一种聚氨酯树脂光学材料耐热性能改进的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光学树脂技术领域，尤其设及一种聚氨醋树脂光学材料耐热性能改进 的方法。
【背景技术】
[0002] 目前市场上主流眼镜镜片的折射率在1. 5左右，因此如要制作高度数镜片，必须 通过增加眼镜镜片的厚度来实现，运同时也就增加了眼镜的重量。与光学玻璃相比，聚氨醋 光学材料应运而生，它具有折射率高、质量轻、抗冲击和易加工成型等优点，可更好地应用 于眼镜镜片等产品。但在眼镜片的后期加工及使用过程中即要求镜片具有高的抗热致变形 能力，又具有高的耐热性，而前者尤为重要。
[0003] 目前，市售的聚氨醋树脂镜片质量、性能参差不齐，尤其W添加具有高成本、高度 刚性结构和高折射率的特种异氯酸醋为高耐热性镜片为代表产品。从成本角度出发，采用 具有低成本、抗黄变性能优异、较高折射率的1,4-环己烧二异氯酸醋、间苯二甲基二异氯 酸醋、异佛尔酬二异氯酸醋、1,6-二异氯酸醋基己烧、二异氯酸醋基聚乙二醇、二环己基甲 烧4, 4-二异氯酸醋等异氯酸醋替代特种异氯酸醋成为时下开发低成本聚氨醋树脂镜片的 主流，但该聚氨醋树脂镜片则不可避免的出现耐热溫度低的问题，该问题大大加重了低成 本聚氨醋树脂镜片在后期加工与长期使用中的质量隐患。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本申请提供一种聚氨醋树脂光学材料耐热性能改进方法，通过将二元 醇或二元硫醇与二元締控W-定比例聚合成低聚物，作为改性剂加入到由多元硫醇与二元 异氯酸醋制备的聚硫代氨基甲酸醋光学树脂的预聚体中，通过脱泡、诱注、升溫固化，使树 脂镜片耐热性能提高至108°c~120°C。 阳0化]一种聚氨醋树脂光学材料耐热性能改进的方法，用聚氨醋低聚物改性剂改进聚硫 代氨基甲酸醋树脂镜片的耐热性，具体步骤如下：
[0006] (1)将二元醇或二元硫醇与二元締控W0. 5~2:1的摩尔比混合，于溫度50°C~ l〇〇°C下，揽拌反应比，揽拌过程中通氮气保护，聚合成低聚物改性剂；
[0007] 似10~25°C条件下，将多元硫醇与二元异氯酸醋按照（-SH) : (-NC0)摩尔比为 (0. 95~1. 05) :1进行混合，加入催化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、消泡剂、调色 剂、脱模剂、光亮剂进行混匀，于室溫下反应比后，制备聚氨醋树脂预聚体；
[000引 做10~25°C条件下将步骤（1)制备的低聚物改性剂加入到步骤似制备的聚 氨醋树脂预聚体中，低聚物改性剂占聚氨醋树脂预聚体总质量的0. 1%~20%，经过揽拌 (0. 5~比）、脱泡（0. 5~比）、固化工艺（19~2地）后得到高耐热性聚氨醋树脂光学材料。 [0009] 所述二元醇选自式I中所示的a或b或C，其中3 ;所述的二元硫醇选自 如式II中所示的d或e或f，其中3 ;二元締控结构如式IIUR为任意一种具有一 定刚性结构的官能团）；（1《n《3)n值过大，低聚物小分子链柔性过强，作为改性剂时不 利于树脂耐热性的提高。
[0011] 所述二元醇选自烷基二元醇、聚酸二元醇、聚硫酸二元醇中的任意一种；二元硫醇 选自烷基二元硫醇、聚酸二元硫醇、聚硫酸二元硫醇中的任意一种。
[0012] 所述的烷基二元醇选自乙二醇、丙二醇、辛戊二醇、羡二醇、五乙二醇、异已二醇、 下二醇、戊二醇、己二醇中的任意一种；所述的聚酸二元醇选自二乙二醇、=乙二醇、四甘 醇、聚丙二醇中的任意一种；所述的聚硫酸二元醇选自硫二甘醇、3, 6-二硫杂-1，8-辛二醇 中的任意一种；所述的聚酸二元硫醇选自2, 2-氧二乙硫醇、2, 2-(1,2-乙二基双氧代）双 乙硫醇、2, 2'-(2, 2'-硫代二（乙烧-2, 1-二基）二（硫烧二基））二乙醇中的任意一种； 所述的聚硫酸二元硫醇包含2, 2' -硫代双（乙硫醇）、1，4, 7-=硫环壬烧、四硫环十二烧、 六硫环辛烧中的任意一种。
[0013] 所述的烷基二元硫醇选自1,5-戊二硫醇、1,6-己二硫醇、1,8-辛二硫醇、1，10-癸 二硫醇、1，9-壬二硫醇、1，4-下二硫醇、邻苯二硫醇、1，4-苯二硫醇、1，3-苯二硫酪、2, 6-糞 二硫酪中的任意一种。
[0014] 所述二元締控选自二丙締醒缩季戊四醇、二乙締基讽、二乙締基硫酸、二乙締基 酸、二乙締苯、二乙締基苯基麟、1,3-二乙締基-2-咪挫嘟酬、二乙締基乙二醇、二乙締 基-1，4-下二醇酸、己二酸二乙締基醋、硫化二乙締基、1，2-二乙締基-1，1，2, 2-四甲基二 硅氧烷、1，3-金刚烧二甲基二乙締基酸、金刚烷基-1，3-二乙締基酸、9, 10-二乙締基蔥、 二乙締基四苯基二硅氧烷、1,4-二环己烧二甲基二乙締基酸、偶氮二环己基甲腊二乙締基 苯-2-乙締基化晚、1,5-己二締-3-烘、3, 9-二乙締基-2, 4, 8, 10-四氧杂螺[5. 5] ^烧、 1，3-二乙締基-1，3-二甲基-1，3-二苯基二硅氧烷中的任意一种；
[0015] 所述二元异氯酸醋选自1,4-环己烧二异氯酸醋、1,5-奈二异氯酸醋、甲苯二异 氯酸醋、二苯基甲烧二异氯酸醋、间苯二甲基二异氯酸醋、异佛尔酬二异氯酸醋、1,6-二异 氯酸醋基己烧、二异氯酸醋基聚乙二醇、3, 3-二甲基-4, 4' -二苯基二异氯酸醋、二环己基 甲烧4,4-二异氯酸醋、乙（基）苯（基）二异氯酸醋、赖氨酸二异氯酸醋、邻苯二甲基二 异氯酸醋、S甲基六亚甲基二异氯酸醋、4-氯-6-甲基间亚苯基二异氯酸醋、3, 3' -二氯联 苯-4, 4'-二异氯酸醋、1-氯甲基-2, 4-二异氯基苯、二甲基联苯二异氯酸醋、3, 3'-二甲氧 基-4, 4'-联苯二异氯酸醋、1，4-环己烧二甲基二异氯酸醋、1，3-双（1-异氯酸根-1-甲基 乙基）苯中的任意一种；
[0016] 所述多元硫醇选自4-琉基甲基-1，8-二琉基-3, 6-二硫代辛烧、2, 3-二（2-琉 基乙基硫代）-3-丙烷-1-硫醇、2, 2-二（琉基甲基）-1,3-丙烷二硫醇、二（2-琉基乙基） 硫化物、四（琉基甲基）甲烧、2-(2-琉基乙基硫代）丙烷-1,3-二硫醇、2-(2,3-二（2-琉 基乙基硫代）丙基硫代）乙烧硫醇、二（2, 3-二琉基丙醇）硫化物、二（2, 3-二琉基丙醇） 二硫化物、1,2-二（2-琉基乙基硫代）-3-琉基丙烷、1,2-二（2-(2-琉基乙基硫代）-3-琉 基丙基硫代）乙烧、二（2-(2-琉基乙基硫代）-3-琉基丙基）硫化物、2-(2-琉基乙基硫 代）-3-2-琉基-3-[3-琉基-2-(2-琉基乙基硫代）-丙基硫代]丙基硫代-丙烷-1-硫 醇、11-二（琉基甲基）-3, 6, 9, 12-四硫代四癸烧-1，14-二硫醇、季戊四醇四（3-琉基丙 酸醋）、=亚甲醇丙烷=(3-琉基丙酸醋）、季戊四醇四（2-琉基醋酸盐）、二季戊四醇-乙 酸-苯丙锡（3-琉基丙酸醋）、1，1，3, 3-四（琉基甲基硫代）丙烷、1，1，2, 2-四（琉基甲基 硫代）乙烧）、4, 6-二（琉基甲基硫代）-1,3-二嚷烧及2-化2-二（琉基二甲基硫代）乙 基）-1，3-二嚷烧中的任意一种。
[0017] 所述的揽拌脱泡工艺具体如下：常压揽拌20min~60min后，在揽拌条件下开 始进行真空脱泡，脱泡时长为20min~40min后停止揽拌，只进行真空脱泡，脱泡时长为 20min~40min;改性聚氨醋预聚体完成真空脱泡工序后，诱注到玻璃模具中，于10°C~ 20°C室溫条件下静置30min，开始进行固化工艺。
[0018] 所述的固化工艺为升溫固化，具体的升溫梯度和所对应的持续时间如下所示：
[0019] (1) 一次固化方案
[0020] 升溫梯度30°C~80°C，持续时间化；
[0021] 升溫梯度80°C~80°C，持续时间化；
[0022] 升溫梯度80°C~90°C，持续时间化；
[0023]升溫梯度90°C~100°C，持续时间化；
[0024]升溫梯度100°C~120°C，持续时间化； 阳0巧]升溫梯度120°C~120°C，持续时间化；
[0026]升溫梯度130°C~70°C，持续时间Ih;
[0027] 似二次固化方案
[0028]升溫梯度130°C~130°C，持续时间化；
[0029]升溫梯度130°C~70°C，持续时间比。
[0030] 聚氨醋树脂的固化过程中包含两个反应过程：链增长反应与交联反应。在树脂的 链增长反应阶段，通过给予足够反应时长和升溫梯度，树脂的聚合度得到最大化提高，从而 得到最佳的力学性能、耐热性。在某一溫度范围内，随着树脂固化时间的延长，树脂的聚合 速率逐渐下降，因而需要进一步提高固化溫度W提高反应进度。在树脂的交联反应阶段，同 样需要通过梯度升溫给予交联反应活化能，从而保证树脂反应稳定进行。交联反应与链增 长反应的分界溫度所主原料不一而变化，一般在60°C~90°C之间。
[0031] 所述的脱模剂种类包含硅油、天然蜡、全氣烷基丙締酸醋、聚乙二醇、憐酸二正下 醋、憐酸二异丙醋、壬基酪聚氧乙締基酸憐酸醋中的一种或几种，优选加入量为0.03~ 0. 08%，加入量过大降低树脂玻璃化溫度，加入量过小镜片难W脱模；
[0032] 所述消泡剂种类包含有机娃消泡剂、高碳醇脂肪酸醋复合物、聚氧乙締聚氧丙締 季戊四醇酸、聚氧乙締聚氧丙醇胺酸、聚氧丙締甘油酸和聚氧丙締聚氧乙締甘油酸、聚二 甲基硅氧烷、乙二醇、丙二醇、壬基酪聚氧乙締基酸憐酸醋中的一种或几种，优选加入量为 0. 5~2. 0%，加入量过大镜片放热严重或发生白化，加入量过少气泡脱除不彻底；
[0033]所述的紫外线吸收剂包含UV-P、UV-0、UV-9、UV-531、UVP-327、UV-324、UV-326、 UV-329、UV-329、UV-541、UV-1157、纳米二氧化铁、纳米氧化锋、纳米氧化错中的至少一 种，优选UV-P与UV-1157,加入量分别为0. 3~0. 6%，两种紫外线吸收剂配合使用可对 28〇111]1~40〇]11]1紫外线实现100%吸收；
[0034] 所述的光稳定剂包含GW-540、744、HPT、770中的一种或几种，加入量优选0.2~ 0. 3%，可W有效泽灭紫外线等高能光导致断链产生的活性自由基；
[0035] 所述的抗氧剂种类包含1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂2264、 抗氧剂1098、抗氧剂245、抗氧剂300、抗氧剂330中的一种或几种，加入量优选0. 1%，可有 效防止树脂老化；
[0036] 所述的调色剂种类包含油溶紫401、紫色剂511、紫红剂中的一种或几种，加入量 为1~5ppm，使镜片美观的同时延缓镜片老化