CN105254907A - 一种聚氨酯光学树脂的固化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光学树脂技术领域，尤其涉及一种聚氨酯光学树脂的固化方法。本发明主要通过聚氨酯光学树脂预聚液的反应放热曲线确定其固化升温梯度。采用本发明，可以准确确定聚氨酯光学树脂的固化升温梯度，对于不同折射率系列和同系列不同配方的聚氨酯光学树脂，该方法可在一次、二次固化阶段大大提高固化效率与树脂性能，使最终获得的树脂的力学性能、热性能及其他性能达到最优。
Description
技术领域
本发明属于光学树脂技术领域，尤其涉及一种聚氨酯光学树脂的固化方法。
背景技术
目前热固性树脂镜片以其耐热性好、折射率高、硬度高、冲击韧性好等绝对优势，几乎已经完全占有了全部市场，包括国内外各大镜片生产厂家均以热固性聚酯镜片为支柱经济。然而在生产技术水平上，国内技术仍处于模仿、经验生产方法；在产品质量上，与国外产品相差甚远。主要原因为：国内热固性树脂起步太晚，尤其以聚氨酯树脂镜片为代表；国内技术研发投入极少，且以小型生产企业为主。以聚氨酯树脂镜片为例，由于国外企业对聚氨酯树脂镜片的生产原料进行垄断，国内企业无法获得高性能的原料A、B组分，只能通过目前市场上拥有的通用原料生产相对品质较低的树脂镜片。以树脂镜片的生产工艺为例，国内生产技术远远低于国外生产技术水平。
在聚氨酯树脂镜片的固化工艺上，程序升温梯度是控制镜片性能的一个重要指标。升温梯度的控制旨在保证聚合反应在相对低温阶段的链增长反应充分，又需在交联阶段给出足够的温度条件实现最佳程度交联，该工艺的一个关键点在交联起始温度与最高热流温度的控制，可最大程度的提高反应转化率与树脂性能；而控温时间不可过长，过长易导致树脂降解、黄化，并降低生产效率。
目前各大生产厂家对于不同折射率系列的聚氨酯光学树脂的升温梯度是结合反应过程中体系黏度的变化对应调整，对于同系列折射率的聚氨酯光学树脂则是统一固化温度梯度的方法进行镜片生产，这些方法工作量大、最终树脂性能不能达到理想状态，同时，所得到的升温曲线的确定主要依赖于经验，科学性差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种聚氨酯光学树脂的固化方法，采用本发明，可以准确确定聚氨酯光学树脂的固化升温梯度，对于不同折射率系列和同系列不同配方的聚氨酯光学树脂，该方法可在一次、二次固化阶段大大提高固化效率与树脂性能。本发明主要通过聚氨酯光学树脂预聚液的反应放热曲线确定其固化升温梯度。
其具体步骤为：
(1)取聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线中宽峰左侧的基线与最高斜率处做切线，确定交联起始温度Tc，最高热流温度Tp，最高固化温度Te；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
对反应放热曲线中宽峰左侧的基线与最高斜率处做切线，切线的交点温度为树脂交联起始温度Tc，反应出一个由链增长反应向交联反应的过渡；曲线最高点为最高热流温度Tp。当Tp>90℃时，Te＝130℃；Tp≤90℃时，Te＝120℃；
发明人经过多次试验摸索发现，一次固化升温过程视不同体系的整体用时为19-24h之间，时间过短，树脂固化不充分；时间过长，树脂易热氧化且提高工作量。聚氨酯光学树脂的一次固化反应进度分为链增长反应和交联反应两个阶段，发明人经过长期的实验摸索确定，一次固化升温的具体步骤为：
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为6-8h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温3-4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为3-4h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至Te，升温时间为2-4h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在Te处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由Te均匀降温至70℃，降温时间为1h。
首先，在聚氨酯光学树脂起始交联温度以下，树脂主要进行链增长反应，通过给予足够反应时长和升温梯度，树脂的聚合度得到最大化提高，从而得到最佳的力学性能、耐热性。在某一温度范围内，随着树脂固化时间的延长，树脂的聚合速率逐渐下降，因而需要进一步提高固化温度以提高反应进度。发明人经过长期研究发现，在30℃-Tc温度范围内，给予不同的树脂体系6-8h梯度升温时间和3-4h的Tc保温可满足树脂链增长反应的充分进行，时间过长不仅浪费工时而且产品性能并不能得到进一步改善。
在Tc-Te温度范围内树脂主要进行交联反应，是一个经由链增长的线性聚合物进行分子间交联形成大分子网络结构的过程，经过该过程后树脂的力学性能、耐热性、光学性能再次大大提高。以该温度范围内交联速率快、放热最多的Tp为界线，分别给予Tc-Tp、Tp-Te、Tp-Tp三个温度段2-4h的固化时长，可使树脂达到最佳交联度。时长过短，树脂交联度较低，性能无法达到指标；时间过长，树脂交联度过高，树脂韧性下降，甚至可能导致分子链降解。
在Te-70℃进行的程序降温目的为避免树脂因降温过快产生形变等异常，当环境温度降到70℃以下时，树脂几乎不可能再产生物理形变，原因为70℃已经远远低于树脂的玻璃化转变温度。
发明人通过大量实验得出，Tp≤90℃的树脂体系反应活性较高，最高固化温度设定为120℃即可使得树脂达到较适宜的交联状态，温度过高树脂极易变黄；Tp＞90℃的树脂体系反应活性相对较低，需要一个较高的温度(130℃)保温来完成树脂的交联反应，所得树脂性能才能达到较优状态。
为了消除内应力，并且使一次固化阶段未反应完全的树脂进一步反应，稳定树脂性能，本发明将一次固化完成后得到的树脂镜片进行二次固化。二次固化具体步骤为：将一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂于Te处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h。
综上所述，本发明准确确定了Tc、Tp、Te三个关键温度点，进而准确确定了升温梯度，避免了树脂在固化升温过程中偏离这三个温度关键点导致树脂聚合度偏低以致力学性能差，或导致交联度低以致耐热性差的问题。采用本发明所述的方法，以Tc、Tp、Te为关键点准确控制升温过程，使最终获得的树脂的力学性能、热性能及其他性能达到最优。
附图说明
图1为折射率为1.598的聚氨酯光学树脂反应放热曲线；
图2为折射率为1.661的聚氨酯光学树脂反应放热曲线；
图3为采用本发明所述方法获得的折射率为1.598的聚氨酯光学树脂红外光谱图；
图4为采用现有技术获得的折射率为1.598的聚氨酯光学树脂红外光谱图；
图5为采用本发明所述方法获得的折射率为1.661的聚氨酯光学树脂红外光谱图；
图6为采用现有技术获得的折射率为1.661的聚氨酯光学树脂红外光谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明进行更加详细的说明。但这些实施例旨在更加具体地说明本发明，并不限制本发明。下面列出所用测试方法：
软化温度：将聚氨酯树脂预聚体注入长方体形模具，固化完成后取出样条，通过维卡软化点、热变形温度测试仪(HDT/V-3216)测试聚氨酯树脂软化温度；
冲击韧性：采用以上方法制备样条，通过悬臂梁冲击试验机(XJWD-5.5)测试树脂冲击强度，通过实验对照可得冲击强度≥5Kj/m2即可满足树脂镜片FDA标准。
固体折射率：采用以上方法制备样条，通过阿贝折射仪(NAR-1Tsolid)测试树脂固体折射率。
吸、放热曲线：差示扫描量热仪DSC-1在线测定树脂聚合过程中的吸、放热效应。
活性官能团：岛津IRPrestige-21红外光谱仪，检测-SH、-NCO吸收峰。
实施例1
聚氨酯预聚液制备：将异佛尔酮二异氰酸酯(4.4g)、1,6-二异氰酸酯基己烷(19.4g)、二环己基甲烷4,4-二异氰酸酯(30.8g)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(2.8g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(41.8g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(1.0g)、紫色剂511(0.2ppm)混合溶解，制成均匀溶液。
其具体固化步骤为：
(1)取10mg聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线中宽峰左侧的基线与最高斜率处做切线，确定交联起始温度Tc＝74℃，最高热流温度Tp＝114℃，最高固化温度Te＝130℃；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
所述的一次固化升温的具体步骤为：
(0)将聚氨酯光学树脂预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中；
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为8h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为4h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至Te，升温时间为2h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在Te处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由Te均匀降温至70℃，降温时间为1h。
将上述一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂再次于Te处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为9.8Kj/m2，自然光透过率(τv)为90.7％，折射率(nd)为1.598，软化温度为108.6℃，较比较例1冲击强度与软化温度均提高，具体结果见表1。红外光谱见图3，图中在2262cm- 1、2541cm- 1处的-NCO、-SH吸收峰较图4均消失。
实施例2
聚氨酯预聚液制备：将异佛尔酮二异氰酸酯(4.4g)、1,6-二异氰酸酯基己烷(19.4g)、二环己基甲烷4,4-二异氰酸酯(30.8g)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(2.8g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(41.8g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(1.0g)、紫色剂511(0.2ppm)混合溶解，制成均匀溶液。
其具体固化步骤为：
(1)取10mg聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线中宽峰左侧的基线与最高斜率处做切线，确定交联起始温度Tc＝74℃，最高热流温度Tp＝114℃，最高固化温度Te＝130℃；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
所述的一次固化升温的具体步骤为：
(0)将聚氨酯光学树脂预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中；
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为6h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为4h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至Te，升温时间为2h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在Te处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由Te均匀降温至70℃，降温时间为1h。
将上述一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂再次于Te处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为8.5Kj/m2，自然光透过率(τv)为90.3％，折射率(nd)为1.598，软化温度为109.7℃，较实施例1冲击强度有所下降，原因为30℃～Tc温度段固化时间缩短，树脂聚合度降低，交联度相对升高，从抗冲击韧性下降，玻璃化温度升高。但性能均可满足要求。
实施例3
聚氨酯预聚液制备：将异佛尔酮二异氰酸酯(4.4g)、1,6-二异氰酸酯基己烷(19.4g)、二环己基甲烷4,4-二异氰酸酯(30.8g)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(2.8g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(41.8g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(1.0g)、紫色剂511(0.2ppm)混合溶解，制成均匀溶液。
其具体固化步骤为：
(1)取10mg聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线中宽峰左侧的基线与最高斜率处做切线，确定交联起始温度Tc＝74℃，最高热流温度Tp＝114℃，最高固化温度Te＝130℃；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
所述的一次固化升温的具体步骤为：
(0)将聚氨酯光学树脂预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中；
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为8h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为4h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至Te，升温时间为4h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在Te处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由Te均匀降温至70℃，降温时间为1h。
将上述一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂再次于Te处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为9.5Kj/m2，自然光透过率(τv)为90.6％，折射率(nd)为1.598，软化温度为110.2℃，较实施例1软化温度升高约2℃，虫冲击强度变化极小。性能均可满足要求。
实施例4
聚氨酯预聚体制备：将二异氰酸二甲苯酯(54.4g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(49.6g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(0.8g)、紫色剂511(0.2ppm)、混合溶解，制成均匀溶液。
其具体固化步骤为：
(1)取10mg聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线中宽峰左侧的基线与最高斜率处做切线，确定交联起始温度Tc＝55℃，最高热流温度Tp＝85℃，最高固化温度Te＝120℃；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
所述的一次固化升温的具体步骤为：
(0)将聚氨酯光学树脂预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中；
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为6h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为4h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至Te，升温时间为4h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在Te处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由Te均匀降温至70℃，降温时间为1h。
将上述一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂再次于Te处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为16.8Kj/m2，自然光透过率(τv)为89.3％，折射率(nd)为1.661，软化温度为88℃，较比较例3冲击强度与软化温度均提高，具体结果见表1。红外光谱见图5，图中在2262cm- 1、2541cm- 1附近的-NCO、-SH吸收峰较图6均消失。
实施例5
聚氨酯预聚体制备：将二异氰酸二甲苯酯(54.4g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(49.6g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(0.8g)、紫色剂511(0.2ppm)、混合溶解，制成均匀溶液。
其具体固化步骤为：
(1)取10mg聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线中宽峰左侧的基线与最高斜率处做切线，确定交联起始温度Tc＝55℃，最高热流温度Tp＝85℃，最高固化温度Te＝120℃；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
所述的一次固化升温的具体步骤为：
(0)将聚氨酯光学树脂预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中；
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为8h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为3h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至Te，升温时间为4h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在Te处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由Te均匀降温至70℃，降温时间为1h。
将上述一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂再次于Te处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为17.9Kj/m2，自然光透过率(τv)为89.6％，折射率(nd)为1.661，软化温度为89℃，较实施例4冲击强度与软化温度均提高，具体结果见表1。
实施例6
聚氨酯预聚体制备：将二异氰酸二甲苯酯(54.4g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(49.6g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(0.8g)、紫色剂511(0.2ppm)、混合溶解，制成均匀溶液。
其具体固化步骤为：
(1)取10mg聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线中宽峰左侧的基线与最高斜率处做切线，确定交联起始温度Tc＝55℃，最高热流温度Tp＝85℃，最高固化温度Te＝120℃；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
所述的一次固化升温的具体步骤为：
(0)将聚氨酯光学树脂预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中；
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为6h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为4h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至Te，升温时间为2h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在Te处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由Te均匀降温至70℃，降温时间为1h。
将上述一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂再次于Te处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为17.1Kj/m2，自然光透过率(τv)为89.7％，折射率(nd)为1.661，软化温度为88℃，较实施例4冲击强度与软化温度无明显差异，具体结果见表1。
比较例1-4按照现有技术中的常用升温梯度进行固化升温。
比较例1
聚氨酯预聚液制备：将异佛尔酮二异氰酸酯(4.4g)、1,6-二异氰酸酯基己烷(19.4g)、二环己基甲烷4,4-二异氰酸酯(30.8g)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(2.8g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(41.8g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(1.0g)、紫色剂511(0.2ppm)混合溶解，制成均匀溶液。
升温梯度：
将聚氨酯预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中，按照以上固化方案进行一次固化和二次固化，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为8.5Kj/m2，自然光透过率(τv)为91.2％，折射率(nd)为1.598，软化温度为104.7℃，具体结果见表1。红外光谱见图4。
比较例2
聚氨酯预聚液制备：将异佛尔酮二异氰酸酯(4.4g)、1,6-二异氰酸酯基己烷(19.4g)、二环己基甲烷4,4-二异氰酸酯(30.8g)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(2.8g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(41.8g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(1.0g)、紫色剂511(0.2ppm)混合溶解，制成均匀溶液。
其具体固化步骤为：
(1)取10mg聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线做切线，确定交联起始温度Tc＝74℃，最高热流温度Tp＝114℃，取最高固化温度Te＝120℃；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
所述的一次固化升温的具体步骤为：
(0)将聚氨酯光学树脂预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中；
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为8h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为4h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至120℃，升温时间为2h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在120℃处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由120℃均匀降温至70℃，降温时间为1h。
将上述一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂再次于120℃处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为11.2Kj/m2，自然光透过率(τv)为90.1％，折射率(nd)为1.597，软化温度为101.2℃，较实施例1冲击强度小幅度升高，但软化温度大大降低，折射率同时降低0.001，具体结果见表1。不能满足要求。
比较例3
聚氨酯预聚液制备：将二异氰酸二甲苯酯(54.4g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(49.6g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(0.8g)、紫色剂511(0.2ppm)、混合溶解，制成均匀溶液。
升温梯度：
将聚氨酯预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中，按照以上固化方案进行一次固化和二次固化，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为14.7Kj/m2，自然光透过率(τv)为89.9％，折射率(nd)为1.661，软化温度为85℃，较比较例1冲击强度与软化温度均提高，具体结果见表1。红外光谱见图6。
比较例4
聚氨酯预聚体制备：将二异氰酸二甲苯酯(54.4g)、2,3-二(2-巯基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(49.6g)、UV-324(0.7g)、抗氧剂1010(0.5g)、磷酸二正丁酯(0.8g)、二月桂酸二正丁基锡(0.8g)、紫色剂511(0.2ppm)、混合溶解，制成均匀溶液。
其具体固化步骤为：
(1)取10mg聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线做切线，确定交联起始温度Tc＝55℃，最高热流温度Tp＝85℃，取最高固化温度Te＝130℃；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
所述的一次固化升温的具体步骤为：
(0)将聚氨酯光学树脂预聚液在400Pa下进行1小时脱泡，经过滤注入玻璃模具中，静置30min后置于烘箱中；
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为6h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为4h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至130℃，升温时间为4h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在130℃处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由130℃均匀降温至70℃，降温时间为1h。
将上述一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂再次于130℃处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h，得最终产品。
性能检测：产品镜片冲击强度为12.5Kj/m2，自然光透过率(τv)为88.0％，折射率(nd)为1.661，软化温度为90℃，树脂外观明显变黄，说明130℃条件下树脂发生热氧化。
表1
Claims (7)
1.一种聚氨酯光学树脂的固化方法，其特征在于：通过聚氨酯光学树脂预聚液的反应放热曲线确定其固化升温梯度。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯光学树脂的固化方法，其特征在于：其具体步骤为：
(1)取聚氨酯光学树脂预聚液样品封于差示扫描量热仪专用坩埚内，由30℃经历2h均匀升温至130℃得到反应放热曲线；
(2)对反应放热曲线中宽峰左侧的基线与最高斜率处做切线，确定交联起始温度Tc，最高热流温度Tp，最高固化温度Te；
(3)以Tc、Tp、Te为程序升温控制点，对聚氨酯光学树脂预聚液进行一次固化升温。
3.根据权利要求2所述的一种聚氨酯光学树脂的固化方法，其特征在于：反应放热曲线切线的交点温度为树脂交联起始温度Tc，曲线最高点为最高热流温度Tp。
4.根据权利要求2所述的一种聚氨酯光学树脂的固化方法，其特征在于：当Tp>90℃时，Te＝130℃；Tp≤90℃时，Te＝120℃。
5.根据权利要求2所述的一种聚氨酯光学树脂的固化方法，其特征在于：一次固化升温的具体步骤为：
(1)将聚氨酯光学树脂预聚液由30℃均匀升温至Tc，升温时间为6-8h；
(2)将步骤(1)所得的溶液在Tc处保温3-4h；
(3)将步骤(2)所得的溶液由Tc均匀升温至Tp，升温时间为3-4h；
(4)将步骤(3)所得的溶液由Tp均匀升温至Te，升温时间为2-4h；
(5)将步骤(4)所得的溶液在Te处保温2h；
(6)将步骤(5)所得的溶液由Te均匀降温至70℃，降温时间为1h。
6.根据权利要求2所述的一种聚氨酯光学树脂的固化方法，其特征在于：将一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂进行二次固化。
7.根据权利要求6所述的一种聚氨酯光学树脂的固化方法，其特征在于：二次固化具体步骤为：将一次固化完成后得到的聚氨酯光学树脂于Te处保温2h后均匀降温至70℃，降温时间为1h。
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