环状烯烃共聚物及其制备方法、光学部件、复合材料的制备方法与流程

本发明涉及光学，更具体地，涉及一种环状烯烃共聚物及其制备方法、光学部件、复合材料的制备方法。

背景技术：

1、环状烯烃共聚物(coc)是一种热塑性塑料，通常由环烯烃单体与α-烯烃等共聚而成，具有优异的光学性能。然而，现有的环状烯烃共聚物容易吸收紫外线而老化，并且容易被高温氧化而变黄，这限制了该材料在光学领域的应用范围。

2、因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种环状烯烃共聚物的新技术方案。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种环状烯烃共聚物，所述环状烯烃共聚物的化学式为：

3、

4、其中，x/(x+y+z)＝0.005-0.8，y/(x+y+z)＝0.01-0.99，z/(x+y+z)＝0.01-0.99；k为1或2；r1为氢、碳原子数为1至20的烷基或碳原子数为1至20的环烷基；r2为氢或碳原子数为1至20的烷基；r3和r4为氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1至20的环烷基、相互键合成环并且碳原子数为1至20的烷基或相互键合成环并且碳原子数为1至20的环烷基；r5和r6为氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1至20的环烷基、相互键合成环并且碳原子数为1至20的烷基或相互键合成环并且碳原子数为1至20的环烷基；r7和r8为氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1至20的环烷基、相互键合成环并且碳原子数为1至20的烷基或相互键合成环并且碳原子数为1至20的环烷基；r9为氢或碳原子数为1至18的烷基。

5、可选地，x/(x+y+z)＝0.01-0.4，y/(x+y+z)＝0.2-0.6。

6、根据本技术的第二方面，提供了一种光学部件。该光学部件应用了上述任意一项所述的环状烯烃共聚物。

7、可选地，所述光学部件的材料还包括增韧剂，以重量份计，

8、环状烯烃共聚物为90份至99份；

9、增韧剂为1份至10份。

10、可选地，所述增韧剂包括聚烯烃类增韧剂和苯乙烯类增韧剂中的至少一种。

11、可选地，所述聚烯烃类增韧剂包括聚烯烃弹性体、热塑性聚烯烃弹性体中的至少一种；所述苯乙烯类增韧剂包括苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。

12、可选地，所述光学部件还包括抗氧化剂，以重量份计，

13、环状烯烃共聚物为90份至99份；

14、抗氧化剂为0.1份至1份。

15、可选地，所述抗氧化剂包括仲芳胺类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂中的至少一种。

16、可选地，仲芳胺类抗氧化剂包括二芳基仲胺、对苯二胺、酮胺、醛胺中的至少一种；亚磷酸酯类抗氧化剂包括抗氧剂-168、抗氧剂-626、抗氧剂-1010、抗氧剂-1076中的至少一种。

17、根据本技术的第三方面，提供了一种环状烯烃共聚物的制备方法。该制备方法包括：将聚合物单体a、单体b、单体c进行聚合反应，以生成环状烯烃共聚物，

18、单体a为：

19、单体b为：

20、单体c为α-烯烃；

21、其中，聚合物单体a、单体b、单体c的聚合反应以下列化学式表示：

22、

23、其中，x/(x+y+z)＝0.005-0.8，y/(x+y+z)＝0.01-0.99，z/(x+y+z)＝0.01-0.99；n为1或2；r1为氢、碳原子数为1至20的烷基或碳原子数为1至20的环烷基；r2为氢或碳原子数为1至20的烷基；r3和r4为氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1至20的环烷基、相互键合成环并且碳原子数为1至20的烷基或相互键合成环并且碳原子数为1至20的环烷基；r5和r6为氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1至20的环烷基、相互键合成环并且碳原子数为1至20的烷基或相互键合成环并且碳原子数为1至20的环烷基；r7和r8为氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1至20的环烷基、相互键合成环并且碳原子数为1至20的烷基或相互键合成环并且碳原子数为1至20的环烷基；r9为氢或碳原子数为1至18的烷基。

24、可选地，包括：

25、在容器中，将所述单体a和所述单体b与溶剂混合；

26、向所述容器中加入所述单体c；

27、将所述容器内的温度升至设定温度；

28、向所述容器中加入催化剂。

29、可选地，所述催化剂包括主催化剂和助催化剂，所述主催化剂包括茂金属催化剂，所述助催化剂与所述主催化剂反应，以使所述主催化剂获得催化活性。

30、可选地，所述茂金属催化剂包括：cp2zrcl2、(ind)2zrcl2、rac-[et(ind)2]zrcl2、rac-[et(ind-h4)2]zrcl2、rac-[me2si(ind)2]zrcl2、rac-[ph2si(ind)2]zrcl2、[me2c(flu)(cp)]zrcl2、[me2si(flu)(3-tbucp)]zrcl2、[me2c(flu)(3-tbucp)]zrcl2中的至少一种。

31、可选地，所述助催化剂包括甲基铝氧烷类物质、有机硼化物中的至少一种。

32、可选地，所述设定温度为40℃至120℃，所述容器内的压强为0.1mpa至1.5mpa，聚合反应的时间为10分钟至400分钟。

33、可选地，单体a和单体b的投料摩尔比为1:1至3:1，单体a和单体c的投料摩尔比3:1至7:1。

34、可选地，所述单体a为

35、

36、

37、中的至少一种。

38、可选地，所述单体b为

39、中的至少一种。

40、可选地，所述溶剂包括正己烷、环己烷、环戊烷、甲基环己烷、苯、甲苯、二甲苯中的至少一种。

41、根据本技术的第四方面，提供了一种复合材料的制备方法。该制备方法包括：

42、将上述任一项所述的环状烯烃共聚物、增韧剂进行混合；

43、将混合后的物料加入挤出机中，在设定温度下进行挤出。

44、可选地，所述将环状烯烃共聚物、增韧剂进行混合，包括：将环状烯烃共聚物、增韧剂和抗氧化剂进行混合。

45、可选地，环状烯烃共聚物为90份至99份；增韧剂为1份至10份；抗氧化剂为0.1份至1份。

46、在本技术实施例中，n的取值为1或2。这样，一方面，n的取值不为零，从而保证单体的结构单元中脂肪环的数目，进而利于非晶态的环状烯烃共聚物的形成；另一方面，n的取值不为2以上，从而能限制该单体(例如下述的单体a)的体积，以利于该单体引入到环状烯烃共聚物分子链中。

47、此外，r1为氢、碳原子数为1至20的烷基或碳原子数为1至20的环烷基；r2为氢或碳原子数为1至20的烷基；r3和r4为氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1至20的环烷基、相互键合成环并且碳原子数为1至20的烷基或相互键合成环并且碳原子数为1至20的环烷基；r5和r6为氢、碳原子数为1至20的烷基、碳原子数为1至20的环烷基、相互键合成环并且碳原子数为1至20的烷基或相互键合成环并且碳原子数为1至20的环烷基。通过限制r1、r2、r3、r4、r5、r6的种类以及碳原子数量，同样能避免环状烯烃共聚物的单体a的体积过大。

48、此外，单体a的结构通式中含有与苯环直接相连的羟基及相邻的羰基，羟基的氢与羰基的氧之间形成了分子内氢键，以构成鳌合环。环状烯烃共聚物吸收的紫外光的能量或高温的能量优先被用来破坏分子内氢键，以打开螯合环，从而避免了结构单元的破坏。

49、此外，由于单体a体积相对于单体b的体积大得多且极性强，故在环状烯烃共聚物的分子链中引入的难度较大。如果仅用单体a和单体c作为共聚物，则环状烯烃共聚物的分子链中会含有过长的结构单元c，这使得环状烯烃共聚物的分子链规整性增强，环状烯烃共聚物出现结晶现象，降低了环状烯烃共聚物的透明度。体积相对于单体a较小的单体b可以保证环状烯烃共聚物的分子链中环烯烃结构单元的占比较高，从而保证环状烯烃共聚物的可见光透过率较高及雾度较低。

50、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。