CN104755520A - 聚合性组合物、光学材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的聚合性组合物包含(A)二官能以上的脂环族异氰酸酯化合物(a1)及/或二官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物(a2)、(B)具有1个以上的硫醚键及/或1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物、和(C)咪唑系固化催化剂,所述聚合性组合物中含有相对于异氰酸酯化合物(A)及硫醇化合物(B)的总量而言为5ppm~3000ppm的咪唑系固化催化剂(C)。
Description
技术领域
本发明涉及聚合性组合物、光学材料及其制造方法。
背景技术
塑料透镜与无机透镜相比,质轻且不易破裂,能够染色,因而已在眼镜透镜、照相机透镜等光学元件中快速普及。迄今为止,开发使用了各种透镜用树脂,作为其中的代表例,可举出由包含异氰酸酯化合物和硫醇化合物的聚合性组合物得到的硫代氨基甲酸酯(thiourethane)树脂。
作为与由硫代氨基甲酸酯树脂形成的塑料透镜相关的文献,可举出以下的专利文献1~5。
专利文献1、2中公开了一种聚合性组合物和由该组合物得到的塑料透镜,所述聚合性组合物是通过下述方法得到的:使用咪唑系催化剂作为硫化促进剂、使硫和具有环硫基的化合物反应,在反应得到的预聚物中混合多异氰酸酯化合物和多硫醇化合物。
专利文献3中公开了一种感光性树脂组合物,其包含由硫醇化合物和异氰酸酯化合物得到的硫代氨基甲酸酯化合物、和咪唑化合物等光聚合引发剂。
专利文献4公开了一种聚硫氨酯树脂的制造方法,其中使多硫醇低聚物和含有多异(硫)氰酸酯基的化合物反应。专利文献4中公开了该多硫醇低聚物是使用咪唑系催化剂、使二官能以上的多硫醇化合物与硫反应而得到的。
专利文献5中公开了一种聚合性组合物,该聚合性组合物包含(A)具有1个以上巯基的化合物、(B1)末端的全部或一部分由巯基形成的聚氨酯(polyurethane)预聚物及/或聚硫氨酯(polythiourethane)预聚物、(C)多异氰酸酯化合物及/或多异硫氰酸酯化合物。专利文献5中还记载了可在咪唑类等固化催化剂的存在下将该组合物加热聚合来制造树脂。然而,该文献并未具体公开使用了咪唑类的例子。
专利文献1:日本特开2005-121679号公报
专利文献2:日本特开2005-281527号公报
专利文献3:国际公开2008/023603号小册子
专利文献4:国际公开2008/026727号小册子
专利文献5:日本特开2006-265408号公报
发明内容
对于由上述文献中记载的聚合性组合物得到的塑料透镜等光学材料来说,波筋、白浊时有发生,存在给光学材料的性能造成不良影响、使制品的成品率降低的情况。
本申请的发明人们为了达成上述课题而进行了深入研究,结果发现,通过以规定量使用特定的固化催化剂,能够抑制聚硫氨酯系树脂透镜的白浊、波筋。
本发明可如下所示。
[1]一种聚合性组合物,包含:
(A)二官能以上的脂环族异氰酸酯化合物(a1)及/或二官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物(a2),
(B)具有1个以上的硫醚键及/或1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物,和
(C)咪唑系固化催化剂,
所述聚合性组合物含有相对于异氰酸酯化合物(A)及硫醇化合物(B)的总量而言为5ppm~3000ppm的咪唑系固化催化剂(C)。
[2]如[1]所述的聚合性组合物,其中,脂环族异氰酸酯化合物(a1)为选自由1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷、双(4-异氰酸环己酯基)甲烷、双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷、及异佛尔酮二异氰酸酯组成的组中的至少1种,
脂肪族异氰酸酯化合物(a2)为选自间苯二甲撑二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、及五亚甲基二异氰酸酯中的至少1种。
[3]如[1]或[2]所述的聚合性组合物,其中,硫醇化合物(B)中,具有1个以上的硫醚键的二官能以上的硫醇化合物为选自由4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、4,8或4,7或5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、双(巯基乙基)硫醚、2,5-双(巯基甲基)-1,4-二硫杂环己烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二硫杂环己烷、及2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷组成的组中的至少1种。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的聚合性组合物,其中,硫醇化合物(B)中,具有1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物为选自由季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、及下述通式(1)表示的硫醇化合物组成的组中的至少1种。
(式(1)中,l、m、r独立地表示1~4的整数,n表示1~3的整数。R表示氢或甲基,存在多个R时,多个R分别可以相同也可以不同。)
[5]如[1]~[4]中任一项所述的聚合性组合物,其中,咪唑系固化催化剂(C)包含至少1种以上下述通式(2)表示的化合物。
(式(2)中,R1、R2、R3及R4独立地为氢、巯基、氰基、可以被取代的烷基、或可以被取代的苯基表示的基团,它们分别可以相同也可以不同。)
[6]如[1]~[5]中任一项所述的聚合性组合物,其中,咪唑系固化催化剂(C)为选自由二甲基咪唑、苄基甲基咪唑组成的组中的至少1种。
[7]如[4]~[6]中任一项所述的聚合性组合物,其中,通式(1)表示的硫醇化合物中,l、m独立地表示1~2的整数,r为1~3的整数,以及,n为1或2。
[8]一种光学材料,其包含[1]~[7]中任一项所述的聚合性组合物。
[9]一种光学材料的制造方法,包括以下工序:
将[1]~[7]中任一项所述的聚合性组合物在铸模内浇铸的工序,和
加热上述聚合性组合物、将该组合物聚合的工序。
[10]一种塑料眼镜透镜,其是将由[1]~[7]中任一项所述的聚合性组合物形成的基材、底涂层、硬涂层和防反射层依次层叠而形成的。
[11]一种塑料眼镜透镜的制造方法,包括以下工序:
将[1]~[7]中任一项所述的聚合性组合物在铸模内浇铸的工序,
加热上述聚合性组合物、将该组合物聚合得到透镜基材的工序,和
在上述透镜基材至少一面上,依次形成底涂层、硬涂层、防反射层的工序。
通过本发明的聚合性组合物,可提供不仅折射率等光学物性优异、而且白浊、波筋得以被抑制的塑料透镜。
具体实施方式
本发明的聚合性组合物包含:(A)二官能以上的脂环族异氰酸酯化合物(a1)及/或二官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物(a2)、(B)具有1个以上的硫醚键及/或1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物、和(C)咪唑系固化催化剂。该聚合性组合物中含有相对于异氰酸酯化合物(A)及硫醇化合物(B)的总量而言为5ppm~3000ppm的咪唑系固化催化剂(C)。
以下,对各成分进行说明。
[异氰酸酯化合物(A)]
异氰酸酯化合物(A)为二官能以上的脂环族异氰酸酯化合物(a1)、及/或二官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物(a2)。
作为异氰酸酯化合物(A),可举出选自脂环族异氰酸酯化合物(a1)包含的化合物中的一种以上的化合物、选自脂肪族异氰酸酯化合物(a2)包含的化合物中的一种以上的化合物、或选自脂环族异氰酸酯化合物(a1)包含的化合物中的一种以上的化合物与选自脂肪族异氰酸酯化合物(a2)包含的化合物中的一种以上的化合物的组合。
进而,对于异氰酸酯化合物(A),除了为单体以外,还包括为改性体及/或与改性体的混合物的情况,作为异氰酸酯的改性体,例如,可举出多聚物、缩二脲改性体、脲基甲酸酯改性体、噁二嗪三酮改性体、多元醇改性体等。作为多聚物,例如,可举出脲二酮、脲酮亚胺(uretonimine)、碳二亚胺等二聚物、异氰脲酸酯、亚氨基噁二嗪二酮等三聚物以上的多聚物。脂肪族多异氰酸酯的改性体中,可优选举出脂肪族多异氰酸酯的多聚物,可进一步优选举出脂肪族多异氰酸酯的异氰脲酸酯体。
本发明中,作为异氰酸酯化合物(A),优选使用选自脂环族异氰酸酯化合物(a1)和脂肪族异氰酸酯(a2)中的一种以上。
二官能以上的脂环族异氰酸酯化合物(a1)为具有芳香环以外的环状骨架及2个以上的异氰酸酯基的化合物。作为脂环族异氰酸酯化合物(a1),具体而言,可举出1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷、双(4-异氰酸环己酯基)甲烷、双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷、异佛尔酮二异氰酸酯等,可使用至少1种。
需要说明的是,双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷为2,5-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷、及2,6-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷的异构体混合物。本发明中,可将包含所述异构体混合物的上述这样的化合物作为1种化合物使用。
本发明中,作为脂环族异氰酸酯化合物(a1),优选使用双(4-异氰酸环己酯基)甲烷、双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷中的一种或组合使用两种。
二官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物(a2)为具有碳原子数为1~15的亚烷基链及2个以上的异氰酸酯基的化合物。
作为脂肪族异氰酸酯化合物(a2),可举出五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、七亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、2,2-二甲基戊烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、1,8-二异氰酸酯基-4-异氰酸甲酯基辛烷、碳酸双(异氰酸乙酯基)酯、双(异氰酸乙酯基)醚、邻苯二甲撑二异氰酸酯、间苯二甲撑二异氰酸酯、对苯二甲撑二异氰酸酯等,可使用至少1种。
本发明中,作为脂肪族异氰酸酯化合物(a2),优选使用五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲撑二异氰酸酯。从得到的树脂的折射率的观点考虑,进一步优选使用间苯二甲撑二异氰酸酯。
[硫醇化合物(B)]
硫醇化合物(B)为具有1个以上的硫醚键及/或1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物。
作为硫醇化合物(B),具体而言,可举出:
具有1个以上的硫醚键的二官能以上的硫醇化合物(b1)(以下,有时也简称为“硫醇化合物(b1)”。)、
具有1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物(b2)(以下,有时也简称为“硫醇化合物(b2)”。)、
具有1个以上的酯键及1个以上的硫醚键的二官能以上的硫醇化合物(b3)(以下,有时也简称为“硫醇化合物(b3)”。)。
作为硫醇化合物(B),可举出从硫醇化合物(b1)~(b3)的任意1者所包含的化合物中选择的一种以上的化合物、从硫醇化合物(b1)~(b3)的任意2者所包含的化合物中选择的一种以上的化合物、或从硫醇化合物(b1)~(b3)包含的化合物中选择的一种以上的化合物。
本发明中,作为硫醇化合物(B),优选使用从硫醇化合物(b1)和硫醇化合物(b2)中选择的一种以上,更优选地,可使用仅从硫醇化合物(b1)中选择的化合物,或者使用从硫醇化合物(b1)所包含的化合物中选择的一种以上的化合物和从硫醇化合物(b2)所包含的化合物中选择的一种以上的化合物的组合。
硫醇化合物(b1)为具有1个以上的硫醚键、且具有2个以上的SH基的化合物。
作为硫醇化合物(b1),具体而言,可举出4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、4,8或4,7或5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、四(巯基甲基)甲烷、双(巯基甲基)硫醚、2,5-双(巯基甲基)-1,4-二硫杂环己烷、双(巯基甲基)二硫醚、双(巯基乙基)硫醚、双(巯基乙基)二硫醚、双(巯基甲基硫基)甲烷、双(2-巯基乙基硫基)甲烷、1,2-双(巯基甲基硫基)乙烷、1,2-双(2-巯基乙基硫基)乙烷、1,3-双(巯基甲基硫基)丙烷、1,3-双(2-巯基乙基硫基)丙烷、1,2,3-三(巯基甲基硫基)丙烷、1,2,3-三(2-巯基乙基硫基)丙烷、1,2,3-三(3-巯基丙基硫基)丙烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二硫杂环己烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷、四(巯基甲基硫基甲基)甲烷、四(2-巯基乙基硫基甲基)甲烷、双(2,3-二巯基丙基)硫醚等,可使用至少1种。
本发明中,作为硫醇化合物(b1),优选使用选自4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、4,8或4,7或5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、双(巯基乙基)硫醚、2,5-双(巯基甲基)-1,4-二硫杂环己烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二硫杂环己烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷中的至少1种。
硫醇化合物(b2)为具有1个以上的酯键、且具有2个以上的SH基的化合物。
作为硫醇化合物(b2),具体而言,可举出2,3-二巯基-1-丙醇(3-巯基丙酸酯)、3-巯基-1,2-丙二醇双(2-巯基乙酸酯)、3-巯基-1,2-丙二醇二(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基乙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基乙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇双(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇三(3-巯基丙酸酯)、甘油三(2-巯基乙酸酯)、甘油三(3-巯基丙酸酯)、1,4-环己二醇双(2-巯基乙酸酯)、1,4-环己二醇双(3-巯基丙酸酯)、羟基甲基硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基甲基硫醚双(3-巯基丙酸酯)、巯基乙酸双(2-巯基乙基酯)、硫代二丙酸双(2-巯基乙基酯)、羟基乙基硫醚(2-巯基乙酸酯)、羟基乙基硫醚(3-巯基丙酸酯)、下述通式(1)表示的硫醇化合物等。
式(1)中,l、m、r独立地表示1~4的整数,n表示1~3的整数。R表示氢或甲基,存在多个R时,多个R分别可以相同也可以不同。优选地,l、m独立地表示1~2的整数,r为1~3的整数,n为1或2。
通式(1)表示的硫醇化合物为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇与巯基烷基羧酸的缩合物,具体而言,可举出乙二醇双(巯基乙酸酯)、乙二醇双(巯基丙酸酯)、乙二醇双(巯基丁酸酯)、二乙二醇双(巯基乙酸酯)、二乙二醇双(巯基丙酸酯)、二乙二醇双(巯基丁酸酯)、三乙二醇双(巯基乙酸酯)、三乙二醇双(巯基丙酸酯)、三乙二醇双(巯基丁酸酯)、双(3-巯基丙酸)1,4-丁二醇酯等。可使用它们中的1种,或组合使用2种以上。
作为通式(1)表示的硫醇化合物,可优选使用二乙二醇双(巯基丙酸酯)、双(3-巯基丙酸)1,4-丁二醇酯。
作为硫醇化合物(b2),优选为选自由季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、及上述通式(1)表示的硫醇化合物组成的组中的至少1种。
本发明中,作为硫醇化合物(b2),可更优选使用季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(巯基丙酸酯)、双(3-巯基丙酸)1,4-丁二醇酯。
硫醇化合物(b3)为具有1个以上的酯键及1个以上的硫醚键、且具有2个以上的SH基的化合物。
作为硫醇化合物(b3),具体而言,可举出2,2′-硫代二乙醇双(2-巯基乙酸酯)、2,2′-硫代二乙醇双(3-巯基丙酸酯)、硫代二甲醇双(2-巯基乙酸酯)、硫代二甲醇双(3-巯基丙酸酯)等。可使用它们中1种或组合使用2种以上。
[咪唑系固化催化剂(C)]
作为咪唑系固化催化剂(C),没有特别限制,可使用下述通式(2)表示的化合物,可包含至少1种以上的该化合物。
式(2)中,R1、R2、R3及R4独立地为氢、巯基、氰基、可以被取代的烷基、或可以被取代的苯基表示的基团,它们分别可以相同也可以不同。
所谓可以被取代的烷基,是取代或无取代的、碳原子数为1~12的烷基。
作为被取代的碳原子数为1~12的烷基的取代基,可举出羟基、氰基、巯基等。作为被取代的苯基的取代基,可举出羟基、氰基、巯基等。
作为咪唑系固化催化剂,具体而言,可举出2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐、2-苯基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、二甲基咪唑、N-苄基咪唑、1-苯基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑、2-异丙基咪唑、4-甲基咪唑、苄基甲基咪唑、咪唑等。
可优选举出二甲基咪唑、苄基甲基咪唑。二甲基咪唑、苄基甲基咪唑的位置异构体中,作为优选例可举出1,2-二甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑。
本发明中,从高效地制造白浊、波筋被抑制的塑料透镜的观点考虑,可以以相对于异氰酸酯化合物(A)及硫醇化合物(B)的总量而言为5ppm以上、优选10ppm以上、进一步优选50ppm以上、特别优选100ppm以上的量使用咪唑系固化催化剂(C)。另一方面,从抑制塑料透镜的白浊、波筋、以及贮存期(potlife)等操作性的观点考虑,上限值可以设定为3000ppm以下,优选为2000ppm以下,进一步优选为1000ppm以下。
对于咪唑系固化催化剂(C)的使用量而言,可对上述的上限值及下限值进行适当组合,可设定为5ppm~3000ppm、优选5~2000ppm、进一步优选5ppm~1000ppm、更优选50ppm~1000ppm、特别优选100ppm~1000ppm。通过以这样的量包含咪唑系固化催化剂(C),可操作性良好地得到白浊、波筋被有效地抑制的塑料透镜。
[其他成分]
本发明的聚合性组合物还可以包含其他的活性氢化合物、内部脱模剂、树脂改性剂、光稳定剂、上蓝剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防着色剂、染料等添加剂等。
(活性氢化合物)
本发明中,可包含化合物(A)、化合物(B)以外的活性氢化合物。
关于作为本发明中的活性氢化合物的硫醇化合物,例如,可举出脂肪族硫醇化合物、芳香族硫醇化合物等。
脂肪族硫醇化合物为不含硫醚键及酯键的化合物,例如,可举出甲二硫醇、1,2-乙二硫醇、1,2-丙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇、1,6-己二硫醇、1,2-环己二硫醇、3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇、2-甲基环己烷-2,3-二硫醇、1,2-二巯基丙基甲基醚、2,3-二巯基丙基甲基醚、双(2-巯基乙基)醚、四(巯基甲基)甲烷等。
作为芳香族硫醇化合物,例如,可举出1,2-二巯基苯、1,3-二巯基苯、1,4-二巯基苯、1,2-双(巯基甲基)苯、1,4-双(巯基甲基)苯、1,2-双(巯基乙基)苯、1,4-双(巯基乙基)苯、1,2,3-三巯基苯、1,2,4-三巯基苯、1,3,5-三巯基苯、1,2,3-三(巯基甲基)苯、1,2,4-三(巯基甲基)苯、1,3,5-三(巯基甲基)苯、1,2,3-三(巯基乙基)苯、1,3,5-三(巯基乙基)苯、1,2,4-三(巯基乙基)苯、2,5-甲苯二硫醇、3,4-甲苯二硫醇、1,4-萘二硫醇、1,5-萘二硫醇、2,6-萘二硫醇、2,7-萘二硫醇、1,2,3,4-四巯基苯、1,2,3,5-四巯基苯、1,2,4,5-四巯基苯、1,2,3,4-四(巯基甲基)苯、1,2,3,5-四(巯基甲基)苯、1,2,4,5-四(巯基甲基)苯、1,2,3,4-四(巯基乙基)苯、1,2,3,5-四(巯基乙基)苯、1,2,4,5-四(巯基乙基)苯、2,2'-二巯基联苯、4,4'-二巯基联苯等。
(内部脱模剂)
为了改善成型后从模具脱模的脱模性,本发明的聚合组合物可包含内部脱模剂。
作为内部脱模剂,可使用酸性磷酸酯。作为酸性磷酸酯,可举出磷酸单酯、磷酸二酯,可分别单独使用或混合2种以上来使用。
例如,可使用STEPAN公司制的ZelecUN、三井化学公司制的MR用内部脱模剂、城北化学工业公司制的JP系列、东邦化学工业公司制的Phosphanol系列、大八化学工业公司制的AP、DP系列等。
(树脂改性剂)
另外,为了调节得到的树脂的光学物性、耐冲击性、比重等各物性,以及为了调整该组合物的粘度、贮存期,本发明的聚合性组合物中,可在不损害本发明的效果的范围内添加树脂改性剂。
作为树脂改性剂,例如,可举出环硫化物、醇化合物、胺化合物、环氧化合物、有机酸及其酐、包括(甲基)丙烯酸酯化合物等在内的烯烃化合物等。
(光稳定剂)
作为光稳定剂,可使用受阻胺系化合物(hindered amine-basedcompound)。关于受阻胺系化合物,作为市售品,可举出Chemtura公司制的Lowilite76、Lowilite92、BASF公司制的Tinuvin144、Tinuvin292、Tinuvin765、ADEKA公司制的Adekastab LA-52、LA-72、城北化学工业公司制的JF-95等。
(上蓝剂)
作为上蓝剂,可举出在可见光区域中的从橙色至黄色的波长区域具有吸收带、具有调整由树脂形成的光学材料的色调的功能的物质。更具体而言,上蓝剂包含呈现从蓝色至紫色的物质。
(紫外线吸收剂)
作为紫外线吸收剂,可举出2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-丙烯酰氧基二苯甲酮、2-羟基-4-丙烯酰氧基-5-叔丁基二苯甲酮、2-羟基-4-丙烯酰氧基-2',4'-二氯二苯甲酮等二苯甲酮系紫外线吸收剂,
2-[4-[(2-羟基-3-十二烷基氧基丙基)氧基]-2-羟基苯基]4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-(2-羟基-3-十三烷基氧基丙基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[(2-羟基-3-(2'-乙基)己基)氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(2-羟基-4-丁基氧基苯基)-6-(2,4-双-丁基氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-[1-辛基氧基羰基乙氧基]苯基)-4,6-双(4-苯基苯基)-1,3,5-三嗪等三嗪系紫外线吸收剂,
2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚、2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-叔丁基苯酚、2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-2,4-叔丁基苯酚、2,2'-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚]等苯并三唑系紫外线吸收剂等,可优选举出2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚、2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-叔丁基苯酚的苯并三唑系紫外线吸收剂。这些紫外线吸收剂可以单独使用,也可并用2种以上。
<制造方法>
本发明中,硫醇化合物中的巯基相对于异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基的摩尔比率在0.8~1.2的范围内,优选在0.85~1.15的范围内,进一步优选在0.9~1.1的范围内。在上述范围内时,可得到可合适地用作光学材料(尤其是眼镜用塑料透镜材料)的树脂。
对于将使用的单体、和催化剂、内部脱模剂、其他添加剂混合而制备聚合性组合物时的温度,通常可在25℃以下进行。从聚合性组合物的贮存期的观点考虑,有时优选设定为更低的温度。但是,当催化剂、内部脱模剂、添加剂在单体中的溶解性不良时,也可预先加热,使其溶解在单体、树脂改性剂中。
<用途>
可通过改变浇铸聚合时的模具的种类而以各种形状获得由本发明的聚合性组合物得到的硫代氨基甲酸酯树脂。本发明的光学材料具有高折射率及高透明性,可用于塑料透镜、照相机透镜、发光二极管(LED)、棱镜、光纤、信息记录基板、过滤器等作为光学用树脂的各种用途。尤其是,作为塑料透镜、照相机透镜、发光二极管等光学材料、光学元件是合适的。也就是说,本发明的聚合性组合物适合作为光学用聚合性组合物使用。
作为塑料透镜,可举出由聚硫氨酯树脂形成的塑料眼镜透镜、在偏光膜的至少面上层叠由聚硫氨酯树脂形成的层的塑料偏光透镜。
<光学材料>
本发明中,对于包含硫代氨基甲酸酯树脂的光学材料没有特别限制,作为优选的制造方法,可通过包括下述工序的浇铸聚合得到。
工序a:在铸模内浇铸本发明的聚合性组合物。
工序b:加热上述聚合性组合物,将该组合物聚合。
(工序a)
首先,向用垫料或胶带等保持的成型模具(铸模)内注入聚合性组合物。此时,根据得到的塑料透镜所要求的物性,根据需要,优选进行减压下的脱泡处理、加压、减压等的过滤处理等的情况较多。
(工序b)
关于聚合条件,根据聚合性组合物的组成、催化剂的种类和使用量、模具的形状等的不同,条件有较大差异,因而对聚合条件不作限定,通常,可在-50~150℃的温度下经1~50小时进行。根据情况,优选在10~150℃的温度范围内保持或缓慢升温,以1~25小时进行固化。
包含本发明的硫代氨基甲酸酯树脂的光学材料,根据需要可进行退火等处理。处理温度通常可在50~150℃之间进行,优选于90~140℃进行,更优选于100~130℃进行。
本发明中,在将包含硫代氨基甲酸酯树脂的光学材料成型时,除了上述“其他成分”之外,还可根据目的,与已知的成型法同样地添加扩链剂、交联剂、油溶染料、填充剂、密合性提高剂等各种添加剂。
[塑料眼镜透镜]
使用了本发明的硫代氨基甲酸酯树脂的塑料眼镜透镜根据需要可在一面或两面上施用涂覆层。
本发明的塑料眼镜透镜包括:由下述光学材料形成的透镜基材和涂覆层,所述光学材料由上述的聚合性组合物得到。
作为涂覆层,具体而言,可举出底涂层、硬涂层、防反射层、防雾涂层、防污染层、防水层等。这些涂覆层可以分别单独使用,也可将多种涂覆层多层化来使用。当在两面施以涂覆层时,可以在各个面上施以同样的涂覆层,也可施以不同的涂覆层。
本发明的塑料眼镜透镜可通过包括以下工序的制造方法来制造,所述工序为在由上述光学材料形成的透镜基材的至少一面上依次形成底涂层、硬涂层、防反射层,进而还可以形成其他层。
对于这些涂覆层而言,可以并用下述物质:分别地,目的在于保护透镜、眼睛免受紫外线侵害的紫外线吸收剂,目的在于保护眼睛免受红外线侵害的红外线吸收剂,目的在于提高透镜的耐候性的光稳定剂、抗氧化剂,目的在于提高透镜的时尚性的染料、颜料、以及光致变色染料、光致变色颜料,防静电剂,其他的用于提高透镜的性能的已知添加剂。关于利用涂布进行涂覆的层,可使用以改善涂布性为目的的各种均化剂(leveling agent)。
底涂层通常可形成于后述的硬涂层与透镜之间。底涂层是以提高在其上形成的硬涂层与透镜的密合性为目的的涂覆层,根据情况,也可能提高耐冲击性。对于底涂层来说,只要使用对所得的透镜的密合性高的原材料即可,可使用任何原材料,通常,可使用以氨基甲酸酯系树脂、环氧系树脂、聚酯系树脂、三聚氰胺系树脂、聚乙烯基缩醛为主成分的底涂组合物等。对于底涂组合物而言,可以出于调整组合物的粘度的目的,使用不对透镜造成影响的适当的溶剂。当然,也可以以无溶剂的方式使用。
底涂层可利用涂布法、干式法中的任意方法形成。当使用涂布法时,可利用旋涂、浸涂等公知的涂布方法将底涂组合物涂布于透镜,然后通过固化而形成底涂层。当利用干式法进行时,可利用CVD法、真空蒸镀法等已知的干式法形成。在形成底涂层时,出于提高密合性的目的,根据需要,可对透镜的表面进行碱处理、等离子体处理、紫外线处理等前处理。
硬涂层是以向透镜表面赋予耐擦伤性、耐磨性、耐湿性、耐温水性、耐热性、耐气候性等功能为目的的涂覆层。
硬涂层通常可使用下述硬涂层组合物,该硬涂层组合物包含:具有固化性的有机硅化合物,和选自Si、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W、Zr、In及Ti的元素组中的元素的氧化物微粒中的1种以上、及/或由选自上述元素组的2种以上的元素的复合氧化物构成的微粒中的1种以上。
硬涂层组合物中,优选除了上述成分以外,还包含胺类、氨基酸类、乙酰丙酮金属盐络合物、有机酸金属盐、高氯酸类、高氯酸类的盐、酸类、金属氯化物及多官能性环氧化合物中的至少任一种。硬涂层组合物中可使用不对透镜造成影响的适当的溶剂,也可以以无溶剂的情况使用。
硬涂层通常是在利用旋涂、浸涂等已知的涂布方法涂布硬涂层组合物后、所述组合物固化而形成的。作为固化方法,可举出热固化、基于紫外线、可见光线等能量线照射的固化方法等。为了抑制干涉条纹的产生,硬涂层的折射率与透镜的折射率的差优选在±0.1的范围内。
防反射层通常可根据需要形成在上述硬涂层上。防反射层包括无机系及有机系,在无机系的情况下,可使用SiO2、TiO2等无机氧化物,利用真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、离子束辅助法、CVD法等干式法形成。在有机系的情况下,可使用包含有机硅化合物、和具有内部空洞的二氧化硅系微粒的组合物,利用湿式形成。
防反射层包括单层及多层,在以单层使用的情况下,优选其折射率比硬涂层的折射率低至少0.1以上。为了有效地呈现防反射功能,优选使其为多层膜防反射膜,该情况下,将低折射率膜和高折射率膜交替地层叠。该情况下,低折射率膜与高折射率膜的折射率差为0.1以上也是优选的。作为高折射率膜,有ZnO、TiO2、CeO2、Sb2O5、SnO2、ZrO2、Ta2O5等膜,作为低折射率膜,可举出SiO2膜等。
在防反射膜层上,根据需要可以形成防雾层、防污染层、防水层。作为形成防雾层、防污染层、防水层的方法,只要不对防反射功能造成不良影响即可,对其处理方法、处理材料等没有特别限制,可使用已知的防雾处理方法、防污染处理方法、防水处理方法、材料。例如,关于防雾处理方法、防污染处理方法,可举出以下方法:用表面活性剂覆盖表面的方法,在表面上附加亲水性的膜而成为吸水性的方法,以微细凹凸覆盖表面而提高吸水性的方法,利用光催化剂活性而成为吸水性的方法,实施超防水性处理而防止水滴附着的方法等。另外,防水处理方法中,可举出以下方法:通过蒸镀、溅射含氟硅烷化合物等而形成防水处理层的方法,在将含氟硅烷化合物溶解到溶剂中后、进行涂覆而形成防水处理层的方法等。
为了赋予时尚性、光致变色性等,可使用与目的相应的色素,将使用了本发明的硫代氨基甲酸酯树脂的塑料眼镜透镜染色而使用。透镜的染色可利用已知的染色方法实施,通常,可利用以下所示的方法实施。
通常为以下方法:将使用的色素溶解或均匀分散,在得到的染色液中浸渍已经加工为规定的光学面的透镜坯料(染色工序),然后,根据需要,加热透镜而将色素固定化(染色后退火工序)。染色工序中使用的色素只要是已知的色素即可,没有特别限制,通常可使用油溶染料或分散染料。对于染色工序中使用的溶剂而言,只要能将使用的色素溶解或均匀分散即可,没有特别限制。在该染色工序中,根据需要,可以向染色液中添加用于分散色素的表面活性剂、促进染色的载体。染色工序如下进行:将色素及根据需要添加的表面活性剂分散到水或水与有机溶剂的混合物中,制备染色浴,在该染色浴中,浸渍光学透镜,在规定温度下进行规定时间染色。染色温度及时间根据所期望的着色浓度的不同而变动,通常,于120℃以下、进行数分钟至数十小时左右即可,关于染色浴的染料浓度,可实施为0.01~10重量%。另外,在难以染色的情况下,也可在加压下进行。根据需要而实施的染色后退火工序是对染色后的透镜坯料进行加热处理的工序。加热处理如下进行:将在经染色工序染色了的透镜坯料的表面残留的水利用溶剂等除去,或者,将溶剂风干,然后,例如在大气气氛的红外线加热炉、或电阻加热炉等炉中停留规定时间。染色后退火工序不仅防止经染色的透镜坯料的脱色(防脱色处理),而且可将在染色时浸透到透镜坯料的内部的水分除去。
[塑料偏光透镜]
本发明中,塑料偏光透镜可利用包括以下工序的制造方法得到。
工序i:在透镜浇铸用铸模内,以偏光膜的至少面与模具存在间隔的状态,将该偏光膜固定。
工序ii:在上述偏光膜与上述模具之间的空隙中,注入本发明的聚合性组合物。
工序iii:加热上述聚合性组合物,将该组合物聚合固化,在上述偏光膜的至少一面上层叠由聚氨酯树脂形成的层。
以下,按顺序对各工序依次进行说明。
(工序i)
在透镜浇铸用铸模的空间内,以膜面的至少一方和与之相对的模具的内表面平行的方式,设置由热塑性聚酯等形成的偏光膜。在偏光膜与模具之间,形成空隙部。还可以预先将偏光膜赋形。
(工序ii)
接下来,在透镜浇铸用铸模的空间内,在模具与偏光膜之间的空隙部,利用规定的注入机构,注入本发明的光学材料用聚合性组合物。
(工序iii)
接下来,在烘箱中或水中等可加热的装置内,以规定的温度程序,经数小时至数十小时,将注入有光学材料用聚合性组合物的固定有偏光膜的透镜浇铸用铸模加热,将其固化成型。
对于聚合固化的温度而言,由于条件随着聚合性组合物的组成、催化剂的种类、模具的形状等的不同而不同,因而无法限定,通常可在0~140℃的温度下经1~48小时进行。
固化成型结束后,从透镜浇铸用铸模中取出,由此,可得到在偏光膜的至少一侧的面上层叠有由聚氨酯树脂形成的层的、本实施方式的塑料偏光透镜。
对于本发明的塑料偏光透镜而言,出于缓和因聚合而导致的应变(strain)的目的,优选对已脱模的透镜进行加热、实施退火处理。
根据需要,本发明的塑料偏光透镜可在一面或两面施以涂覆层而使用。作为涂覆层,可举出与塑料眼镜透镜同样的底涂层、硬涂层、防反射膜层、防雾涂层、防污染层、防水层等。
实施例
以下,通过实施例来进一步详细地说明本发明,但本发明不受这些实施例的限定。
对通过聚合而得到的透镜,进行性能试验而对其进行了评价。对于性能试验而言,利用以下的试验方法来评价折射率及阿贝数、耐热性及比重、白浊及波筋。
·折射率(ne)、阿贝数(νe):使用岛津制作所公司制普尔弗里希折射计KPR-30,在20℃下进行测定。
·耐热性:使用岛津制作所公司制TMA-60,将TMA渗透法(50g负荷、针尖0.5mmφ)中的玻璃化转变温度(Tg)作为耐热性。
·比重:在20℃下,利用阿基米德法进行测定。
·树脂的白浊:使用幻灯放映机(slide projector)(CABIN(r)制CS-15)光源,对制作的透镜进行目视观察,将在透镜中未观察到白浊的情况评价为○,将在透镜中观察到白浊的情况评价为×。
·波筋:使用高压汞灯(USHIO电机株式会社制)光源,对制作的透镜进行目视观察,将在透镜中未观察到波筋的情况评价为○,将在透镜中观察到波筋的情况评价为×。
[实施例1]
向内部脱模剂Zelec UN(酸性磷酸酯:注册商标、Stepan公司制)8.00g中添加催化剂1,2-二甲基咪唑2.00g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷49.50g、2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷8.74g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.18g,在20℃下使其混合溶解。溶解后,添加4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷37.59g、和二乙二醇二巯基丙酸酯4.17g,在20℃下使其混合溶解,制成均匀溶液。对于该均匀溶液,以150Pa进行了30分钟脱泡,然后,用1μmTeflon(注册商标)过滤器进行了过滤,然后注入到由玻璃模具和胶带形成的模具中。将该模具放入到烘箱中,经35小时左右从20℃缓慢升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从烘箱中取出模具,进行脱模,得到了透镜。将得到的树脂进一步在120℃下进行4小时退火。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[实施例2]
向内部脱模剂Zelec UN6.67g中添加催化剂1-苄基-2-甲基咪唑3.33g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷49.50g、和2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷8.74g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.15g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[实施例3]
向内部脱模剂Zelec UN7.34g中添加催化剂1,2-二甲基咪唑1.00g和1-苄基-2-甲基咪唑1.66g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷49.50g、和2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷8.74g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.25g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[实施例4]
向内部脱模剂JP-506H(城北化学工业公司制)7.50g中添加催化剂1,2-二甲基咪唑2.50g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷49.50g、和2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷8.74g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.20g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[实施例5]
向内部脱模剂JP-506H6.00g中添加催化剂1-苄基-2-甲基咪唑4.00g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷49.50g、和2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷8.74g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.20g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[实施例6]
向内部脱模剂JP-506H6.96g中添加催化剂1,2-二甲基咪唑0.44g和1-苄基-2-甲基咪唑2.60g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷49.50g、和2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷8.74g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.32g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[实施例7]
向内部脱模剂Zelec UN(酸性磷酸酯:注册商标、Stepan公司制)8.00g中添加催化剂1,2-二甲基咪唑2.00g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷45.70g、和2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷11.40g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.18g,在20℃下使其混合溶解。溶解后,添加4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷35.80g、和双(3-巯基丙酸)1,4-丁烷二醇酯7.10g,在20℃下使其混合溶解,制成均匀溶液。对于该均匀溶液,以150Pa进行了30分钟脱泡,然后,用1μm Teflon(注册商标)过滤器进行了过滤,然后注入到由玻璃模具和胶带形成的模具中。将该模具放入到烘箱中,经35小时左右从20℃缓慢升温至120℃而进行聚合。聚合结束后,从烘箱中取出模具,进行脱模,得到了透镜。将得到的树脂进一步在120℃下进行4小时退火。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[实施例8]
向内部脱模剂JP-506H8.43g中添加催化剂1,2-二甲基咪唑1.66g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了1,2-二甲基咪唑催化剂/脱模剂液。向内部脱模剂JP-506H8.00g中添加催化剂1-苄基-2-甲基咪唑2.00g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了1-苄基-2-甲基咪唑催化剂/脱模剂母料液。添加2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷50.60g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的1,2-二甲基咪唑催化剂/脱模剂母料液0.05g、1-苄基-2-甲基咪唑催化剂/脱模剂母料液0.20g,在20℃下混合溶解后,添加季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)23.90g和4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷25.50g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[实施例9]
向内部脱模剂Zelec UN(酸性磷酸酯:注册商标、Stepan公司制)8.67g中添加催化剂1-苄基-2-甲基咪唑1.33g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加间苯二甲撑二异氰酸酯52.00g,进一步溶解1.50g作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.10g,然后添加4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷48.00g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[实施例10]
向内部脱模剂Zelec UN(酸性磷酸酯:注册商标、Stepan公司制)8.67g中添加催化剂1-苄基-2-甲基咪唑1.33g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加间苯二甲撑二异氰酸酯50.6g,进一步溶解1.50g作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.10g,然后添加以4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、及5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷为主成分的多硫醇49.4g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[比较例1]
向内部脱模剂Zelec UN 8.18g中添加催化剂三乙胺1.82g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷49.50g、和2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷8.74g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.088g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[比较例2]
向内部脱模剂Zelec UN 8.18g中添加催化剂三乙胺1.82g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷49.50g、和2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷8.74g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.50g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[比较例3]
向内部脱模剂JP-506H 8.00g中添加催化剂三乙胺2.00g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加双(4-异氰酸环己酯基)甲烷49.50g、和2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷8.74g,进一步添加1.50g的作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.30g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[比较例4]
向内部脱模剂Zelec UN(酸性磷酸酯:注册商标、Stepan公司制)9.00g中添加催化剂三乙胺1.00g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷50.60g,进一步添加1.50g作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.10g,在20℃下混合溶解后,添加季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)23.90g和4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷25.50g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将对得到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[比较例5]
向内部脱模剂Zelec UN(酸性磷酸酯:注册商标、Stepan公司制)8.50g中添加催化剂三乙胺1.5g,在室温下混合溶解直至成为均匀溶液,制备了催化剂/脱模剂母料液。添加2,5(6)-双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷50.60g,进一步添加1.50g作为紫外线吸收剂的Biosorb 583、和之前制备的催化剂/脱模剂母料液0.10g,在20℃下混合溶解后,添加季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)23.90g和4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷25.50g,在20℃下使其混合溶解,除此之外,利用与实施例1记载的方法同样的方法进行聚合,得到了透镜。将得对到的透镜的性能评价归纳于表-1。
[表1]
由实施例1~实施例10的结果可知,包含规定量的咪唑系固化催化剂的本发明的聚合性组合物不仅耐热性、折射率等光学物性满足作为透镜制品所要求的物性,并且可得到与比较例1~5所示的包含三乙胺催化剂的聚合性组合物相比白浊、波筋被抑制的透镜。进一步地,通过本发明的聚合性组合物,以规定量使用咪唑系固化催化剂,不使用含有金属的化合物作为催化剂,因此,可得到对人体、环境的安全性优异的透镜。
本申请主张以于2012年11月16日提出申请的日本申请特愿2012-251913号为基础的优先权,将其全部公开内容并入本文。
本发明也可采取以下的方式。
[1]一种聚合性组合物,其包含:
(A)二官能以上的脂环族异氰酸酯化合物(a1)及/或二官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物(a2),
(B)具有1个以上的硫醚键及/或1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物,和
(C)咪唑系固化催化剂,
所述聚合性组合物含有相对于异氰酸酯化合物(A)及硫醇化合物(B)的总量而言为5ppm~3000ppm的咪唑系固化催化剂(C)。
[2]如[1]所述的聚合性组合物,其中,
脂环族异氰酸酯化合物(a1)为选自由1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷、双(4-异氰酸环己酯基)甲烷、双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷及异佛尔酮二异氰酸酯组成的组中的至少1种,
脂肪族异氰酸酯化合物(a2)为选自由间苯二甲撑二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及五亚甲基二异氰酸酯组成的组中的至少1种。
[3]如[1]或[2]所述的聚合性组合物,其中,
硫醇化合物(B)中,具有1个以上的硫醚键的二官能以上的硫醇化合物为选自由4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、4,8或4,7或5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、双(巯基乙基)硫醚、2,5-双(巯基甲基)-1,4-二硫杂环己烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二硫杂环己烷及2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷组成的组中的至少1种。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的聚合性组合物,其中,
硫醇化合物(B)中,具有1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物为选自由季戊四醇四巯基乙酸酯、季戊四醇四巯基丙酸酯及下述通式(1)表示的硫醇化合物中的至少1种。
(式(1)中,l、m、r独立地表示1~4的整数,n表示1~3的整数。R表示氢或甲基,R存在多个时,分别可以相同也可以不同。)
[5]如[1]~[4]中任一项所述的聚合性组合物,其中,咪唑系固化催化剂(C)包含至少1种以上下述通式(2)表示的化合物。
(式(2)中,R1、R2、R3及R4独立地为氢、巯基、氰基、可以被取代的烷基、或可以被取代的苯基表示的基团,分别可以相同也可以不同。)
[6]如[1]~[5]中任一项所述的聚合性组合物,其中,咪唑系固化催化剂(C)为选自由二甲基咪唑、苄基甲基咪唑组成的组中的至少1种。
[7]如[4]~[6]中任一项所述的聚合性组合物,其中,通式(1)表示的硫醇化合物中,l、m独立地表示1~2的整数,r及n为1。
[8]一种光学材料,其包含[1]~[7]中任一项所述的聚合性组合物。
[9]一种光学材料的制造方法,利用浇铸聚合将[1]~[7]中任一项所述的聚合性组合物成型。
[10]一种塑料眼镜透镜,其是将由[1]~[7]中任一项所述的聚合性组合物形成的基材、底涂层、硬涂层和防反射层依次层叠而形成的。
[11]一种塑料眼镜透镜的制造方法,包括以下工序:
将[1]~[7]中任一项所述的聚合性组合物浇铸聚合从而形成基材的工序,和
在上述基材上依次形成底涂层、硬涂层、防反射层的工序。
Claims (11)
1.一种聚合性组合物,包含:
(A)二官能以上的脂环族异氰酸酯化合物(a1)及/或二官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物(a2),
(B)具有1个以上的硫醚键及/或1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物,和
(C)咪唑系固化催化剂,
所述聚合性组合物含有相对于异氰酸酯化合物(A)及硫醇化合物(B)的总量而言为5ppm~3000ppm的咪唑系固化催化剂(C)。
2.如权利要求1所述的聚合性组合物,其中,
脂环族异氰酸酯化合物(a1)为选自1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷、双(4-异氰酸环己酯基)甲烷、双(异氰酸甲酯基)-双环[2.2.1]庚烷、及异佛尔酮二异氰酸酯中的至少1种,
脂肪族异氰酸酯化合物(a2)为选自间苯二甲撑二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、及五亚甲基二异氰酸酯中的至少1种。
3.如权利要求1或2所述的聚合性组合物,其中,硫醇化合物(B)中,具有1个以上的硫醚键的二官能以上的硫醇化合物为选自由4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、4,8或4,7或5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、双(巯基乙基)硫醚、2,5-双(巯基甲基)-1,4-二硫杂环己烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二硫杂环己烷、及2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷组成的组中的至少1种。
4.如权利要求1~3中任一项所述的聚合性组合物,其中,硫醇化合物(B)中,具有1个以上的酯键的二官能以上的硫醇化合物为选自由季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、及下述通式(1)表示的硫醇化合物组成的组中的至少1种,
式(1)中,l、m、r独立地表示1~4的整数,n表示1~3的整数,R表示氢或甲基,存在多个R时,多个R分别可以相同也可以不同。
5.如权利要求1~4中任一项所述的聚合性组合物,其中,咪唑系固化催化剂(C)包含至少1种以上的下述通式(2)表示的化合物,
式(2)中,R1、R2、R3及R4独立地为氢、巯基、氰基、可以被取代的烷基、或可以被取代的苯基表示的基团,分别可以相同也可以不同。
6.如权利要求1~5中任一项所述的聚合性组合物,其中,咪唑系固化催化剂(C)为选自由二甲基咪唑、及苄基甲基咪唑组成的组中的至少1种。
7.如权利要求4~6中任一项所述的聚合性组合物,其中,通式(1)表示的硫醇化合物中,l、m独立地表示1~2的整数,r为1~3的整数,以及,n为1或2。
8.一种光学材料,其包含权利要求1~7中任一项所述的聚合性组合物。
9.一种光学材料的制造方法,包括以下工序:
将权利要求1~7中任一项所述的聚合性组合物在铸模内浇铸的工序,和
加热所述聚合性组合物、将该组合物聚合的工序。
10.一种塑料眼镜透镜,其是将由权利要求1~7中任一项所述的聚合性组合物形成的基材、底涂层、硬涂层和防反射层依次层叠而形成的。
11.一种塑料眼镜透镜的制造方法,包括以下工序:
将权利要求1~7中任一项所述的聚合性组合物在铸模内浇铸的工序,
加热所述聚合性组合物、将该组合物聚合得到透镜基材的工序,和
在所述透镜基材的至少一面上依次形成底涂层、硬涂层、防反射层的工序。
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