可聚合的液体组合物和由聚氨酯类型的可聚合液体组合物为起始生产有机玻璃的方法

专利名称：可聚合的液体组合物和由聚氨酯类型的可聚合液体组合物为起始生产有机玻璃的方法
可聚合的液体组合物和由聚氨酯类型的可聚合液体组合物为起始生产有机玻璃的方法本发明涉及可聚合的液体组合物，和由可聚合的液体组合物起始生产具有良好的光学和物理-机械性能的有机玻璃的方法；它还涉及由聚合所述组合物获得的有机玻璃。更具体地，根据本发明生产具有良好光学和物理-机械性能的有机玻璃的方法应用到基本上由两种组分组成的聚氨酯类型的可聚合液体组合物上，其中第一组分(A)含有至少一种脂环族二异氰酸酯单体，或一种脂环族二异氰酸酯单体和通过使所述脂环族二异氰酸酯单体与一种或更多种多羟基化合物反应获得的预聚物的混合物，而第二组分(B)含有一种或更多种多羟基化合物。现有技术已经公开了开发用于光学领域中应用，尤其要求高透明度且不存在着色的应用的许多材料。无机玻璃是过去最广泛地使用的材料，但最近，它被较轻，具有改进的冲击强度且容易生产的塑料聚合物材料取代。存在各种类型的可商购的聚合物材料，所有这些都具有优势和缺势。热塑性材料， 例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)的问题例如是，对与大多数化学产品和溶剂接触时其耐受性低，且可加工性差，因为在机械加工，例如平面切削、边缘修饰、钻孔、磨削和抛光过程中，它们倾向于熔融。而且，聚碳酸酯具有高的双折射率和色差现象，这使得它不适合于高质量的光学应用中。对于眼科应用来说，尤其对于生产眼镜来说，由聚合二甘醇双(烯丙基碳酸酯) (由烯丙基二甘醇碳酸酯(ADC)的名称而获知)获得的热固性有机玻璃在商业上尤其感兴趣，因为它具有抗老化性和可加工性的特殊机械性能，例如由F. Mrain在“Encyclopedia of Chemical Processing and Design，，,第一版，Dekker Inc. , New York, Vol. 11,第 452 页；禾口 "Encyclopedia of Polymer Science and Technology，，(1964), Vol. 1,第 799 页， Interscience Publishers, New York 中所公开的。ADC的商业成功不仅是由于聚合产品具有良好的性能，而且是由于最终产品的生产技术相对简单，称为铸塑(casting)或人工铸塑。通过采用这一技术操作，将含聚合引发剂的液体组合物倾倒在通过组合通常由玻璃制成的两个元件获得的模具的模腔内，所述模腔被由合适材料制成的间隔(distancing) 垫圈隔开。然后在模具内，通过用范围通常为30°C -110°C的逐渐增加的温度热处理，使液体组合物进行聚合，聚合时间通常从10小时变化到100小时。在上述处理最后，打开模具，并回收聚合的最终产品。然而，使用ADC具有各种缺点，从安全以及从经济繁琐(onerous)的角度考虑，这些缺点使得基于这一组合物的最终产品的生产方法具有冒险性。事实上通常在过氧化物引发剂存在下进行ADC的聚合反应，所述过氧化物引发剂属于过氧二烷基二碳酸酯，例如过氧二异丙基二碳酸酯(IPP)。其中以可变浓度在ADC单体内稀释IPP的溶液可商购。这一溶液降低与过氧化物的热不稳定性有关的危险，但没有解决在不利的温度下(即在低温下)运输和储存过氧化物的问题。这一溶液的缺点是显著增加日常储存和监管引发剂的用量和操作成本。另外，一旦制备，单体与催化剂的溶液必须在短时间内使用，以避免过早的聚合反应，或者再者避免这一问题，必须在低温(约0°c )下进行铸塑。可容易地推导出，这一关键的方面代表以上所述的生产工艺的严重复杂性。最后，如前所述，尽管由聚合ADC衍生的有机玻璃具有良好的光学和物理-机械性能，但多年来，市场对具有进一步提高的光学和机械性能的最终产品的需求显著增加，尤其是对透明度、高韧度和冲击强度的要求。还存在铸塑最终产品的生产方法的替代方案，例如UV固化，它快速得多地发生且允许由多官能的丙烯酸类或甲基丙烯酸类单体为起始获得热固性有机玻璃。然而，这一有机玻璃具有低的冲击强度和耐磨蚀性以及相对于通过聚合ADC获得的有机玻璃，具有较差的光学性能。具体地针对眼科透镜领域和作为聚碳酸酯的替代方案，最近提出了基于聚氨酯-脲聚合物的具有高冲击强度的材料，正如美国专利6127505和国际专利申请 W003/044071 中所述。然而，与聚碳酸酯的情况一样，采用这些材料生产的透镜仍然具有加工问题，采用浸渍技术时可着色性差，和另外，所得透镜倾向于随着时间流逝，因氧化反应导致变黄。然而，为了克服上述缺点，专利申请FM877006要求保护使用双组分聚氨酯树脂 (称为“P)(521HT”，由Axson公司商业化)，它包括由4，4:亚甲基双(环己基异氰酸酯)和上述二异氰酸酯和甘油丙氧化物的预聚物的混合物组成的基于异氰酸酯的组分a)，和由烷氧基化甘油醚化物单体和低聚物与至少一种聚烷氧化叔二胺的混合物组成的醇组分b)。上述专利申请公开了这一树脂的用途，用于通过人工铸塑方法或者采用RIM(反应注塑)或RTM(反应传递模塑)机，制备眼科透镜。然而，已知工业规模生产不具有光学缺陷，例如流动线、气泡、应力等的透镜的基本要素之一是，两种组分的混合物的完美均勻度，但采用所讨论的专利申请中所述的两种组分是不容易获得的，这是因为它们具有差的化学相容性和高的粘度。事实上通常在室温下在长的混合时间之后，或者在较高温度下，在较短时间内获得一般地且尤其针对上述组分的均勻混合物。这些条件与RIM或RTM类型的机器不相容， 其中在数秒内进行混合操作。对于人工铸塑方法，例如ADC所使用的方法来说，可聚合液体组合物随时间的稳定性成为关键的参数。在FR2877006专利申请的具体情况下，组分(a)和(b)的混合物的稳定性，用术语 “适用期”定义，即从其中其粘度保持足够低的混合物制备到允许其使用之间的时间间隔极短，这是因为在组分(b)内存在至少一种聚烷氧化叔二胺(参见权利要求和说明书)和苯基新癸酸汞(获自于相应的商业产品的安全数据页(Axson))，公知且有效的聚合催化剂。一旦两种组分a)和b)彼此接触时引发的聚合反应伴随着粘度的快速增加，使得溶液的均化和随后模具的填充阶段均极端困难，因此采用根据FM877006的组合物时，可填充仅仅有限数量的模具，这使得该方法与工业生产需求不相容。混合物的适用期因此太多地受到限制，以致于无法允许满意地在工业上使用它。例如在专利US41015^和US4808690中已经公开了聚氨酯类型的类似可聚合组合物。在这些专利的实施例中，公开了为了改进适用期，不含催化剂的可聚合的组合物， 然而，它分别要求在143°C的温度下M-48小时的聚合时间，和在160°C下18小时，所述条件与在工业规模上生产透镜不相容。US41015^公开了在聚合催化剂存在下，使用酸性磷酸酯，例如酸硬脂基磷酸酯作为适用期延长剂的用途，当加入到可聚合组合物中时，所述聚合催化剂有助于铸塑过程，从而抑制聚合反应。随后的专利，US4434284要求保护一种铸塑方法，其中聚氨酯反应混合物的适用期得到延长，所述方法包括在不存在催化剂的情况下，在约40°C下，在异氰酸酯内熔融和溶解具有较高熔点的多羟基化合物，和随后在约15-18°C的温度下，添加在具有较低熔点的多羟基化合物内溶解的催化剂，例如二月桂酸二丁锡。根据US4434^4，相对于已知本技术领域，上述方法允许反应混合物的适用期显著改进，所述已知技术包括在数量范围为80°C的温度下，熔融并混合多羟基化合物与催化剂， 和随后添加异氰酸酯。然而，本领域的专家可容易地推导出，获得适用期的改进，其代价是损害混合物的粘度，它变得极高，和例如结果不允许用于在工业规模上制备透镜。因此，本发明的目的是，通过生产不具有光学缺陷，具有一些已有材料的所有有利特征，尤其具有ADC聚合物的优良的光学性能、可加工性和可染色性，但与此同时具有提高的韧度和冲击强度的新型有机玻璃，克服现有技术的组合物和方法的缺点。此外，本发明的目的还在于寻找由新材料为起始简单和便宜且可以工业规模应用的生产有机玻璃，即最终产品的方法。本发明允许实现这两个目的。事实上，本发明涉及由可聚合液体组合物为起始，生产具有优良的物理-机械性能的由聚氨酯类型的热固性塑料材料制成的透明最终产品的简单铸塑方法，这形成了本发明的进一步的目的。可人工或借助混合分配机器，进行这一铸塑方法。本发明的第一目的因此涉及聚氨酯类型的可聚合液体组合物，它由在聚烷氧基化叔二胺和有机金属催化剂不存在情况下，两种组分(A)和(B)组成，其中组分(A)含有至少一种脂环族二异氰酸酯单体，或脂环族二异氰酸酯单体和通过在酸性磷酸酯催化剂存在下，所述脂环族二异氰酸酯单体和一种或更多种每一分子具有两个或更多个羟基且分子量范围为50-2000g/mol的多羟基化合物反应获得的预聚物的混合物；第二组分(B)含有分子量范围为50-2000g/mol和官能度为2_5的一种或更多种多羟基化合物；所述组分(A)和 (B)以在1 1到2 1之间变动的重量比存在。在两种组分㈧和⑶之一中，或者在二者中，存在酸性磷酸酯催化剂和可能地其他添加剂，例如释放剂，稳定剂，用于颜色校正的上蓝剂等。此外，本发明进一步的目的还涉及生产有机玻璃的方法，该方法包括铸塑工艺和聚氨酯类型的可聚合的液体组合物聚合，该方法包括下述阶段在聚烷氧基化叔二胺和有机金属催化剂不存在情况下，和可能地在进一步的添加剂存在下，在酸性磷酸酯催化剂存在下，组分(A)和(B)的混合段(a)，其重量比从1 1到 2 1变化，其中组分(A)含有至少一种脂环族二异氰酸酯单体，或者脂环族二异氰酸酯单体与通过使所述脂环族二异氰酸酯单体和每一分子具有两个或更多个羟基且分子量范围为50-2000g/mol的一种或更多种多羟基化合物反应获得的预聚物的混合物；第二组分(B) 含有分子量范围为50-2000g/mol和官能度为2_5的一种或更多种多羟基化合物；消除可能的分散污染物的过滤段(b)，所述过滤段(b)替代地或附加地在混合段 (a)之前独立地对单一组分㈧和⑶进行；一个或更多个模具的填充段(c)，通过填充和随后采用范围为30-110°C的温度热处理，聚合液体组合物，其聚合时间从1小时到30小时，优选3-20小时内变动。本发明的目的还涉及通过铸塑工艺和聚合所述组合物获得的有机玻璃。最后，本发明进一步的目的涉及最终产品或光学制品，例如眼科透镜和日光滤光镜、防护屏和安全挡板、显示窗、歧管和太阳与光伏面板，用于光盘的基板，显示面板，和视频终端，它包括通过铸塑工艺和聚合可聚合组合物获得的有机玻璃。事实上，令人意外地发现，在US专利41015 中所述的酸性磷酸酯具有延长含聚合催化剂的聚氨酯类型的可聚合组合物适用期的效果，该酸性磷酸酯在不存在其他聚合催化剂的情况下，本身是有效的聚合催化剂。酸性磷酸酯也是众所周知的脱模剂，当加入到可聚合组合物中时，促进聚合的终产品从模具中脱离。现已令人意外地发现，它们也是聚氨酯树脂的有效聚合催化剂。在已知本技术领域的方法中，例如在美国专利6590057中所述，叔胺(例如三乙胺，三丁胺，N-甲基吗啉，三亚乙基二胺，二胺双环辛烷(DABCO)，三异丙醇胺等)或基于锡、 钛、汞、锌、铋、锆的有机金属催化剂，及其混合物用作聚合催化剂。最常用的金属催化剂的实例是二月桂酸二丁锡，钛酸四乙酯，钛酸四正丁酯，钛酸四异丁酯，叔羧酸(versatate)铋，硬脂酸铋，新癸酸铋，新癸酸锌，苯基新癸酸汞等，及其混合物。在这些有机金属催化剂当中，对于聚氨酯树脂的许多应用来说，最广泛使用的是锡或汞的化合物；这是因为它们的特定特征保证其中反应缓慢地进行的足够长的起始诱导期，接着其中反应快速地进行，其时间足以产生良好硬化的聚合物制品的阶段。然而，公知基于汞的化合物，例如苯基新癸酸汞高度有毒，而在锡基催化剂，例如二月桂酸二丁锡的情况下，在催化剂内存在的烷基锡杂质的有毒效果是已知的。根据本发明的酸性磷酸酯催化剂提供基于汞和/或锡的催化剂的优点且不具有非所需的毒性效果。在本发明的可聚合液体组合物中酸性磷酸酯的催化能力例如允许两种组分(A) 和(B)的混合物足够长的适用期，以保证该混合物完美均勻，但与此同时，它使得能完成聚合产品的硬化，在与工业生产相容的温度下，以与最常见和广泛使用的有机金属催化剂，例如苯基新癸酸汞相同的方式和在相同的条件下操作聚合循环。根据本发明，酸性磷酸酯催化剂可存在于组分㈧或组分⑶或二者内，和在组分 (A)中，它可以以非反应的形式通过简单混合存在，或者以与脂族二异氰酸酯反应的形式， 例如以二异氰酸磷酸酯加合物形式存在。在提供两种组分(A)和(B)的混合物最好的适用期结果的优选的后一情况下，酸性磷酸酯事先与二异氰酸酯在范围通常为约20°C -约100°C的温度下反应约1小时-约10小时的时间。或者，酸性磷酸酯可随后计量到两种组分(A)和(B)的混合物内，然而，在采用相同的最终浓度情况下，获得适用期的显著下降。除了催化效果以外，酸性磷酸酯还保持脱模剂的功能，当称为铸塑且如上所述的聚合反应在各种材料，例如金属，或者在生产眼科透镜的情况下，玻璃内产生的模具中进行时，所述脱模剂作用有效地得以突显。若最终产品对模具的粘附力太高，在最终的开启段内损坏的模具百分数高，则根据本发明，可进一步添加其他公知的脱模剂，例如磷酸烷酯、硅氧烷试剂、非离子氟化表面活性剂。还已发现，可添加胺化合物，和更优选名称为HALS的常常称为光稳定添加剂的受阻胺，获得本发明的可聚合组合物适用期的进一步延长。因此，本发明的可聚合液体组合物允许也在玻璃模具内，通过简单和便宜的铸塑技术，而以工业规模生产具有优良的光学和物理-机械性能的制品。由聚氨酯类型的可聚合液体组合物为起始获得本发明的有机玻璃所采用的模具内的铸塑技术可以是人工类型，确切地例如针对ADC所述和使用的那些，或者可以采用混合-分配机器。下文简单地描述由本发明的可聚合液体组合物为起始获得光学制品的两种技术。人工铸塑根据本发明，生产有机玻璃的人工铸塑方法包括下述阶段a)以合适的重量比混合两种组分㈧和⑶。可在这一步骤中添加本发明的添加剂，例如酸性磷酸酯催化剂，UV吸收剂，染料， 脱模剂等，若它们事先没有加入到单一的组分㈧和/或⑶内的话。如前所述，磷酸酯催化剂可以未反应的形式，通过简单混合，或者以与脂族二异氰酸酯反应的形式存在于组分 (A)内。在接近于室温的温度下，即范围为20°C -40°C下，和在范围为5-lOmbar的绝对压力下，进行混合段a)，直到获得均勻且透明的混合物。对于该组合物本身、所使用的温度和混合器类型来说，通常要求范围为约10分钟-约3小时的时间。在真空下混合的过程中，溶液完全脱气，以保证生产不含气泡的聚合的光学制品。在混合段a)之后，该方法包括过滤段b)消除可能的分散污染物，这将危及最终产品的光学质量。可用于这一目的的过滤器是由孔隙度为0. 5-1微米绝对值的聚丙烯或尼龙制成的滤筒(cartridge)类型的过滤器。替代地或附加地，可在混合段之前，独立地在单一组分上进行过滤。接着通过在范围为30-110°C，优选40°C _100°C的温度下，和通常从1小时到30小时，优选3-20小时内变动的聚合时间下热处理，填充和聚合液体组合物的模具填充段c)。可使用各种材料，例如玻璃或金属的模具，进行铸塑。玻璃模具常规地用于眼科透镜，然而，由金属制成的那些提供各种优点，例如分散来自于聚合反应的热量的改进的能力。合适的金属模具可由不锈钢、镍、铝、铜、铬、银和金制成。
在本发明的方法中采用的人工铸塑技术完全类似于在ADC单体情况下所使用的铸塑技术，但对于这一点来说，根据本发明的铸塑和聚合工艺提供下述优点在接近于室温的温度下进行该可聚合铸塑组合物的制备。采用混合分配机器铸塑如前所述，作为人工类型铸塑的替代方案，也可使用混合分配机器，进行本发明可聚合组合物的铸塑。

图1中提供了装置的示意图。该机器主要由下述部件组成-分别用于两种组分㈧和⑶的两个搅拌罐R㈧和R(B)。配备这两个罐用于真空下液体脱气；-允许两种脱气过的液体分别流经由聚丙烯制成的合适的过滤器的两个膜式泵， 该图中没有示出；-用于储存两种过滤并脱气过的组分的两个储存罐S(A)和S (B)；-在重力下，通过两个罐S(A)和S(B)喂料的具有可变化比例的两个齿轮泵，图1 中没有示出；-双混合器(Twinmixer)枪，该图中没有示出；-在枪的出口处混合两种液体并供应如此获得的混合物直接到模具填充部分S内的混合器M。除了两个搅拌罐R(A)和R(B)以外，以上所述的所有其他部件可安装在具有有限尺寸的小型机器内，所述小型机器能在所需的变化比值下和在不同温度下混合两种组分 (A)和(B)，并也在可变的分配比下分配可聚合的混合物，在根据本发明的工艺段中所规定的条件下操作。采用以上所述的混合分配机器的铸塑工艺由下述操作组成通过管线(1)和(Γ)将两种组分㈧和⑶喂入到两个单独的搅拌罐R(A)和 R(B)内。可在这一步骤中，在两个罐之一内或者在二者内，添加添加剂，例如UV稳定剂，染料，脱模剂等(如果没有事先溶解在单一组分内的话)；另一方面，酸性磷酸酯催化剂已经存在于组分(A)内，所述组分(A)优选是脂环族二异氰酸酯单体和通过在酸性磷酸酯催化剂存在下，使所述脂环族二异氰酸酯单体和每一分子具有两个或更多个羟基且分子量范围为50-2000g/mol的一种或更多种多羟基化合物反应获得的预聚物的混合物；在约40_60°C下，在搅拌下，使液体真空脱气约2小时；通过膜式泵，将脱气过的液体通过管线( 和QJ转移到两个储存罐S(A)和 S(B)内，并流经孔隙度为1微米的聚丙烯过滤器；通过两个齿轮泵，根据所选的重量比计量两种组分(A)和(B)，它们从所述齿轮泵单独地经各管道C3)和(3、)输送到双混合器枪内，并由此输送到混合器M内，所述混合器 M将分配如此获得的均勻的可聚合混合物到模具S的填充部分内。基于所使用的组合物的物理化学性能，要生产的光学制品的类型及其复杂度，选择在以上所述的组分(A)和(B)的转移和计量段内的温度以及分配速度。对于该液体组合物铸塑和聚合来说，与以上所述的人工类型的铸塑相同的考虑因素和条件是有效的。
具体实施例方式如前所述，本发明涉及聚氨酯类型的可聚合的液体组合物，生产具有良好的光学与物理机械性能的有机玻璃的铸塑和聚合的方法。本发明的聚氨酯可聚合液体组合物由组分(A)和组分(B)组成。组分A根据本发明的可聚合的组合物中的组分(A)含有至少一种脂环族二异氰酸酯单体，或者脂环族二异氰酸酯单体和通过在酸性磷酸酯催化剂存在下，使所述脂环族二异氰酸酯单体和每一分子具有两个或更多个羟基且分子量范围为50-2000g/mol，优选 100-1000g/mol的一种或更多种多羟基化合物反应获得的预聚物的混合物。当该脂环族二异氰酸酯仅仅以单体形式存在于本发明的可聚合的组合物中的组分(A)内时，在所述组分(A)内游离异氰酸酯基的最终重量百分数从约20%变化到约 50wt%，相对于组分(A)的总重量，和优选25%-40Wt%，相对于组分(A)的总重量。在脂环族二异氰酸酯单体和预聚物的混合物情况下，两种物种的重量比使得在所述组分㈧内游离异氰酸酯基的最终重量百分数为从20%到30wt%之间变化，相对于组分 (A)的总重量。本发明组合物中的组分(A)中脂环族二异氰酸酯单体的非限定性实例是环己烷二异氰酸酯，甲基环己烷二异氰酸酯，双(异氰酸甲酯基)环己烷，4，4:亚甲基双(环己基异氰酸酯)，4，亚异丙基双(环己基异氰酸酯)，4，二环己基甲烷二异氰酸酯，双(异氰酸环己酯)甲烧，双(异氰酸环己酯)_2，2-丙烷，双(异氰酸环己酯)-1，2_乙烷，3-异氰酸甲酯基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(通常称为isoforon二异氰酸酯)，2，5(6)_二异氰酸甲酯基双环(2，2，1)庚烷和八氢_4，7-桥亚甲基-1!1-^1如11二甲基二异氰酸酯。在本发明组合物中的组分(A)中，脂环族二异氰酸酯单体优选选自4，4:亚甲基双(环己基异氰酸酯)和双(异氰酸甲酯基)环己烷。合成组分(A)中预聚物所使用的多羟基化合物是每一分子具有两个或更多个羟基且分子量范围为50-2000g/mol，优选lOO-lOOOg/mol的至少一种多羟基化合物。可用于本发明目的的多羟基化合物是简单的多羟基化合物，例如乙二醇，二甘醇， 三乙二醇，四甘醇，丙二醇，一缩二丙二醇，二缩三丙二醇，四聚丙烯二醇，1,3-丙二醇，1， 4-丁二醇，新戊二醇，1，6_己二醇，三羟甲基丙烷，二-三羟甲基丙烷，甘油，季戊四醇，二季戊四醇等，或者它们可选自聚酯多羟基化合物，聚己内酯多羟基化合物，聚醚多羟基化合物，聚碳酸酯多羟基化合物，或其混合物，和在数种多羟基化合物的情况下，这些独立地选自以上所述的组，例如在 High Polymers, Vol. XVI ；Saunders and Frisch 的〃 Polyure thane Chemistry and Technology" , Interscience Publishers, New York, Vol. I,第 32-42,44-54 页(1962)和 Vol. II，第 5-6，198-199 页(1964)；和“Developments in Polyure-thanes “ , Vol. I, J. Μ. Burst, ed. , Applied Science Publishers,第 1-76 页 (1978)中所描述的。聚酯多羟基化合物优选选自具有2-10个碳原子的多羟基化合物，例如乙二醇，丙二醇，二甘醇，1,4- 丁二醇，新戊二醇，1,6-己二醇与具有4-10个碳原子的二羧酸，例如己二酸，琥珀酸和癸二酸形成的酯。在这些当中，最优选的是1，4_ 丁二醇，1，6_己二醇和1，10-癸二醇的己二酸酯。聚己内酯多羟基化合物优选是ε-己内酯与选自1，4_ 丁二醇，1，6_己二醇，1， 10-癸二醇和新戊二醇中的具有2-10个碳原子的低分子量多羟基化合物的反应产物。聚醚多羟基化合物优选是聚四亚甲基二醇(PTMG)或多羟基化合物，更优选甘油或三羟甲基丙烷与环氧乙烷和/或环氧丙烷的分子量范围为200-1000g/mol的缩合产物或其混合物。聚碳酸酯多羟基化合物优选是含有1，4_ 丁二醇，1,6-己二醇，1，10-癸二醇，三羟甲基丙烷或新戊二醇单元的脂族聚碳酸酯。在范围为60-100°C的温度下，通过在惰性氮气氛围内，在酸性磷酸酯催化剂存在下，逐渐添加多羟基化合物到脂环族二异氰酸酯内，进行组分(A)中预聚物的合成。通过滴定，测定残留异氰酸酯的浓度，跟踪反应趋势。所反应的多羟基化合物量使得在组分(A)内游离异氰酸酯基的最终重量百分数范围为20%-30wt%，相对于组分(A)的总重量，这相当于脂环族二异氰酸酯单体的最终浓度范围通常为70%-97wt%，相对于组分(A)的总重量。使用单体形式的二异氰酸酯，或者前面所述的主要单体形式的二异氰酸酯允许获得相对于已知本技术领域的类似产品及其特征具有非常低粘度值并且结合有该组合物的高适用期的可聚合组合物，而允许获得各种组分完美地均勻的混合物，并因此允许以工业规模生产无缺陷的光学最终产品。尤其对于通过人工铸塑技术，生产有机玻璃的方法来说，这一特征是重要的，因为它允许在短的时间内填充显著大量的模具，从而满足基于工业生产的基本要素。组分(B)本发明可聚合组合物中的组分⑶由分子量范围为50-2000g/mol和优选 100-1000g/mol和官能度范围为2_5和优选2_3的一种或更多种多羟基化合物组成。组分(B)的多羟基化合物选自在以上组分(A)的定义中已经列举的多羟基化合物。组分(B)的多羟基化合物可与合成组分(A)中的预聚物所使用的多羟基化合物完全相同或不同。在以下所述的合适的催化剂和其他添加剂存在下，通过范围通常为1 :1-2:1 的合适重量比的组分(A)和(B)的聚合反应，制备根据本发明的有机玻璃或光学制品。催化剂如前所述，本发明生产有机玻璃的方法所使用的催化剂选自属于酸性磷酸酯组中的化合物。优选的催化剂是磷酸的单酯和二酯或其混合物，它们能催化聚合反应并使之完成。它们分别用式⑴和式(II)表示
权利要求
1.由在聚烷氧基化叔二胺和金属有机催化剂不存在情况下，两种组分(A)和(B)构成的聚氨酯类型的可聚合液体组合物，其中组分(A)含有至少一种脂环族二异氰酸酯单体， 或脂环族二异氰酸酯单体混合物和通过在酸性磷酸酯催化剂存在下，所述脂环族二异氰酸酯单体和一种或更多种每一分子具有两个或更多个羟基且包含的分子量范围为50-2000g/ mol的多羟基化合物反应获得的预聚物；第二组分(B)含有一种或更多种包含的分子量范围为50-2000g/mol和官能度为2-5的多羟基化合物；所述组分(A)和(B)以1 1到2 1 内变化的重量比存在。
2.权利要求1的可聚合组合物，其特征在于包括酸性磷酸酯催化剂，和可能地进一步的添加剂，例如释放齐U、稳定剂、用于调节颜色的光学增白剂。
3.前述任何一项权利要求的可聚合组合物，其特征在于包括选自磷酸单酯C8、磷酸单酯Cltl磷酸二酯C8、磷酸二酯Cltl和/或其混合物中的催化剂，优选磷酸单酯和二酯C8与Cltl的混合物，其中单酯为所述混合物重量的约40wt %，和二酯为所述混合物重量的约60wt %。
4.权利要求2或3的可聚合组合物，其特征在于磷酸酯存在于组分(A)或(B)或二者内，且以与脂环族二异氰酸酯反应或未反应的形式存在于组分(A)内。
5.前述任何一项权利要求的可聚合组合物，其特征在于包括脂族叔胺，例如可聚合混合物的适用期延长剂，优选位阻胺。
6.生产有机玻璃的方法，该方法提供铸塑并聚合聚氨酯类型的可聚合液体组合物的方法，该方法包括下述步骤在聚烷氧基化叔二胺和金属有机催化剂不存在情况下，和可能地在进一步的添加剂存在下，在酸性磷酸酯催化剂存在下，以重量比从1 1到2 1内变化混合组分(A)和⑶ 的步骤(a)，其中组分(A)含有至少一种脂环族二异氰酸酯单体，或者脂环族二异氰酸酯单体与通过使所述脂环族二异氰酸酯单体和一种或多种每一分子具有两个或更多个羟基且包含的分子量范围为50-2000g/mol的多羟基化合物反应获得的预聚物的混合物；第二组分(B)含有一种或更多种分子量范围为50-2000g/mol和官能度为2_5的多羟基化合物；消除可能的分散的污染试剂的过滤步骤(b)，所述过滤步骤(b)替代地或附加地在混合步骤(a)之前独立地对于单一组分(A)和(B)进行；填充一个或更多个模具的步骤(c)，通过注射该液体组合物和随后采用范围为 30-110°C的温度热处理聚合该液体组合物，其聚合时间从1小时到30小时内变化，优选 3-20小时。
7.权利要求6的方法，其特征在于催化剂选自磷酸单酯C8、磷酸单酯Cltl磷酸二酯C8、 磷酸二酯Cltl和/或其混合物，优选磷酸单酯和二酯C8与Cltl的混合物，其中单酯为所述混合物重量的约40wt%，和二酯为所述混合物重量的约60wt%。
8.权利要求6或7的方法，其特征在于磷酸酯以与脂环族二异氰酸酯反应的形式存在。
9.权利要求6-8任何一项的方法，其特征在于存在脂族叔胺，优选位阻胺。
10.通过权利要求6-9任何一项的方法可获得的有机玻璃。
11.可由权利要求10的有机玻璃加工获得的光学制造产品或物品。
12.权利要求11的光学制造产品或物品，例如眼科透镜和日光滤光镜，Fresnel透镜、 防护屏和安全屏蔽、检查孔、集电器和太阳光伏面板、用于光盘的基板、显示面板和可视的显示单元、光导管、用于移动电话的组件、透明管道。
全文摘要
由在聚烷氧基化叔二胺和有机金属催化剂不存在情况下，组分(A)和(B)组成的聚氨酯类型的可聚合液体组合物，其中组分(A)含有至少一种脂环族二异氰酸酯单体，或脂环族二异氰酸酯单体和通过在酸磷酸酯催化剂存在下，所述脂环族二异氰酸酯单体和一种或更多种每一分子具有两个或更多个羟基且分子量范围为50-2000g/mol的多羟基化合物反应获得的预聚物的混合物；第二组分(B)含有分子量范围为50-2000g/mol和官能度为2-5的一种或更多种多羟基化合物；所述组分(A)和(B)以1∶1到2∶1内变化的重量比存在；和由聚氨酯类型的可聚合液体组合物为起始生产有机玻璃的方法。
文档编号C08G18/75GK102227456SQ200980147185
公开日2011年10月26日 申请日期2009年10月14日 优先权日2008年10月16日
发明者A·韦基奥内, F·伦齐, R·弗雷斯蒂耶里, W·博斯 申请人:阿克蒙股份公司