专利名称：用于制备光学透镜的聚酰胺模塑化合物的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种基于共聚酰胺的新型热塑性处理的透明聚酰胺模塑材料，折射指数nD20超过1.59，优选超过1.6，以及粘度在1.3g/cm3地、包含二胺和二羧酸共聚物。同时，得到了低的双折射，高硬度和耐刮擦的性能。
本发明的聚酰胺模塑材料是根据改进的技术，通过传统压力反应器(高压釜)来制备的。将本发明的模塑材料通过诸如注射模塑、尤其是在多腔工具中的热塑方法再进行成形而得到颗粒。
本发明还关于基于特定共聚酰胺的本发明模塑材料的在制备光学透镜中的使用。
背景技术：
术语“透明聚酰胺”此处指的是(共)聚酰胺(例如模塑材料)，当聚酰胺的厚度为2mm的薄透镜的形式时，它的透射因数至少70％。
光学透镜型料主要是通过高收缩性模塑树脂制备的，该树脂在模具中通过UV活化的固化剂进行固化。通常固化方法能减少体积20％或者更多。复杂的几何形状不再解模(demold)。这种方法的一个优势在于模塑树脂能被加载到能得到折射指数nD20大于1.60和高的硬度以及热变形温度的化合物中。保硬度保护材料防止表面损伤。主要缺点在于长的固化时间，达到40小时，以及倒进高纯模子中的相对复杂的组成。
根据注塑方法而塑造的光学透镜的制造速度提高许多倍。与反应性模塑树脂相比较，处理更简单。能得到高复杂的几何。使用熟知的后面注塑技术，能制造带有别的聚酰胺的组合物。目前，用于透镜的主要是诸如PMMA聚丙烯酸甲酯或者PV(聚碳酸)的无定形塑料。PMMA的一个优点是低的处理温度，高的透明和高硬度。其不足的地方在于低的热变形温度和低的1.49折射指数nD20。PC的优点在于优良的粘度和平均折射指数nD20为1.59。另一方面，其缺点是低的硬度和低的耐化学性。
具有高的热变形温度的PS(聚苯乙烯)或者COC(环烯烃共聚物)是另外的无定形塑料，适合于制造透镜。他们的折射指数nD20和聚碳酸的几乎一样。其不足的地方在于低的硬度、低的热变形温度和低的耐化学性。
为了得到高的折射指数nD20和低的分散，具有高电子密度和高极化能的合适添加剂加入到使用的模塑化合物中。总的来说，在合适的化合物中的例如碘的重原子或者盐可以使用。或者，可以使用表面磨光，来改进诸如折射指数nD20、分散、透射、和硬度等的性能。
通常，在适合于制备聚酰胺的压力高压釜中制造含有脂肪或者芳香二羧酸和脂肪二胺的热塑性、半晶体、和不透明的聚酰胺模塑化合物。在这些方法中，温度在250-350℃之间，压力在10-20bar之间。在反应完后，将聚合物熔化，导通过喷嘴形成线的形状，在水浴中冷却，切成颗粒状。然后将这些颗粒重新熔化在挤出机中重新成形挤出或者注塑成产品。
使用同样的方法，使用单体就可以制造透明的热塑性聚酰胺模塑化合物。其中，晶体构成是由共单体抑制的。具有高的芳香化合物含量的产品通常含有高玻璃转化温度和高粘度以及不能再因为低的流动性从高压釜中排放出来。为了增加流动性，将脂肪族共单体连接在一起，减小玻璃转化温度。
然而，使用高压釜的方法和用注射模塑系统的方法制备折射指数nD20超过1.6，密度在1.3g/cm3以下，高硬度和低的玻璃转化温度用于官学使用的热塑性透明聚酰胺模塑材料还不为人所知道。
使用2，2-取代的、适合于制备膜和光纤的二苯基自由基、根据已经知道的高压釜方法制备的一种热塑性聚氨在US-A-4843141有所描述。达到350℃的各向异性熔融的形成是一必要的特征。在US-A-4355132中，在两种情况下都能得到400℃的各向异性熔融，液晶特征在上面描述中。
US-A-4446305描述了一种用于折射指数nD20为2.0的透明聚酰胺模。目的是制造具有双折射的透明产品。在溶液中，通常是与US-A-4384107和US-A-4520189相似的N-甲基吡硌烷酮溶液，在试验范围内的低温下，进行制造的，其中优选使用芳香反应性氯化物，该氯化物即使在室温下也能与二胺反应。其不足之处是溶剂不得不被除去，HCL的除去是一个非常复杂的洗涤过程。需要确定高折射指数nD20的特定的二羧酸或者二胺通常没有足够的稳定性以使在高压釜中200-300℃下熔融凝固。
基于各种聚酰亚胺和聚醚酰亚胺、Tg大于235℃的各种透明产品从US-A-4216321中可以知道，以及在溶剂中低温下，制造和重新注塑，目的是防止热损伤和脱色。
US-A-5049156描述了一种用于透镜的酰亚胺的透明聚酰胺，其是用芳香对苯二甲酸和芳香二胺制备的，在有机溶剂中，80℃下转化成氨基酸。当溶剂在真空下过滤的时候，产生环的关闭，借此生成酰亚胺。用溶剂制备相应的模制体。，以及恩格在加热压力下、200-400℃下重新注塑和固化。产生的折射指数nD20为1.6-1.7。
EP-A-556646描述了一种具有亚二甲苯基二胺化合物的反应性环氧模塑树脂，使用该树脂用于制备模塑折射指数nD20为1.58的透镜。
GB-A-1420741描述了一种带有三甲基环己基二胺和对苯二甲酸羧酸、比PMMA的折射量高但折射指数nD20在1.59以下的透明热塑性聚酰胺模塑化物的水型接触透镜。
JP09012716和JP09012712描述了一种透明的热塑性聚酰胺，使用二聚或者三聚脂肪酸或者带有11-22个碳原子的二胺以及乙烯二胺通过羧聚的方法得到的。注塑产生的透明透镜密度为0.957，光透射91.2％，相对的低折射率1.496。
EP-A-619336描述了一种透明热塑性聚酰胺模塑化合物，是通过对对-(4-氨基环己基)甲烷和达65％的用十二(烷)二羧酸转化的另一种二胺进行缩聚而得到的。注塑透明透镜显示出较低的折射指数nD20，例如大约为1.51。
EP-A-837087描述了一种透明热塑性聚酰胺模塑化合物，是通过对能被芳香羧酸50％取代的、具有C8-C14二羧酸的环脂肪酸C14-C22二胺或者具有环脂肪C7-C36二羧酸的脂肪C8-C14形成的。注塑透明透镜密度为1.01g/cm3，折射指数nD20为1.51和Abbe系数为52。
JP-A-3050264描述了(A)通过诸如对(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷或者对-(4-氨基-3-甲基环己基)丙烷的环己基二胺或者羧酸二胺和诸如异苯二甲酸或对苯二甲酸的芳香二羧酸和(B)诸如PA66(聚酰胺66)PA66，PA6，PA11的羧酸聚酰胺形成的透明热塑性聚酰胺模塑化合物。能得到折射指数nD20为1.59以下。
JP-A-3033157描述了一种混合物，包含(A)90％透明热塑性聚酰胺模塑化合物，该化合物是通过诸如对-(4-氨基-3甲基环己基)甲烷或者丙烷的环己二胺或者脂环族二胺或者诸如异苯二甲酸或者对苯二甲酸的芳香二羧酸形成的，(B)10％的半芳香聚酰胺，是通过芳香二羧酸和脂肪二胺或者脂肪二羧酸和芳香二胺形成的。折射指数nD20在1.60以下。
JP-A-62204201描述了一种透明热塑性聚酰胺模塑化合物，该化合物是使用己内酰胺、环己二胺和2，2，4-三甲基环己二胺和对苯二甲酸(6/6T/3-6T)制备的，用于制备具有高热变形温度和空间稳定优点的光学透镜。但是折射指数nD20远远低于1.6。
EP-A-345810描述了用于透镜的无色的透明聚酰胺，是通过2，2-对(3，4二羧酸苯基)六氟丙烷二酐和在间位上的芳香二胺或者2，4取代的二苯基甲烷或者丙烷、或者折射指数nD20大于1.6的在间位上的CF3、SO2形成的。透镜的密度在1.33-1.44g/cm3。缺点是在80℃有机溶剂中的构成，需要复杂的干燥过程。透镜是在溶剂的帮助下使用模塑的技术制备的。并没有表明材料是否可以在注射模塑机器中热塑性加工。
本发明的目的是提供一种基于特定共聚酰胺的热塑性透明聚酰胺模塑材料，上述共聚酰胺的折射指数nD20(大于1.6)大于PMMA、PC、PS和COC，密度低，不超过PC的加工温度以及显示出最高的硬度和刚性。
本发明的目的是通过权利要求1模塑化合物、权利要13的方法、和权利要求17和18的光学透镜而获得的。本发明的优势实施例来自于从属权利要求。
令人惊讶的是，本发明确定基于包含带有芳香环的、超过1.6的高折射指数nD20、小于1.3g/cm3的密度、高硬度、低双折射性、和合适的粘度和120-170℃的玻璃转化温度的二胺的共聚酰胺的透明聚酰胺模塑材料可以使用诸如在权利要1-12所示的单体、在改进的方法中的高压釜中制备。本发明用于热塑性透镜材料的聚酰胺注塑材料优点在于简单的和合理的构成。适合于聚酰胺的注射模塑方法中制备透镜的时间是数秒的长度，然而用于含有反应模塑树脂的透镜固化操作需要几个小时。
通过改变共聚酰胺的单体化合物折射指数nD20能在很大的范围内变化。通过化合物注射模塑方法可以将具有不同这是指数的材料可以任意的组合。通过诸如挤出等化合的方法即爱那个诸如添加剂加入进去用于稳定、着色、增强等。
根据改进的方法在常压高压釜中进行本发明的注塑材料的制备，例如浓缩(condensation)。关键在于在高压釜中压力不超过4bar。根据通常的热塑加工对本发明的模塑材料进行重新注塑。与已知的诸如PMMA(聚丙烯酸甲酯)或者PC(聚碳酸)的材料相比，诸如高折射指数nD20、硬度、高的热变形温度等的可选择性能在该产品中可以实现。除了用于光学的性能优点之外，用本发明的模塑材料所制备的模塑部件具有优良的耐化学性。例如，对于光学透镜来说，为了阻止色环的形成和不清晰的图像，需要低的双折射。
本发明的模塑材料的特殊优点在于其能通过注塑产生负载的光学组件。例如，由于杰出的流动性。而且，化学相容的材料的各种结合能使用在此方法中，其光学性能可以变化。这就允许构成有抗聚酰胺的部件构成的优良技术部件。通过使用聚酰胺到聚酰胺的粘结，能同时将抗聚酰胺光学透镜加入到注塑的部件中。
本发明注塑材料的另一个优点在于低于1.3g/cm3的密度下的高的折射指数nD20为1.6以上。允许制备具有实质优点的轻的重量但强的折射透镜。
通过材料的高强度可以获得另一个优点，简化处理步骤，例如后处理和透镜的磨碎，以及与标准注塑透镜材料CR39相似。高硬度显示出优良的表面耐机械损伤性以及能消除表面精制步骤，例如所使用的硬涂层或者另外的保护刨光。
本发明的聚酰胺模塑材料的另一个必须的优势在于透镜高的刚性和硬度。借此，处理和刨光步骤能得到实质性的简化和通过用来加工标准透镜CR-39的磨光剂进行处理。
合适的本发明透明热塑性聚酰胺注塑材料包含芳香二羧酸。例如异苯二甲酸、对苯甲酸或者其混合物；其中异苯二甲酸构成主要成分。另外，相应的酯或另外取代的衍生物能被使用。结晶行为受到萘二羧酸的不同对称或者不对称异构体的选择的影响。芳香二羧酸的一部分，例如5mol％，可以被具有2-12个的脂肪族二羧酸取代。
发明内容
本发明的基于共聚酰胺基透明热塑性聚酰胺模塑材料，折射指数nD20超过1.59，优选超过1.6，包含主要重量成分二胺和带有芳香环的二羧酸，其特征在于，有通式I所示的链
-{IPS-NH-R1-NH}n1-{TPS-NH-R2-NH}n2-{CO-R3-NH}n3(I)
其中，n1＝40～100wt％
n2＝60～0wt％
n3＝0～30wt％，以及n1、n2、n3的重量百分比总和为100％；
带有核R1和R2的二胺可以是相同的或不同的，二胺是由对亚二甲苯基或者甲基-亚二甲苯基单元构成的，以及由具有2-12的CH2单元的线性脂肪链或者支链的脂肪链或者具有单个或者混合包含的环脂肪核链，100mol％的二羧酸中包含至少40mol％的异苯二甲酸(IPS)以及，作为残基，可以部分或全部被萘二羧酸取代的对苯二甲酸。
模塑化合物的高达30重量％的共聚酰胺，能被氨基酸或者带有核R3的内酰胺取代，上述R3包含5-11个CH2单元的链。
优选通式II所示的共聚酰胺化合物，
MXDI/MXDT/6I/6T (II)
相对于100mol％的二胺和100mol％的二羧酸，各化合物成分包含有以下mol％比例
20～100mol％的间亚二甲苯基二胺(MXD)，
80～0mol％的环己基二胺(6)，
50～100mol％的异苯二甲酸二胺(I)，和
50～0mol％的对苯二甲酸(T)，其中间亚二甲苯基二胺能完全的或者部分被对亚二甲苯基二胺取代，以及对苯二甲酸能完全或者部分被萘二羧酸取代，对称的和不对称的异构体都可以使用，但优选不对称的异构体。
优选通式II所示的共聚酰胺化合物，
MXDI/MXDT/6I/6T (II)
相对于100mol％的二胺和100mol％的二羧酸，各化合物成分包含有以下mol％比例
20～80mol％的间亚二甲苯基二胺(MXD)，
80～20mol％的环己基二胺(6)，
60～80mol％的对苯二甲酸二胺(I)，和
40～20mol％的对苯二甲酸(T)。
优选通式III所示的共聚酰胺化合物，
6I/6T/6NDC (III)
相对于100mol％的二胺和100mol％的二羧酸，各化合物成分包含有以下mol％比例
20～80mol％的萘二羧酸(NDC)，带有对称的或者不对称的取代位置或者其组合，特别是2，6-萘二羧酸，
40-20mol％的异苯二甲酸(I)，
40-0mol％对苯二甲酸(T)，和
100mol％的环己二胺(6)，该环己二胺能全部的或者部分的被乙烯二胺、三甲基环己基二胺或者具有8-12个碳原子的线性二胺、或者诸如降莰烷二胺、4，4-二氨基二环己基甲烷、3，3-二甲基-4，4-二氨基二环己基甲烷或者其混合物的环脂肪二胺取代。
本发明具有芳香环的合适二胺包括间-亚二甲苯基二胺和/或者对-亚二甲苯基二胺，能包含在共聚酰胺中，相对与100mol％的二胺至少含有50mol％。
在本发明中的共聚酰胺中具有芳香环的二胺或者芳香二羧酸能被5mol％的带有支链或者非支链的、2-12个碳原子的芳香二胺或者2-12个脂肪二羧酸取代。
合适的环脂肪二胺或者环脂肪二羧酸包含诸如降冰片基、环己基、或者二环己基甲烷、二环己基丙烷、二(甲基环己基)甲烷、或者二(甲基环己基)丙烷的骨架。所述的环脂肪二胺或者环脂肪二羧酸能包含达5mol％的所使用的环脂肪二胺或者环脂肪二羧酸。
合适的具有芳香核的二羧酸是异苯二甲酸(ISP)，对苯二甲酸(TPS)、具有不同对称或者不对称异构体的萘二羧酸、能作为酸或者酯的其混合物及其组合。
为了在本发明的共聚酰胺的缩聚反应加快，诸如H3PO2、H3PO3、H3PO4的磷催化剂加入到水性混合物中，加入的总量为0.01-0.2wt％。
为了在聚合以及后面的加工过程中使颜色稳定，包含0.01-0.2wt％的R3PO2、R3PO3、R3PO4型的磷稳定剂，上述式中R是H，或金属离子、或有机线性或者环状残基或者(空间)位阻酚。
为了控制链的长度，使用过多的二胺或者二羧酸，将单官能团胺或者单官能团酸聚合；用作单官能团酸的酸特别是安息香酸、乙酸、丙酸，用作单官能团胺的胺特别是己胺和/或环己基胺。优选带有稳定剂功能型的控制器，例如多替代的哌啶基和叔丁基苯基官能团。
本发明的共聚酰胺在5％的间-甲酚测定的相对粘度为1.33-1.65。
本发明的聚酰胺组合物-也即是说模塑材料-能另外的对于本领域的技术人员熟知的添加剂，尤其是，本发明的模塑材料包含诸如将在400nm以下的UV过滤的UV吸收剂的添加剂、用于对透镜染色的染料、或者根据温度或者波长改变颜色的向热的或者热彩色添加剂、用于提高撞击强度的等折射接枝的核-包层(isorefractive graftedcore-cladding)聚合物、或者润滑剂、或者另外的处理助剂、或者组如玻璃光纤或者球状或者抗白化(anti-bloom)试剂。
本发明的注塑性材料通过已知的浓缩方法在高压釜中进行制备的，其独特的特点在于任何一加工步骤都没有超过锅炉压力10bar，或者优选4bar。在较高压力下，这些带有芳香环的二胺容易形成支链，从而加速了熔融粘度，例如在260℃，以及使得从反应器中不能倒出来。
在挤出中所使用的化合方法表示加入所需要的添加剂的合适方法，例如UV吸收剂，用于将在400nm以下的UV过滤掉、用于对透镜进行着色的染料、或者改变基于温度效果的外观、或者根据温度或者进入光的波长而改变色彩的彩色添加剂、用于碰撞强度的等折射粘结环(graftedcore-cladding polymer)的聚合物。
任何用于热塑性尤其是在多腔工具中的任何已知的方法都适合于对从注塑材料中得到的颗粒重新注塑成光学透镜，例如透镜毛胚。
通过具有极化特征或者具有诸如能过滤400nm以下的UV的UV吸收剂、用于对透镜进行着色的染料、或者改变基于温度效果的外观、或者根据温度或者进入光的波长而改变色彩的彩色添加剂的后面注塑的膜或另外的注塑部件本发明的注塑材料能制备复合透镜。而且，通过使用透镜材料的保护膜的后面注射而得到的复合透镜能影响耐化学性、抗机械压力性、和抗摩擦磨损性。
本发明的高折射模塑材料的合适的应用包含用于眼镜、照相机、双眼望远镜、显微镜、透射仪、视窗、和装饰镜子的透镜。
对要制备的模塑体的表面修饰，可以使用己知的方法，例如用硬涂、软涂刨光、或者UV保护刨光、通过碳或者金属原子进行蒸发涂层、等离子体处理和层聚合。
这些本发明的模塑材料能作为混合化合物用于另外的无定形或者半晶体聚酰胺中和用常用的增强剂、纳米粒子、撞击强度改性剂、阻燃剂、软化剂、和润滑剂来修饰。
下面的实施例3-9用于解释，而实施例1和2处理已知的产品
和
的制备和性能。
参考实施例1
(VB1)
将13,4kg羟基香茅醛内酰胺、10.7kg环脂肪二胺(Laromin 260BASF)、190g安息香酸、悬浮在130L的压力高压釜的40kg水中，在260℃温度下加热2小时，同时通过释放蒸汽限制压力在大约20bar。在压力阶段，在290℃和20bar下继续反应3小时，然后在膨胀阶段缓慢的将压力降低到1bar以及放气大约3个多小时。当达到所需要的搅拌器转矩后，通过大约5mm的地上凿洞(borehole)倒空混合物。通过一个水浴室连接出现的聚合物绳，冷却然后切成颗粒。接着，在滚筒干燥机中90℃下干燥12小时。出现无色的、玻璃转化温度为165℃和在5％的间一甲酚溶液中测定相对粘度为1.55的玻璃聚酰胺。
在Arburg注射模塑机器上对来自干燥颗粒的模塑部件进行摩擦。熔化温度设置在270-290℃，而模塑温度设置在60-80℃。模塑部件的性能总结在表1中。
参考实施例2
将14,4kg环己二胺、13.6kg异邻苯二甲酸、6.8kg对苯二甲酸、125g乙酸、悬浮在130L的压力高压釜的40kg水中，在280℃温度下加热2小时，在压力阶段，通过释放蒸汽限制压力在大约20bar，在接下来的膨胀阶段，继续在280℃下搅拌和缓慢的将压力降低到1bar以及放气大约3个多小时。当达到所需要的搅拌器转矩后，通过大约5mm的地上凿洞(borehole)倒空混合物。通过一个水浴室连接出现的聚合物绳，冷却然后切成颗粒。接着，在滚筒干燥机中90℃下干燥12小时。出现无色的、玻璃转化温度为130℃和在5％的间-甲酚溶液中测定相对粘度为1.45的玻璃聚酰胺。聚合物的性能总结在表1中。
在Arburg注射模塑机器上对来自干燥颗粒的模塑部件进行摩擦。熔化温度设置在260-280℃，而模塑温度设置在50-80℃。模塑部件的性能总结在表1中。
实施例3和8(根据本发明)
将6.44环己二胺、8.75kg间亚二甲苯基二胺、13.13kg异苯二甲酸、6.56kg对苯二甲酸、125g乙酸、悬浮在130L的压力高压釜的40kg水中，在140℃温度下加热2小时，与常用的过程相比，将压力设置在3.5bar，跳过压力阶段直接进行膨胀。用同时的膨胀加热到260℃，以使在高压釜中的压力总在4bar以下。接着，继续搅拌和缓慢的将压力降低到1bar以及放气大约3个多小时。当达到所需要的搅拌器转矩后，通过大约5mm的地上凿洞(borehole)倒空混合物。通过一个水浴室连接出现的聚合物绳，冷却然后切成颗粒。接着，在滚筒干燥机中氮气和100℃下干燥12小时。出现无色的、玻璃转化温度为139-141℃和在5％的间-甲酚溶液中测定相对粘度为1.42-1.45的玻璃聚酰胺。聚合物的性能总结在表1中。
在Arburg注射模塑机器上对来自干燥颗粒的模塑部件进行摩擦。熔化温度设置在250-275℃，而模塑温度设置在30-50℃。模塑部件的性能总结在表1中。
实施例4、5、6和7(根据本发明)
在用表1所列的间亚二甲苯基二胺逐渐增加的数量，与实施例3相似的实施例4中、5、6、和7中，制备聚酰胺。
在Arburg注射模塑机器上对来自干燥颗粒的模塑部件进行摩擦。熔化温度设置在250-275℃，而模塑温度设置在30-50℃。模塑部件的性能总结在表1中。
实施例9(根据本发明)
将14.1环己二胺、3.5萘二羧酸2，6[sic.p.17]、17.2kg异苯二甲酸、230g乙酸、悬浮在130L的压力高压釜的40kg水中，在260℃温度下加热2小时，同时通过释放蒸汽限制压力最大为大约4bar.继续在260℃下搅拌以及缓慢的将压力降低到1bar以及放气大约3个多小时。当达到所需要的搅拌器转矩后，通过大约5mm的地上凿洞(borehole)倒空混合物。通过一个水浴室连接出现的聚合物绳，冷却然后切成颗粒。接着，在滚筒干燥机中90℃下干燥12小时。出现无色的、玻璃转化温度为132℃和在5％的间-甲酚溶液中测定相对粘度为1.48的玻璃聚酰胺。
在Arburg注射模塑机器上对来自干燥颗粒的模塑部件进行摩擦。熔化温度设置在250-275℃，而模塑温度设置在30-50℃。模塑部件的性能总结在表1中。
TR55
(EMS化学)
G21
(EMS化学)
r.V.0.5％间甲酚在0.5％的间甲酚中测到的相对粘度
MVI＝熔化粘度指数
性能的测定
使用的“COND”水的特征是在达到了要求的测试样品上测定的。训练是根据IS01110来进行的。所有的剩余性能均在干燥的测试样品上测定的。
热性数据的测定是在颗粒(干燥120℃/24小时)上进行的，装置是Perkin Elmer DSC，加热速率为20℃/min，冷却速率为5℃/min。
熔融温度是根据IS03146-C来进行测试的。结晶化温度、结晶化热函和结晶化速率在冷却循环(5℃/min)进行测定的。为了测定玻璃转化温度Tg，试样加热到Tg+20℃和熄灭然后在第二热循环中测定(20℃/min)。
在20℃下和模塑部件的剪切块中，使用比重瓶测定密度。
用Gottfert，根据DIN53735/ISO 1133测定MVI。加热时间是275℃下加热4分钟，测定是在5kg下进行的。
E-模件、张力强度、断裂时的延长的机械性能测定是通过根据IS0527的标准测试样品上的张力测试进行的。
撞击强度、(SZ)和刻痕撞击强度(KSZ)是根据ISO 179eU和ISO179eA，通过Charpy在23℃下测定的。
使用Perkin Elmer UV装置，200-800nm范围内，在50×30×3mm的彩色圆片上测定光的透射的。透射数值是在540nm(3mm)的波长给出的。
使用目光，在色色圆片上使用测定50×30×3mm，在Abbe折射仪测定折射指标。折射指标是nD20数值。
根据ISO868，在室温下，对达到要求的样品测定硬度邵尔D。
权利要求
1.一种基于共聚酰胺的透明热塑性聚酰胺模塑材料，折射指数nD20超过1.59，优选超过1.6，主要成分是二胺和带有芳香核的二羧酸，其特征在于，有通式I所示的链
-{IPS-NH-R1-NH}n1-{TPS-NH-R2-NH}n2-{CO-R3-NH}n3 (I)
其中，n1＝40～100wt％
n2＝60～0wt％
n3＝0～30wt％，以及n1、n2、n3的重量比例(wt％)总和为100％；
带有核R1和R2的二胺可以是相同的或不同的，相对于100mol％二胺中至少30mol％的二胺是由对亚二甲苯基或者甲基一亚二甲苯基单元构成，以及由具有2-12的CH2单元的线性脂肪链或者支链的脂肪链，或者具有单个或者混合包含的环脂肪核链构成，100mol％的二羧酸中包含至少40mol％的异苯二甲酸(IPS)以及，作为残基，可以部分或全部被萘二羧酸取代的对苯二甲酸，模塑化合物的高达30wt％的共聚酰胺，能被氨基酸或者带有核R3的内酰胺取代，上述R3包含5-11个CH2单元的链。
2.如权利要求1所述的透明热塑性聚酰胺模塑材料，折射指数nD20超过1.59，优选超过1.6，其特征在于，共聚酰胺具有通式(II)所示的化合物
MXDI/MXDT/6I/6T (II)
相对于100mol％的二胺和100mol％的二羧酸而言，各化合物成分包含有以下mol％比例
20～100mol％的间亚二甲苯基二胺(MXD)，
80～0mol％的环己基二胺(6)，
50～100mol％的异苯二甲酸二胺(I)，和
50～0mol％的对苯二甲酸(T)，其中间亚二甲苯基二胺能完全的或者部分被对亚二甲苯基二胺取代，以及对苯二甲酸能完全或者部分被萘二羧酸取代，包含对称的异构体，但优选包含不对称的异构体或混合物。
3.如权利要求1所述的透明热塑性聚酰胺模塑材料，折射指数nD20超过1.59，优选超过1.6，其特征在于，共聚酰胺具有通式(II)所示的化合物
MXDI/MXDT/6I/6T (II)
相对于100mol％的二胺和100mol％的二羧酸而言，各化合物成分包含有以下mol％比例
20～80mol％的间亚二甲苯基二胺(MXD)，
80～20mol％的环己基二胺(6)，
60～80mol％的对苯二甲酸二胺(I)，和
40～20mol％的对苯二甲酸(T)。
4.如权利要求1所述的透明热塑性聚酰胺模塑材料，折射指数nD20超过1.59，优选超过1.6，其特征在于，共聚酰胺具有通式(III)所示的化合物
6I/6T/6NDC (III)
相对于100mol％的二胺和100mol％的二羧酸而言，各化合物成分包含有以下mol％比例
20～80mol％的萘二羧酸(NDC)，带有对称的或者不对称的取代位置或者其组合，特别是2，6-萘二羧酸，
40～20mol％的异苯二甲酸(I)，
40～0mol％对苯二甲酸(T)，和
100mol％的环己基二胺(6)，其中上述的环己基二胺能全部的或者部分的被乙烯二胺、三甲基环己基二胺或者具有8-12个碳原子的线性二胺、或者诸如降莰烷二胺、4，4-二氨基二环己基甲烷或者混合物的环脂肪二胺取代。
5.如权利要求1-4任意一项所述的聚酰胺模塑材料，其特征在于，共聚酰胺包含基于100mol％二胺的至少50mol％的带有芳香环的二胺，诸如间亚二甲苯基二胺、对亚二甲苯基二胺。
6.如权利要求1-5任意一项所述的聚酰胺模塑材料，其特征在于，高达5mol％的二胺和/或带有芳香环的二羧酸能被支链的或者不带支链的、带有2-12个(CH2)单元的脂肪族二胺或者带有2-12个(CH2)单元的支链或者不是支链的脂肪族二羧酸取代。
7.如权利要求6所述的聚酰胺模塑材料，其特征在于，有高达5mol％的、带有诸如降冰片基、环己基、或者二环己基甲烷、二环己基丙烷、二(甲基环己基)甲烷、二(甲基环己基)丙烷骨架的环脂肪二胺或者环脂肪二羧酸包含在共聚酰胺的链中。
8.如权利要求1-7任意一项所述的聚酰胺模塑材料，其特征在于，为了增进反应，在缩聚的时候，将诸如H3PO2、H3PO3、H3PO4DE磷催化剂加入到水性混合物中，加入的总量为0.01-0.2wt％。
9.如权利要求1-8任意一项所述的聚酰胺模塑材料，其特征在于，为了在聚合以及后面的加工过程中使颜色稳定，包含0.01-0.2wt％的R3PO2、R3PO3、R3PO4型的磷稳定剂，上述式中R是H，或金属离子、或有机线性或者环状残基或者(空间)位阻酚。
10.如权利要求1-9任意一项所述的聚酰胺模塑材料，其特征在于，为了控制链的长度，使用过多的二胺或者二羧酸，将单官能团胺或者单官能团酸聚合；优选带有稳定剂功能型的官能团，诸如多取代的哌啶基和叔丁基苯基官能团。
11.如权利要求10所述的聚酰胺模塑材料，其特征在于，脂肪或者环脂肪胺，特别是己胺和/或环己基胺用作单官能团胺；以及脂肪或者芳香酸、尤其是安息香酸、乙酸、丙酸用作单官能团酸。
12.如权利要求1-11任意一项所述的聚酰胺模塑材料，其特征在于，在间甲酚中测定5％的共聚酰胺的相对粘度(r.V.)为1.33-1.65。
13.一种模塑体的制造方法，适用权利要求1-12中的一个或者多个所要求的模塑材料，其特征在于，使用已知的制造模塑材料的方法，诸如注射模塑、优选在多孔的器具中，对从模塑化合物中制备的颗粒进行重塑成光学透镜或者透镜毛坯。
14.如权利要求13所述的聚酰胺模塑材料的加工方法，其特征在于，薄膜和其他模塑部件，是后面注射(back-injection)的，上述部件带有聚合特征或者具有能滤过400nm以下UV的吸收剂，或者用于染透镜的染料、或者改变基于温度效果的外观、或者根据温度或者进入光的波长而改变色彩的彩色添加剂。
15.如权力要求14所述的聚酰胺模塑材料的加工方法，其特征在于，保护膜的后注射在模塑部件上取得了改进了的抗化学性、改进的负载容量、改进的抗摩擦和磨损性能。
16.一种模塑体的制备方法，适用权利要求13-15任意一项所述的模塑材料，包含将带有硬面、软面、或者UV保护光泽面的修饰、具有碳或者金属原子的蒸发涂覆、等离子体处理、和层聚合。
17.一种用于眼镜的光学透镜，其特征在于，该透镜是通过权利要求1-12所要求的发明模塑材料和权利要求13-15所述的方法制备的。
18.一种用于照相机、双眼望远镜、显微镜、电子光学测试和检测设备、光学纤维、前灯透镜、灯透镜、放映机和视频放映机、观察窗户、罐玻璃的光学透镜，其特征在于，该透镜是通过权利要求1-12所要求的发明模塑材料和权利要求13-15所述的方法制备的。
19.一种模塑材料的应用，使用权利要求1-12任意一项所述的模塑材料制备混合物或者合金，其特征在于，将无定形的或者半晶体型的聚酰胺作为混合物或者合金来使用，加入常用的添加剂，诸如增强剂、纳米粒子、撞击强度改性剂、阻燃剂、软化剂、稳定剂和润滑剂。
全文摘要
本发明是关于一种新型的热塑性、透明的共聚酰胺基聚酰胺模塑化合物，包含芳香核的二胺和二羧酸，上述化合物的折射指数大1.6，低密度小于1.3g/cm3。所述材料显示出低的双折射性、高硬度和耐刮擦性。根据改进的方法在常用的压力高压釜中制备的。使用热塑加工对本发明的模塑化合物进行成形，与已知的物质例如PMMA、或者PC，在产品中的独特性能诸如高折射指数，高的硬度和高的热稳定性。除了受到欢迎的性能组合以外，用本发明的注塑性材料所制备的模塑性组件显示出优良的聚酰胺所具有的耐化学性。对于光学透镜来说，需要具有相当低的双折射来阻止光环或则会变形的形成。
文档编号G02B1/10GK1507466SQ02809479
公开日2004年6月23日 申请日期2002年4月18日 优先权日2001年5月8日
发明者弗烈德·谢芬林·比勒, 弗烈德 谢芬林 比勒 申请人:Ems化学股份有限公司