用于环氧丙烯酸类中折射光学透镜的树脂组合物及其制备方法与流程

文档序号:18887692发布日期:2019-10-15 21:11阅读:336来源:国知局

本发明涉及一种环氧丙烯酸类光学透镜,尤其涉及折射率为1.53~1.58的透明性、阿贝数、热稳定性、耐光性及抗压强度优秀的用于环氧丙烯酸类中折射光学透镜的树脂组合物及其制备方法。



背景技术:

使用作为一种在1936年推出的丙烯酸类树脂的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl-methacrylate,pmma)的透镜也被称为丙烯酸透镜,阿贝数为57具有高透明度,但是折射率为1.49较低,与具有相似的折射率的cr-39相比,具有耐热性和表面强度低的缺点。

日本diso公司于1992年在四溴双酚a二丙烯酸酯(diacrylateoftetrabromobisphenola)中混合苯乙烯等反应性稀释剂,首次开发了丙烯酸类高折射率树脂,但是利用其的透镜的热稳定性和耐光性不足,因此尚未使用。

随后,在日本公开专利特开平6-49133及特开平7-206974中提出了在四溴双酚a二丙烯酸酯中混合二乙烯基苯、苯乙烯、甲基丙烯酸苄酯、异氰酸酯等来制备透镜的方法。这些光学透镜的耐光性及耐热性得以改善,但是由于其热稳定性低,存在硬涂层时发生颜色变化的问题。

为了解决这些问题,韩国公开专利10-2004-0083942中提出了一种折射率为1.58~1.61的透镜,在四溴双酚a二丙烯酸酯中混合苯乙烯、甲基苯乙烯等反应性稀释剂,向其中添加酸性磷酸酯来大大提高眼镜镜片的热稳定性和耐光性。这种环氧丙烯酸类透镜的优点在于,具有高折射率和高阿贝数,且透明性、轻量性、耐热性等光学特性优秀,材料便宜。

但是,当制备环氧丙烯酸酯类透镜时,存在因未知原因而导致热稳定性、透明性、耐光性下降的情况。并且,需要可调节粘度及反应速度的反应性稀释剂,以往,作为这些反应性稀释剂,单独使用或混合两种以上苯乙烯、二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯二聚体、甲基丙烯酸苄酯、氯苯乙烯、臭苯乙烯、甲氧基苯乙烯、苹果酸二苄酯等来使用。这些稀释剂的选择会影响透镜的生产性及光学特性,并且还影响生产费用。例如,目前经常存在并且在树脂中含有高含量的苯乙烯是导致强度降低的原因。

另一方面,以往作为中折射率范围的光学透镜使用了聚乙二醇双烯丙基碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等多种树脂。

欧洲专利06905a2中提供了一种在15~50重量份的苯乙烯中混合丙烯酸和5~40重量份的双酚a类环氧树脂反应物、5~40重量份的丙烯酸和双四溴双酚a类环氧树脂反应物,并向其中混合5~20重量份的二乙烯基苯、二烯丙基二苯酯(phenate)、乙烯基甲苯及氯苯乙烯的光学树脂组合物,但存在其热稳定性不足的问题。

日本公开专利昭和53-7787号中提供聚合85重量百分比的异酞酸二烯丙酯和15重量百分比的二甘醇二烯丙基碳酸酯的光学透镜,在此透镜的情况下,虽然成功减少了透镜的厚度,但仍存在抗冲击性低的问题。

日本公开专利昭和62-235901、昭和64-45412及日本专利平成1-60494中也提供由改性邻苯二甲酸二烯丙酯和富马酸二苄酯组成的共聚物制备的塑料透镜和由邻苯二甲酸二烯丙酯和丙烯酸甲酯组成的共聚物制备的塑料透镜,这些也存在耐冲击性低的问题。

韩国授权专利公报10-0431434中公开了由二烯丙酯低聚物、苹果酸二烷基酯、二甘醇双烯丙基碳酸酯及己二酸二丙烯酯组成的1.53~1.55范围的中折射透镜用单体组合物。与现有中折射透镜相比,其具有得以改善的光稳定性和抗冲击性,但是存在阿贝数和透明性下降且耐热性低的问题。

在环氧丙烯酸类透镜的情况下,透明性、阿贝数等光学特性优秀,因此若在耐热性、耐光性、抗压强度方面提高质量并降低生产成本,则相对于其他材料,折射率为1.53~1.58左右的中折射透镜可具有竞争力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本公开专利公报昭和53-7787

专利文献2:日本公开专利公报昭和62-235901

专利文献3:日本公开专利公报昭和64-45412

专利文献4:日本公开专利公报平成1-60494

专利文献5:欧洲专利06905

专利文献6:韩国授权专利公报10-0431434

专利文献7:韩国授权专利公报10-0496911

专利文献8:韩国授权专利公报10-0498896

专利文献9:韩国授权专利公报10-2015-0071170



技术实现要素:

发明要解决的问题

本发明的目的在于,阐明当制备环氧丙烯酸酯类透镜时经常发生的原因不明的透明性、热稳定性及耐光性下降的问题与在双酚a二缩水甘油醚(bpde)的制备过程中发生的氯含量有关,并解决此问题。

甲基丙烯酸甲酯与现有的苯乙烯或二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯二聚体等一起用作反应性稀释剂,但在树脂中的使用量为20重量百分比以上时,物性在白化、聚合不平衡等许多方面存在问题,大部分仅使用少量。然而,在使用大量甲基丙烯酸甲酯的情况下,相对于使用苯乙烯,抗压强度变好,因此具有即使不增加生产成本也可以提高强度的优点。在本发明的目的在于,提供透镜树脂组合物中包含20重量百分比以上的大量甲基丙烯酸甲酯,透明性、阿贝数、热稳定性、耐光性均优秀,抗压强度优异且具有经济性的用于环氧丙烯酸类中折射光学透镜的树脂组合物。

用于解决问题的方案

为了实现如上所述的目的,本发明提供一种用于固相折射率为1.53~1.58的环氧丙烯酸类中折射光学透镜的树脂组合物,包含通过使由下述化学式1表示且氯含量为100~1700ppm的双酚a二缩水甘油醚和丙烯酸进行反应来获得的50~70重量百分比的由下述化学式2表示的双酚a环氧丙烯酸酯、21~45重量百分比的甲基丙烯酸甲酯和1~17重量百分比的反应性稀释剂。

化学式1:

在所述化学式1中,n=0~15。

化学式2:

在所述化学式2中,n=0~15。

所述用于环氧丙烯酸类中折射光学透镜的树脂组合物还可包含内部离型剂。

并且,在所述用于环氧丙烯酸类中折射光学透镜的树脂组合物中,组合物还可包含0.01~5重量百分比的热稳定剂。

在本发明中提供一种通过在模具中聚合用于光学透镜的树脂组合物来获得的固相折射率为1.53~1.58的环氧丙烯酸类中折射光学透镜,所述用于光学透镜的树脂组合物包含通过使由下述化学式1表示且氯含量为100~1700ppm的双酚a二缩水甘油醚和丙烯酸进行反应来获得的50~70重量百分比的由下述化学式2表示的双酚a环氧丙烯酸酯、21~45重量百分比的甲基丙烯酸甲酯及1~17重量百分比的反应性稀释剂。

化学式1:

在所述化学式1中,n=0~15。

化学式2:

在所述化学式2中,n=0~15。

并且,本发明提供一种丙烯酸类中折射光学透镜的制备方法,包括将用于环氧丙烯酸类中折射光学透镜的树脂组合物加入模具中并进行聚合的步骤。

发明效果

根据本发明,提供一种环氧丙烯酸类光学透镜用树脂组合物,包含通过控制双酚a二缩水甘油醚的氯含量开获得的双酚a环氧丙烯酸酯,并含有大量甲基丙烯酸甲酯(mma),因而在固相折射率为1.53~1.58的环氧丙烯酸类中折射光学透镜中以低生产成本大大提高抗压强度,并且透明性、阿贝数、热稳定性、耐光性也很优秀。

具体实施方式

本发明的用于环氧丙烯酸类中折射光学透镜的树脂组合物包含由下述化学式2表示的双酚a环氧丙烯酸酯(bpda)、甲基丙烯酸甲酯及反应性稀释剂。

化学式2:

在所述化学式2中,n=0~15。

所述双酚a环氧丙烯酸酯通过使由下述化学式1表示的双酚a二缩水甘油醚和丙烯酸进行反应来获得。

化学式1:

在所述化学式1中,n=0~15。

本发明人发现,在制备环氧丙烯酸酯类透镜时经常发生的原因不明的透明性、热稳定性及耐光性下降的问题与在双酚a二缩水甘油醚的制备过程中产生的氯的含量有关。在本发明中,优选地,所述双酚a二缩水甘油醚的氯含量为100~1700ppm,更优选地为200~1500ppm。双酚a二缩水甘油醚中氯含量可通过用水及氨水清洗的过程来去除或减少。优选地,双酚a二缩水甘油醚中的氯含量小于100ppm,但是,相对于不容易将氯含量降低到小于100ppm,可通过本发明的下述实施例确认,小于100ppm和100~200ppm在透镜质量上几乎没有差异。因此,当考虑透镜质量和生产成本时,优选地,双酚a二缩水甘油醚的氯含量为100~1700ppm,更优选的为200~1500ppm。

在本发明中,双酚a二缩水甘油醚的氯含量被定义为双酚a二缩水甘油醚的总氯含量(totalcl(ppm)),通过如下方法测定。

总氯含量的测定方法

向利用去离子蒸馏水清洗干净的锥形烧瓶中分别加入1g及2g的双酚a二甘醇醚化合物,并添加30ml的二氧六环。向溶解的溶液中加入5ml的1n的koh2-甲氧基乙醇溶液并回流20分钟。随后,将获得的溶液转移到200ml的新烧瓶中。利用丙酮溶解此溶液并将总量调至100ml的溶液中加入3ml的醋酸后,用0.01n的agno3水溶液进行点位滴定。

式1:

a1、a2:对应于b1、b2的0.01n的agno3的毫升数

b1、b2:双酚a二甘醇醚化合物的称取量(g)

f:0.01n的agno3的倍数(factor)

本发明的用于环氧丙烯酸类中折射光学透镜的树脂组合物中包含50~70重量百分比的所述双酚a环氧丙烯酸酯(bpda),优选地包含55~65重量百分比。

包含在本发明的树脂组合物中的甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯或二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯二聚体等一起在现有环氧丙烯酸类光学树脂中用作反应性稀释剂。但是与苯乙烯或二乙烯基苯不同,不包含大量甲基丙烯酸甲酯,一般使用少量3%左右,最多小于20%。因为当甲基丙烯酸甲酯在光学透镜用树脂中含有20重量百分比以上时,透镜的物性在白化、聚合不平衡等许多方面存在问题。但是,在本发明中,树脂中含有20重量百分比以上的大量甲基丙烯酸甲酯,并将一起使用的双酚a环氧丙烯酸酯的制备中所使用的双酚a二缩水甘油醚的氯含量控制在100~1700ppm,同时将树脂中双酚a环氧丙烯酸酯的含量调至50~70重量百分比,由此均可改善透明性、阿贝数、热稳定性、耐光性。与此同时,使用大量甲基丙烯酸甲酯来代替苯乙烯,即使不增加生产成本,也可以大大提高抗压强度。优选地,本发明的树脂组合物包含21~45重量百分比的甲基丙烯酸甲酯,更优选地可包含25~40重量百分比的甲基丙烯酸甲酯。

包含在本发明的树脂组合物的所述反应性稀释剂起到适当调节组合物的粘度和聚合速度的作用,在环氧丙烯酸类光学透镜用树脂中,反应性稀释剂不受特别限制,只要是用作反应性稀释剂的即可。

优选地,所述反应性稀释剂可单独使用或使用两种以上选自由苯乙烯、二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯二聚体、甲基丙烯酸苄酯、氯苯乙烯、臭苯乙烯、甲氧基苯乙烯、苹果酸单苄酯、富马酸单苄酯、苹果酸二苄酯、富马酸二苄酯、苹果酸甲苄酯、苹果酸二甲酯、苹果酸二乙酯、苹果酸二丁酯、富马酸二丁酯、马来酸单丁酯、马来酸单戊酯、马来酸二戊酯、富马酸单戊酯、富马酸二戊酯及二乙二醇双芳基碳酸酯组成的组中的化合物。更优选地,所述反应性稀释剂为选自由苯乙烯、二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯二聚体组成的组中的化合物。

必须包含在本发明的树脂组合物的甲基丙烯酸甲酯起到反应性稀释剂作用,因此优选地,包含1~17重量百分比的少量其他反应性稀释剂。在包含甲基丙烯酸甲酯和其他反应性稀释剂的总反应性稀释剂的含量大于60重量百分比的情况下,因组合物的粘度太低而有可能导致胶带粘合剂熔化,在此情况下,胶带可能发生白化现象并且在注入后的固化过程中可能发生漏液,因而透镜中可能发生白化和起雾。

包含甲基丙烯酸甲酯及反应性稀释剂的本发明的树脂组合物在适合于浇铸聚合的25℃的温度下液相粘度为20~200cps,树脂组合物的液相折射率(nd,20℃)为1.48~1.55,固相折射率(ne,20℃)为1.53~1.58。当若液相粘度小于20cps,则向由合成树脂密封圈组装的玻璃模具中注入液相树脂组合物来成型时,存在组合物流出模具的问题,若液相的粘度大于200cps,则存在难以将组合物注入模具的问题。更优选地,粘度为30~100cps。

本发明的树脂组合物还可包含内部离型剂。在浇铸聚合之前,向树脂组合物中添加内部离型剂,从而可大大提高聚合后离型性。优选地,聚合性组合物中可包含0.001~10重量百分比的内部离型剂。

作为内部离型剂可分别单独使用或同时使用两种以上的磷酸酯化合物、硅类表面活性剂、氟类表面活性剂、烷基季铵盐等。

氟类非离子表面活性剂是分子中具有全氟烷基的化合物,有尤尼恩(unidyne)ds-401tm(日本,大金工业株式会社)、尤尼恩ds-403tm(日本,大金工业株式会社)、ftopef122atm(日本,newnursekasei株式会社)、ftopef126tm(日本,newnursekasei株式会社)、ftopef301tm(日本,newnursekasei株式会社)等。

硅类非离子表面活性剂是分子中具有二甲基聚硅氧烷基的化合物,有美国dow’s公司的q2-120atm等。

烷基季铵盐通常公知为阳离子表面活性剂,有卤盐、磷酸盐、硫酸盐等,其中,作为氯盐的例有三甲基十六烷基氯化铵、三甲基硬脂基氯化铵、二甲基乙基十六烷基氯化铵、三乙基癸基羟基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、癸基氯化铵等。

优选地,作为内部离型剂可使用磷酸酯化合物。磷酸酯化合物是磷酸酯基的化合物,例如,磷酸异丙酯、磷酸二异丙酯、磷酸丁酯、磷酸二丁酯、磷酸辛酯、磷酸二辛酯、磷酸异癸酯、磷酸二异癸酯、磷酸十三烷酯、磷酸双(十三烷酯)及它们的两种以上的混合物等。优选地,作为磷酸酯化合物可使用选自由聚氧乙烯壬基酚醚磷酸酯(环氧乙烷添加5摩尔的5重量百分比、添加4摩尔的80重量百分比、添加3摩尔的10重量百分比、添加1摩尔的5重量百分比)、聚氧乙烯壬基苯基磷酸酯(环氧乙烷添加9摩尔的5重量百分比、环氧乙烷添加8摩尔的80重量百分比、环氧乙烷添加7摩尔的10重量百分比、环氧乙烷添加6摩尔以下的5重量百分比)、聚氧乙烯壬基酚醚磷酸酯(环氧乙烷添加11摩尔的3重量百分比、添加10摩尔的80重量百分比、添加9摩尔的5重量百分比、添加7摩尔的6重量百分比、添加6摩尔的6重量百分比)、聚氧乙烯壬基酚醚磷酸盐(环氧乙烷添加13摩尔的3重量百分比、添加12摩尔的80重量百分比、添加11摩尔的8重量百分比、添加9摩尔的3重量百分比、添加4摩尔的6重量百分比)、聚氧乙烯壬基酚醚磷酸盐(环氧乙烷添加17摩尔的3重量百分比、添加16摩尔的79重量百分比、添加15摩尔的10重量百分比、添加14摩尔的4重量百分比、添加13摩尔的4重量百分比)、聚氧乙烯壬基酚醚磷酸盐(环氧乙烷添加21摩尔的5重量百分比、添加20摩尔的78重量百分比、添加19摩尔的7重量百分比、添加18摩尔的6重量百分比、添加17摩尔的4重量百分比)、二辛基酸磷酸盐及zelecuntm组成的组中的一种或两种以上的化合物。

本发明的树脂组合物还可包含热稳定剂。优选地,在树脂组合物中可包含0.01~5.00重量百分比的热稳定剂。当使用小于0.01重量百分比的热稳定剂时,热稳定效果弱,当使用大于5.00重量百分比时,固化聚合不良率高,而固化物的热稳定性反而下降。

例如,作为热稳定剂可使用选自作为金属脂肪酸盐类的硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸镉、硬脂酸铅、硬脂酸镁、硬脂酸铝、硬脂酸钾、辛酸锌等化合物中的一种或两种以上化合物。

优选地,磷类可使用选自三苯基亚磷酸酯、二苯基癸基亚磷酸酯、苯基二癸基亚磷酸酯、二苯基十二烷基亚磷酸酯、二苯基异癸基磷酸酯、三苯甲基苯基亚磷酸酯、二苯基异辛基亚磷酸酯、三丁基亚磷酸酯、三丙基亚磷酸酯、三乙基亚磷酸酯、三甲基亚磷酸酯、三(单癸基亚磷酸酯)、三(单苯基)亚磷酸酯中的一种或两种以上化合物。尤其,优选地,可使用二苯基异癸基磷酸酯。

并且,铅类也还使用选自3pbo·pbso4·4h2o、2pbo·pb(c8h4o4)、3pbo·pb(c4h2o4)·h2o等化合物中的一种或两种以上。

并且,可使用选自作为有机锡的二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、二丁基锡双(马来酸异辛酯)、苹果酸二辛基锡、二丁基锡双(马来酸单甲酯)、二丁基锡双(月桂基硫醇酯)、二丁基双(巯基乙酸异癸酯)、单丁基锡三(异辛基巯基乙酸酯)、二甲基锡双(异辛基巯基乙酸酯)、三(巯基乙酸异辛酯)、二辛基锡双(异辛基巯基乙酸酯)、二丁基锡双(2-巯基乙酸酯)、单丁基锡三(2-巯基乙醇酯)、二甲基锡双(2-巯基乙酸盐)、单甲基锡三(2-巯基乙酸盐)等化合物中的一种或两种以上。

并且,还可混合使用所述例示对热稳定剂中两种以上不同系列的热稳定剂。最优选地,通过使用磷类的热稳定剂,可大大提高成型的透镜的最初的颜色以及光学透镜的热稳定性,而不会降低透明性、冲击强度、耐热性、聚合收率等光学特性。

根据塑料光学透镜领域的常规技术,本发明的树脂组合物除此之外根据需要还可包含紫外线吸收剂、有机染料、无机颜料、抗着色剂、抗氧化剂、光稳定剂、催化剂等。

可通过将所述的本发明的树脂组合物加入模具来制备本发明的环氧丙烯酸类中折射光学透镜。根据优选的实施例,将所述树脂组合物注入模具后,并将模具放入强制循环烘箱,通过从30℃加热至120℃缓慢热固化后冷却至70±10℃,拆下模具获得透镜。此时,优选的,所有原材料使用纯度为70~99.99%的高纯度化合物。优选地,通过确认所有原材料的纯度来纯化低纯度的化合物,并使用高纯度的化合物而无需纯化。

通过所述制备方法获得的丙烯酸类中折射光学透镜是固相折射为1.53~1.58的中折射透镜,可代替现有的中折射透镜广泛应用于各种领域。具体地,可用作塑料眼镜镜片、在眼镜镜片配备3d偏光膜的透镜、相机透镜等,此外,可应用在多种光学产品中,如使用棱镜、光纤、光盘等的记录介质基板或滤色片和紫外线吸收滤光片等。

以下,通过具体实施例进一步详细说明本发明。但是,这些实施例仅用于具体说明本发明,本发明的范围并不限定于这些实施例。

总氯含量(totalcl(ppm))的测定方法

向利用去离子蒸馏水清洗干净的锥形烧瓶中分别加入1g及2g的双酚a二甘醇醚化合物,并添加30ml的二氧六环。向溶解的溶液中加入5ml的1n的koh2-甲氧基乙醇溶液并回流20分钟。随后,将获得的溶液转移到200ml的新烧瓶中。利用丙酮溶解此溶液并将总量调至100ml后加入3ml的醋酸,用0.01n的agno3水溶液进行点位滴定。

式1:

a1、a2:对应于b1、b2的0.01n的agno3的毫升数

b1、b2:双酚a二甘醇醚化合物的称取量(g)

f:0.01n的agno3的倍数(factor)

双酚a二缩水甘油醚化合物的合成

合成例1

以与反应式1相同的方法,向三口瓶中添加双酚a(228g,1mol)、环氧氯丙烷(925.3g,10mol)及水(50g),缓慢加热直至环氧氯丙烷沸腾且开始沸腾时停止加热,搅拌的同时缓慢加入少量的烧碱(80g,2mol)。加入所有烧碱后,将反应混合物强烈加热约50分钟,当反应物的粘度增加时停止加热,然后通过减压蒸馏去除过量加入的环氧氯丙烷化合物。将残留物用2000g的甲苯萃取一次,通过减压过滤去除作为沉淀物的nacl(aq),将滤液用5%的盐水(50g)清洗一次,用水(50g)清洗三次,用0.01%的氨水(50g)清洗两次并用水(50g)清洗五次,通过减压浓缩获得具有粘度的双酚a二缩水甘油醚化合物(bpde1)。bpde1的总氯含量为100ppm。

反应式1:

合成例2

以与反应式1相同的方法,向三口瓶中添加双酚a(228g,1mol)、环氧氯丙烷(925.3g,10mol)及水(50g),缓慢加热直至环氧氯丙烷沸腾且开始沸腾时停止加热,搅拌的同时缓慢加入少量的烧碱(80g,2mol)。加入所有烧碱后,将反应混合物强烈加热约50分钟,当反应物的粘度增加时停止加热,然后通过减压蒸馏去除过量加入的环氧氯丙烷化合物。将残留物用2000g的甲苯萃取一次,通过减压过滤去除作为沉淀物的nacl(aq),将滤液用5%的盐水(50g)清洗一次,用水清洗两次,用0.01%的氨水清洗一次并用水清洗三次,通过减压浓缩获得具有粘度的双酚a二缩水甘油醚化合物(bpde2)。bpde2的总氯含量为200ppm。

合成例3

以与反应式1相同的方法,向三口瓶中添加双酚a(228g,1mol)、环氧氯丙烷(925.3g,10mol)及水(50g),缓慢加热直至环氧氯丙烷沸腾且开始沸腾时停止加热,搅拌的同时缓慢加入少量的烧碱(80g,2mol)。加入所有烧碱后,将反应混合物强烈加热约50分钟,当反应物的粘度增加时停止加热,然后通过减压蒸馏去除过量加入的环氧氯丙烷化合物。将残留物用2000g的甲苯萃取一次,通过减压过滤去除作为沉淀物的nacl(aq),将滤液用5%的盐水(50g)清洗一次,用水(50g)清洗两次,用0.01%的氨水(50g)清洗一次,用水(50g)清洗一次,通过减压浓缩获得具有粘度的双酚a二缩水甘油醚化合物(bpde3)。bpde3的总氯含量为500ppm。

合成例4

以与反应式1相同的方法,向三口瓶中添加双酚a(228g,1mol)、环氧氯丙烷(925.3g,10mol)及水(50g),缓慢加热直至环氧氯丙烷沸腾且开始沸腾时停止加热,搅拌的同时缓慢加入少量的烧碱(80g,2mol)。加入所有烧碱后,将反应混合物强烈加热约50分钟,当反应物的粘度增加时停止加热,然后通过减压蒸馏去除过量加入的环氧氯丙烷化合物。将残留物用2000g的甲苯萃取一次,通过减压过滤去除作为沉淀物的nacl(aq),将滤液用5%的盐水(50g)清洗一次,用水清洗五次,通过减压浓缩获得具有粘度的双酚a二缩水甘油醚化合物(bpde4)。bpde4的总氯含量为1000ppm。

合成例5

以与反应式1相同的方法,向三口瓶中添加双酚a(228g,1mol)、环氧氯丙烷(925.3g,10mol)及水(50g),缓慢加热直至环氧氯丙烷沸腾且开始沸腾时停止加热,搅拌的同时缓慢加入少量的烧碱(80g,2mol)。加入所有烧碱后,将反应混合物强烈加热约50分钟,当反应物的粘度增加时停止加热,然后通过减压蒸馏去除过量加入的环氧氯丙烷化合物。将残留物用2000g的甲苯萃取一次,通过减压过滤去除作为沉淀物的nacl(aq),将滤液用水(50g)清洗三次,去除水后,通过减压浓缩获得具有粘度的双酚a二缩水甘油醚化合物(bpde5)。bpde5的总氯含量为1700ppm。

合成比较例1

以与反应式1相同的方法,向三口瓶中添加双酚a(228g,1mol)、环氧氯丙烷(925.3g,10mol)及水(50g),缓慢加热直至环氧氯丙烷沸腾且开始沸腾时停止加热,搅拌的同时缓慢加入少量的烧碱(80g,2mol)。加入所有烧碱后,将反应混合物强烈加热约50分钟,当反应物的粘度增加时停止加热,然后通过减压蒸馏去除过量加入的环氧氯丙烷化合物。将残留物用1500g的甲苯萃取一次,通过减压过滤去除作为沉淀物的nacl(aq),将滤液用水(50g)清洗一次,通过减压浓缩获得具有粘度的双酚a二缩水甘油醚化合物(bpde6)。bpde6的总氯含量为1900ppm。

合成比较例2

以与合成例1相同的方法,向三口瓶中添加双酚a(228g,1mol)、环氧氯丙烷(925.3g,10mol)及水(50g),缓慢加热直至环氧氯丙烷沸腾且开始沸腾时停止加热,搅拌的同时缓慢加入少量的烧碱(80g,2mol)。加入所有烧碱后,将反应混合物强烈加热约50分钟,当反应物的粘度增加时停止加热,然后通过减压蒸馏去除过量加入的环氧氯丙烷化合物。将残留物用2000g的甲苯萃取一次,通过减压过滤去除作为沉淀物的nacl(aq),通过减压浓缩获得具有粘度的双酚a二缩水甘油醚化合物(bpde7)。bpde7的总氯含量为2500ppm。

环氧丙烯酸酯化合物

合成例8

bpde1(187当量)的化合物中添加丙烯酸(147g,2mol)、二苯甲胺(5g)及2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(4g),将反应温度从60℃逐渐升至105℃并使反应进行20小时,获得259当量的丙烯酸酯化的反应式2的化合物(bpda1)。

反应式2:

合成例9

除了使bpde2的化合物和丙烯酸进行反应之外,以与合成例8相同的方法获得259当量的丙烯酸酯化的化合物(bpda2)。

合成例10

除了使bpde3的化合物和丙烯酸进行反应之外,以与合成例8相同的方法获得259当量的丙烯酸酯化的化合物(bpda3)。

合成例11

除了使bpde4的化合物和丙烯酸进行反应之外,以与合成例8相同的方法获得259当量的丙烯酸酯化的化合物(bpda4)。

合成例12

除了使bpde5的化合物和丙烯酸进行反应之外,以与合成例8相同的方法获得259当量的丙烯酸酯化的化合物(bpda5)。

比较合成例3

除了使bpde6的化合物和丙烯酸进行反应之外,以与合成例8相同的方法获得259当量的丙烯酸酯化的化合物(bpda6)。

比较合成例4

除了使bpde7的化合物和丙烯酸进行反应之外,以与合成例8相同的方法获得259当量的丙烯酸酯化的化合物(bpda7)。

环氧丙烯酸类光学透镜的制备

实施例1

向60g的环氧丙烯酸酯化合物(bpda1)中添加作为聚合调节剂的0.5g的α-甲基苯乙烯二聚体,添加作为反应稀释剂的5g的苯乙烯及35g的甲基丙烯酸甲酯后,搅拌约30分钟。随后,用0.45μm以下的滤纸过滤,向其中加入作为催化剂的0.05g的v65及0.12g的3-m,并添加作为内部离型剂的0.05g的4-penpp及0.2g的8-penpp混合以制备光学透镜用树脂组合物后,通过如下方法制备光学透镜并测定光学透镜的物性。

(1)将如上制备的光学透镜用树脂组合物搅拌1小时后,在减压下脱气10分钟并过滤后,注入由聚酯胶带组装的玻璃模具中。

(2)在强制循环烘箱中将注入用于眼镜镜片的树脂组合物玻璃模具从35℃至110℃加热固化20小时后,冷却至70℃并拆下玻璃模具来获得透镜。将获得的透镜加工成直径为72㎜后用碱性水性清洁液进行超声波清洗,并在120℃下退火2小时。通过如下方法测定物性并将其结果在表1中示出。

物性实验方法

通过如下实验方法测定在实施例中制备的光学透镜的物性,并将其结果在表1中示出。

1)折射率及阿贝数:利用atago公司的型号为dr-m4的阿贝折射率来测定。

2)比重:使用分析天平并通过水中置换法来测定。

3)抗压强度:对于眼镜镜片的直径为75mm,中心厚度为1.2mm,度数为8.00,利用lloydinstruments的lr5k-plus万能材料试验机根据iso14889及jist57331的方法测定直到眼镜镜片破碎为止,并将其测定值用n表示。

4)热稳定性:将固化的光学透镜在100℃的温度下保持10小时,在颜色变化的测定中,apha值变为2以上时用“◎”表示,apha值变为3~5时用“○”表示,apha值变为6~8时用“△”表示,apha值变为9以上时用“×”表示。

5)透明性:在ushioush-10d的水银弧灯(mercuryarclamp)下用肉眼观察100片的透镜,当发现光学透镜的浑浊的为1个以下时用“◎”表示,当发现2~3个时用“○”表示,当发现4个以上时用“×”表示。

6)耐光性:使用了q-lab.公司对quv/se型号加速老化测试仪(acceleratedweatheringtester)。quv试验是在uva-340(340nm)、0.76w/m2的光亮、黑色面板温度(blackpaneltemperature,bpt)(60℃)4小时、缩合(condensation)(50℃)4小时的条件下对厚度为1.2mm的平面透镜照射48小时后,在颜色变化的测定中apha值变为0~2时用“◎”表示,apha值变为3~5时用“○”表示,apha值变为5以上时“×”表示。

实施例2~实施例5

除了以表1的组成制备光学透镜用树脂组合物之外,以与实施例1相同的方法制备光学透镜,并测定其物性,结果如表1所示。

比较例1

向60g的环氧丙烯酸酯类化合物(bpda6)中加入作为聚合调节剂的0.5g的α-甲基苯乙烯二聚体,并加入作为反应性稀释剂的5g的苯乙烯及35g的甲基丙烯酸甲酯,搅拌约30分钟。用0.45μm以下的滤纸过滤,向其中加入作为催化剂的0.05g的v65及0.12g的3-m,并添加作为内部离型剂的0.05g的4-penpp及0.2g的8-penpp混合以制备光学透镜用树脂组合物后,通过如下方法制备光学透镜并测定光学透镜的物性。

比较例2~比较例3

除了以表1的组成制备光学透镜用树脂组合物之外,以与实施例1相同的方法制备光学透镜,并测定其物性,结果如表1所示。

表1

缩写

mma:甲基丙烯酸甲酯

4-penpp:氧乙烯壬基苯基磷酸酯(环氧乙烷添加5摩尔的5重量百分比、环氧乙烷添加4摩尔的80重量百分比、环氧乙烷添加3摩尔的10重量百分比、环氧乙烷添加1摩尔的5重量百分比)

8-penpp:聚氧乙烯壬基苯基磷酸酯(环氧乙烷添加9摩尔的5重量百分比、环氧乙烷添加8摩尔的80重量百分比、环氧乙烷添加7摩尔的10重量百分比、环氧乙烷添加6摩尔以下的5重量百分比)

v65:2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈(2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile)

3-m:1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷(1,1-bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane)

产业上的可利用性

根据本发明,能够以低生产成分提供透明性、热稳定性、耐光性优秀且抗压强度也高的固相折射率为1.53~1.58的环氧丙烯酸类中折射光学透镜。根据本发明的光学透镜代替现有的中折射透镜可广泛用于有关领域中。尤其,可利用于塑料眼镜镜片、在眼镜镜片配备3d偏光膜的透镜、相机透镜领域中,此外,可应用在多种光学产品中,如使用棱镜、光纤、光盘等的记录介质基板或滤色片和紫外线吸收滤光片等。

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