光致变色固化性组合物、其固化体及含有该固化体的层叠体的制作方法_5

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法。作为引发聚合的手段,可以通过热或紫外线(UV线)、α线、β 线、γ线等的照射或两者的并用来进行。此时,优选在本发明的光致变色固化性组合物中 配合上述的热聚合引发剂或光聚合引发剂等自由基聚合引发剂。
[0220] 在本发明中,使用上述聚合引发剂时,该聚合引发剂的使用量相对于聚合性单体 100质量份,优选为〇. 001~10质量份、更优选为〇. 01~5质量份的范围。
[0221] 若要例示代表的聚合引发剂,作为热聚合引发剂,例如可举出过氧化苯甲酰、过氧 化对氯苯甲酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化乙酰等过氧化二酰;过氧化-2-乙基己 酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸枯基酯、过氧化苯甲酸叔丁酯等过氧化酯; 二异丙基过氧化二碳酸酯、二仲丁基过氧化二碳酸酯等过碳酸酯;偶氮双异丁腈等偶氮化 合物等。
[0222] 在使本发明的光致变色固化体组合物热聚合时,在聚合条件中,特别是温度会影 响得到的光致变色固化体/层叠体的性状。该温度条件受热聚合引发剂的种类和量以及单 体的种类的不同的影响,不能一概而限定,但优选进行所谓的锥形聚合,即,一般在较低温 度下开始聚合,缓慢地使温度逐渐上升,聚合终止时在高温下使之固化。聚合时间也与温度 同样地根据各种要素的不同而不同,因此优选预先根据这些条件确定最佳时间。优选选择 使得聚合能够在2~24小时内完成的条件。
[0223] 作为光聚合引发剂,例如可举出:1-苯基-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环 己基苯基酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮等苯乙酮系化合物;1,2-二 苯基乙烷二酮、甲基苯基羟乙酸酯(夕卩 3 _シU -卜)等α -二羰基系化合物;2, 6-二 甲基苯甲酰二苯基氧化膦、2, 4, 6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、2, 4, 6-三甲基苯甲酰二苯 基膦酸甲酯、2, 6-二氯苯甲酰二苯基氧化膦、2, 6-二甲氧基苯甲酰二苯基氧化膦等酰基氧 化膦类化合物。这些聚合引发剂可以使用1种、或混合使用2种以上。另外,也可以并用热 聚合引发剂和光聚合引发剂。在使用光聚合引发剂的情况下,可以并用叔胺等公知的聚合 促进剂。在采用混入法、层叠法的二段聚合法的情况下,优选配合热聚合引发剂。在采用层 叠法的涂布法的情况下,优选配合光聚合引发剂。
[0224] 在使本发明的光致变色固化体组合物光聚合时,在聚合条件中,特别是UV强度会 影响所得的光致变色固化体/层叠体的性状。该照度条件受光聚合引发剂的种类和量以及 单体的种类不同的影响,不能一概而限定,优选选择条件使得一般以〇. 5~5分钟的时间照 射365nm的波长、50~500mW/cm2的UV光。
[0225] 接着,说明混入法、层叠法的具体例。
[0226] 混入法
[0227] 若要例示制造光致变色固化体时的代表性的聚合方法,可举出如下的铸塑聚合: 在用弹性体垫圈或间隔圈保持的玻璃模具间注入配合有热聚合引发剂的本发明的光致变 色固化性组合物,在空气炉中聚合固化后,从模具中取出固化体。在使用光聚合引发剂的情 况下,向每个模具进行UV照射,然后从模具中取出固化体即可。
[0228] 层叠法
[0229] 涂布法
[0230] 另外,在通过涂布法制造光致变色层叠体的情况下,在塑料透镜上通过旋涂法等 涂布混合有光聚合引发剂的本发明的光致变色固化性组合物,设置在氮等惰性气体中后, 进行UV照射,由此得到利用涂布法的层叠体。
[0231] 二段聚合法
[0232] 在通过二段聚合法制造光致变色层叠体的情况下,在上述混入法中,通过将一方 的玻璃模具作为塑料透镜基材,以另一方的玻璃模具与塑料透镜基材之间产生间隙的方式 配置。接着,在该间隙中通过与上述混入法同样的方法注入光致变色固化性组合物,进行同 样的操作即可。
[0233] 在制造以上的光致变色层叠体的情况下,为了提高得到的层叠体的密合性,对所 使用的塑料透镜基材的表面,可以实施通过碱性溶液、酸溶液等的化学处理、电晕放电、等 离子体放电、通过研磨等的物理处理,还可以进一步层叠粘接层。
[0234] 光致变色固化体/层叠体的特性、及后处理
[0235] 通过上述方法聚合本发明的光致变色固化性组合物而得到的光致变色固化体/ 层叠体即使在高温多湿的情况下也能够抑制裂纹等外观不良,且能够制成光致变色特性优 异的光致变色塑料透镜。另外,在光致变色层叠体中,抑制成型时产生的裂纹等外观不良, 可赋予优异的表面硬度。
[0236] 进而,通过上述方法得到的光致变色固化体/层叠体可以根据其用途实施如下所 述的处理。即,可以实施采用分散染料等染料的染色、利用硅烷偶联剂或以硅、锆、锑、铝、 锡、钨等的溶胶为主成分的硬涂剂、或Si0 2、Ti02、Zr02等金属氧化物的薄膜蒸镀或有机高分 子薄膜的涂布的防反射处理、抗静电处理等的加工和2次处理。 实施例
[0237] 接着,使用实施例和比较例,详细地说明本发明,但本发明不限定于本实施例。
[0238] 予以说明,本实施例中使用的化合物如下所述。以下叙述关于[Al]成分的制造方 法。
[0239] 制造例
[0240] [Al]成分的制造
[0241] (M-1单体的制造方法)
[0242] 向由六亚甲基二醇(50mol% )和五亚甲基二醇(50mol% )的碳酰氯化得到的聚 碳酸酯二醇(数均分子量500)300g(0. 6mol)中加入丙烯酸108g(2. 5mol)、苯300g、对甲苯 磺酸llg(0. 06mol)、对甲氧基苯酚0· 3g(700ppm(相对于聚碳酸酯二醇)),在回流下反应。 通过反应生成的水与溶剂共沸,用分离器仅将水排除到体系外,溶剂返回到反应容器中。反 应的转化率通过从反应体系中排除的水分量确认,确认从反应体系中除去了 21. 6g的水分 量,停止反应。然后,溶解在600g苯中,用5%碳酸氢钠中和,然后用20%食盐水300g洗涤 5次,得到210g透明液体。
[0243] 表1中示出各组成、配比。
[0244] (M-2~M-6单体的制造方法)
[0245] 关于作为[Al]成分的M-2~M-6单体的制造方法,除了表1、2所述的聚碳酸酯二 醇、(甲基)丙烯酸酸、从反应体系中除去的水分量以外,与M-I单体的制造方法同样地实 施。
[0246]
[0247]
[0248] [A2]成分
[0249] TMPT :三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
[0250] D-TMPT :双三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯。
[0251] A-TMMT :季戊四醇四丙烯酸酯。
[0252] [A3]成分
[0253] [A3a]成分
[0254] APG200 :三丙二醇二丙烯酸酯。
[0255] 3PG :三丙二醇二甲基丙烯酸酯。
[0256] 4PG :四丙二醇二甲基丙烯酸酯。
[0257] [A3b]成分
[0258] BPE100 :2, 2-双[4-(甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]丙烷(乙二醇链的平均链 长为2. 6,平均分子量为478)。
[0259] [A3c]成分
[0260] BPE500 :2, 2-双[4_(甲基丙烯酰氧基-聚乙氧基)苯基]丙烷(乙二醇链的平 均链长为10,平均分子量为804)。
[0261] 其他[A3]成分
[0262] A200 :四乙二醇二丙烯酸酯。
[0263] A400 :聚乙二醇二丙烯酸酯(乙二醇链的平均链长为9,平均分子量为508)。
[0264] APG400 :聚丙二醇二丙烯酸酯(丙二醇链的平均链长为7,平均分子量为536)。
[0265] M90G :新中村化学工业(株)制'M90G'单官能性甲基丙烯酸酯(甲氧基聚乙二醇 甲基丙烯酸酯)。
[0266] 4G:四乙二醇二甲基丙烯酸酯。
[0267] 3G:三乙二醇二甲基丙烯酸酯。
[0268] 9G :聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(乙二醇链的平均链长为9,平均分子量为536)。
[0269] 14G :聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(乙二醇链的平均链长为14,平均分子量为736)。
[0270] U2PPA :新中村化学工业(株)制'U-2PPA' 2官能性氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯 (丙稀酸当量为240,分子量为482)。
[0271] EB4858 =Daicel-UCB公司制。2官能氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯(丙烯酸当量为 227) 〇
[0272] U4HA :新中村化学工业(株)制'U-4HA' 4官能性氨基甲酸酯丙烯酸酯(分子量 596)。
[0273] GM:缩水甘油基甲基丙烯酸酯。
[0274] MAPEG :聚乙二醇甲基丙烯酸酯(平均分子量526)。
[0275] MAl : γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0276] ΜΑ2 :2_异氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯。
[0277] PMSl :倍半硅氧烷单体。
[0278] 〈PMS1 的合成〉
[0279] 向3-三甲氧基甲硅烷基丙基甲基丙烯酸酯248g(l. Omol)中加入乙醇248ml和水 54g(3. Omol),添加作为催化剂的氢氧化钠0. 20g(0. 005mol),在30°C下反应3小时。确认原 料消失后,用稀盐酸中和,添加甲苯174ml、庚烷174ml和水174g,除去水层。然后,水洗有 机层至水层为中性,通过浓缩溶剂而得到倍半硅氧烷单体(PMSl)。予以说明,通过1H-NMR, 确认原料完全消耗。另外,通过29Si-NMR,确认为笼状结构、梯状结构和任意结构的混合物。
[0280] 通过凝胶渗透色谱法(GPC法)测定倍半硅氧烷单体(PMSl)的分子量,结果,重均 分子量为4800。
[0281] (B)光致变色化合物
[0282]
[0284] (C)J^j[0285] MPEAE :平均分子量550的甲氧基聚乙二醇烯丙基醚。[0286] a-MS : α -甲基苯乙烯。[0287] MSD : α -甲基苯乙烯二聚物。[0288] 其他配合剂(添加剂)
[0283]
[0289] 稳定剂
[0290] HALS :双(1,2, 2, 6, 6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(分子量508)。
[0291] HP :亚乙基双(氧亚乙基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯](汽 巴精化公司制,Irganox245) 〇
[0292] 热聚合引发剂
[0293] ND :过氧化新癸酸叔丁酯(商品名:八一7、'于少ND,日本油脂(株)制)。
[0294] 0:1,1,3, 3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯(商品名-才夕夕0、日本油脂 (株)制)。
[0295] 光聚合引发剂
[0296] ?1:苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰)-氧化膦(商品名:1找 &(311代819、8厶3卩公司 制)。
[0297] 实施例1 (混入法)
[0298] 充分混合以下成分:[Al]成分:M - 1 16质量份、[A2]成分:TMPT 10质量份、[A3] 成分:3PGX 43质量份、EB4858 25质量份、M90G 5质量份、缩水甘油基甲基丙烯酸酯1质量 份、(C)成分:a MS 0· 5质量份、MSD L 5质量份、其他配合剂(添加剂)稳定剂:HALS 0· 1 质量份、(B)成分:PCl 0. 03质量份、PC2 0. 01质量份、PC3 0. 03质量份、作为聚合引发剂 的过氧化丁基ND 1质量份、过氧化辛基0 0. 1质量份。各配合量示于表3。
[0299] 将所得的混合液(光致变色固化性组合物)注入到由玻璃板和含有乙烯-乙酸乙 烯酯的共聚物的垫圈构成的铸模中,通过铸塑聚合来聚合聚合性单体的基本上全部量。聚 合使用空气炉,从30°C至90°C经18小时缓慢地逐渐升高温度,在90°C下保持2小时。聚 合终止后,从铸模的玻璃模具中取出光致变色固化体(制作直径8cm的光致变色固化体)。 根据该方法,制作30个光致变色固化体。
[0300] 将所得的光致变色固化体(厚2_)作为样品,向该样品隔着工7 口^只过滤 器(3 -二'y夕社制)用(株)浜松水卜二夕只制的氙灯L-M8O (3〇OW) SHL-100,在 20°C ±1°C,以聚合物表面的光束强度 365nm = 2. 4mW/cm2、245nm = 24 yW/cm2照射 120 秒,使之显色,测定上述固化体的光致变色特性。各光致变色特性、及吸水率、高温多湿下的 特性、机械强度、成型性通过以下方法评价,示于表6。在以下的评价中,测定10个光致变色 固化体,用其平均值表示。
[0301] 1)最大吸收波长(Xmax):为通过(株)大塚电子工业制的分光光度计(瞬间多 通道测光系统,MCPD1000)求得的显色后的最大吸收波长。该最大吸收波长与显色时的色 调相关。
[0302] 2)显色浓度{ ε (120)- ε (〇)}:为上述最大吸收波长中的120秒光照射后的吸光 度{> (120)}与上述ε (0)之差。可以说,该值越高,光致变色性越优异。另外,通过目测 评价屋外显色时的显色色调。
[0303] 3)退色速度[tl/2(秒)]:光照射120秒后,在停止照射光时,样品的上述最大波 长中的吸光度降低至1> (120)-ε (0)}的1/2为止所需的时间。可以说,该时间越短,光致 变色性越优异。
[0304] 4)吸水率:将光致变色固化体在IKTC的烘箱下干燥12小时,测定除去水分 后的重量(Ml),然后,将上述固化体在40°C的蒸馏水中浸渍7天后,测定重量(M2),测定光 致变色固化体的重量能增加到何种程度。对于吸水率(%),将{(M2-M1)/M1X100的值作 为吸水率(% )}
[0305] 5)裂纹试验:裂纹试验是对将上述吸水率的测定中在40°C的蒸馏水中浸渍7天的 光致变色固化体10个在110°c的烘箱下干燥2小时后的固化体表面进行目测观察。评价方 法是计数10个中观察到有裂纹的光致变色固化体有几个。
[0306] 6)L标尺洛氏硬度(HL):将上述固化体在25°C的室内保持1天后,使用明石洛氏 硬度计(型号:AR-10),测定光致变色固化体的L标尺洛氏硬度。
[0307] 7)拉伸强度(kgf):使用得到的光致变色固化体形成为厚2mm、直径5αιιΦ的圆盘 状试验片后,在该圆盘状试验片的成为直径的线上,通过钻头加工穿孔以距周边分别为4mm 的点为中心的直径2πιπιΦ的2个孔,向得到的2个穿
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