一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树 脂组合物及其制备方法，属于光学树脂材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 光学树脂镜片与普通的玻璃镜片相比，因其质量轻，易染色和耐冲击性优异而被 广泛应用于市场，而为了满足镜片可以阻挡散射光线和高透过率效果，在镜片的两侧表面 需经过多次喷涂(Si02，Zr02等），但经喷涂后镜片的强度会显著下降，此类问题在低曲 折镜片，中曲折镜片，尚曲折镜片及初尚曲折镜片都有发生。
[0003] 现有技术中使用低曲折性能的高分子二甘醇双烯丙基碳酸酯制作的光学树脂镜 片（中心厚度1.2mm)在经过多次涂层后，使用FDA标准的钢球（16.8g)，于127cm的高度，进行 钢球跌落试验时，镜片中心破碎。
[0004] 现有技术中的高曲折镜片，主要成分是在间苯二甲酸二烷基多元醇中添加二烷基 间苯二甲酸和二甘醇双烯丙基碳酸的混合物，而为增加镜片强度，向二烷基间苯二甲酸中 添加乙醇，但使用改性间苯二甲酸二烯丙酯制作中曲折树脂镜片（中心厚度1.2mm)，在 经过多次涂层试验后，最终未能通过FDA测试；同时为达到使四（3-巯基丙酸)季戊四醇酯镜 片强化的目的，在异氰酸酯和氰酸酯中添加了酒精，制成了强度优秀的光学树脂镜片，但因 该树脂镜片的黏度非常高，导致注入速度缓慢，同时液相流动时产生大量烟气，最终导致生 产出来的光学树脂镜片不良率非常高。
[0005] 现有技术中的高曲折度及初高曲折镜片，采用二异氰酸酯和1，2_二巯基及乙基-3_巯基丙烷的聚合物，并利用脂肪族异氰酸，1，2_二巯基及乙基-3-巯基丙烷及四（3-巯基 丙酸)季戊四醇酯提高镜片的曲折率，此方法虽然将曲折率提高，但最终镜片经过多次喷涂 后未能通过Π )Α测试，而注塑而成的聚碳酸酯镜片在经过多次喷涂后，虽然其强度增加，但 是耐热性减弱，镜片中心变形严重。
[0006] 现有技术中的耐冲击性镜片，采用异氰酸酯，氰酸酯，四（3-巯基丙酸)季戊四醇酯 以及四（3-巯基丙酸)季戊四醇酯和季戊四醇四甲基丙烯酸酯的混合物研制出高强化的光 学镜片，但使用此方法制得的中曲折镜片强度较高，却对高曲折镜片却没有效果，同时与注 塑方法制成的树脂镜片聚碳酸酯一致，其耐热性较弱并且经过喷涂后，不良率很高。多次喷 涂后镜片中心区域变形严重。
[0007] 因此，制备一种具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合物应用于光学树 脂镜片成材，对改良其性质具有重大意义。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种运用有机和无机杂交的具有高耐 冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合物及其制备方法，制成的光学树脂组合物可用于制 备光学树脂镜片，使光学树脂镜片具有质量轻、易成型、易染色、高透明性及高阿贝数的特 点，同时表面经过喷涂后具有尚冲击性，尚耐热性及尚曲折率等优点。
[0009] 本发明是通过如下的技术方案予以实现的： 一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合物，所述 光学树脂组合物的组成成分按质量百分比计如下： 混合物A 100% 无机材料 0.1-5% 紫外吸收剂 0.05-6% 脱模剂 0.01-5% 聚合引发剂 0.01-5% 颜色调节剂 0.03-2%; 其中，所述混合物A由混合物B和无机材料混合而成，所述无机材料的质量百分比为混 合物郎勺0.1-5%，所述无机材料为1102^02,211(0!〇2中的一种 ； 所述混合物B由按质量百分比计30-60%的混合物C和40-70%的混合物D组成； 所述混合物C为异氰酸酯，氰酸酯和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的三者混合，或上述 任意两者混合而成，所述异氰酸酯与氰酸酯的摩尔比为1:0.3，所述异氰酸酯与氢化二苯基 甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1:0.4,所述氢化二苯基甲烷二异氰酸酯与氰酸酯的摩尔比为 1:(0.1-0.5)； 所述混合物D为四（3-巯基丙酸)季戊四醇酯和2,3_二硫代(2-巯基)-1-丙烷硫醇中的 混合而成，所述四（3-巯基丙酸)季戊四醇酯与2,3_二硫代(2-巯基)-1-丙烷硫醇的摩尔比 为(0.3~1):1; 所述紫外吸收剂为2_(2 '-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2 ' -羟基-3 '，5 '-二叔 -叔丁基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(2'_羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯-2H-苯 并三唑、2-(2 ' -羟基-3 '，5 ' -二叔戊基苯基-T-)-2H-苯并三唑、2-(2 ' -羟基-3 '，5 ' -二叔丁 基-叔苯基)-2H-苯并三唑、2(2 ' -羟基-5 '-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2 ' -羟基-5 ' -叔 辛基苯酚)-2H-苯并三唑、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛 氧基二苯甲酮、4-十二烷氧基-2-羟基二苯甲酮、2,2'，4,4'_四羟基二苯甲酮、2,2'，4， 4'-四羟基二苯甲酮和2,2'_二羟基_4,4'_二甲氧基二苯甲酮中的一种； 所述脱模剂为酸性磷酸酯，所述酸性磷酸酯包括异丙基酸磷酸酯，二异丙基酸磷酸酯， 丁酸磷酸酯，辛酸磷酸酯，二异癸酸磷酸酯，十三烷酸磷酸和双十三烷酸磷酸； 所述聚合引发剂是具有锡基和氨基的化学物，所述具有锡基的化合物包括二月桂酸二 丁基锡、二(三氯甲基）碳酸酯、苯骈三氮唑；辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、四氟化锡、四 氯化锡、四溴化锡、四碘化锡、甲基三氯化锡、丁基三氯化锡、二甲基二氯化锡、二丁基二 氯化锡、三甲基氯化锡、三丁基氯化锡、三苯基氯化锡和二丁基硫化锡。
[0010] 上述一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合 物，其中，优选地，所述氢化二苯基甲烷二异氰酸酯与氰酸酯的摩尔比为1:(0.2~0.4)。
[0011] 上述一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合 物，其中，所述光学树脂组合物20°C时的液相粘度是15~180 cps。
[0012] 上述一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合 物的制备方法，其制备方法如下： 按质量百分比计将30-60%的混合物C与40-70%混合物D投入氮气填充的反应器中得混 合物B，随后添加无机材料，所述无机材料的质量百分比为混合物B的0.1-5%，得混合物A，再 添加质量百分比为混合物D的0.05-6%的紫外吸收剂，0.01-5%的脱模剂，0.01-5%的聚合引 发剂和0.03-2%颜色调节剂，减压搅拌2~5个小时后，终止反应并减压脱泡即可。
[0013] 上述一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合 物，可应用于制备光学树脂镜片，其制备方法如下： 将光学树脂组合物注入至模具后放入到烘箱中，控制温度为33~37°C保持2h，经5h升 温至38~42°C，经12h升温至115~130°C并在该温度下保持2h，在经2h冷却至60~80°C，移除 模具后，在105~135°C温度下要进行1.5~3小时的热处理，并进行硬化处理和多层喷涂处理 即可。
[0014] 本发明的有益效果为： 本发明制得的光学树脂组合物的液相折射率为(nD) 1.430~1.635,液相比重为1.02~ 1.35，光学树脂镜片的固相折射率为(nD) 1.535~1.675，阿贝数为35~48，固相比重为1.12 ~1.45,光学树脂镜片具有优秀的耐冲击性和耐热性，以及优秀的轻质性，成形性，染色性， 透明性及高阿贝数的性质，镜片的表面经硬质处理和多层喷涂后，可保持镜片优异的特性， 并且可以利用喷涂多性能的涂层，将镜片应用到各行各业。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步说明： 实施例1 一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合物，可应 用于制备光学树脂镜片，其制备及应用方法如下： (1) 将氢化二苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI) 176.5g和氰酸酯(HDI)86.9g，将四（3-巯 基丙酸）季戊四醇酯（PETMP)150g，2,3-双（硫代（2-巯乙基））-1-正丙硫醇（MDODT)lOOg， 0.5g Si02,紫外吸收剂2-(2'_羟基_3'，5'_二叔丁基-叔苯基）-5-氯-2H-苯并三唑 (HBCBT)20g，脱模剂丁酸磷酸酯(BP)0.2g，聚合引发剂二(三氯甲基）碳酸酯(BTC)1.2g， 和1%的颜色调节剂卜羟基-4-(对甲苯胺基)-蒽醌(HTAQ )20ppm，PRD10 ppm放入反应器中， 并冲入氮气保护，减压搅拌2个小时后，停止反应得组合物； (2) 将组合物注入玻璃模具中，（折光度-6.00)后，放入循环烘箱，在35°C维持2小时， 经3小时升温至40°C，经12小时升温至130°C，并在该温度下维持2小时，经2小时温度降至 70°C;树脂经强化后，从模具中取出得光学镜片，光学镜片的中心厚度为1.2mm，直径为 75mm； (3) 光学镜片经强碱溶液超声洗涤后，在130°C热处理2小时； (4) 经步骤(3)中得到的光学镜片通过加硬液的侵蚀后，经热固化处理，镜片的两侧表 明面需喷涂氧化硅，氧化锆，氧化硅，ΙΤ0，氧化锆，氧化硅，氧化锆，以及水膜(含氟聚合物） 等即可。
[0016] 实施例2 一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合物，其制 备及应用方法如下： 将氢化二苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)176.5g和氰酸酯(HDI)86.9g，将四（3-巯基丙 酸）季戊四醇酯（PETMP)150g，2,3-双（硫代（2-巯乙基））-1-正丙硫醇（MD0DT)100g，0.5g Ti02，紫外吸收剂2-(2 '-羟基-3 '，5 '-二叔丁基-叔苯基)-5-氯-2H-苯并三唑(HBCBT)20g， 脱模剂丁酸磷酸酯(BP)0.2g，聚合引发剂二(三氯甲基）碳酸酯(BTC)1.2g，和1%的颜色调 节剂卜羟基 -4-(对甲苯胺基)-蒽醌(HTAQ )20ppm，PRD10 ppm放入反应器中，并冲入氮气保 护，减压搅拌2个小时后，停止反应得组合物。
[0017] 实施例3 一种运用有机和无机杂交的具有高耐冲击、耐热性和折射率的光学树脂组合物，其制 备及应用方法如下： 将氢化二苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)176.5g和氰酸酯(HDI)86.9g，将四（3-巯基丙 酸)季戊四醇酯(PETMP)150g，2,3-双(硫代（2-巯乙基））-1-正丙硫醇(MD0DT)100g，0.5g Zn (0H)2，紫外吸收剂2-( 2 ' -羟基-3 '，5 ' -二叔丁基-叔苯基）-5-氯-2H-苯并三唑（HBCB