CN112048064A - 一种高折光树脂及其制备方法 - Google Patents

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    • C08G75/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02—Polythioethers
    • C08G75/04—Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof
    • C08G75/045—Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof from mercapto compounds and unsaturated compounds
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Abstract

本发明提供了一种高折光树脂及其制备方法，通过该方法可以生产分子量可控的高折光树脂。其结构如下：

Description

一种高折光树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于光学镜片制备技术领域，具体涉及一种高折光树脂及其制备方法。
背景技术
光学材料研宄已经是材料科学研宄中不可或缺的一部分，随着高分子科学理论研究不断发展，近年来光学材料研宄得到了可观的发展。光学材料的出现和发展，使人类更大程度上利用光去服务日常生活和生产，光学材料作为人类利用光的工具，不断在社会发展和进步过程中大放异彩。光学材料主要包括有机光学材料和无机光学材料。无机光学材料具有优良的机械性能如高刚性、高强度和硬度，高的折射率和阿贝(Abbe)数，良好的稳定性和透明性，但是在生产中，无机光学材料加工成型不易，对加工成型工艺要求较高。有机光学材料具有比重小，机械性能优良，加工成型难度低，各项光学性质优异等特点，正逐步取代传统的无机光学材料。
光学树脂作为聚合物光学材料的重要组成部分，由于其质轻、抗冲击、易加工成型、可染色及优异的光学性能，越来越受到人们的青睐，正逐步取代无机光学材料。与光学玻璃相比，光学树脂存在品种少，折射率变化范围小；并且高分子聚合物光学材料吸水率大、折射率低、表面硬度差、耐热性差等缺点。
专利CN106810645B公开了一种分子量可控的高折光树脂，先通过取代的苯硫酚与乙氧基化双酚芴二丙烯酸酯反应，之后与乙氧基化双酚A二巯基丙酸酯和取代的烯酸酯反应，得到高折光树脂，而苯硫酚作为管制类药品，该发明并不利于工业化生产。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高折光树脂及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高折光树脂，其结构式如式Ⅰ：
Figure BDA0002681591320000011
Figure BDA0002681591320000021
其中，R选自C1-C6之间的烷基、卤素、氢原子、CN、或硝基；
R1选自
Figure BDA0002681591320000022
和中的
Figure BDA0002681591320000023
n为1-200之间的整数，优选为1-20。
一种高折光树脂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将式Ⅱ化合物与丙烯酸按摩尔比为1:1加到反应器中，并加入式Ⅱ化合物两倍摩尔量的甲醇钠，加入碘化亚铜，升温到90℃，反应10-12小时，反应结束后重结晶，得到中间体Ⅲ待用；
步骤二：将中间体Ⅲ加入反应器中，加入中间体Ⅲ等物质的量的双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率，待折射率不变为止；
步骤三：向反应器中加入式Ⅱ化合物等物质的量的双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率，待折射率不变；然后加入式Ⅱ化合物两倍物质的量的式Ⅳ化合物，在用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率，待折射率不变为止，即可得到高折光树脂。
优选地，步骤一中碘化亚铜的摩尔量为式Ⅱ化合物5％。
Figure BDA0002681591320000024
其中，R选自C1-C6之间的烷基、卤素、氢原子、CN、或硝基。
式Ⅳ化合物选自
Figure BDA0002681591320000031
Figure BDA0002681591320000032
重复执行步骤二，最后执行步骤三即可得到分子量可控的高折光树脂。
该树脂产品具有高的折射率，可用于眼镜片、光学镜头、建筑材料等对折光性能有要求的领域。
本发明的有益效果如下：采用本发明的技术方案得到的高折光树脂具有更高的折射率，且无色透明，反应条件简单，产物结构可控，且反应形成的硫醚结构，有利于提高聚合物的折射率。反应原料易得，所制备的高折射率光学树脂具有折射率高，热稳定性高，透光率高的优点。本发明技术方案的高折光树脂只需利用光照条件产生自由基即可使反应简单、高效地进行，固化时间短，甚至数秒内即可固化。本发明技术方案得到的高折光树脂，力学性能远优于普通有机光学树脂，硬度更高，粘结性更好，本发明的高折光树脂具有咔唑结构，提高了树脂的刚性，使得抗压强度和拉伸强度是普通有机光学树脂的10倍左右。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种高折光树脂，由以下方法制备：
步骤一：将4.0g3,6-二溴-9苯基咔唑与0.72g丙烯酸加到反应器中，并加入 1.1g甲醇钠，加入0.5g碘化亚铜，升温到90℃，反应10小时，反应结束后重结晶，得到3.25g中间体Ⅲ(9-苯基-9H-咔唑-3,6-二丙烯酸酯)待用；
步骤二：将3.25g中间体Ⅲ加入反应器中，加入2.0g双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，搅拌并监测反应过程的折射率(30min监测一次)，10小时后折射率为1.673；
步骤三：向反应器中2.4g双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率(30min监测一次)，6小时后折射率为1.669；然后向反应器中2.5g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，再用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率(30min监测一次)，4小时后折射率为1.671，即得到高折光树脂。
本实施例用于生产树脂镜片时，树脂镜片的折光率达到1.73，保证较高折射率的同时还可以获得较高的韧性，可通过落球试验(FDA)，球重15.8g，高度130cm
实施例2
一种高折光树脂，由以下方法制备：
步骤一：将4.0g3,6-二溴-9苯基咔唑与0.72g丙烯酸加到反应器中，并加入 1.1g甲醇钠，加入0.5g碘化亚铜，升温到90℃，反应10小时，反应结束后重结晶，得到3.25g中间体Ⅲ(9-苯基-9H-咔唑-3,6-二丙烯酸酯)待用；
步骤二：将3.25g中间体Ⅲ加入反应器中，加入2.0g双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，搅拌并监测反应过程的折射率(30min监测一次)，10小时后折射率为1.665；
步骤三：向反应器中2.4g双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率(30min监测一次)，6小时后折射率为1.663；然后向反应器中3.6g三-2-丙烯酸[2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-次基]三 -2,1-亚乙酯，再用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率(30min监测一次)，5小时后折射率为1.662，即得到高折光树脂。
本实施例用于生产树脂镜片时，树脂镜片的折光率达到1.72，保证较高折射率的同时还可以获得较高的韧性，可通过落球试验(FDA)，球重15.9g，高度131cm
实施例3
一种高折光树脂，由以下方法制备：
步骤一：将4.0g3,6-二溴-9苯基咔唑与0.72g丙烯酸加到反应器中，并加入 1.1g甲醇钠，加入0.5g碘化亚铜，升温到90℃，反应10小时，反应结束后重结晶，得到3.25g中间体Ⅲ(9-苯基-9H-咔唑-3,6-二丙烯酸酯)待用；
步骤二：将3.25g中间体Ⅲ加入反应器中，加入2.0g双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，搅拌并监测反应过程的折射率(30min监测一次)，10小时后折射率为1.658；
步骤三：向反应器中2.4g双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率(30min监测一次)，6小时后折射率为1.660；然后向反应器中6.0g二季戊四醇六丙烯酸酯，再用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率(30min监测一次)，6小时后折射率为1.659，即得到高折光树脂。
本实施例用于生产树脂镜片时，树脂镜片的折光率达到1.75，保证较高折射率的同时还可以获得较高的韧性，可通过落球试验(FDA)，球重16.2g，高度129cm。

Claims (5)

1.一种高折光树脂，其特征在于，结构式如式Ⅰ：
Figure FDA0002681591310000011
其中，R选自C1-C6之间的烷基、卤素、氢原子、CN、或硝基；
R1选自
Figure FDA0002681591310000012
和中的
Figure FDA0002681591310000013
n为1-200之间的整数。
2.根据权利要求1所述的一种高折光树脂，其特征在于，n为1-20之间的整数。
3.根据权利要求1所述的一种高折光树脂，其特征在于，其制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将式Ⅱ化合物与丙烯酸按摩尔比为1:1加到反应器中，并加入式Ⅱ化合物两倍摩尔量的甲醇钠，加入碘化亚铜，升温到90℃，反应10-12小时，反应结束后重结晶，得到中间体Ⅲ待用；
步骤二：将中间体Ⅲ加入反应器中，加入中间体Ⅲ等物质的量的双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率，待折射率不变为止；
步骤三：向反应器中加入式Ⅱ化合物等物质的量的双(3-巯基丙酸)乙二醇，用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率，待折射率不变；然后加入式Ⅱ化合物两倍物质的量的式Ⅳ化合物，在用紫外光照射，并搅拌，反应过程监测折射率，待折射率不变为止，即可得到高折光树脂；
其中
Figure FDA0002681591310000021
其中，R选自C1-C6之间的烷基、卤素、氢原子、CN、或硝基；
式Ⅳ化合物选自
Figure FDA0002681591310000022
Figure FDA0002681591310000023
重复执行步骤二，最后执行步骤三即可得到分子量可控的高折光树脂。
4.根据权利要求1所述的一种高折光树脂，其特征在于，步骤一中碘化亚铜的摩尔量为式Ⅱ化合物5％。
5.根据权利要求1所述的一种高折光树脂，其特征在于，所述的高折光树脂在眼镜片和光学镜头上的应用。
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