CN109824843B - 一种聚硫氨酯树脂组合物及其在光学材料中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供聚硫氨酯树脂组合物及其在光学材料中的应用,利用该组合物来制备光学材料用的聚硫氨酯树脂,可以有效减少光学不均匀或表面“发雾”等不良现象。本发明提供一种聚硫氨酯树脂组合物,所述组合物包括脂肪族异氰酸酯加合物、异氰酸酯类化合物和硫醇类化合物;其中,所述加合物为脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇的加合物,且所述脂肪族异氰酸酯选自含两个异氰酸酯基团的脂肪族异氰酸酯,所述聚醚多元醇选自羟基官能团数≥3的聚氧化乙烯多元醇和聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇中的一种或两种以上的组合;所述加合物的粘度为200‑2400mpa.s(25℃);所述加合物中含有的游离异氰酸酯的含量≤3.0%。

Description

一种聚硫氨酯树脂组合物及其在光学材料中的应用
技术领域
本发明涉及一种聚硫氨酯树脂的组合物及其在光学材料中的应用。
背景技术
近年来,聚硫氨酯树脂愈加广泛用作诸如塑料透镜、棱镜等用途中,其在光学、机械及加工方面等相对于传统材料(如烯丙基二甘醇酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯及聚碳酸酯等)表现出明显性能均衡。
聚硫氨酯树脂是通过聚合至少包含异氰酸酯类化合物,硫醇类化合物的组合物而获得。该树脂固化成型的基本反应包含在聚合催化剂作用下的链增长反应和交联反应。
随着消费层面的升级,市场对于塑料透镜制品提出更高要求,如更优异的安全性和严苛环境条件下(如高温、高湿等)的耐用性,其对应的聚硫氨酯树脂材料性能,为较高的耐热或抗冲击性,或者二者更加均衡。
在现有技术体系下,单纯提高耐热或抗冲击性,或调配二者使其更均衡,常用手段之一是对于异氰酸酯组分或硫醇组分的复配,即有目的的并用一种异氰酸酯或硫醇,使其得到的聚硫氨酯树脂获得期望的物性。
异氰酸酯组分或硫醇组分的复配,虽然可以获得期望的物性,但也会使固化成型过程中的反应更加复杂,已公开的解决方案为先反应成预聚物。
如专利文献CN100516930C中的技术方案,形成预聚物的反应是在摩尔比(NCO/OH)2.0-4.0范围内,作为形成预聚物的多元醇混合物的必要组分为平均分子量(MW)为500-1500的聚酯或聚醚多元醇,并且聚醚多元醇基本限定为聚四甲撑醚乙二醇等。
作为树脂改性成分的预聚物,虽然添加量不占组合物的主要,但其自身的反应性、粘度等特征会对主要作为光学镜片用的树脂加工成型有重要影响。若改性组分的反应性与主体组分(异氰酸酯类化合物和硫醇类化合物)相比较强或较弱,往往会使得光学制品出现光学不均匀现象,如“条纹”,或者表面“发雾”现象;另外,改性组分的加入还可能与现有技术下的生产工艺不匹配,带来制品不良率增加的风险。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种聚硫氨酯树脂组合物,该聚硫氨酯树脂组合物特别适用于在光学材料产业中应用,利用该组合物来制备光学材料用的聚硫氨酯树脂,可以有效减少光学不均匀(如“条纹”等)或表面“发雾”等不良现象,从而有效提高光学材料产品(例如透镜)的合格率。
本发明为达到其目的,提供如下技术方案:
本发明提供一种聚硫氨酯树脂组合物,所述组合物包括脂肪族异氰酸酯加合物、异氰酸酯类化合物和硫醇类化合物;其中,所述脂肪族异氰酸酯加合物为脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇的加合物,且所述脂肪族异氰酸酯选自含两个异氰酸酯基团的脂肪族异氰酸酯中的一种或两种以上的组合,所述聚醚多元醇选自羟基官能团数≥3的聚氧化乙烯多元醇和聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇中的一种或两种以上的组合;所述脂肪族异氰酸酯加合物的粘度为200-2400mpa.s(25℃),优选400-1800mpa.s(25℃);所述脂肪族异氰酸酯加合物中含有的游离异氰酸酯的质量含量≤3.0%,优选≤1.0%。
本发明的组合物中,所述聚醚多元醇为选自羟基官能团数≥3的聚氧化乙烯多元醇和聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇中的一种或两种以上的组合;优选所述羟基官能团数为3-4。
经本申请发明人潜心研究,发现通过将上述选定的脂肪族异氰酸酯与选定结构的且包含三个及以上羟基的聚醚多元醇(聚氧化乙烯和/或聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇)形成脂肪族异氰酸酯加合物,该加合物具有合适的粘度和游离异氰酸酯含量,将其作为改性组分,与异氰酸酯类化合物,和硫醇类化合物形成聚合性组合物;该组合物按照当前行业公知技术进行浇注、固化及后加工,能有效改善甚至避免固化成型过程中出现的光学不均匀(如“条纹”等),或表面“发雾”等不良现象。
本发明中,制备所述脂肪族异氰酸酯加合物所用的聚醚多元醇为羟基官能团数≥3的聚氧化乙烯多元醇和聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇中的一种或两种以上的组合,优选所述羟基官能团数为3-4;其中的聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇优选以氧化乙烯为主。所用的聚醚多元醇例如具有3或4个羟基官能的聚醚多元醇,其多以丙三醇、三羟甲基丙烷,及季戊四醇为起始剂,既包含聚氧化乙烯三醇和四醇等均聚醚,也包含以氧化乙烯为主的聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚三醇和四醇等。聚醚多元醇的平均分子量优选为200-2000,更优选400-1200;粘度为100-800mpa.s(23℃),优选200-600mpa.s(23℃)。所用的上述聚醚多元醇可以采用市售产品,例如但不限于Perstorp多元醇公司的TP200,其是以三羟甲基丙烷为起始剂的聚氧化乙烯三元醇,平均分子量约为1010,羟值约为165mgKOH/g,粘度(23℃)约为350mpa.s;PP150,其是以季戊四醇为起始剂的聚氧化乙烯四元醇,平均分子量约为800,羟值约为290mgKOH/g,粘度(23℃)约为450mpa.s。
所述的聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇,特别是以氧化乙烯为主的共聚醚,可以按照本领域现有制备工艺得到,具体例如采用如下方式制得:在甘油或三羟基丙烷,或季戊四醇等起始剂和催化剂的存在下,催化剂通常选用氢氧化钾或氢氧化钠,先按比例投入环氧丙烷反应,在氧化丙烯反应结束后,加入环氧乙烷继续反应,再经脱色、中和、脱水等处理,得到精制的聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇。优选聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚三醇和四醇的平均分子量200-2000,优选400-1200;羟值为120-1100mg KOH/g,优选200-600mgKOH/g;粘度(23℃/mpa.s)为100-800,优选200-600;氧化乙烯链节质量分数为50-90%,优选为60-80%。本发明后续的实施例中所用的聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚三醇(P1)和聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚四醇(P2)均为采用现有工艺制得;作为参考的,聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚三醇(P1)可通过如下方式得到:在高压反应釜里加入三羟基丙烷引发剂和碱性催化剂KOH,将反应釜密封后,先用氮气置换,并抽真空脱水,然后按比例通入环氧乙烷和环氧丙烷,环氧乙烷和环氧丙烷摩尔比为3:1-4:1(例如3.5:1),维持反应体系温度在110-130℃之间,压力0.1~0.6MPa之间,反应2-4小时,经脱色、中和、吸附、脱水等处理,即获得聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚三醇。作为参考的,聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚四醇(P2)可通过如下方式得到:在高压反应釜里加入季戊四醇引发剂和碱性催化剂KOH,将反应釜密封后,先用氮气置换,并抽真空脱水,然后按比例通入环氧乙烷和环氧丙烷,环氧乙烷和环氧丙烷摩尔比为2:1-3:1(例如2.5:1),维持反应体系温度在100-120℃之间,压力在0.1~0.6MPa之间,反应4-6小时,经脱色、中和、吸附、脱水等处理,即获得聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚四醇。
一些优选实施方式中,制备所述脂肪族异氰酸酯加合物时,所用的所述脂肪族异氰酸酯使用含有两个异氰酸酯基团的脂肪族异氰酸酯,例如但不限于六亚甲基二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、2,5-双(异氰酸酯基甲基)-二环[2.2.1]庚烷、2,6-双(异氰酸酯基甲基)-二环[2.2.1]庚烷、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种以上的组合。
一些优选实施方式中,制备所述脂肪族异氰酸酯加合物所用的所述脂肪族异氰酸酯与所述聚醚多元醇的摩尔比为4-16:1。所述脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇在制备所述脂肪族异氰酸酯加合物的过程中不添加催化剂。
本发明的所涉及的脂肪族异氰酸酯加合物,按照行业公知方法制备即可获得,对此不作特别限定。例如所述脂肪族异氰酸酯和所述聚醚多元醇在40-80℃反应制得聚氨酯预聚物,之后脱除其中含有的游离异氰酸酯,并使得游离异氰酸酯的质量含量≤3.0%,例如通过在160-300℃和绝对压力<10Pa的条件下在蒸发处理设备中处理2-10h来达到脱除游离异氰酸酯的目的。在制备脂肪族异氰酸酯加合物的具体操作中,例如预先对聚醚多元醇进行脱水,比如在100-140℃真空处理2-4h,控制其含水率低于0.05%;之后将异氰酸酯单体加入反应器并搅拌,维持温度在30-70℃,再将脱水后的聚醚多元醇在搅拌条件下滴加到反应器中,滴加时间1-4h;之后在无催化剂下,在搅拌状态下于40-80℃反应3-6h,得到聚氨酯预聚物;后处理是在160-300℃下,系统压力小于10Pa的条件下将聚氨酯预聚体在蒸发处理设备中处理2-10h。
一些优选实施方式中,本发明组合物中所用的所述异氰酸酯类化合物选自脂肪族、脂环族异氰酸酯化合物中的一种或两种以上的组合,例如选自但不限于六亚甲基二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、2,5-双(异氰酸酯基甲基)-二环[2.2.1]庚烷、2,6-双(异氰酸酯基甲基)-二环[2.2.1]庚烷、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种以上的组合。
本发明组合物中所用的所述异氰酸酯类化合物与脂肪族异氰酸酯加合物在制备过程中所用的脂肪族异氰酸酯原料优选为不同的化合物,利于获得性能更佳的产品,例如更佳的耐热性和抗冲击性等。
本发明的组合物中,所用的所述硫醇类化合物可以采用本领域所熟知的各种硫醇类化合物,对此不作特别限定,例如选自但不局限于2,3-双(硫代(2-巯乙基))-1-正丙硫醇、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、四(3-巯基乙酸)季戊四醇酯、1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷、1,1,2,2-四(巯基甲硫基)乙烷中的一种或两种以上的组合。
一些优选实施方式中,基于100重量份的聚硫氨酯树脂组合物,所述脂肪族异氰酸酯加合物的用量为0.001-30.0重量份,优选0.1-20.0重量份,更优选1.0-10.0重量份;
优选的,所述聚硫氨酯树脂组合物中,所述硫醇类化合物的巯基基团与异氰酸根基团总量的摩尔比为0.8-1.2,优选0.9-1.1,更优选0.95-1.05。此处所述异氰酸根基团总量为所述异氰酸酯类化合物和所述脂肪族异氰酸酯加合物中所含的异氰酸根基团的摩尔总量。
本发明的组合物中,除了脂肪族异氰酸酯加合物、异氰酸酯类化合物和硫醇类化合物这几种主要的聚合性组份外,根据产品需求,还可含有本领域所常用的其他的组分,例如,基于聚硫氨酯树脂组合物中脂肪族异氰酸酯加合物、异氰酸酯类化合物和硫醇类化合物总质量计,加入脱模剂(用量例如500-2000ppm)、紫外吸收剂(用量例如500-20000ppm)、光稳定剂(用量例如0-3000ppm)、抗氧剂(用量例如0-3000ppm)中的一种或两种以上的组合,这些添加剂的具体用量本领域技术人员可根据需要而具体确定。所述脱模剂,紫外吸收剂,光稳定剂和抗氧剂等均为塑料透镜行业内公知的添加剂,可以采用该行业所允许使用的相应试剂,对此不作一一赘述。
本发明提供的聚硫氨酯树脂组合物可通过本领域所公知的制备方法制得聚硫氨酯树脂,主要包括混合、浇注和加热固化所述聚硫氨酯树脂组合物的工序。例如,所述组合物中的各组分在催化剂存在下浇注于模具中,经加热固化得到聚硫氨酯树脂;优选所述聚硫氨酯树脂为用于光学材料的聚硫氨酯树脂。在上述制备聚硫氨酯树脂的过程中,所用的催化剂可以使用本领域所常使用的相应催化剂,对此不作特别限定,例如常用的二丁基二氯化锡和/或二甲基二氯化锡等,该催化剂的一般用量范围例如50-1000ppm,以聚硫氨酯树脂组合物中脂肪族异氰酸酯加合物、异氰酸酯类化合物和硫醇类化合物总质量计。在具体操作中,例如预先混合各组分,在混合工序中主要为搅拌、脱气和过滤步骤;混合工序中可先进行搅拌,再进行脱气;也可搅拌、脱气同时进行;具体,可先常压搅拌0.5-1h,再真空脱气0.5-1h,也可搅拌、脱气同时进行0.5-1h;搅拌转速维持恒定,例如50-150rpm,真空脱气压力维持恒定,例如133-400pa;过滤例如采用聚四氟乙烯过滤器,孔径0.5-1μm。浇注工序例如在用垫圈或胶带等保持的成型模之间注入本发明的组合物;加热固化工序一般在20℃到160℃的温度范围下慢慢升温,使其固化1到25小时。所得聚硫氨酯树脂可以根据需要进行退火等处理,退火条件一般在80℃到140℃,0.5到3小时下进行。
本发明的聚硫氨酯树脂聚合性组合物,按照塑料透镜行业内公知方法加热、固化,能得到折射率(nd)为1.580-1.620的聚硫氨酯树脂。
本发明还提供一种应用,上文所述的聚硫氨酯树脂组合物或上文所述的方法制得的聚硫氨酯树脂在光学材料中应用,优选所述光学材料为塑料透镜和棱镜。本发明的聚硫氨酯树脂经光学材料领域例如塑料透镜领域所公知的加工方式和方法能制得眼镜塑料透镜等光学材料。
本发明提供的技术方案具有如下有益效果:
利用本发明的组合物来制备光学材料所用的聚硫氨酯树脂,能解决现有技术中通过对异氰酸酯组分和硫醇组分复配来获得期望的物性时如何尽量避免出现光学不均匀(如“条纹”等)或表面“发雾”等不良现象的技术难题,从而提高光学材料例如透镜产品的合格率。
而且,本发明组合物中所用的改性剂脂肪族异氰酸酯加合物本身具有粘度适中的特点,能克服现有技术中因改性剂粘度较大或粘度增大趋势明显而导致与现有技术下的生产工艺不匹配导致制品不良率风险增加的弊端。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案,下面结合实施例进一步阐述本发明的内容,但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例。
以下实施例或对比例中利用以下实验方法来评价树脂性能(折射率、阿贝数、冲击韧性和玻璃化转变温度),和透镜品质的稳定。
折射率和阿贝指数(或简称阿贝数):采用阿贝折射仪(NAR-4T,ATAGO)在20℃下测试。
冲击强度:通过悬臂梁冲击试验机测试标准树脂样条的冲击强度。
玻璃化转变温度:采用差示扫描量热仪测试,升温速度为10℃/min。
透镜外观:随机选取100片塑料透镜,在高压汞灯下目视观察,分别记录出现“条纹”和“发雾”的不良现象的数目。
粘度:以下实施例或对比例中涉及的粘度为采用Brookfield Viscomete测试的动力粘度。
在脂肪族异氰酸酯加合物J1-J8的制备中,所涉及的化合物包括,
HDI:六亚甲基二异氰酸酯(
Figure GDA0002836220720000061
HDI);IPDI:异佛尔酮二异氰酸酯(
Figure GDA0002836220720000062
IPDI);
TP200:Perstorp多元醇公司,平均分子量约为1010,羟值约为165mgKOH/g的聚氧化乙烯三元醇,粘度(23℃)约为350mpa.s;
PP150:Perstorp多元醇公司,平均分子量约为800,羟值约为290mgKOH/g的聚氧化乙烯四元醇,粘度(23℃)约为450mpa.s;
P1:聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚三醇,自制,P1平均分子量约为1100,羟值约为155mgKOH/g,氧化乙烯链节质量分数约为70%,粘度(23℃)约为400mpa.s,金属离子含量(钠钾等)约为1.2ppm。
P2:聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚四醇,自制,P2平均分子量约为900,羟值约为250mgKOH/g,氧化乙烯链节质量分数为60%,粘度(23℃)分别约为550mpa.s,金属离子含量(钠钾等)约为2ppm。
脂肪族异氰酸酯加合物(J1)的制备按照如下步骤进行:
首先,将TP200在110℃下真空脱水3.5h,控制其含水率低于0.05%,待用;接着,在氮气保护下,将HDI加入反应器并搅拌,维持温度在50℃,将脱水后的TP200在搅拌条件下滴加到所述反应器中,滴加时间3h,HDI与TP200的摩尔比例为6:1;滴加完毕后,继续在搅拌状态下于70℃反应4h,得到聚氨酯预聚物。最后,将聚氨酯预聚物转移至薄膜蒸发器中,在180℃下,系统压力小于10Pa的条件下处理6h。
所制备的加合物J1的粘度(25℃)约为1200mpa.s,游离异氰酸酯质量含量约为1.0%,NCO质量含量约为16.0%。
参照脂肪族异氰酸酯加合物J1的方法,进行脂肪族异氰酸酯加合物J2-J8的制备,其投料比例及所制备加合物的指标如表一。
参考J1的方法,进行加合物J9-J12的制备,作为对比例,其投料比例及所制备加合物的指标如表一。
表一 脂肪族异氰酸酯加合物(J1-8)的组成及指标
Figure GDA0002836220720000071
Figure GDA0002836220720000081
聚硫氨酯树脂组合物的配制:
实施例1:
首先,在10-20℃下将45.0重量份的1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷,0.050重量份(500ppm)的紫外吸收剂(BASF,Tinuvin329),0.10重量份(1000ppm)的内脱模剂(STEPAN,Zelec UN),0.035(350ppm)重量份的催化剂C1(二丁基二氯化锡)进行混合并搅拌20分钟。
接着,添加28.0重量份的2,3-双(硫代(2-巯乙基))-1-正丙硫醇和19.0重量份的四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯进行混合并搅拌20分钟。并且,在搅拌下加入8.0重量份的J1,混合20分钟。同时,在100rpm的搅拌转速,133Pa的真空条件下对组合物进行30分钟的搅拌和脱气。
最后,用1μm的聚四氟乙烯过滤器对组合物进行过滤。
聚硫氨酯树脂性能评测试样制备:
将过滤后的组合物填充或注入折射率、阿贝指数及冲击强度测试专用的玻璃模具中,随后将填充组合物的玻璃模具放入聚合烘箱中,经历24h从20℃缓慢升温至130℃,使其固化成型。脱模后待进行相应的折射率、阿贝指数及冲击强度和玻璃化转变温度的测试。
聚硫氨酯塑料透镜制备:
将过滤后的组合物填充或注入用垫胶带保持的玻璃模具中,随后将填充组合物的玻璃模具放入聚合烘箱中,经历24h从20℃缓慢升温至130℃,使其固化成型。将脱模后的透镜制品进一步进行退火等处理,退火条件为140℃,2小时。
透镜外观:随机选取100片塑料透镜,在高压汞灯下目视观察,分别记录出现“条纹”和“发雾”的不良现象的数目。
实施例2-12及比较例1-3
参照实施例1,进行组合物配制,组合物的组成如表二。
实施例2-12及比较例1-3参照实施例1,进行测试样和透镜制备,并进行测试,结果如表三。
在实施例1-12及比较例1-3中,配制组合物过程中,所涉及的化合物包括,
HXDI:1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷,万华化学;
HDI:六亚甲基二异氰酸酯,万华化学;
IPDI:异佛尔酮二异氰酸酯,万华化学产品;
HMDI:4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯,万华化学;
DMPT:2,3-双(硫代(2-巯乙基))-1-正丙硫醇,山东益丰公司;
PETMP:四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯,山东益丰公司;
DBC:二丁基二氯化锡,百灵威;
Tinuvin329:2-(2’-羟基-5’-叔-辛基苯基)-苯并三唑,巴斯夫公司;
Zelec UN:酸式磷酸酯,美国斯泰潘公司。
表二 实施例1-12及比较例1-7的组成
Figure GDA0002836220720000091
Figure GDA0002836220720000101
Figure GDA0002836220720000111
注:表二中催化剂、紫外吸收剂和内脱模剂的添加量均基于异氰酸酯化合物、硫醇化合物和加合物的总质量计。其中[SH]/[NCO](mol)的含义是硫醇类化合物的巯基基团与异氰酸根基团总量的摩尔比,异氰酸根基团总量为加合物和异氰酸酯化合物的异氰酸根总量。
表三 实施例1-12及比较例1-7的树脂和透镜物性
Figure GDA0002836220720000112
Figure GDA0002836220720000121
根据以上结果,与对比例相比,本发明实施例中,使用的脂肪族异氰酸酯加合物具有合适的粘度和游离异氰酸酯含量,再将其作为改性组分,与异氰酸酯类化合物,和硫醇类化合物形成聚合性组合物,按照当前行业公知技术进行浇注、固化及后加工,不仅可实现通过异氰酸酯组分和硫醇组分的复配来获得期望的物性,另一方面也避免了固化成型过程中出现光学不均匀(如“条纹”等),或表面“发雾”等不良现象。
本领域技术人员可以理解,在本说明书的教导之下,可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。

Claims (21)

1.一种聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述组合物包括脂肪族异氰酸酯加合物、异氰酸酯类化合物和硫醇类化合物;
其中,所述脂肪族异氰酸酯加合物为脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇的加合物,且所述脂肪族异氰酸酯选自含两个异氰酸酯基团的脂肪族异氰酸酯中的一种或两种以上的组合,所述聚醚多元醇选自羟基官能团数≥3的聚氧化乙烯多元醇和聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇中的一种或两种以上的组合;
所述脂肪族异氰酸酯加合物在25℃下的粘度为200-1850mpa.s;所述脂肪族异氰酸酯加合物中含有的游离异氰酸酯的质量含量≤3.0%。
2.根据权利要求1所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述脂肪族异氰酸酯加合物在25℃下的粘度为400-1800mpa.s;所述脂肪族异氰酸酯加合物中含有的游离异氰酸酯的质量含量≤1.0%。
3.根据权利要求1所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述聚醚多元醇选自羟基官能团数3-4的聚氧化乙烯多元醇和聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇中的一种或两种以上的组合;
所述聚醚多元醇的平均分子量为200-2000;23℃下的粘度为100-800mpa.s;
所述聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇为以氧化乙烯为主的共聚醚多元醇,氧化乙烯链节质量分数为50-90%。
4.根据权利要求3所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述聚醚多元醇的平均分子量为400-1200;23℃下的粘度为200-600mpa.s;
所述聚氧化乙烯/氧化丙烯共聚醚多元醇为以氧化乙烯为主的共聚醚多元醇,氧化乙烯链节质量分数为60-80%。
5.根据权利要求1或2所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述脂肪族异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、2,5-双(异氰酸酯基甲基)-二环[2.2.1]庚烷、2,6-双(异氰酸酯基甲基)-二环[2.2.1]庚烷、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1-4任一项所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,制备所述脂肪族异氰酸酯加合物所用的所述脂肪族异氰酸酯与所述聚醚多元醇的摩尔比为4-16:1。
7.根据权利要求1-4任一项所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述脂肪族异氰酸酯与聚醚多元醇在制备所述脂肪族异氰酸酯加合物的过程中不添加催化剂。
8.根据权利要求7所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述脂肪族异氰酸酯加合物的制备包括如下步骤:
所述脂肪族异氰酸酯和所述聚醚多元醇在40-80℃反应制得聚氨酯预聚物,之后脱除其中含有的游离异氰酸酯,并使得游离异氰酸酯的质量含量≤3.0%。
9.根据权利要求8所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,通过在160-300℃和绝对压力<10Pa的条件下在蒸发处理设备中对所述聚氨酯预聚物处理2-10h来脱除其中含有的游离异氰酸酯。
10.根据权利要求1-4任一项所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述异氰酸酯类化合物选自脂肪族、脂环族异氰酸酯化合物中的一种或两种以上的组合。
11.根据权利要求10所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述异氰酸酯类化合物选自六亚甲基二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、2,5-双(异氰酸酯基甲基)-二环[2.2.1]庚烷、2,6-双(异氰酸酯基甲基)-二环[2.2.1]庚烷、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种以上的组合。
12.根据权利要求11所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述异氰酸酯类化合物与脂肪族异氰酸酯加合物在制备过程中所用的脂肪族异氰酸酯为不同的化合物。
13.根据权利要求1-4任一项所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述硫醇类化合物选自2,3-双(硫代(2-巯乙基))-1-正丙硫醇、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、四(3-巯基乙酸)季戊四醇酯、1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷、1,1,2,2-四(巯基甲硫基)乙烷中的一种或两种以上的组合。
14.根据权利要求1-4任一项所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,基于100重量份的聚硫氨酯树脂组合物,所述脂肪族异氰酸酯加合物的用量为0.001-30.0重量份;
所述聚硫氨酯树脂组合物中,所述硫醇类化合物的巯基基团与异氰酸根基团总量的摩尔比为0.8-1.2,所述异氰酸根基团总量为所述异氰酸酯类化合物和所述脂肪族异氰酸酯加合物中所含的异氰酸根基团的摩尔总量。
15.根据权利要求14所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,基于100重量份的聚硫氨酯树脂组合物,所述脂肪族异氰酸酯加合物的用量为0.1-20.0重量份。
16.根据权利要求15所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,基于100重量份的聚硫氨酯树脂组合物,所述脂肪族异氰酸酯加合物的用量为1.0-10.0重量份。
17.根据权利要求1-4任一项所述的聚硫氨酯树脂组合物,其特征在于,所述组合物中还含有脱模剂、紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧剂中的一种或两种以上的组合。
18.一种利用权利要求1-17任一项所述的组合物制备聚硫氨酯树脂的方法,其特征在于,所述组合物中的各组分在催化剂存在下浇注于模具中,经加热固化得到聚硫氨酯树脂。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述聚硫氨酯树脂为用于光学材料的聚硫氨酯树脂。
20.一种应用,其特征在于,权利要求1-17任一项所述的聚硫氨酯树脂组合物或权利要求18所述的方法制得的聚硫氨酯树脂在光学材料中应用。
21.根据权利要求20所述的应用,其特征在于,所述光学材料为塑料透镜和棱镜。
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