BR112013012817B1

BR112013012817B1 - Composição fotocrômica polimérica orgânica curável e artigo fotocrômico

Info

Publication number: BR112013012817B1
Application number: BR112013012817-8A
Authority: BR
Inventors: Steven E. Bowles; Cynthia Kutchko; Paul H. Lamers; Jason R. Lewis; Dave Sartori; Rob Walters; Feng Wang
Original assignee: Transitions Optical, Inc
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2021-10-26
Also published as: HK1187358A1; US8608988B2; MX339399B; CN103221465B; ZA201303389B; JP2014505116A; KR101504853B1; KR20130088878A; US20120212840A1; JP5712300B2; AU2011332111A1; EP2643402A2; CN103221465A; EP2643402B1; WO2012071237A3; CA2817146A1; MX2013005807A; CA2817146C; ES2622386T3; BR112013012817A2

Abstract

COMPOSIÇÃO FOTOCRÔMICA POLIMÉRICA ORGÂNICA CURÁVEL E ARTIGO FOTOCRÔMICO. A presente invenção provê uma composição fotocrômica polimérica orgânica curável compreendendo: uma quantidade fotocrômica de pelo menos um material fotocrômico; um poliol polimérico contendo grupos carbonato ao longo de sua cadeia principal e com um peso molecular médio numérico maior que 5000 g/mol; e um agente de cura contendo grupos funcionais reativos capaz de reagir com grupos hidroxila no poliol polimérico. Após cura e após o Teste de Desempenho Fotocrômico, a composição demonstra uma taxa de desvanecimento T1/2 inferior a 200 segundos. É também provido um artigo fotocrômico compreendendo um substrato rígido e um revestimento polimérico orgânico fotocrômico aplicado a uma superfície do substrato. O revestimento polimérico orgânico fotocrômico compreende a composição descrita acima.

Description

Campo da invenção

[0001] A presente invenção refere-se a composições poliméricas fotocrômicas orgânicas e curáveis e a artigos fotocrômicos compreendendo um substrato rígido ao qual é aplicado uma composição polimérica fotocrômica na forma de um revestimento.

Histórico da invenção

[0002] Artigos ópticos que proporcionem boa qualidade de imagem e ao mesmo tempo reduzam a transmissão de luz incidente nos olhos são necessários para uma ampla variedade de aplicações, tais como óculos de sol, lentes oftálmicas para correção visual, lentes planas e lentes da moda, como por exemplo, lentes sem grau e com grau, máscaras esportivas, protetores faciais, óculos em geral, visores, objetivas de câmara, janelas, para-brisas automotivos e transparências aeronáuticas e automotivas, como por exemplo, teto em T ("t- roof"), faróis laterais e faróis traseiros. Em resposta a essa necessidade, considerável atenção vem sendo dada a artigos plásticos fotocrômicos utilizados em aplicações ópticas. Em particular, lentes plásticas oftálmicas fotocrômicas têm sido alvo de interesse, devido à vantagem relacionada ao peso que oferecem, em comparação com as lentes de vidro.

[0003] Artigos plásticos fotocrômicos são preparados incorporando-se o material fotocrômico no substrato plástico através de técnicas de embebição de superfície. Neste método, os corantes fotocrômicos são incorporados à região subsuperficial de um artigo plástico, tal como uma lente, primeiramente aplicando-se um ou mais corantes/compostos fotocrômicos à superfície do artigo plástico, seja como corante/composto fotocrômico puro ou dissolvido em portador polimérico ou portador de solvente orgânico, e então aplicando-se calor à superfície revestida para fazer com que o corante/composto(s) fotocrômico se difunda pela região subsuperficial do artigo plástico (um processo comumente designado como "embebição"). Os substratos plásticos de tais artigos plásticos fotocrômicos são considerados como tendo volume livre suficiente na matriz polimérica para permitir que os compostos fotocrômicos se convertam da forma incolor para a forma colorida e então retornem para sua forma original incolor.

[0004] Há, porém, certas matrizes poliméricas que podem não ter volume livre suficiente para permitir que o mecanismo eletrocíclico anteriormente descrito ocorra de forma suficiente para disponibilizar seu uso como substrato para materiais fotocrômicos embebidos (ou internamente incorporados) em aplicações fotocrômicas comercialmente aceitáveis. Exemplos não restritivos de tais substratos incluem matrizes poliméricas termofixas, tais como as preparadas com monômeros de alil diglicol carbonato, por exemplo, bis(alil carbonato) de dietileno glicol e seus copolímeros, os policarbonatos termoplásticos à base de bisfenol A e polímeros ópticos altamente reticulados.

[0005] Para permitir o uso de polímeros termofixos, policarbonatos e materiais poliméricos ópticos altamente reticulados como substratos plásticos para artigos fotocrômicos, foi proposta a aplicação de revestimentos fotocrômicos à superfície de tais substratos plásticos. Tem sido um desafio constante minimizar a quantidade de tempo necessário para ativar e desativar os materiais fotocrômicos contidos nos revestimentos, em resposta às demandas do consumidor.

Breve sumário da invenção

[0006] De acordo com a presente invenção, é provida uma composição polimérica, fotocrômica, orgânica e curável compreendendo: uma quantidade fotocrômica de pelo menos um material fotocrômico; um poliol polimérico contendo grupos carbonato ao longo de sua cadeia principal e com um peso molecular médio numérico maior que 5000 g/mol conforme determinado por GPC e descrito abaixo, e um agente de cura contendo grupos funcionais reativos capaz de reagir com grupos hidroxila no poliol polimérico. Após cura e após o Teste de Desempenho Fotocrômico, a composição demonstra uma taxa de desvanecimento T1/2 inferior a 200 segundos (determinada conforme descrito em detalhes abaixo).

[0007] É também provido pela presente invenção um artigo fotocrômico compreendendo um substrato rígido e um revestimento polimérico orgânico fotocrômico aplicado a uma superfície do substrato. O revestimento polimérico orgânico fotocrômico compreende a composição descrita acima.

Descrição detalhada da invenção

[0008] Para fins da presente especificação (que não nos exemplos operacionais), salvo indicação em contrário, todos os números expressando quantidades e faixas de ingredientes, condições de reação, etc., tais como os que expressam índices de refração e comprimentos de onda, usados na descrição e reivindicações a seguir devem ser entendidos como modificados, em todos os aspectos, pelo termo "cerca de". Consequentemente, salvo indicação em contrário, os parâmetros numéricos estabelecidos neste relatório e nas reivindicações em anexo são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas pretendidas para os artigos da presente invenção. No mínimo, e não como tentativa de restringir a aplicação da doutrina de equivalentes ao escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deve ser interpretado, pelo menos, à luz do número de dígitos significativos relatados e aplicando-se também as técnicas normais de arredondamento. Além disso, conforme utilizado neste relatório e nas reivindicações em anexo, as formas no singular "o/a", "um/uma" e "o/a" pretendem incluir referentes no plural, salvo se expressa e inequivocamente limitados a um único referente.

[0009] Não obstante as faixas e parâmetros numéricos estabelecendo o amplo escopo da invenção serem aproximados, os valores numéricos citados nos exemplos específicos são relatados da forma mais precisa possível. Qualquer valor numérico, porém, contém inerentemente certos erros necessariamente resultantes dos desvios padrão encontrados em suas respectivas medições de teste. Deve, também, ficar entendido que qualquer faixa numérica aqui citada pretende incluir todas as subfaixas nela incluídas. Por exemplo, uma faixa de "1 a 10" pretende incluir todas as subfaixas entre e incluindo o valor mínimo citado de 1 e o valor máximo citado de 10, ou seja, uma faixa tendo um valor mínimo igual ou maior que 1 e um valor máximo igual ou menor que 10. Pelo fato de as faixas descritas serem contínuas, elas incluem todo valor entre os valores mínimos e máximos. Salvo expressa indicação em contrário, as várias faixas especificadas neste pedido são, conforme citado, aproximadas.

[0010] Conforme utilizado na descrição e reivindicações, os termos a seguir têm os seguintes significados:

[0011] Os termos "acrílico" e "acrilato" são usados intercambiavelmente (salvo se isso vier a alterar o significado pretendido) e incluem ácido acrílico, ácidos acrílicos substituídos com alquila inferior, por exemplo, ácidos acrílicos C1-C5 substituídos, tais como ácido metacrílico, ácido etacrílico, etc., e derivados de tais ácidos acrílicos, tais como alquil ésteres C1-C5, por exemplo, acrilato de metila, metacrilato de metila, salvo clara indicação em contrário. Os termos "(met)acrílico" ou "(met)acrilato" pretendem abranger tanto as formas de acrílico/acrilato como as formas metacrílico/metacrilato do material indicado, por exemplo, um monômero (met)acrílico.

[0012] O termo "cura/curar", "curado/a" ou termos similares, utilizados em relação a uma composição curada ou curável, por exemplo, uma "composição curada" de alguma descrição específica pretende significar que pelo menos uma porção dos componentes polimerizáveis e/ou reticuláveis que formam a composição curável são pelo menos parcialmente polimerizados e/ou reticulados. Numa concretização não restritiva, o grau de reticulação pode variar de 5% a 100% de reticulação completa. Em concretizações não restritivas alternativas, o grau de reticulação pode variar de 30% a 95%, tal como de 35% a 95%, ou de 50% a 95%, ou de 50% a 85% de reticulação total. O grau de reticulação pode variar entre qualquer combinação dos valores previamente estabelecidos, inclusive dos valores citados.

[0013] O termo "filme", utilizado em relação ao polímero poliidroxi reticulado não estirado, significa e inclui uma camada que pode ser descrita como filme ou como revestimento. O revestimento ou filme de polímero poliidroxi reticulado não estirado tem uma espessura na faixa de espessuras especificadas neste relatório. O revestimento ou filme é também designado como revestimento/filme.

[0014] Os termos "sobre", "agregado a", "afixado a", "ligado a", "aderido a" ou termos similares significam que o revestimento, filme ou camada objeto está ou diretamente conectado a (superposto sobre e em contato direto com) a superfície objeto, ou indiretamente conectado à superfície objeto através de um ou mais revestimentos, filmes ou camadas (que são sobrepostos sobre e em contato direto com a superfície objeto).

[0015] O termo "oftálmico" refere-se a elementos e artigos associados com olho e visão, tais como, porém não restritos a óculos, como por exemplo, lentes corretivas e não corretivas, e lentes de aumento.

[0016] O termo "rígido" utilizado, por exemplo, em relação a um substrato para um artigo fotocrômico, significa que o item especificado é autoportante (autônomo).

[0017] O termo "óptico" e "opticamente incolor" ou termos de significado similar significa que o material especificado, por exemplo, substrato, filme, revestimento, etc., exibe um valor de transmissão de luz (transmite luz incidente) de pelo menos 4 por cento, e um índice de opacidade inferior a 1 por cento, por exemplo, um índice de opacidade inferior a 0,5 por cento, quando medido a 550 nanômetros através de um instrumento Haze Gard Plus.

[0018] O termo "material polarizante" significa um material que absorve um de dois componentes de radiação transmitira polarizados no plano ortogonal de forma mais intensa do que o outro. Concretizações não restritivas de materiais polarizantes incluem iodo, iodatos, materiais dicróicos, tais como indigóides, tioindigóides, merocianinas, indanos, corantes azo e poli(azo), benzoquinonas, naftoquinonas, antroquinonas, (poli)antroquinonas, antrapirimidinonas.

[0019] O termo "substrato", conforme utilizado, por exemplo, em relação ao termo substrato rígido, significa um artigo contendo pelo menos uma superfície capaz de acomodar um revestimento fotocrômico, por exemplo, um revestimento polimérico fotocrômico; a saber, o substrato tem uma superfície à qual um revestimento fotocrômico pode ser aplicado. Exemplos não restritivos do formato da superfície do substrato podem incluir redondo, liso, cilíndrico, esférico, planar, substancialmente planar, plano-côncavo e/ou plano-convexo, curvo, inclusive, embora não restrito a convexo e/ou côncavo, conforme exemplificados por várias curvas base utilizadas em lentes oftálmicas.

[0020] O termo "transparente", conforme utilizado, por exemplo, em relação a um substrato, filme, material e/ou revestimento, significa que o substrato, revestimento, filme e/ou material indicado tem a propriedade de transmitir luz sem dispersão apreciável, de forma que o objeto situado atrás dele possa ser visualizado claramente.

[0021] As composições curáveis da presente invenção compreendem uma quantidade fotocrômica de pelo menos um material fotocrômico. Materiais fotocrômicos, por exemplo, corantes/compostos ou composições contendo tais corantes/compostos que possam ser utilizados na composição fotocrômica são compostos fotocrômicos orgânicos e/ou substâncias contendo tais compostos fotocrômicos orgânicos atualmente de conhecimento dos habilitados na técnica ou posteriormente descobertos. O(s) material(ais) fotocrômico(s) específicos, por exemplo, composto(s) selecionados dependerão da aplicação final da composição fotocrômica e da cor ou tonalidade desejada para aquela aplicação. Quando dois ou mais compostos fotocrômicos forem usados de forma combinada, eles serão geralmente selecionados para que se complementem e produzam uma cor ou tonalidade desejada.

[0022] Material fotocrômico inorgânico tipicamente contém cristalitos de haleto de prata, haleto de cádmio e/ou haleto de cobre. Geralmente, o material de haleto é o cloreto ou brometo. Outros materiais fotocrômicos inorgânicos podem ser preparados mediante adição de európio (II) e/ou cério (III) a um vidro mineral, tal como vidro de soda-sílica.

[0023] Exemplos não restritivos de compostos fotocrômicos orgânicos que podem ser usados na composição polimérica fotocrômica incluem benzopiranos, naftopiranos, por exemplo, nafto[1,2-b]piranos, nafto[2,1-b]piranos, espiro-9- fluoreno[1,2-b]piranos, fenantropiranos, quinopiranos e naftopiranos fundidos com indeno, tais como os descritos na patente americana No. 5.645.767 coluna 1, linha 10 à coluna 12, linha 57 e na patente americana No. 5.658.501, na coluna 1, linha 64 à coluna 13, linha 36, cujas descrições são aqui incorporadas por referência. Exemplos não restritivos adicionais de compostos fotocrômicos orgânicos que podem ser usados incluem oxazinas, tais como benzoxazinas, naftoxazinas, e espiro(indolino)piridobenzoxazinas. Outros exemplos não restritivos de substâncias fotocrômicas que podem ser usados são ditizonatos metálicos fotocrômicos, como por exemplo, ditizonatos de mercúrio; fulgidas e fulgimidas, como por exemplo, 3-furil e 3-tienil fulgidas e fulgimidas, descritas na patente americana 4.931.220 na coluna 20, linha 5 à coluna 21, linha 38, cuja descrição é aqui incorporada por referência; diariletenos, descritos no pedido de patente americana No. 2003/0174560, do parágrafo [0025] ao [0086], cuja descrição é aqui incorporada por referência; e misturas de qualquer um dos materiais/compostos fotocrômicos anteriormente mencionados.

[0024] Outros exemplos não restritivos de compostos fotocrômicos orgânicos, compostos fotocrômicos polimerizáveis e compostos fotocrômicos complementares são descritos nas seguintes patentes americanas: 5.166.345 na coluna 3, linha 36 à coluna 14, linha 3; 5.236.958 na coluna 1, linha 45 à coluna 6, linha 65; 5.252.742 na coluna 1, linha 45 à coluna 6, linha 65; 5.359.085 na coluna 5, linha 25 à coluna 19, linha 55; 5.488.119 na coluna 1, linha 29 à coluna 7, linha 65; 5.821.287 na coluna 3, linha 5 à coluna 11, linha 39; 6.113.814 na coluna 2, linha 23 à coluna 23, linha 29; 6.153.126 na coluna 2, linha 18 à coluna 8, linha 60; 6.296.785 na coluna 2, linha 47 à coluna 31, linha 5; 6.348.604 na coluna 3, linha 26 à coluna 17, linha 15; e 6.353.102 na coluna 1, linha 62 à coluna 11, linha 64, cujas descrições são aqui incorporadas por referência.

[0025] A composição fotocrômica pode conter um composto fotocrômico ou uma mistura de dois ou mais compostos fotocrômicos, conforme desejado.

[0026] Misturas de compostos fotocrômicos podem ser usadas para obter certas cores ativadas, tais como cinza quase neutro ou marrom quase neutro. Vide, por exemplo, a patente americana No. 5.645.767, coluna 12, linha 66 à coluna 13, linha 19, que descreve os parâmetros que definem as cores cinza ou marrom neutro. Essa descrição é aqui incorporada por referência.

[0027] O(s) material(ais) fotocrômico(s) aqui descrito(s) podem ser incorporados à composição curável mediante adição à composição e/ou dissolvendo-o(s) num solvente antes de adicioná-lo à composição curável.

[0028] A quantidade de material fotocrômico presente na composição é aquela quantidade suficiente para exibir uma alteração desejada na densidade óptica (ΔOD) quando a composição curada é exposta à radiação ultravioleta (UV), por exemplo, uma quantidade fotocrômica. Tipicamente, uma quantidade suficiente é utilizada para produzir um efeito fotocrômico perceptível a olho nu quando da ativação. Geralmente, essa quantidade pode ser descritas como quantidade fotocrômica. A quantidade específica utilizada depende frequentemente da intensidade de cor desejada, da irradiação e do método usado para incorporar os materiais fotocrômicos. Quanto mais material fotocrômico incorporado, maior a intensidade de cor até um certo limite.

[0029] Tipicamente, a quantidade de material fotocrômico ativo utilizado na composição fotocrômica pode variar de 0,5 a 40,0 por cento em peso, com base no peso total da(s) resina(s) utilizada para produzir a composição. As quantidades relativas de material(ais) fotocrômico(s) pode variar e depende, em parte, das intensidades relativas da cor da forma ativada do(s) composto(s) fotocrômico(s), da cor final desejada, e da solubilidade ou dispersibilidade do(s) material(ais) fotocrômico(s) na composição polimérica. Em certas concretizações, a concentração de material(ais) fotocrômico(s) ativo(s) na composição fotocrômica pode variar de 1,0 a 30 por cento em peso, tal como de 3 a 20 por cento em peso, ou de 3 a 10 por cento em peso (com base no peso total de sólidos de resina na composição). A quantidade de material fotocrômico na composição pode variar entre quaisquer combinações desses valores, inclusive dos valores citados.

[0030] A composição curável da presente invenção compreende ainda um poliol polimérico, tipicamente um diol, tendo grupos carbonato ao longo de sua cadeia principal. A composição pode conter um poliol polimérico simples ou uma mistura de polióis poliméricos diferentes contendo grupos carbonato ao longo de suas cadeias principais. Outras ligações, tal como éster, amida, éter, uretano, e similares, podem também ocorrer ao longo da cadeia polimérica principal, cujos exemplos, são abaixo descritos. O poliol polimérico geralmente tem um peso molecular médio numérico maior que 5.000 g/mol. Tipicamente, o poliol polimérico tem um peso molecular médio numérico maior que 5.000 g/mol, geralmente maior que 6.000 g/mol ou maior que 8.000 g/mol. Também, o poliol polimérico tipicamente possui um peso molecular médio numérico de 20.000 g/mol ou menos, tal como de 10.000 g/mol ou menos, 8.000 g/mol ou menos, ou 7.000 g/mol ou menos. O peso molecular médio numérico do poliol polimérico pode variar entre qualquer uma das faixas citadas. Para fins da presente invenção, no relatório e nas reivindicações, o peso molecular médio numérico do poliol polimérico é determinado utilizando cromatografia de permeação em gel ("GPS") empregando padrão de poliestireno. Em certas concretizações, o poliol polimérico também tem um índice de polidispersidade igual ou menor que 2,0 ou 1,50, frequentemente igual ou menor que 1,40, ou igual ou menor que 1,30. Um índice de polidispersidade menor que 1,5 é especialmente útil quando o poliol polimérico é um policarbonato diol sem nenhuma outra ligação funcional ao longo da cadeia polimérica principal.

[0031] Dióis com funcionalidade policarbonato adequados podem ser obtidos, por exemplo, isolando os dióis com funcionalidade policarbonato com peso molecular mais alto de misturas de dióis com funcionalidade policarbonato contendo um índice de polidispersidade alto. Em certas concretizações da invenção, o diol com funcionalidade policarbonato é obtido isolando-se dióis com funcionalidade policarbonato com peso molecular mais alto de uma mistura de policarbonato dióis alifáticos disponíveis no mercado como PC-1122 da Stahl USA, ETERACOLTM PH-200D, PH-200 e UH-200 todos da Ube Chemical, DURANOLTM T5652 da AsahiKASEI ou RAVECARBTM 107 da Enichem. O diol com funcionalidade policarbonato é purificado lavando- se a mistura com metanol ou outro solvente apropriado e removendo-se as frações de baixo peso molecular até que o índice de polidispersidade da amostra restante seja igual ou menor que 1,50.

[0032] Conforme observado acima, o poliol polimérico pode conter ligações uretano ou blocos de ligações uretano além dos grupos carbonato. Esses copolímeros em bloco podem ser descritos como polióis ABA, onde A representa o bloco policarbonato e B o bloco uretano. Para produzir tais polióis em bloco, pode-se reagir um diol (X) tal como 1,6-hexanodiol ou TONE 0201 (um policaprolactona diol da Union Carbide) com um excesso de um isocianato (Y) tal como diisocianato de 2,2,4-trimetilhexametileno para formar um bloco uretano que tem funcionalidade isocianato. Por exemplo, o produto de reação de 2 moles de diol (X) com 3 moles de diisocianato (Y) pode ser descrito como bloco Y-X-Y-X-Y. O diol e o diisocianato são deixados reagir até que o peso equivalente de NCO esteja constante.

[0033] O poliol em bloco ABA final é então formado pela adição de um excesso molar (em relação ao bloco B) do policarbonato diol (A). Por exemplo, quando 2 moles do policarbonato diol forem adicionados a 1 mol do bloco de uretano (B) a estrutura estatística média pode ser descrita como um copolímero em bloco ABA. Caso se reaja 3 moles do policarbonato diol (A) em 2 moles do bloco de uretano (B), a estrutura estatística média pode ser descrita como copolímero em bloco A-B-A-B-A. Descobriu-se que a incorporação de tais blocos de uretano no poliol contendo policarbonato melhora o perfil de robustez de compatibilidade (opacidade reduzida) do revestimento óptico curado sem sacrificar outras propriedades de desempenho crítico tal como velocidade de desvanecimento.

[0034] Dióis representativos (X) incluem, embora não se restrinjam a etileno glicol, propileno glicol, 1,4- butanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentil glicol, dietileno glicol, glicerol, 1,4-ciclohexanodimetanol, 2-etil-1,3- hexanodiol, politetraidrofurano, bisfenol A etoxilado, esterdiol 204, trimetilol propano, e pentaeritritol.

[0035] Diisocianatos representativos (Y) incluem, embora não se restrinjam a hexametilenodiisocianato (HDI), 2,2,4- trimetilhexametilenodiisocionato (TMDI), diisocianato de isoforona (IPDI), Desmodur W, tetrametilxililenodiisocianato (TMXDI), dimerdiisocianato (DDI).

[0036] Ligações éster podem ser adicionadas ao longo da cadeia principal do poliol polimérico. A extensão do policarbonato com funcionalidade poliéster pode ser realizada utilizando um catalisador ácido de Lewis (tal como, embora não restrito a, etilhexanoato de estanho (II), trietil alumínio, triisopropóxido de alumínio, Borchi Kat®, dilaurato de dibutilestanho (IV), etc.), ou catalisador de amina (tal como, embora não restrito a 1,3,4,6,7,8-hexaidro-2H- pirimido[1,2-a]-pirimidina) por meio de polimerizações por abertura de anel (ROP). A extensão do peso molecular do policarbonato inclui o uso de éster e de uretanos reagindo o policarbonato simultaneamente com lactona utilizando ROP e isocianato livre na presença de dilaurato de dibutilestanho (IV).

[0037] As composições fotocrômicas poliméricas orgânicas curáveis da presente invenção compreendem ainda um agente de cura ou reticulador contendo grupos funcionais reativos capazes de reagir com grupos hidroxila no poliol polimérico. Exemplos de agentes de cura apropriados incluem aminoplásticos, poliisocianatos, poliácidos, anidridos, e suas misturas.

[0038] Aminoplásticos úteis podem ser obtidos, por exemplo, da reação de condensação de formaldeído com uma amida ou amida. Exemplos de aminas ou amidas incluem, embora não se restrinjam a melamina, ureia e benzoguanamina.

[0039] Embora os produtos de condensação obtidos da reação de alcoóis e formaldeído com melamina, ureia ou benzoguanamina sejam os mais comuns, condensados com outras aminas ou amidas podem ser usados. O formaldeído é o aldeído mais comumente utilizado, embora outros aldeídos, tais como acetaldeído, crotonaldeído e benzaldeído possam também ser usados.

[0040] O aminoplástico pode conter grupos imino ou metilol. Em certos casos, pelo menos uma porção dos grupos metilol pode ser eterificada com um álcool para modificar a resposta de cura. Qualquer álcool monoídrico como metanol, etanol, álcool n-butílico, isobutanol e hexanol pode ser empregado para essa finalidade. Exemplos de resinas aminoplásticas adequadas são fornecidas pela Cytec Industries, Inc., sob a marca CYMEL® e pela Solutia, Inc. sob a marca RESIMENE®. Aminoplásticos particularmente úteis incluem CYMEL® 385 (apropriado para composições à base de água), condensados de melamina formaldeído com funcionalidade imino CYMEL® 1158, e CYMEL® 303.

[0041] Outros agentes reticuladores apropriados para uso incluem agentes reticuladores de poliisocianato. Conforme aqui utilizado, o termo "poliisocianato" pretende incluir poliisocianatos bloqueados (ou capeados) bem como poliisocianatos não bloqueados. O poliisocianato pode ser alifático, aromático ou uma mistura dos mesmos. Embora poliisocianatos superiores tais como isocianuratos de diisocianatos sejam frequentemente utilizados, diisocianatos podem também ser empregados. Pré-polímeros de isocianato, por exemplo, produtos de reação de poliisocianatos com polióis, também podem ser usados. Misturas de agentes reticuladores de poliisocianato podem ser usadas.

[0042] O poliisocianato que é utilizado como agente reticulador pode ser preparado com uma variedade de materiais contendo isocianato. Exemplos de poliisocianatos apropriados incluem trímeros preparados com os seguintes diisocianatos: diisocianato de tolueno, 4,4'-metileno-bis(ciclohexil isocianato), diisocianato de isoforona, uma mistura isomérica de diisocianato de 2,24- e 2,4,4-trimetil hexametileno, diisocianato de 1,6-hexametileno, diisocianato de tetrametil xilileno e diisocianato de 4,4'-difenilmetileno. Além disso, pré-polímeros de poliisocianato bloqueado de vários polióis, tais como poliéster polióis, também podem ser utilizados.

[0043] Grupos isocianato podem ser capeados ou não capeados, conforme desejado. Se o poliisocianato precisar ser bloqueado ou capeado, qualquer alquil monoálcool alifático, cicloalifático ou aromático ou composto fenólico apropriado conhecido no estado da técnica pode ser usado como agente de capeamento para o poliisocianato. Exemplos de agentes bloqueadores apropriados incluem os materiais que se desbloqueiam a temperaturas elevadas, tais como alcoóis alifáticos inferiores incluindo metanol, etanol e n-butanol; alcoóis cicloalifáticos, tais como ciclohexanol; alquil alcoóis aromáticos, tais como fenil carbinol e metilfenil carbinol; e compostos fenólicos, tais como o próprio fenol e fenóis substituídos, sendo que os substituintes não afetam as operações de revestimento, tais como cresol e nitrofenol. Glicol éteres podem também ser usados como agentes de capeamento. Glicol éteres apropriados incluem etileno glicol butil éter, dietileno glicol butil éter, etileno glicol metil éter e propileno glicol metil éter. Outros agentes de capeamento apropriados incluem oximas tais como metil etil cetoxima, acetona oxima e ciclohexanona oxima, lactamas, tais como ipsílon-caprolactama, pirazóis, tais como dimetil pirazol, e aminas, tais como dibutil amina.

[0044] Exemplos de ácidos policarboxílicos apropriados incluem ácido adípico, succínico, sebácico, azeláico e dodecanodióico. Outros agentes reticuladores poliácidos apropriados incluem polímeros acrílicos contendo grupo ácido preparados com um monômero etilenicamente insaturado contendo pelo menos um grupo ácido carboxílico e pelo menos um monômero etilenicamente insaturado que é livre de grupos ácido carboxílico. Tais polímeros acrílicos com funcionalidade ácido podem ter um número de ácido variando de 30 a 150. Poliésteres contendo grupo com funcionalidade ácido podem também ser usados. Podem ser usados poliésteres de baixo peso molecular e semi-ésteres de ácido baseados na condensação de polióis alifáticos com ácidos policarboxílicos alifáticos e/ou aromáticos ou anidridos. Exemplos de polióis alifáticos apropriados incluem etileno glicol, propileno glicol, butileno glicol, 1,6-hexanodiol, trimetilol propano, di-trimetilol propano, neopentil glicol, 1,4- ciclohexanodimetanol, pentaeritritol e similares. Os ácidos policarboxílicos e anidridos podem incluir, entre outras coisas, ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido ftálico, anidrido ftálico, ácido tetraidroftálico, anidrido tetraidroftálico, anidrido hexaidroftálico, anidrido metilexaidroftálico, anidrido clorêndico e similares. Misturas de ácidos e/ou anidridos podem também ser usados. Os agentes reticuladores poliácidos acima descritos são descritos em maiores detalhes na patente americana No. 4.681.811 na coluna 6, linha 45 à coluna 9, linha 54, aqui incorporada por referência.

[0045] As composições curáveis da presente invenção podem conter outras resinas diferentes de e adicionalmente aos polióis poliméricos acima descritos. Exemplos de polióis orgânicos que podem ser usados na presente invenção, além dos policarbonatos polióis anteriormente descritos incluem (a) poliéster polióis; (b) poliéter polióis; (c) polióis contendo amida; (d) polióis poliacrílicos; (e) epóxi polióis; (f) alcoóis polivinílicos poliídricos; (g) uretano polióis; e (h) misturas de tais polióis. Em uma concretização prevista, os polióis orgânicos adicionais, são selecionados do grupo consistindo de polióis poliacrílicos, poliéter polióis, poliéster polióis, uretano polióis, e suas misturas. Em outra concretização, os polióis orgânicos adicionais são selecionados do grupo consistindo de polióis poliacrílicos, poliéter polióis, uretano polióis e suas misturas.

[0046] Os poliésteres polióis são geralmente conhecidos e podem ter um peso molecular médio numérico na faixa de 500 a 10.000. São preparados através de técnicas convencionais utilizando dióis, trióis de baixo peso molecular e alcoóis poliídricos conhecidos no estado da técnica, inclusive, embora não se restrinjam aos polióis previamente descritos utilizados na preparação de policarbonato polióis (opcionalmente em combinação com álcool monoídrico) com ácidos policarboxílicos. Exemplos de ácidos policarboxílicos apropriados incluem ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido trimelítico, ácido tetraidroftálico, ácido adípico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido fumárico, e suas misturas. Anidridos dos ácidos acima citados, quando existirem, podem também ser empregados e são abrangidos pelo termo "ácido policarboxílico". Além disso, certos materiais que reagem de forma similar à dos ácidos para formar poliéster polióis são também úteis. Esses materiais incluem lactonas, por exemplo, caprolactona, propiolactona e butirolactona, e hidroxi ácidos tais como ácido hidroxicapróico e ácido dimetilol propiônico. Se um triol ou álcool poliídrico for utilizado, um ácido monocarboxílico, tal como ácido acético e/ou ácido benzóico, pode ser usado na preparação dos poliésteres polióis, e para algumas finalidades, tal poliéster poliol pode ser desejável. Além disso, os poliésteres polióis são aqui entendidos como incluindo poliéster polióis modificados com ácidos graxos ou óleos glicerídicos de ácidos graxos (ou seja, polióis alquídicos contendo tal modificação). Outro poliéster poliol que pode ser utilizado é aquele preparado reagindo-se um óxido de alquileno, por exemplo, óxido de etileno, óxido de propileno, etc., e os glicidil ésteres de ácido versático com ácido metacrílico para formar o éster correspondente.

[0047] Poliéter polióis são geralmente conhecidos e podem ter um peso molecular médio numérico na faixa de 500 a 10.000 gramas por mol. Exemplos de poliéter polióis incluem vários polioxialquileno polióis, polióis polialcoxilados tendo um peso molecular maior que 500 gramas por mol, por exemplo, poli(oxitetrametileno)dióis, e suas misturas. Os polioxialquileno polióis podem ser preparados, de acordo com métodos conhecidos, condensando-se óxido de alquileno, ou uma mistura de óxidos de alquileno utilizando adição catalisada com ácido ou base, com um iniciador poliídrico ou uma mistura de iniciadores poliídricos, tais como etileno glicol, propileno glicol, glicerol, sorbitol e similares. Óxidos de alquileno ilustrativos incluem óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de amileno, óxidos de aralquileno, por exemplo, óxido de estireno, e os óxidos de alquileno halogenados, tais como óxido de triclorobutileno e assim por diante. Os óxidos de alquileno mais preferidos incluem óxido de propileno e óxido de etileno ou uma mistura dos mesmos, utilizando oxialquilação aleatória ou em etapas. Exemplos de tais polioxialquileno polióis incluem polioxietileno, ou seja, polietileno glicol, polioxipropileno, ou seja, polipropileno glicol. O peso molecular de tais polioxialquileno polióis utilizados como segmento mole é preferivelmente igual ou maior que 600, mais preferivelmente, igual ou maior que 725, e o mais preferivelmente igual ou maior que 1000 gramas por mol.

[0048] Os polioxialquileno polióis contendo um peso molecular médio numérico maior que 500 gramas por mol podem ser representados pela seguinte fórmula geral I:

[0049] onde m e n são, cada qual, um número positivo, a soma de m e n sendo de 5 a 70, R1 e R2 são, cada qual, hidrogênio, metila ou etila, preferivelmente hidrogênio ou metila e A é um grupo ligante divalente selecionado do grupo consistindo de alquileno de cadeia linear ou ramificada (geralmente contendo de 1 a 8 átomos de carbono), fenileno, fenileno substituído com alquila C1-C9 e um grupo representado pela seguinte fórmula geral II:

onde R3 e R4 são, cada qual, alquila C1-C4, cloro ou bromo, p um número inteiro de 0 a 4.

representa um grupo benzeno divalente ou um grupo ciclohexano divalente, e D é O, S, -S(O2)-, --C(O)--, —CH2 —, —CH=CH—, —C(CH3) (C6H5)— ou onde

é o grupo benzeno divalente, e D é O, S, --CH2--, ou -- C(CH3)2—, quando

for o grupo ciclohexano divalente. Em uma concretização, o poliol polialcoxilado é um composto no qual a soma de m e n é de 15 a 40, por exemplo, de 25 a 35, R1 e R2 são, cada qual, hidrogênio, e A é um grupo ligante divalente, de acordo com a fórmula geral II, onde:

representa um grupo benzeno divalente, p e q são, cada qual, 0, e D é -C(CH3)2--. Em outra concretização, a soma de m e n é de 25 a 35, por exemplo, de 30. Esses materiais podem ser preparados através de métodos conhecidos no estado da técnica. Um método comumente utilizado envolve reagir um poliol, por exemplo, 4,4'-isopropilidenodifenol, com uma substância contendo oxirano, por exemplo, óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de alfa-butileno ou óxido de beta- butileno, para formar o que é comumente designado como poliol etoxilado, propoxilado ou butoxilado contendo funcionalidade hidroxi.

[0050] Exemplos de polióis que podem ser usados na preparação dos polióis polialcoxilados incluem os polióis utilizados na preparação dos policarbonatos polióis descritos na presente invenção, por exemplo, trimetilolpropano e pentaeritritol; fenileno dióis, tais como orto, meta e para diidroxi benzeno; fenileno dióis substituídos com alquila, tais como 2,6-diidroxitolueno, 3-metilcatecol, 4- metilcatecol, álcool 2-hidroxibenzílico, álcool 3- hidroxibenzílico, e álcool 4-hidroxibenzílico; diidroxibifenilas, tais como 4,4'-diidroxibifenila e 2,2'- diidroxibifenila; bisfenóis tais como 4,4'- isopropilidenodifenol; 4,4'-oxibisfenol; 4,4'- diidroxibenzenofenona; 4,4'-tiobisfenol; fenolftaleína; bis(4-hidroxifenil)metano; 4,4'-(1,2-etenodiil)bisfenol; e 4,4'-sulfonilbisfenol; bisfenóis halogenados tais como 4,4'- isopropilidenobis(2,6-dibromofenol), 4,4'-isopropilidenobis (2,6-diclorofenol) e 4,4'-isopropilidenobis(2,3,5,6- tetraclorofenol) e bis-ciclohexanóis, que podem ser preparados hidrogenando-se os bisfenóis correspondentes, tais como 4,4'-isopropilideno-bisciclohexanol; 4,4'- oxibisciclohexanol; 4,4'-tiobisciclohexanol; e bis(4- hidroxiciclohexanol)metano.

[0051] Os poliéter polióis também incluem os poli(oxitetrametileno)dióis geralmente conhecidos preparados através da polimerização de tetraidrofurano na presença de catalisadores ácidos de Lewis, tais como trifluoreto de boro, cloreto de estanho (IV) e cloreto de sulfonila. O peso molecular médio numérico de poli(oxitetrametileno)dióis utilizados como o segmento mole varia de 500 a 5000. Em uma concretização, o peso molecular médio numérico varia de 650 a 2900, em outro de 1000 a 2000, e numa outra concretização, é de 1000 gramas por mol.

[0052] Em uma concretização, os poliéter polióis são selecionados do grupo consistindo de polioxialquileno polióis, polióis polialcoxilados, poli(oxitetrametileno)dióis, e suas misturas. Em outra concretização, os poliéter polióis são selecionados do grupo consistindo de polioxialquileno polióis tendo um peso molecular médio numérico igual ou maior que 1.000 gramas por mol, Bisfenol A etoxilado tendo aproximadamente 30 grupos etoxi, poli(oxitetrametileno) dióis tendo um peso molecular médio numérico de 1000 gramas por mol e suas misturas.

[0053] Polióis contendo amida são geralmente conhecidos e são tipicamente preparados a partir da reação de diácidos ou lactonas e polióis utilizados na preparação de policarbonato polióis aqui descritos com diaminas ou aminoalcoóis, conforme adiante descrito. Por exemplo, polióis contendo amida podem ser preparados através da reação de neopentil glicol, ácido adípico e hexametilenodiamina. Os polióis contendo amida podem também ser preparados através da aminólise mediante reação, por exemplo, de carboxilatos, ácidos carboxílicos ou lactonas com amino alcoóis. Exemplos de diaminas e amino alcoóis apropriados incluem hexametilenodiaminas, etilenodiaminas, fenilenodiamina, monoetanolamina, dietanolamina, isoforora diamina e similares.

[0054] Epóxi polióis são geralmente conhecidos e podem ser preparados, por exemplo, através de reação de glicidil éteres de polifenóis, tais como diglicidil éter de 2,2-bis(4- hidroxifenil)propano, com polifenóis, tais como 2,2-bis(4- hidroxifenil)propano. Epóxi polióis de pesos moleculares e funcionalidade hidroxila média variados podem ser preparados dependendo da reação de materiais de partida utilizados.

[0055] Alcoóis polivinílicos poliídricos são geralmente conhecidos e podem ser preparados, por exemplo, através da polimerização de acetato de vinila na presença de iniciadores apropriados, seguido de hidrólise de pelo menos uma porção das porções acetato. No processo de hidrólise, grupos hidroxila são formados e diretamente ligados à cadeia polimérica principal. Além dos homopolímeros, copolímeros de acetato de vinila e monômeros, tais como cloreto de vinila, podem ser preparados e hidrolisados de forma similar para formar álcool polivinílico poliídrico-copolímeros de cloreto de polivinila.

[0056] Uretano polióis são geralmente conhecidos e podem ser preparados, por exemplo, através da reação de um poliisocianato com poliol orgânico excedente para formar um produto com funcionalidade hidroxila. Exemplos de poliisocianatos úteis na preparação de uretano polióis incluem os aqui descritos. Exemplos de polióis orgânicos úteis na preparação de uretano polióis incluem os outros polióis aqui descritos, por exemplo, polióis de baixo peso molecular, poliéster polióis, poliéter polióis, polióis contendo amida, polióis poliacrílicos, epóxi polióis, alcoóis polivinílicos poliídricos e suas misturas.

[0057] Os polióis poliacrílicos são geralmente conhecidos e podem ser preparados através de técnicas de polimerização por adição via radical livre de monômeros adiante descritos. Em uma concretização, os polióis poliacrílicos tem um peso molecular médio ponderal de 500 a 50.000 e um número hidroxila de 20 a 270. Em outra concretização, o peso molecular médio ponderal é de 1000 a 30.000 e o número hidroxila é de 80 a 250. Em outra concretização, o peso molecular médio ponderal é de 3.000 a 20.000 e o número hidroxila é de 100 a 225.

[0058] Polióis poliacrílicos incluem, embora não se restrinjam aos polímeros e copolímeros de adição de ácidos acrílicos e metacrílicos com funcionalidade hidroxila; seus derivados éster incluindo, embora sem restrição, seus derivados éster com funcionalidade hidroxila. Exemplos de monômeros etilenicamente insaturados com funcionalidade hidroxi a serem usados na preparação dos polímeros de adição com funcionalidade hidroxi incluem (met)acrilato de hidroxietila, ou seja, acrilato de hidroxietila e metacrilato de hidroxietila, (met)acrilato de hidroxipropila, (met)acrilato de hidroxibutila, acrilato de hidroximetiletila, acrilato de hidroximetilpropila e suas misturas.

[0059] Em uma concretização, o poliol poliacrílico é um copolímero de monômeros (met)acrílicos etilenicamente insaturados com funcionalidade hidroxi, e outros monômeros etilenicamente insaturados selecionados do grupo consistindo de monômeros aromáticos de vinila, por exemplo, estireno, alfa-metil estireno, t-butil estireno e vinil tolueno; monômeros alifáticos de vinila tais como etileno, propileno e 1,3-butadieno; (met)acrilamida; (met)acrilonitrila; haletos de vinila e de vinilideno, por exemplo, cloreto de vinila e cloreto de vinilideno; vinil ésteres, como por exemplo, acetato de vinila; alquil ésteres de ácidos acrílicos e metacrílicos, ou seja, alquil ésteres de ácidos (met)acrílicos, tendo de 1 a 7 átomos de carbono no grupo alquila, incluindo (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de butila, (met)acrilato de ciclohexila, (met)acrilato de 2-etilhexila, (met)acrilato de isobornila e (met)acrilato de laurila; monômeros etilenicamente insaturados com funcionalidade epóxi, tais como (met)acrilato de glicidila, monômeros etilenicamente insaturados com funcionalidade carboxi, tais como ácidos acrílicos e metacrílicos, e misturas de tais monômeros etilenicamente insaturados.

[0060] O(s) monômero(s) (met)acrílico(s) etilenicamente insaturados com funcionalidade hidroxi podem compreender até 95 por cento em peso do copolímero de poliol poliacrílico. Em uma concretização, ele é composto de até 70 por cento em peso e em oura o(s) monômero(s) (met)acrílico(s) etilenicamente insaturado(s) compreendem até 45 por cento em peso do copolímero total.

[0061] Os polióis poliacrílicos aqui descritos podem ser preparados através de polimerização de adição iniciada por radical livre do(s) monômero(s) e através de técnicas de polimerização em solução orgânica. Os monômeros são tipicamente dissolvidos num solvente orgânico ou mistura de solventes incluindo cetonas, tais como metil etil cetonas, ésteres, tais como acetato de butila, o acetato de propileno glicol e acetato de hexila, alcoóis, tais como etanol e butanol, éteres, tais como propileno glicol monopropil éter e etil-3-etoxipropionato, e solventes aromáticos tais como xileno e SOLVESSO 100, uma mistura de solventes de hidrocarboneto com alto ponto de ebulição da Exxon Chemical Co. O solvente é primeiramente aquecido até refluxo, geralmente de 70 a 160 graus Celsius e o monômero ou mistura de monômeros e iniciador de radical livre é lentamente adicionado ao solvente de refluxo durante um período de cerca de 1 a 7 horas. A adição muito rápida de monômeros pode causar conversão inadequada ou uma reação exotérmica alta e rápida, o que representa risco à segurança. Iniciadores de radical livre apropriados incluem peroxiacetato de t-amila, peroxiacetato de di-t-amila e 2,2'-azobis (2- metilbutanonitrila). O iniciador de radical livre está tipicamente presente na mistura de reação de 1 a 10 por cento, com base no peso total dos monômeros. O polímero preparado através dos procedimentos aqui descritos é não- gelificado e preferivelmente possui um peso molecular de 500 a 50.000 gramas por mol.

[0062] As composições curáveis da presente invenção podem conter adjuvantes adicionais convencionais que confiram propriedades ou características desejadas à composição, ou que sejam exigidos pelo processo utilizado para aplicar e curar a composição polimérica fotocrômica na forma de um revestimento sobre a superfície de um substrato, ou que melhorem o desempenho do revestimento. Esses adjuvantes incluem, embora não se restrinjam aos absorventes de luz ultravioleta, estabilizantes de luz, tais como estabilizantes de luz de amina impedida (HALS), compostos de diariloxalamida assimétricos (oxanilida), dissipadores de oxigênio atômico, como por exemplo, um complexo de íon níquel com um ligante orgânico, antioxidantes, por exemplo, antioxidantes polifenólicos, estabilizantes térmicos, agentes de controle de reologia, agentes niveladores, por exemplo, surfactantes, sequestrantes de radical livre, agentes de tingimento, como por exemplo, corantes/tinturas, e agentes promotores de adesão, tais como trialcoxisilanos, por exemplo, silanos tendo um radical alcoxi de 1 a 4 átomos de carbono, inclusive Y-glicidoxipropil trimetoxi silano, Y-aminopropil trimetoxisilano, 3,4-epoxi ciclohexiletil trimetoxisilano, dimetildietoxisilano, aminoetil trimetoxisilano e metacrilato de 3-(trimetoxisilil)propila. Misturas de tais materiais adjuvantes melhoradores de desempenho fotocrômico/de revestimento podem ser usados. Catalisadores também podem ser incorporados à composição, conforme necessário para efetuar as reações químicas necessárias para cura.

[0063] Após curar a composição da presente invenção e conduzir o Teste de Desempenho Fotocrômico aqui descrito, a composição demonstrou uma taxa de desvanecimento T1/2 menor que 200 segundos, ou menor que 100 segundos, frequentemente menor que 90 segundos, tornando-a particularmente apropriada como revestimento fotocrômico num artigo fotocrômico, tal como uma lente. Para fins da presente invenção, foi realizado o teste de resposta para determinar a taxa de desvanecimento T1/2 utilizando uma bancada óptica conforme imediatamente descrito abaixo e com mais especificidade conforme indicam os Exemplos.

[0064] Teste de Desempenho Fotocrômico

[0065] O Teste de Desempenho Fotocrômico é conduzido na bancada óptica ("BMP") (Bench for Measuring Photochromics) fabricada pela Essilor, Ltd., França. A bancada óptica é mantida a uma temperatura constante de 73,4°C (23°C) durante o teste.

[0066] Antes do teste na bancada óptica, cada uma das lentes revestidas é exposta à luz ultravioleta de 365 nanômetros por cerca de 10 minutos a uma distância de cerca de 14 centímetros para ativar os materiais fotocrômicos. A irradiância UVA (315 a 380 nm) na lente é medida com um espectroradiômetro LICOR® Modelo Li-1800. Níveis de irradiância típicos são de cerca de 22,2 watts por metro quadrado. A lente é colocada sob uma lâmpada halógena de alta intensidade de 500 watts por cerca de 10 minutos a uma distância de cerca de 36 centímetros para descorar (inativar) os materiais fotocrômicos. A iluminância na lente é medida com o espectroradiômetro LICOR®. Níveis de iluminância típicos são de cerca de 21,9 Klux. As lentes são mantidas num ambiente escuro à temperatura ambiente (de 70 a 75°F ou de 21 a 24°C) por pelo menos 1 hora antes do teste sobre uma bancada óptica. Antes das medições na bancada óptica, as lentes são medidas quanto à absorbância ultravioleta a 390 nanômetros.

[0067] A bancada óptica BMP é adaptada com duas lâmpadas de arco de xenônio ORIEL® Modelo # 66057 de 150 watts em ângulos retos entre si. O trajeto de luz da Lâmpada 1 é direcionado através de um filtro passa-banda de 3mm SCHOTT® KG-2 e filtros de densidade neutra apropriados que contribuem para o nível de irradiância de luz visível UV e parcial necessário. O trajeto de luz da Lâmpada 2 é direcionado através de um filtro passa-banda de 3mm SCHOTT® KG-2, filtro de corte de banda curta de 400 nm SCHOTT® e filtros de densidade neutra apropriados para prover iluminância de luz visível complementar. Um divisor de feixe polka dot 50% de 2" x 2", em um ângulo de 45° em relação a cada lâmpada, é utilizado para misturar os dois feixes. A combinação de filtros de densidade neutra e controle de tensão da lâmpada de arco de xenônio foram usados para ajustar a intensidade da irradiância. O software patenteado, ou seja a versão 2.1e BMPSoft, foi usado na BMP para controlar a sincronização, irradiância, célula de ar e temperatura da amostra, obturação, seleção de filtro e medição de resposta. Um espectrofotômetro ZEISS®, Modelo MCS 501, com cabos de fibra óptica para liberação de luz por meio de lentes foi usado para medição de resposta e cor. As medições de resposta fotópica são coletadas em cada lente.

[0068] A potência de saída da bancada óptica, ou seja, a dosagem de luz à que a lente foi tipicamente exposta, é ajustada para 6,7 watts UVA por metro quadrado (W/m2), integrada de 315-380 nm e 50 Klux de iluminância, integrada de 380-780 nm. A medição deste ponto de ajuste de potência foi realizada utilizando-se uma sonda de irradiância e o espectrofotômetro Zeiss calibrado. A célula de amostra de lente foi equipada com uma janela de quartzo e porta-amostra de centralização automática. A temperatura na célula de amostra é tipicamente controlada a 23°C, através do software com um simulador de ambiente modificado Facis Modelo FX-10. A medição da resposta fotocrômica dinâmica da amostra e as medições de cor foram realizadas com o mesmo espectrofotômetro Zeiss, com cabos de fibra óptica para liberação de luz de uma lâmpada halógena de tungstênio e através da amostra. O feixe de luz colimada monitorador procedente do cabo de fibra óptica foi mantido na posição perpendicular em relação à amostra de teste, enquanto atravessava a amostra e direcionado para o interior de um conjunto de cabo de fibra óptica receptor ligado ao espectrofotômetro. O ponto exato de colocação da amostra na célula de amostra era o local em que o feixe de arco de xenônio ativador e o feixe de luz monitorador se intersectavam para formar dois círculos concêntricos de luz. O ângulo de incidência do feixe de arco de xenônio no ponto de colocação da amostra era de cerca de 30° da perpendicular.

[0069] As medições de resposta, em termos de alteração na densidade óptica (ΔOD) do estado não ativado ou descorado para o estado ativado ou colorido foram determinadas estabelecendo-se a transmitância não ativada inicial, abrindo-se o obturador da(s) lâmpada(s) de xenônio e medindose a transmitância por ativação nos intervalos de tempo selecionados. A mudança na densidade óptica é determinada de acordo com a fórmula: ΔOD = log(10) (%Tb/%Ta), onde %Tb é a transmitância percentual no estado descorado, %Ta é a transmitância percentual no estado ativado. As medições de densidade óptica baseiam-se na densidade óptica fotópica, onde a ΔOD na saturação ocorre após 15 minutos de ativação e o valor de Meia-Vida de Desvanecimento ("T1/2") é o intervalo de tempo em segundos para que a ΔOD da forma ativada do material fotocrômico no revestimento atinja metade da ΔOD de quinze minutos a 73,4°F (23°C) após remoção da fonte luminosa de ativação.

[0070] A presente invenção provê ainda um artigo fotocrômico compreendendo um substrato rígido e um revestimento polimérico orgânico fotocrômico a uma superfície do substrato. O revestimento polimérico orgânico fotocrômico compreende a composição descrita acima.

[0071] Substratos rígidos aos quais o revestimento polimérico fotocrômico é aplicado podem variar e incluem qualquer substrato rígido contendo pelo menos uma superfície que suporte um revestimento polimérico fotocrômico. Exemplos de tais substratos rígidos incluem: papel, vidro, cerâmicas, madeira, alvenaria, têxteis, metais e materiais poliméricos orgânicos. O substrato específico utilizado dependerá da aplicação específica que requeira tanto um substrato rígido como um revestimento fotocrômico, cujo revestimento fotocrômico requeira ainda a proteção de um filme polimérico de poliidróxi reticulado, adjacente ao revestimento fotocrômico. O substrato rígido pode também ser transparente.

[0072] Substratos poliméricos que podem ser usados na preparação dos artigos fotocrômicos da presente invenção incluem materiais poliméricos orgânicos e materiais inorgânicos, tal como vidro. Conforme aqui utilizado, o termo "vidro" é definido como uma substância polimérica, por exemplo, um silicato polimérico. Substratos de vidro podem ser de qualquer tipo apropriado para a finalidade pretendida. Numa concretização não restritiva, o substrato de vidro é vidro incolor, fracamente colorido, transparente, tal como o vidro tipo sílica bastante conhecido, particularmente o vidro de soda-cal-sílica. A natureza e composição de vários vidros de sílica são bastante conhecidos no estado da técnica. O vidro pode ser reforçado através de têmpera térmica ou química.

[0073] Substratos orgânicos poliméricos que podem ser usados no preparo de artigos fotocrômicos da presente invenção são quaisquer um dos materiais plásticos atualmente conhecidos (ou posteriormente descobertos) que sejam quimicamente compatíveis com o revestimento polimérico fotocrômico superposto sobre, por exemplo, aplicado à superfície do substrato. Numa concretização não restritiva, o substrato orgânico polimérico pode ser preparado com os polímeros reconhecidos no estado da técnica que sejam úteis como substratos ópticos, por exemplo, resinas ópticas orgânicas utilizadas no preparo de fundições opticamente incolores para aplicações ópticas, tais como lentes oftálmicas.

[0074] Exemplos de substratos orgânicos que podem ser usados como substratos orgânicos poliméricos são polímeros, como por exemplo, homopolímeros, oligômeros e copolímeros, inclusive, embora sem restrição, substratos preparados com monômeros e misturas de monômeros, tais como os descritos da coluna 15, linha 28 à coluna 16, linha 17 da patente americana No. 5.658.501 cuja descrição foi aqui incorporada por referência. Tais substratos orgânicos podem ser substratos poliméricos termoplásticos ou termofixos, como por exemplo, substratos transparentes, mais particularmente, substratos opticamente incolores, com um índice de refração que desejavelmente varie de 1,48 a 1,74, por exemplo, de 1,50 a 1,67.

[0075] Exemplos não restritivos de tais monômeros e polímeros descritos incluem monômeros de poliol(alil carbonato), por exemplo, carbonatos de alil diglicol, tais como bis(alil carbonato) de dietileno glicol, cujo monômero é vendido sob a marca CR-39 pela PPG Industries, Inc.; polímeros de poliureia-poliuretano (poliureia uretano), tais como os polímeros descritos na patente americana No. 6.127.505 (coluna 2, linha 26 à coluna 6, linha 5, cuja descrição foi aqui incorporada por referência), tais polímeros de poliureia-uretano sendo preparados, por exemplo, pela reação de um pré-polímero de poliuretano e um agente de cura de diamina, uma composição para um tal polímero sendo vendida sob a marca TRIVEX pela PPG Industries, Inc.; monômeros funcionais acrílicos, tais como, porém não restritos a monômero de carbonato com terminação poliol(met)acriloíla, monômeros de dimetacrilato de dietileno glicol; monômeros de metacrilato de fenol etoxilado, monômeros de diisopropenil benzeno; monômeros de triacrilato de trimetilol propano etoxilado; monômeros de bismetacrilato de etileno glicol; monômeros de bismetacrilato de poli(etileno glicol); monômeros de acrilato de uretano; poli(dimetacrilato de bisfenol A etoxilado); poli(vinil acetato); poli(vinil álcool); poli(vinil cloreto); poli(vinilideno cloreto); polietileno; polipropileno; poliuretanos; politiouretanos, que incluem, embora não se restrinjam a materiais tais como resinas ópticas MR-6, MR-7 e MR-8 da Mitsui Chemicals; policarbonatos termoplásticos, tais como resina ligada a carbonato derivada de bisfenol A e fosgênio, tal material sendo vendido sob a marca LEXAN; poliésteres, tais como o material vendido sob a marca MYLAR; poli(etileno tereftalato); polivinil butiral; poli(metil metacrilato), tal como o material vendido sob a marca PLEXIGLAS; e polímeros preparados reagindo isocianato(s) polifuncionais e/ou isotiocianato(s) com politiol(óis) ou monômeros de poliepissulfeto, sejam eles homopolimerizados ou co-e/ou terpolimerizados com politióis, poliisocianatos, poliisotiocianatos e monômeros insaturados opcionalmente etilenicamente insaturados ou monômeros de vinila contendo aromático halogenado. São também previstos copolímeros de tais monômeros e misturas dos polímeros e copolímeros descritos com outros polímeros, por exemplo, para formar produtos de retícula interpenetrante. O substrato polimérico orgânico deve ser quimicamente compatível com o revestimento polimérico fotocrômico, por exemplo, superposto, aplicado à superfície do substrato. Para aplicações ópticas, o substrato deve ser transparente.

[0076] Frequentemente, o substrato rígido é um substrato polimérico orgânico selecionado de materiais termofixos ou termoplásticos com um índice de refração de 1,48 a 1,74. Materiais que demonstram essas propriedades incluem composições polimerizáveis compreendendo monômeros de carbonato de alil diglicol, policarbonatos termoplásticos, poliureia uretanos ou composições compreendendo o produto de reação de isocianato(s) polifuncional e/ou isotiocianato(s) com politiol(óis) ou monômero(s) de poliepissulfeto.

[0077] O substrato orgânico polimérico utilizado no preparo dos artigos fotocrômicos da presente invenção podem ter um revestimento protetor, por exemplo, um revestimento resistente à abrasão, em sua superfície. Por exemplo, as lentes ópticas termoplásticas de policarbonato são tipicamente vendidas com um revestimento resistente à abrasão, por exemplo, um revestimento duro, já aplicado a sua superfície(s) já que a superfície tende a rapidamente sofrer riscos, arranhões ou atritos. Um exemplo não restritivo de tal artigo é uma lente de policarbonato (da Gentex Optics) vendida com revestimento duro já aplicado à superfície de policarbonato. Conforme utilizado neste relatório e reivindicações, os termos "substrato orgânico polimérico" (ou termos similares) ou "superfície" de tal substrato pretende significar e incluir ou o próprio substrato orgânico polimérico ou tal substrato com revestimento, por exemplo, revestimento protetor e/ou primer, sobre o substrato. Assim, quando se fizer referência no relatório ou nas reivindicações a uma aplicação de revestimento primer ou de revestimento polimérico fotocrômico à superfície do substrato, tal referência inclui aplicar tal revestimento ao substrato orgânico polimérico per se, ou ao um revestimento, como por exemplo, um revestimento resistente à abrasão, na superfície do substrato. Portanto, o termo "substrato" inclui substratos contendo um revestimento sobre sua superfície. O revestimento pode ser qualquer revestimento apropriado (que não o revestimento fotocrômico) e não se restringe a um revestimento resistente à abrasão (camada dura), por exemplo, qualquer revestimento protetor ou outro revestimento que ofereça uma ou mais propriedades funcionais adicionais ao artigo do qual o substrato faz parte.

[0078] Antes de aplicar o revestimento polimérico fotocrômico à superfície do substrato a ser revestido, é comum limpar e tratar tal superfície para melhorar a adesão do revestimento fotocrômico ao substrato. Exemplos de métodos de limpeza incluem lavagem ultrassônica, lavagem com sabão/solução detergente aquosa (ou lavagem com sabão e água), seguido de enxágue e limpeza com uma mistura aquosa de solvente orgânico, por exemplo, uma mistura 50:50 de isopropanol/água ou etanol/água. Exemplos de outros tratamentos incluem tratamento por UV, tratamento com gás ativado, por exemplo, tratamento com plasma à baixa temperatura ou descarga corona (utilizando gás inerte, tal como argônio ou um gás reativo tal como oxigênio) e tratamento químico que resulte na hidroxilação da superfície do substrato, por exemplo, decapar a superfície com uma solução aquosa de hidróxido metálico alcalino, por exemplo, hidróxido de sódio ou potássio, cuja solução pode também conter um fluorosurfactante. A solução de hidróxido alcalino metálico pode ser uma solução aquosa diluída, por exemplo, de 5 a 40 por cento em peso de hidróxido metálico alcalino. A concentração da solução de hidróxido metálico alcalino pode variar de 10 a 15 por cento em peso, por exemplo, 12 por cento em peso. Vide, por exemplo, a patente americana No. 3.971.872, coluna 3, linhas 13 a 25; patente americana No. 4.904.525, coluna 6, linhas 10 a 48; e patente americana No. 5.104.692, coluna 13, linhas 10 a 59, que descrevem o tratamento de superfície de materiais orgânicos poliméricos. Tais descrições são aqui incorporadas por referência.

[0079] Em certas concretizações, um revestimento de primer é aplicado ao substrato de superfície plástica antes da aplicação do revestimento fotocrômico. O primer pode ser aplicado ao substrato rígido através de qualquer um dos métodos utilizados para aplicar o revestimento fotocrômico, por exemplo, revestimento por pulverização, rotação, por cortina, fluxo, rolo ou imersão; e podem ser aplicados a uma superfície limpa e não tratada ou limpa e tratada e/ou quimicamente tratada do substrato. Revestimentos de primer são bastante conhecidos no estado da técnica. A espessura do revestimento de primer pode variar de uma a várias camadas monomoleculares. A espessura do revestimento de primer pode variar de 0,1 a 10 mícrons, por exemplo, de 0,1 a 2 ou 3 mícrons. A espessura do revestimento de primer pode variar entre qualquer combinação dos valores anteriormente citados, inclusive dos valores citados. Exemplos de revestimentos de primer incluem revestimentos que compreendem um silano organofuncional, tal como metacriloxipropil trimetoxisilano, e revestimentos compreendendo uma composição que é substancialmente livre de organosiloxanos e que compreende anidridos orgânicos tendo pelo menos uma ligação etilênica e um material contendo isocianato.

[0080] Tipicamente, o revestimento fotocrômico aplicado à superfície do substrato rígido terá uma espessura de pelo menos 3 mícrons. Em concretizações alternativas não restritivas, a espessura do revestimento fotocrômico é de pelo menos 5 mícrons, tal como de pelo menos 10 mícrons, por exemplo, de 20 ou 30 mícrons. Geralmente, o revestimento fotocrômico aplicado terá uma espessura de no máximo 200 mícrons, ou de no máximo 100 mícrons, tal como de no máximo 50 mícrons, por exemplo, 40 mícrons. A espessura do revestimento fotocrômico pode variar entre qualquer combinação desses valores, inclusive dos valores citados. Por exemplo, a espessura do revestimento fotocrômico pode variar de 10 a 50 mícrons, por exemplo, de 20 a 40 mícrons. O revestimento fotocrômico aplicado é preferivelmente livre de defeitos cosméticos, tais como riscos, furos, manchas, fendas, inclusões, etc.

[0081] Na linguagem de revestimentos, o termo "revestimento" é considerado como uma camada com uma espessura de no máximo 4 mils (cerca de 100 mícrons). Porém, conforme utilizado neste relatório e nas reivindicações, em relação ao revestimento fotocrômico, o termo "revestimento" é aqui utilizado para significar um revestimento com espessura na faixa de espessuras acima citadas.

[0082] Além disso, conforme utilizado neste relatório e nas reivindicações, a intenção é que o termo "superfície do substrato polimérico" ou termos similares, como por exemplo, a superfície à qual o revestimento polimérico fotocrômico é aplicado, inclui concretizações nas quais somente uma porção da superfície do substrato é revestida. Portanto, o revestimento fotocrômico (e a outra camada polimérica orgânica que pode ser aplicada ao revestimento fotocrômico) pode cobrir somente uma porção de pelo menos uma superfície do substrato.

[0083] O revestimento polimérico fotocrômico é suficientemente duro para ser física/mecanicamente manuseado sem causar defeitos/imperfeições, como por exemplo, arranhões, na superfície. A dureza dos revestimentos ou filmes pode ser quantificada por testes conhecidos no estado da técnica, por exemplo, a microdureza de Fischer, dureza do lápis ou dureza Knoop.

[0084] A composição de revestimento polimérico fotocrômico é aplicada à superfície do substrato rígido e então curada através de métodos conhecidos no estado da técnica. Esses métodos de aplicação incluem os métodos reconhecidos no estado da técnica de revestimento por rotação, cortina, imersão, pulverização ou através de métodos utilizados na preparação de sobrecamadas. Esses métodos são descritos na patente americana No. 4.873.029.

[0085] Após a formulação de revestimento polimérico fotocrômico ser aplicada à superfície do substrato plástico, ela é curada à temperatura ambiente ou através da aplicação de calor. As condições específicas de cura dependem do substrato plástico, dos componentes funcionais na formulação e do tipo de catalisador utilizado. A cura térmica pode envolver aquecimento à temperatura ambiente até temperaturas abaixo das quais o substrato plástico ou material fotocrômico não seja danificado pelo aquecimento. Temperaturas de até 200°C foram relatadas. Essas condições de cura são bastante conhecidas no estado da técnica. Por exemplo, um ciclo térmico de cura típico envolve aquecer a formulação da temperatura ambiente (22°C) a uma temperatura variando de 85 a 140°C durante um período de 2 a 90 minutos. Quando as condições de cura produzirem um revestimento que possa ser fisicamente manuseado, mas que ainda não esteja completamente curado, uma etapa térmica pós-cura adicional pode também ser empregada para curar totalmente o revestimento fotocrômico.

[0086] Os artigos fotocrômicos da presente invenção podem ter camadas adicionais aplicadas no topo do revestimento polimérico fotocrômico. Essas camadas incluem camadas de união, camadas duras resistentes à abrasão, revestimentos antirreflexo, e similares. Exemplos não restritivos de revestimentos antirreflexo são descritos na patente americana No. 6.175.450, e na publicação de patente internacional WO 00/33111, cujas descrições de revestimentos antirreflexo são aqui incorporadas por referência.

[0087] Artigos fotocrômicos da presente invenção podem ser usados numa variedade de aplicações. Em concretizações não restritivas alternativas, os artigos fotocrômicos podem ser projetados para uso sobre substratos transparentes, como por exemplo, substratos ópticos, plásticos, destinados a aplicações oftálmicas, tais como lentes planas e para correção visual, lentes solares e óculos de sol, janelas comerciais e residenciais, transparências aeronáuticas e automotivas, capacetes, filmes incolores, etc. Além disso, os artigos fotocrômicos da presente invenção podem ser usados em associação com folhas e filmes plásticos, dispositivos ópticos, como por exemplo, comutadores ópticos, dispositivos de exibição e dispositivos de armazenamento de memória, tais como os descritos na patente americana No. 6.589.452, e elementos de segurança, tais como mídia de dados opticamente legíveis como, por exemplo, os descritos no pedido de patente americana 2002/0142248, elementos de segurança na forma de marcas de verificação que podem ser colocadas sobre documentos de segurança e artigos manufaturados.

[0088] Em certas concretizações da presente invenção, um revestimento resistente à abrasão é sobreposto, por exemplo, superposto sobre a outra camada polimérica orgânica transparente. Em tal concretização, uma cura pós-térmica (quando utilizada) pode ser adiada até que ocorra a aplicação do revestimento resistente à abrasão, caso não haja manuseio físico significativo do produto até a aplicação do revestimento resistente à abrasão. Caso esse manuseio extensivo seja necessário, uma pós-cura térmica poderá ser conduzida antes da aplicação do revestimento resistente à abrasão.

[0089] A resistência das camadas poliméricas a riscos pode ser medida através dos testes convencionais de riscos com lã de aço conhecidos pelos habilitados na técnica. Esse teste mede o ganho médio de opacidade de uma superfície submetida à abrasão com lã de aço muito fina. De acordo com uma concretização não restritiva da presente invenção, o ganho médio de opacidade de uma camada polimérica provendo resistência a riscos pode ser inferior a 20. Em concretizações não restritivas alternativas, o ganho médio de opacidade de um polímero provendo resistência a riscos pode ser inferior a 15, tal como inferior a 10, por exemplo, inferior a 8. Um Aparelho de Teste de Abrasão com Lã de Aço Eberbach pode ser usado para determinar a resistência a riscos de uma superfície. Um Aparelho de Teste de Abrasão Bayer pode também ser usado para determinar a resistência à abrasão de uma superfície.

[0090] O revestimento resistente à abrasão (camada dura) pode ser superposto, por exemplo, aplicado a uma camada polimérica de união transparente utilizando as mesmas técnicas de aplicação descritas com respeito ao revestimento fotocrômico, como por exemplo, revestimento por rotação. A espessura do filme resistente à abrasão pode variar de 0,5 a 10 mícrons.

[0091] A presente invenção é mais particularmente descrita nos exemplos a seguir, cujo caráter é meramente ilustrativo, já que várias modificações e variações no mesmo serão evidentes aos habilitados na técnica.

[0092] A invenção é também descrita juntamente com os exemplos a seguir, que deverão ser considerados ilustrativos e não restritivos, e nos quais todas as partes são em peso e todas as porcentagens são também em peso, com base no peso total da composição, salvo se especificado de outra forma. Na Parte 1, é descrita a preparação dos policarbonatos polióis A, B e C. Na Parte 2, sãos descritos a preparação das composições e dos artigos da presente invenção, bem como os exemplos comparativos. Na Parte 3, são descritos os resultados da microdureza e do Teste de Desempenho Fotocrômico dos Exemplos 1-3 e dos Exemplos Comparativos 1 e 2.

[0093] EXEMPLOS

[0094] Parte 1 - Preparação de Policarbonato Polióis

[0095] O Policarbonato Poliol A (PP-A) foi preparado como segue: num frasco de 5 litros adicionou-se 1000 gramas (g) do policarbonato poliol RAVECARB® 107 da Enichem e 2220 g de metanol e uma manta de nitrogênio aplicada. A mistura resultante foi agitada e aquecida até atingir 61°C e nessa temperatura foi mantida por 15 minutos. A mistura resultante foi transferida para um funil de separação e mantida à temperatura ambiente por 15 minutos. Após a separação, a camada de fundo foi coletada para um frasco de 5 litros. O processo foi repetido mais três vezes utilizando 1900 g de metanol de cada vez. O metanol da camada final de fundo coletado foi removido por destilação resultando em 590 g de um líquido viscoso. O nível de metanol restante no material recuperado foi de 0,16% e o índice de hidroxila foi de 31,3 mg KOH/g. O peso molecular médio numérico, determinado através de cromatografia de permeação em gel, utilizando padrões de poliestireno foi de 6450 g/mol e o peso molecular médio ponderal foi de 8,590 g/mol. O índice de polidispersidade foi de 1,33.

[0096] O Policarbonato Poliol B (PP-B) foi preparado seguindo o procedimento utilizado no preparo de PP-A, com exceção do frasco de 1 litro, 250 gramas (g) de policarbonato poliol ETERNACOLL® PH200D da UBE Americas Inc., e 600 mL de metanol foram usados para cada uma das três separações adicionais e a quantidade de produto recuperado foi de 150g. O produto tinha um nível de metanol inferior a 0,03% e um índice de hidroxila de 30,3 mg KOH/g. O peso molecular médio numérico, determinado através de cromatografia de permeação em gel utilizando padrões de poliestireno foi de 6560 g/mol e o peso molecular médio ponderal foi de 9,760 g/mol. O índice de polidispersidade foi de 1,49.

[0097] O Policarbonato Poliol C foi preparado seguindo o procedimento utilizado no preparo de PP-A, com exceção de que o policarbonato poliol ETERNACOLL® PH200D foi utilizado em lugar do policarbonato poliol RAVECARB® 107 e 605g de líquido viscoso foi obtido com um nível de metanol de 0,15% e o índice de hidroxila foi de 30,1 mg KOH/g. O peso molecular médio numérico, determinado através de cromatografia de permeação em gel utilizando padrões de poliestireno foi de 6,610 g/mol e o peso molecular médio ponderal foi de 8,690 g/mol. O índice de polidispersidade foi de 1,32.

[0098] Policarbonato Poliol D (PP-D) foi preparado como segue:

[0099] Etapa 1 - Em um frasco de 2 litros adicionou-se policarbonato poliol ETERNACOLL® PH200D (400g) e acetonitrila (400 ml) e a mistura resultante foi agitada até a homogeneidade; metanol (800 ml) foi adicionado lentamente e a mistura agitada por 30 minutos; a mistura foi transferida para um funil de separação e após 30 minutos, a camada de fundo de cerca de 550g foi coletada.

[0100] Etapa 2 - O material coletado da Etapa 1 foi adicionado a um frasco de 2 litros com acetonitrila (350 ml) e metanol (600 ml) foi adicionado e a mistura resultante agitada por 30 minutos, transferida para um funil de separação e após 30 minutos a camada de fundo foi coletada.

[0101] Etapa 3 - O procedimento da Etapa 2 foi repetido com o material coletado da Etapa 2, com exceção de que 200 ml de acetonitrila e 400 ml de metanol foram utilizados.

[0102] Etapa 4 - O procedimento da Etapa 3 foi repetido com o material coletado da Etapa 3 e após remoção do solvente, 65g de um material viscoso incolor foram recuperados como o produto desejado. O peso molecular médio numérico, determinado através de cromatografia de permeação em gel utilizando padrões de poliestireno foi de 10.100 g/mol e o peso molecular médio ponderal foi de 12.600 g/mol. O índice de polidispersidade foi de 1,25.

[0103] O poli(carbonato-r-uretano-r-éster) Poliol E (PP-E) foi preparado como segue: em um frasco de 500 mililitros com funil de adição, agitador mecânico e tubo condensador, adicionou-se 101,5 gramas (g) de ETERNACOLL® PH200D, 0,39 g de etilhexanoato de estanho(II) e 16g de DOWANOL®DPMA. Uma manta de nitrogênio foi aplicada, e a mistura resultante agitada e aquecida a 117°C. Uma solução de 40,4 g de caprolactona, 13,5g de valerolactona e 5,15g de diisocianato de trimetil hexametileno (TMDI) foi adicionada durante um intervalo de 20 minutos através de funil de adição. A reação foi aquecida por 8 horas a 117°C. A reação foi usada sem purificação adicional. O nível de sólidos no material resultante foi medido em 89,2% em DOWANOL® DPMA e o índice de hidroxila foi de 21,9 mg de KOH/g. O nível de sólidos aqui relatado foi determinado pesando-se uma amostra, aquecendo-a a 120°C por uma hora, pesando-a novamente e determinando-se o percentual de sólidos restante após a etapa de aquecimento. O peso molecular médio numérico, determinado através de cromatografia de permeação em gel utilizando padrões de poliestireno foi de 9010 g/mol e o peso molecular médio ponderal foi de 14.600 g/mol. O índice de polidispersidade foi de 1,62.

[0104] O Poli(carbonato-éster) Poliol F (PP-F) foi preparado como segue: em um frasco de 1 litro com agitador mecânico e tubo condensador, adicionou-se 395 gramas (g) de ETERNACOLL® PH200D, 300,0 g de caprolactona e 100g de valerolactona. Uma manta de nitrogênio foi aplicada. A mistura resultante foi agitada, aquecida a 117°C e 0,4g de etilhexanoato de estanho (II) foi adicionada por seringa. A reação foi aquecida por 18 horas a 117°C. A reação foi usada sem purificação adicional. O nível de sólidos no material resultante foi medido a 99,2% e o índice de hidroxila foi de 33,6 mg KOH/g. O peso molecular médio numérico, determinado através de cromatografia de permeação em gel utilizando padrões de poliestireno foi de 5430 g/mol e o peso molecular médio ponderal foi de 9.020 g/mol. O índice de polidispersidade foi de 1,66.

[0105] O copolímero em bloco de policarbonato uretano Poliol G (PP-G) foi preparado como segue: em um frasco de 100 ml adicionou-se 8,2 g de diisocianato de 2,2,4- trimetilhexanometileno, 3,1g de 1,6-hexanodiol, 0,08g de dilaurato de dibutil estanho, 0,04g de trifenilfosfito e 21g de DOWANOL® DPMA. A mistura foi aquecida a 80°C e mantida por 5 horas. A mistura foi então resfriada e à mesma adicionou-se 52,3g de ETERNACOLL® PH200D e 21g de DOWANOL® DPMA. A temperatura foi aumentada para 80°C e mantida até que o isocianato não fosse mais observado através de espectroscopia por infravermelho. A mistura de reação foi resfriada para prover um líquido viscoso incolor com um teor de sólidos de 62%. O índice de hidroxila baseado em 100% sólidos de resina foi de 28 mg KOH/g. O peso molecular médio numérico determinado através de cromatografia de permeação em gel utilizando padrões de poliestireno foi de 7170 g/mol e o peso molecular médio ponderal foi de 13930 g/mol. O índice de polidispersidade foi de 1,94. O bloco de uretano neste material tinha um Mn teórico de ~538.

[0106] O copolímero em bloco de policarbonato uretano Poliol H (PP-H) foi preparado como segue: num frasco de 500 ml adicionou-se 25,2 g de diisocianato de 2,2,4- trimetilhexametileno, 31,8 g de poliol TONE 0201 da Dow, 0,36g de dilaurato de dibutil estanho, 0,18g de trifenilfosfito e 99,4 g de DOWANOL® DPMA. A mistura foi aquecida a 80°C e mantida por 5 horas. A mistura foi então resfriada e à mistura adicionou-se 241,3 g de ETERNACOLL® PH200D e 99g de DOWANOL® DPMA. A temperatura foi aumentada para 80°C e mantida até que o isocianato não fosse mais observado através de IR. A mistura de reação foi resfriada para prover um líquido viscoso incolor, com um teor de sólidos de 60%. O índice de hidroxila baseado em 100% sólidos de resina foi de 26 mg KOH/g. O peso molecular médio numérico determinado através de cromatografia de permeação em gel utilizando padrões de poliestireno foi de 7470 g/mol e o peso molecular médio ponderal foi de 14300 g/mol. O índice de polidispersidade foi de 1,91. O bloco de uretano neste material tinha um Mn teórico de ~950.

[0107] O copolímero em bloco de policarbonato uretano Poliol I(PP-I) foi preparado como segue: num frasco de 100 ml adicionou-se 4,4 g de diisocianato de 2,2,4- trimetilhexametileno, 7,4 g de poliol TONE 0201, 0,06g de dilaurato de dibutil estanho, 0,03g de trifenilfosfito e 18 g de DOWANOL® DPMA. A mistura foi aquecida a 80°C e mantida por 5 horas. A mistura foi então resfriada e à mistura adicionou- se 42 g de ETERNACOLL® PH200D e 26g de DOWANOL® DPMA. A temperatura foi aumentada para 80°C e mantida até que o isocianato não fosse mais observado através de IR. A mistura de reação foi resfriada para prover um líquido viscoso incolor, com um teor de sólidos de 50%. O índice de hidroxila baseado em 100% sólidos de resina foi de 20 mg KOH/g. O peso molecular médio numérico determinado através de cromatografia de permeação em gel utilizando padrões de poliestireno foi de 10400 g/mol e o peso molecular médio ponderal foi de 21300 g/mol. O índice de polidispersidade foi de 2,05. O bloco de uretano neste material tinha um Mn teórico de ~1690.

[0108] Parte 2 - Preparação dos Exemplos 1-3 e dos Exemplos Comparativos 1 e 2

[0109] Nos exemplos seguintes, materiais tais como corantes, polióis, catalisadores, surfactantes, etc., identificados em um exemplo por uma letra minúscula entre parênteses são utilizados nos exemplos comparativos posteriores com o mesmo número minúsculo. A combinação de PC- 1, PC-2, PC-3 e PC-4 resultou em uma cor cinza ativada.

[0110] Parte 2-A - Preparação de Formulações de Revestimento

[0111] Os materiais a seguir foram adicionados na ordem descrita a um recipiente apropriado equipado com agitador. Carga 1 - Porcentagem em Peso de Cada Componente Relacionado

(1) DOWANOL®DPMA relatado como sendo acetato de dipropileno glicol metil éter da Dow. (2) Indenonaftopirano fotocrômico de cor verde (3) Indenonaftopirano fotocrômico de cor violeta (4) Indenonaftopirano fotocrômico de cor violeta (5) Indenonaftopirano fotocrômico de cor violeta (6) IRGANOX®245-A - Um antioxidante/estabilizante da Ciba

[0112] Specialty Chemicals Corp.

[0113] (7) TINUVIN® 144 é um estabilizante de luz da classe de amina impedida relatado como tendo CAS#63843-89-0 e fornecido pela Ciba Specialty Chemicals. Carga 2 - Porcentagem em Peso de Cada Componente Relacionado

(8) SILQUEST®A-187 é um gama-glicidoxipropil trimetoxisilano da Osi Specialties of Paris, França. (9) K-KAT®348 é um catalisador de uretano relatado como carboxilato de bismuto da King Industries, Inc. (10) BYK® 333 é um copolímero de dimetilpolissiloxano modificado com poliéter da BYK-Chemie of Wallingford, Connecticut. Carga 3 - Porcentagem em Peso de Cada Componente Relacionado

(11) PMAP - Um poliol poli(met)acrílico produzido seguindo o procedimento da Composição D do Exemplo 1 na patente americana No. 6.187.444 cujo procedimento é aqui incorporado por referência, com exceção de que na Carga 2, o estireno foi substituído com metacrilato de metila e 0,5% em peso, com base no peso total do monômero, de trifenil fosfito, foi adicionado. (12) Policarbonato polióis preparados na Parte 1 ou o produto comercial utilizado nos Exemplos Comparativos. (13) Um diisocianato de hexametileno em bloco da Baxenden Chemical Co., de Lancashire, Inglaterra.

[0114] A Carga 1 foi adicionada ao recipiente com mistura e aquecida a 60°C por aproximadamente 30 minutos para dissolver os sólidos. A Carga 2 foi adicionada à solução e a mistura resultante agitada por aproximadamente 5 minutos. Os materiais da Carga 3 foram adicionados na ordem relacionada a um recipiente separado e misturados antes de sua adição no recipiente contendo as Cargas 1 e 2. A mistura resultante foi colocada num recipiente de 120 ml e num misturador de cilindros U.S.Stoneware Roll com o disco seletor ajustado em 40 por 2 horas.

[0115] Os exemplos Comparativos 1 e 2 foram preparados seguindo os procedimentos relacionados acima para os Exemplos 1-3, com exceção do uso dos materiais relacionados abaixo em cada uma da Cargas 1, 2 e 3.

Parte 2-B - Preparação de Artigos Revestidos

[0116] Foram utilizadas lentes monofocais acabadas de policarbonato com um diâmetro de 70 mm obtidas da Gentex Optics. As lentes de teste foram tratadas com descarga corona de uma unidade de Tantee EST-Electrical Services Treatment operando a 500 watts e 54 kVA por 45 segundos. Os revestimentos dos Exemplos 1-3 e dos Exemplos Comparativos 1 e 2 foram aplicadas através de revestimento rotativo separadamente a lentes tratadas com corona e curadas a 125°C por 60 minutos. Os revestimentos curados resultantes tinham aproximadamente 20 mícrons de espessura. Um conjunto de lentes com o revestimento aplicado foram submetidos a teste de microdureza conforme descrito na Parte 3-A.

[0117] Outro conjunto de lentes revestidas foi tratado com descarga corona de uma unidade Tantee operando a 20 Hertz e 0,70 quilowatts por 9 segundos. Uma formulação à base de acrilato do tipo descrito nos Exemplos 1 e 2 da patente americana No. 7.410.691, cuja descrição foi aqui incorporada por referência, foi aplicada às lentes de teste através de revestimento por rotação e curada, resultando em revestimentos com aproximadamente 8 mícrons de espessura. Lentes contendo dois revestimentos foram testadas quanto ao desempenho fotocrômico conforme descrito na Parte 3-B. Parte 3-A - Teste de Microdureza

[0118] As lentes revestidas preparadas na Parte 2-B foram submetidas ao teste de microdureza utilizando um instrumento FISCHERCOPER® HCV, Modelo H-100 da Fischer Technology Inc. A microdureza é medida em Newtons por mm2. Cada lente foi medida de 2 a 5 vezes e a média dos dados resultantes calculada. As medições de dureza foram tomadas numa profundidade de penetração de 2 mícrons após uma carga de 100 Newtons por 15 minutos. A média aritmética dos resultados de cada lente testada está relacionada na Tabela 1. Tabela 1 - Resultados de Microdureza Fischer

Parte 3-B - Teste de Desempenho Fotocrômico

[0119] O desempenho fotocrômico de cada uma das composições de revestimento anteriormente citadas foi conduzido conforme a seguir descrito. As lentes revestidas preparadas acima foram testadas no Teste de Desempenho Fotocrômico na bancada óptica "BMP" (Bench for Measuring Photochromics) da Essilor, Ltd. França. A bancada óptica foi mantida a uma temperatura constante de 73,4°F (23°C) durante o teste.

[0120] Antes do teste na bancada óptica, cada uma das lentes revestidas foi exposta à luz ultravioleta de 365 nanômetros por cerca de 10 minutos a uma distância de cerca de 14 centímetros para ativar os materiais fotocrômicos. A irradiância UVA (315 a 380 nm) na lente é medida com um espectroradiômetro LICOR® Modelo Li-1800 e determinada em 22,2 watts por metro quadrado. A lente foi colocada sob uma lâmpada halógena de alta intensidade de 500 watts por cerca de 10 minutos a uma distância de cerca de 36 centímetros para descorar (inativar) os materiais fotocrômicos. A iluminância na lente é medida com o espectroradiômetro LICOR® e determinada em 21,9 Klux. As lentes são mantidas num ambiente escuro à temperatura ambiente (de 70 a 75°F ou de 21 a 24°C) por pelo menos 1 hora antes do teste sobre uma bancada óptica. Antes das medições em bancada óptica, as lentes são medidas quanto à absorbância ultravioleta a 390 nanômetros.

[0121] A bancada óptica BMP foi adaptada com duas lâmpadas de arco de xenônio ORIEL® Modelo # 66057 de 150 watts em ângulos retos entre si. O trajeto de luz da Lâmpada 1 foi direcionado através de um filtro passa-banda de 3mm SCHOTT® KG-2 e filtros de densidade neutra apropriados que contribuíram para o nível de irradiância de luz visível UV e parcial necessário. O trajeto de luz da Lâmpada 2 foi direcionado através de um filtro passa-banda de 3mm SCHOTT® KG-2, filtro de corte de banda curta de 400 nm SCHOTT® e filtros de densidade neutra apropriados para prover iluminância de luz visível complementar. Um divisor de feixe polka dot 50% de 2" x 2", em um ângulo de 45° em relação a cada lâmpada, é utilizado para misturar os dois feixes. A combinação de filtros de densidade neutra e controle de tensão da lâmpada de arco de xenônio foram usados para ajustar a intensidade da irradiância. O software patenteado, ou seja a versão 2.1e BMPSoft, foi usado na BMP para controlar a sincronização, irradiância, célula de ar e temperatura da amostra, obturação, seleção de filtro e medição de resposta. Um espectrofotômetro ZEISS®, Modelo MCS 501, com cabos de fibra óptica para liberação de luz por meio de lentes foi usado para medição de resposta e cor. As medições de resposta fotópica são coletadas em cada lente.

[0122] A potência de saída da bancada óptica, ou seja, a dosagem de luz à que a lente foi tipicamente exposta, é ajustada para 6,7 watts UVA por metro quadrado (W/m2), integrada de 315-380 nm e 50 Klux de iluminância, integrada de 380-780 nm. A medição deste ponto de ajuste de potência foi realizada utilizando-se uma sonda de irradiância e o espectrofotômetro Zeiss calibrado. A célula de amostra de lente foi equipada com uma janela de quartzo e porta-amostra de centralização automática. A temperatura na célula de amostra é tipicamente controlada a 23°C, através do software com um simulador de ambiente modificado Facis Modelo FX-10. A medição da resposta fotocrômica dinâmica da amostra e as medições de cor foram realizadas com o mesmo espectrofotômetro Zeiss, com cabos de fibra óptica para liberação de luz de uma lâmpada halógena de tungstênio e através da amostra. O feixe de luz colimada monitorador procedente do cabo de fibra óptica é mantido na posição perpendicular em relação à amostra de teste, enquanto atravessa a amostra e é direcionado para o interior de um conjunto de cabo de fibra óptica receptor ligado ao espectrofotômetro. O ponto exato de colocação da amostra na célula de amostra é o local em que o feixe de arco de xenônio ativador e o feixe de luz monitorador se intersectam para formar dois círculos concêntricos de luz. O ângulo de incidência do feixe de arco de xenônio no ponto de colocação da amostra é de cerca de 30° da perpendicular.

[0123] As medições de resposta, em termos de alteração na densidade óptica (ΔOD) do estado não ativado ou descorado para o estado ativado ou colorido foram determinadas estabelecendo-se a transmitância não ativada inicial, abrindo-se o obturador da(s) lâmpada(s) de xenônio e medindose a transmitância por ativação nos intervalos de tempo selecionados. A mudança na densidade óptica é determinada de acordo com a fórmula: ΔOD = log(10) (%Tb/%Ta), onde %Tb é a transmitância percentual no estado descorado, %Ta é a transmitância percentual no estado ativado. As medições de densidade óptica baseiam-se na densidade óptica fotópica.

[0124] Os resultados deste teste são apresentados na Tabela 2 abaixo, onde a ΔOD na saturação ocorre após 15 minutos de ativação e o valor de Meia-Vida de Desvanecimento ("T1/2") é o intervalo de tempo em segundos para que a ΔOD da forma ativada do material fotocrômico no revestimento atinja metade da ΔOD de quinze minutos a 73,4°F (23°C) após remoção da fonte luminosa de ativação. Tabela 2 - Resultados de Desempenho Fotocrômico

[0125] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a detalhes específicos de certas concretizações da mesma, tais detalhes não devem ser interpretados como restrição ao escopo da invenção, exceto na medida em que forem incluídos nas reivindicações em anexo.

Claims

1. Composição fotocrômica polimérica orgânica curável, caracterizada pelo fato de compreender: a) uma quantidade fotocrômica de pelo menos um material fotocrômico; b) um poliol polimérico tendo grupos carbonato ao longo de sua cadeia principal e tendo um peso molecular médio numérico maior que 5000 g/mol determinado usando cromatografia de permeação em gel (“GPS”) usando um padrão de poliestireno; e c) um agente de cura tendo grupos funcionais reativos capazes de reagir com grupos hidroxila no poliol polimérico (b); sendo que, após a cura e o Teste de Desempenho Fotocrômico, a composição demonstra uma taxa de desvanecimento T1/2 menor que 200 segundos.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o poliol polimérico ter um peso molecular médio numérico maior que 6000 g/mol até e inclusive 20.000 g/mol.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o poliol polimérico ter um índice de polidispersidade igual ou menor que 1,50.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de, após cura e após o Teste de Desempenho Fotocrômico, a composição demonstrar uma taxa de desvanecimento T1/2 menor que 90 segundos.

5. Artigo fotocrômico, caracterizado pelo fato de compreender: (a) um substrato rígido, (b) um revestimento polimérico orgânico fotocrômico aplicado a uma superfície de dito substrato, dito revestimento fotocrômico compreendendo: i) uma quantidade fotocrômica de pelo menos um material fotocrômico; ii) um poliol polimérico tendo grupos carbonato ao longo de sua cadeia principal e tendo um peso molecular médio numérico maior que 5000 g/mol, determinado usando cromatografia de permeação em gel (“GPS”) usando um padrão de poliestireno; e iii) um agente de cura tendo grupos funcionais reativos, capazes de reagir com grupos hidroxila no poliol polimérico (b); sendo que, após aplicação do revestimento ao substrato, após cura e após o Teste de Desempenho Fotocrômico, a composição demonstra uma taxa de desvanecimento T1/2 menor que 200 segundos.

6. Artigo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o poliol polimérico ter um peso molecular médio numérico maior que 6000 g/mol até e inclusive 20.000 g/mol.

7. Artigo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o poliol polimérico ter um índice de polidispersidade igual ou menor que 1,50.

8. Artigo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de, após aplicação do revestimento ao substrato, após cura e após o Teste de Desempenho Fotocrômico, a composição demonstrar uma taxa de desvanecimento T1/2 menor que 90 segundos.

9. Artigo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o substrato rígido ser um substrato polimérico orgânico selecionado de materiais termofixos ou termoplásticos tendo um índice de refração de pelo menos 1,48.

10. Artigo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o substrato polimérico orgânico compreender um substrato termofixo preparado a partira de composições polimerizáveis compreendendo monômero(s) de alil diglicol carbonato, um substrato preparado a partir de policarbonatos termoplásticos, um substrato preparado a partir de poliureia uretanos ou um substrato preparado a partir de composições compreendendo o produto de reação de isocianato(s) polifuncional(ais) e/ou isotiocianato(s) com politiol(óis) ou monômero(s) de poliepissulfeto.

11. Artigo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o substrato termofixo ser dietileno glicol bis(alil carbonato).

12. Artigo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o material fotocrômico ser um material fotocrômico orgânico compreendendo espirooxazinas fotocrômicas, benzopiranos, naftopiranos, fulgidas, ditizonatos metálicos, diariletenos ou misturas de tais materiais fotocrômicos.

13. Artigo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o material fotocrômico ser um naftopirano compreendendo nafto[1,2-b]piranos, nafto[2,1-b]piranos, espiro-9-fluoreno[1,2-b]piranos, fenantropiranos, quinopiranos e/ou naftopiranos fundidos com indeno.

14. Artigo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o material fotocrômico ser uma espirooxazina compreendendo naftoxazinas e/ou espiro(indolino) piridobenzoxazinas.

15. Artigo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o artigo ser uma lente.