CN101180553B - 二甘醇双烯丙基碳酸酯cr-39的改进透镜及其制备方法 - Google Patents

二甘醇双烯丙基碳酸酯cr-39的改进透镜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

改进的透镜,它包括CR-39和多硫醇,其比例为30-50%的CR-39,70-50%的多硫醇,且TDI和CR-39的总重量为全部物质重量的25-50wt%,和其中CR-39、多硫醇和TDI优选分别以31-32%、31-32%和36-38%的比值存在,其中该透镜的折射指数的范围为1.59-1.65。

Description

二甘醇双烯丙基碳酸酯CR-39的改进透镜及其制备方法
技术领域
本发明涉及二甘醇双烯丙基碳酸酯CR-39的改进透镜及其制备方法。
背景技术
塑料透镜基于其折射指数分类,和折射指数确定了透镜的光强。因此,若折射指数低的透镜用于较高光强的话,则透镜需要具有低于标准的厚度,这会增加穿戴者因这一透镜重量导致的不舒适感。在这一情况下,优选的touse是折射指数高的透镜。
迄今为止,通常由多硫醇制造具有1.6和1.6以上的高折射指数的透镜。该方法包括首先在作为催化剂的三乙胺存在下,由mercaptoth、乙醇和表氯醇制备二醇。催化剂和活性成分之比为1∶1,和反应在40℃以上的温度下进行。
然后二醇与无水硫化钠反应,得到四醇。四醇与硫脲和浓盐酸在120℃下反应9小时的时间段,产生异硫脲(isothiouroniu)盐,这一盐与在作为溶剂的甲苯内反应,产生多硫醇。
这一已知方法具有数个缺点。一个这样明显的缺点是产率低。再一缺点是尽管产率低,但要在高温下才获得这一产率。进一步的缺点是合成时间。
已将按此方式所制备的多硫醇,二甘醇双烯丙基碳酸酯,即CR-39,用于改进低折射指数树脂的折射指数。
尽管CR-39具有非常良好的透明度、切削性和可染性,但其特征在于折射指数低,即1.49。
作为制备透镜的这一方法,本领域已知在过氧化二异丙基(DIPP)存在下,CR-39树脂聚合17-20小时的时间段,这一方法耗时。此外,催化剂(DIPP)对温度敏感,必须在低温下储存。
发明目的
本发明的目的是制备具有小于1.60的高折射指数的CR-39的透镜及其制备方法,其中所述透镜具有良好的光学性能。
本发明另一目的是提出改进的透镜及其制备方法,所述方法与CR-39所要求的时间相比耗时较低。
本发明再一目的是提出改进的透镜及其制备方法,其成本可行。
本发明再一目的是提出随意设定(tailor making)折射指数的方法。
本发明进一步的目的是提出改进的透镜及其制备方法,该方法可在室温下进行。
发明内容
根据本发明,提供改进的透镜,它包括CR-39和多硫醇,其比例为30-50%的CR-39,70-50%的多硫醇,和全部物质重量的25-50%是TDI和CR-39的总重量,和其中CR-39、多硫醇和TDI优选分别以31-32%、31-32%和36-38%的比例存在,其中透镜的折射指数范围为1.59-1.65。
进一步根据本发明,提供制备改进的透镜的方法,该方法包括下述步骤:
-使与催化剂混合的多硫醇脱气,
-混合CR-39与通过第一步获得的多硫醇,
-添加甲苯二异氰酸酯(TDI),接着脱气,以便获得用于透镜的混合物,
-倾倒混合物到模具内,
-加热该模具,接着固化。
具体实施方式
根据本发明,混合多硫醇与0.04-0.06%的催化剂,所述催化剂是二月桂酸二丁基锡(DBTDL)。多硫醇赋予由其生产的透镜良好的光学性能。通过第一步如此获得的混合物在60-80℃的温度和1-5mm Hg的压力下进行脱气步骤0.5-3小时的时间段,接着冷却到20-30℃的温度。紧跟着在搅拌下,在25-60℃的温度和1mm-5mmHg的压力下经5分钟-1小时添加比值为40∶60到60∶40的CR-39与多硫醇。之后,添加用量为25-50%的甲苯二异氰酸酯,在1-5mm Hg的压力下脱气10-40分钟,以便获得所要求的用于透镜的混合物。将其倾倒在例如由不锈钢和玻璃制造的模具内,所述模具保持在温度维持在40-80℃的烘箱内5-14小时的时间段。在从烘箱中取出之后,在烘箱内,在40-80℃的温度下固化模具3-6小时的时间段。
可通过我们的共同待审的专利申请no.2342/Del/2004的方法制备本发明所使用的多硫醇,该方法包括在第一步中制备二醇。然而,根据前述专利申请,在制备二醇中,在催化剂存在下,反应物表氯醇逐滴添加到巯基乙醇中,以便维持反应混合物在室温下。然而,取决于催化剂,可在20℃-50℃下加热反应混合物。优选地,更多的aptoethanol与表氯醇之比为1∶1到1∶1.5。催化剂选自三乙醇胺。添加表氯醇到乙醇中,以便反应混合物维持在20℃-35℃下。可视需要,在35℃下进行半小时的反应加热。
通过第一步生产的二醇进行第二步,以生产四醇。因此,二醇与硫化钠溶液反应。已发现,水合形式硫化钠与本领域已知的无水形式的硫化钠的区别是具有明确的优势。水合硫化钠辅助反应使反应比较快速。逐滴添加硫化钠,并维持温度在20-50℃下。相对于本领域已知的3小时,该反应在1-1.5小时内完成。
第三步包括使四醇与盐酸在90-100℃下反应9-12小时以供形成异硫脲盐。
最后,使异硫脲盐与氨在甲苯内反应,产生多硫醇。
通过本发明以上所述的方法生产的透镜包括CR-39和多硫醇,其比例为30-50%的CR-39,70-50%的多硫醇,且TDI和CR-39的总重量为全部物质总重量的25-50wt%,和其中CR-39、多硫醇和TDI优选分别以31-32%、31-32%和36-38%的比值存在。对本发明的透镜进行性能评价,其中得到下述值:
-与CR-39 1.49的低折射指数相比,折射指数的范围为1.59-1.65
-透射率为90-93%
-抗冲击
-良好的切削性和可染性。
此外,要注意该透镜符合FDA标准。
相对于实施例阐述本发明,其中所述实施例是作为例举的具体实施例,和不应严格地认为是对本发明范围的任何限制。
实施例
对于透镜的制备来说,混合7gm多硫醇与0.04gm DBTDL,在60℃的温度和2mm Hg的压力下脱气1小时。在室温,即30℃下冷却它,并添加3gm CR-39,和在30℃的温度和2mm Hg的压力下进行脱气步骤10分钟。向其中添加8gm TDI,进一步在25℃的温度和2mm Hg的压力下脱气10分钟。
将如此获得的混合物注入到配有橡胶垫圈的玻璃毛坯(blank)内。用该混合物填充的毛坯置于50℃的热空气烘箱内12小时。之后将其取出以供在相同的烘箱内固化3小时。
要理解,本领域的技术人员可对本发明进行各种改性、变化和修改。这种改性、变化和修改拟落在本发明的范围内,本发明的范围通过以下的权利要求进一步列出。

Claims (10)

1.一种改进的透镜,它包括CR-39、多硫醇和TDI,CR-39、多硫醇和TDI分别以31-32wt%、31-32wt%和36-38wt%的比例存在,并且它们的重量百分比含量之和为100%,其中该透镜的折射指数的范围为1.59-1.65。
2.权利要求1的改进的透镜,其中CR-39以32wt%的用量存在,多硫醇以32wt%的用量存在,和甲苯二异氰酸酯(TDI)以36wt%的用量存在。
3.制备改进的透镜的方法,该方法包括下述步骤:
-使与催化剂混合的多硫醇脱气,
-混合CR-39与通过第一步获得的多硫醇,
-添加甲苯二异氰酸酯(TDI),接着脱气,以便获得用于透镜的混合物,
-将该混合物倾倒在模具内,
-加热该模具,接着固化,
其中CR-39、多硫醇和TDI分别以31-32wt%、31-32wt%和36-38wt%的比例存在,并且它们的重量百分比含量之和为100%。
4.权利要求3的方法,其中通过包括下述步骤的方法制备多硫醇:
(a)在20-40℃下,在催化剂存在下,由乙醇和表氯醇制备二醇,其中乙醇与表氯醇之重量比为1∶1到1∶1.5,
(b)使二醇与硫化钠溶液反应,获得四醇,
(c)通过使四醇与盐酸和硫脲反应,制备异硫脲盐,
(d)在溶液内使该盐与氨反应,获得多硫醇。
5.权利要求3和4任一项的方法,其中在60-80℃的温度和1-5mm Hg的压力下进行脱气0.5-3小时。
6.权利要求3和4任一项的方法,其中催化剂是二月桂酸二丁基锡(DBTDL),其用量为0.04-0.06wt%。
7.权利要求3和4任一项的方法,其中CR-39与多硫醇之重量比为30∶70至60∶40。
8.权利要求3和4任一项的方法,其中甲苯二异氰酸酯为25-50wt%,和在1-3mm Hg的压力下进行进一步脱气10-40分钟。
9.权利要求3和4任一项的方法,其中在40-80℃的温度下加热模塑的混合物5-14小时的时间段。
10.权利要求3和4任一项的方法,其中在40-80℃的温度下进行固化3-6小时。
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