫丙基)硫醚,双(β -环硫丙基)二硫 醚和双(β -环硫丙氧基苯基)丙烷。双(β -环硫丙氧基苯基)丙烷(也称作双酚A二硫 代缩水甘油醚)可以作为包含2, 2-双(4-缩水甘油氧基苯基)丙烷和硫脲的反应组合物 的反应产物而形成。该2, 2-双(4-缩水甘油氧基苯基)丙烷可以作为包含2, 2-双(4-羟 基苯基)丙烷(双酚Α)和表氯醇的反应组合物的反应产物而形成。
[0155] 在一些实施方案中,用于固化本发明的可聚合组合物的热固化周期包括在引发剂 存在下,将该可聚合组合物在2小时-48小时的时间从室温加热至50°C -150°C,或者在 12-24小时的时间从55°C加热至90°C或100°C,或者在12-24小时的时间从65°C加热至 115°C 或 125°C。
[0156] 本发明反应混合物的聚合导致形成了聚合物,其可以处于成形制品的形式。获自 本发明可聚合组合物的聚合的聚合物是固体,和在一些实施方案中是透明的。由本发明的 可聚合组合物所制备的透明聚合物可以用于光学或者眼科应用中。
[0157] 由本发明的可聚合组合物所制备的聚合物可以用于形成固体制品例如光学元件 或装置。作为此处使用的,术语"光学"是指属于或者与光和/或视觉有关。例如该光学 元件或装置可以包括眼科元件和装置,显示器元件和装置,窗口,镜子和/或有源(active) 和无源(passive)液晶盒元件和装置。作为此处使用的,术语"眼科"是指属于或者与 眼睛和视力有关。眼科元件的非限定性例子包括矫正和非矫正透镜,包括单光或多光 (multi-vision)透镜,其可以是分段或者非分段多光透镜(例如但不限于双焦距透镜、三 焦距透镜和渐变透镜),以及用于校正、保护或者增强(化妆性的或其它)视力的其它元件, 包括但不限于隐形眼镜,眼内透镜,放大透镜和保护透镜或者护目镜。作为此处使用的,术 语"显示器"是指文字、数字、符号、设计或图形中可见的或者机器可读的信息显示。显示器 元件和装置的非限定性例子包括屏幕、监视器和安全元件例如安全标记。作为此处使用的, 术语"窗户"是指经调整以允许光透射过其中的孔。窗户的非限定性例子包括汽车和飞机 玻璃窗,滤光片,百叶窗和光学开关。作为此处使用的,术语"镜子"是指镜面反射大部分入 射光的表面。
[0158] 在本发明方法的步骤(4)中,可将该反应混合物以形成聚合物的温度和时间引入 到任何期望形状的模具中。该第二反应混合物典型地经历了放热反应,并且在混合后,将它 引入(通常注入)到模具中。在将它引入模具中时,该反应混合物的温度通常高达130°C, 经常高达120°C。将该反应混合物以足以基本上固化该反应混合物和形成模制的光学制品 的温度和时间来保持。该模具可以具有如上所述最终产品所期望的任何形状。它典型地 是透镜模具;经常是用于眼科透镜的模具。该模制的制品然后可以从模具中脱离。通过本 发明的方法所制备的光学制品表现出高产率、高透明度、非常低的雾度、低流动线和低夹杂 物。此外,通过本发明方法所制备的光学制品表现出折射率是至少1.57。
[0159] 在本发明的一种实施方案中(其中该光学制品是透镜),该反应混合物(其可以任 选地脱气)可以引入模具中,并且可以使用本领域已知的多种常规技术加热该模具(即,使 用热固化周期)。该热固化周期可以根据反应物的反应性和摩尔比以及催化剂的存在而变 化。在透镜的具体实施方案中,该热固化周期可以包括将混合物在0. 5小时-120小时的时 间从室温加热到200°C的温度;或者在5小时-72小时的时间从80到150°C。
[0160] 在本发明的一种具体实施方案中,该方法包括下面的步骤:
[0161] (1)将下面的组分一起反应:
[0162] (a)单体,其包含至少一种具有环氧官能团的烯属不饱和酯官能单体;和
[0163] (b)具有两个或更多个硫醇基团的化合物;
[0164] 其中该反应物(a)是以化学计量过量存在的,并且反应物(a)和(b)在碱存在下 经由迈克尔加成反应来反应,以形成包含环氧官能的反应产物和过量单体(a)的产物混合 物;
[0165] (2)将步骤(1)中形成的产物混合物与硫脲反应,以形成硫代环氧官能的可聚合 组合物;
[0166] (3)如下来制备预聚物反应物混合物:
[0167] (i)将步骤(2)中形成的硫代环氧官能的可聚合组合物与下面的组分混合,以形 成反应混合物:
[0168] (a)包含至少一种烯属不饱和单体的第一可聚合组合物;和
[0169] (b)偶氮加聚引发剂;和
[0170] (ii)使(i)中形成的反应混合物中的烯属不饱和基团聚合,来形成在25°C所测量 的阈值粘度是50-500厘泊的预聚物,其中该偶氮加聚引发剂的存在量仅仅足以实现该阈 值粘度;
[0171] (4)将步骤(3)中形成的预聚物反应物混合物与下面的组分混合,来形成可模制 的组合物:
[0172] (a)引发剂包,其基本上没有偶氮引发剂;和
[0173] (b)第二可聚合组合物,其包含至少一种具有两个或更多个烯属不饱和基团的烯 属不饱和单体;
[0174] (5)将步骤(4)中形成的可模制的组合物以足以形成聚合物的温度和时间引入到 一定温度的期望形状的模具中;
[0175] (6)将该聚合物从模具中脱离,以产生光学制品。
[0176] 在本发明的这种实施方案中,在步骤(1)中,单体(a)中的烯属不饱和基团与化合 物(b)中的硫醇基团的当量比经常大于I. 1 :1,并且可以是高达99 :1,例如2 :1,5 :1,10 :1 等的任何比率。
[0177] 在这种实施方案的步骤(4)中,引发剂包(a)典型地包含过氧基官能的引发剂和 催化剂,用于开环聚合。该具有两个或更多个烯属不饱和基团的烯属不饱和单体可以是任 何上面公开的那些;它最经常是二乙烯基苯。
[0178] 使用本发明的可聚合组合物所制备的光学制品典型地表现出高折射率例如至少 1. 57,和高ABBE值例如至少35。
[0179] 本发明更具体地描述在下面的实施例中,其目的仅仅是示例性的,因为对本领域 技术人员来说其中众多的改变和变化将是显而易见的。除非另有规定,否则全部的份数和 百分比是以重量的。 实施例
[0180] 部分1中描述了用于测定所制备的材料性能的分析程序和本文所用的缩写。部分 2描述了对比例1 (硫代甲基丙烯酸缩水甘油酯)的制备。部分3描述了实施例1-11的制 备。部分4描述了用于浇注(casting)实施例1,2,8-11和CE-I的聚合物样品的程序和该 聚合物的性能。
[0181] 部分1-分析程序
[0182] 全部的1H匪R数据是使用在500. 13MHz的标称质子频率运行的Bruker分光计来 获得的。全部的光谱是使用CDCl3作为溶剂来获得的。
[0183] 全部的IR数据是使用Bruker FRA-106/s
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