专利名称：在光学应用，例如塑料透镜中使用的聚合物材料的合成与制备方法
技术领域：
本发明涉及在光学应用，例如塑料透镜中使用的聚合物材料的合 成与制备方法。
背景技术：
玻璃，透镜的常规材料正快速地被塑料透镜替代。塑料透镜的流
行材料是二甘醇双烯丙基碳酸酯，也称为CR-39，和聚曱基丙烯酸甲 酯。由于这些树脂的折射指数低(1.50)，因此，难以获得大孔径 (aperture)和高度改性的透镜。再一缺点是硬度差和冲击强度差。
高折射指数的树脂，例如聚苯乙烯(l. 59)和聚碳酸酯(1. 58)由于 光学特征不均匀导致不可能用作透镜材料。
新型材料，例如含金属的羧酸铅、钡和镧用作辐射线屏蔽材料， 但由于透明度和透光率差，因此不可能用于透镜应用上。 发明目的
本发明的目的是提出合成并制备在光学透镜中使用的透明聚合物 材料的方法。
本发明另一目的是提出制备在光学透镜中使用的聚合物材料的方 法，该聚合物材料具有比现有技术高的折射指数。
本发明再一目的是提出制备在光学透镜中使用的聚合物材料的方 法，该聚合物材料具有相当高的硬度。
本发明又一目的是提出制备在光学透镜中使用的聚合物材料的方 法，该聚合物材料具有比现有技术高的冲击强度。
本发明进一步的目的是提出制备在光学透镜中有效地使用的聚合 物材料的方法。
根据下述说明，本发明进一步的目的和优点将变得更加显而易见。
发明内容
根据本发明，提供在光学透镜中使用的塑料材料的制备方法，该
方法包括下述步骤
a) 合成丙烯酸铅通过添加一氧化铅到0. 1 NaOH中，搅拌获得均 匀混合物，
b) 添加抑制剂到这一单体混合物中；
c) 滴加丙烯酸到这一单体混合物中，以便避免形成副产物，
d) 加热步骤(c)的混合物到35 - 45'C的温度，直到获得丙烯酸铅 的白色沉淀，
e) 过滤，洗涤并干燥该沉淀，
f) 通过逐步加热，对丙烯酸铅进行聚合步骤。 该制备方法发明的工艺包括下述步骤通过使用一氧化铅和丙烯
酸获得丙烯酸铅，以合成丙烯酸铅，然后进行聚合步骤，获得在制备 光学透镜中使用的聚合物材料。
更具体地，该方法包括配制0. 1N NaOH溶液，并向其中添加l-1.5mol—氧化铅，通过搅拌，形成均勻混合物。在室温下进行这一搅 拌。因此，将诸如氢醌之类的抑制剂加入到该混合物中，并搅拌。优 选地，将0. 1-1. 5g氩醌加入到该混合物中。
该工艺的下一步在于滴加丙烯酸到该均匀混合物中。优选地，在 45分钟至1小时的时间段内，将2- 2. 5fflo1丙烯酸加入到该均匀混合 物中。 一旦添加丙烯酸到该混合物中，发生放热反应。因此，为了控 制温度，滴加丙烯酸，或者在别的情况下可形成副产物。在搅拌条件 下进4亍这一添力口。
然后在回流条件下加热该混合物到35 - 45。C的温度。若温度高于 45°C,则获得着色产品。若温度低于35。C,则不会发生反应。进行加 热1 - 1. 5小时的时间段，获得丙烯酸铅的白色沉淀。
过滤丙烯酸铅，用丙酮反复洗涤除去湿气，然后千燥，湿气的存 在会影响由该材料铸塑的透镜的质量。最后，在空气烘箱内，在85-90C下干燥丙烯酸铅3-5小时。
4对这一丙烯酸铅进行聚合步骤。聚合步骤包括在相对于全部组合
物，4-5wt。/。肉桂酸，和在相对于全部组合物，75 - 92wt。/。丙烯酸存在 下，聚合相对于全部组合物，5-15wt。/。的丙烯酸铅。添加交联剂，例 如苯乙烯，其用量为60 - 66wt%。在引发剂，例如过氧化异丙基存在 下进行聚合，并进行逐步加热。因此，逐步加热包括在1小时的时间 段内从42加热到60。C，在1小时的时间段内从60加热到90'C，然后 在90。C下再保留约12小时的时间段。铸塑透镜具有下述性能
折射指数1.557
阿贝(Abbe)值37
透光率>90%
肖氏D硬度86-90
冲击强度通过FDA (美国食品药品管理局)标准 根据下述实施例，本发明进一步的目的和优点变得更加显而易见，
这些实施例仅为对本发明的说明，不打算赋予对本发明范围的任何限制。
实施例1
在O. 1 NaOH内放入111. 5g—氧化铅，并在圆底烧瓶内在室温下 搅拌该混合物30分钟，然后通过滴液漏斗在1小时的时间段内添加 72g丙烯酸。在回流条件下经1小时加热该混合物到35°C。在过滤、 洗涤和千燥之后，产率为93%的丙烯酸铅。
添加0. 16g丙烯酸铅到0. 5g肉桂酸和35. 5g丙烯酸中，形成单体 混合物。通过添加90g苯乙烯和2. 5g过氧化异丙基，对这一单体混合 物进行聚合步骤。
将混合物倾倒在模具内，并在烘箱中在45。C下保持1小时。然后 通过在1小时的时间段内加热到60'C，然后在1小时的时间段内加热 到9(TC，然后在90'C下保持12小时，对该混合物进行逐步加热。铸 塑透镜，所述透镜透明无色，且具有下述性能
折射指数1.548
阿贝(Abbe)值37透光率92% 肖氏D硬度88
沖击强度通过FDA (美国食品药品管理局)标准 要注意，对于本领域的技术人员来说，本发明对各种改性、修正 和变化敏感。使用本发明概念和特征的这种变通实施方案拟落在本发 明的范围内，其中本发明的范围进一步通过下述权利要求列出。
权利要求
1.在光学透镜中使用的塑料材料的制备方法，该方法包括下述步骤a)合成丙烯酸铅通过添加一氧化铅到NaOH中，搅拌获得均匀混合物，b)添加抑制剂到这一单体混合物中；c)滴加丙烯酸到这一单体混合物中，以便避免形成副产物，d)加热步骤(c)的混合物到35-45℃的温度，直到获得丙烯酸铅的白色沉淀，e)过滤，洗涤并干燥该沉淀，f)通过逐步加热，对丙烯酸铅进行聚合步骤。
2. 权利要求1的方法，其中添加1 - 1. 5mo1 —氧化铅到0. 1NNa0H 中，并在室温下搅拌，形成均匀的混合物。
3. 权利要求2的方法，其中添加0. 1 - 0. 15g抑制剂到所述均匀混合物中并搅拌。
4. 权利要求3的方法，其中在45分钟-1小时的时间段内，滴 加2. 0-2. 5mo1丙烯酸到所述混合物中。
5. 权利要求4的方法，其中在滴加丙烯酸之后，加热回流混合物 到35 - 45。C的温度，形成丙烯酸铅的沉淀。
6. 权利要求5的方法，其中过滤丙烯酸铅，洗涤并干燥，然后进 行聚合步骤。
7. 权利要求6的方法，其中聚合步骤包括添加相对于全部組合物， 5-15wt。/。的丙烯酸铅，相对于全部组合物，4-5wty。肉桂酸，和相对于 全部组合物，75 - 92wt。/。丙烯酸，和相对于全部组合物，60 - 66wt。/。交联剂，形成单体混合物。
8. 权利要求7的方法，其中通过在1小时的时间段内在42-60 。C下加热，接着在60 - 90。C下加热1小时，然后在90'C下再保留l2 小时，对该单体混合物进行逐步加热。
9. 基本上如本文所述制备聚合物材料的方法。
全文摘要
本发明涉及在光学透镜中使用的塑料材料的制备方法，该方法包括下述步骤a)合成丙烯酸铅通过添加一氧化铅到NaOH中，搅拌获得均匀混合物，b)添加抑制剂到这一单体混合物中；c)滴加丙烯酸到这一单体混合物中，以便避免形成副产物，d)加热步骤(c)的混合物到35-45℃的温度，直到获得丙烯酸铅的白色沉淀，e)过滤，洗涤并干燥该沉淀，f)通过逐步加热，对丙烯酸铅进行聚合步骤。
文档编号G02B1/04GK101516930SQ200780027467
公开日2009年8月26日 申请日期2007年3月9日 优先权日2006年6月12日
发明者A·马利克, G·S·贾, G·塞沙德里, M·蒂雅吉, R·K·坎达尔 申请人:什里兰工业研究学院