CN112920373A - 二异氰酸酯组合物、其制备方法以及使用其的光学材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了二异氰酸酯组合物、其制备方法以及使用其的光学材料。根据本发明的实施方案的二异氰酸酯组合物在所述组合物中包含5ppm至200ppm的量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、5ppm至1,000ppm的量的具有卤素基团的芳族化合物、1ppm至1,000ppm的量的具有乙基基团的异氰酸苄基酯、或其组合。可以通过防止出现黄变、条纹和浑浊来改善光学特性并同时增强机械特性诸如耐冲击性。因此，其可以有利地制备高品质的光学材料。

Description

二异氰酸酯组合物、其制备方法以及使用其的光学材料

技术领域

实施方案涉及一种二异氰酸酯组合物，一种制备其的方法，以及一种使用其的光学材料。更具体地，实施方案涉及一种二异氰酸酯组合物，其在所述组合物中包含5ppm至200ppm的量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、5ppm至1,000ppm的量的具有卤素基团的芳族化合物、1ppm至1,000ppm的量的具有乙基基团的异氰酸苄基酯、或其组合；一种制备其的方法；以及一种使用其的光学材料。

背景技术

与由无机材料(诸如玻璃)制成的光学材料相比，由于塑料光学材料轻量、不易破损、且染色性优异，各种树脂的塑料材料被广泛用作光学材料，用于眼镜镜片、照相机镜头等。近年来，对于光学材料的更高性能，特别是在高透明度、高折射率、低比重、高耐热性、高耐冲击性、等方面存在不断增加的需求。

聚硫代氨基甲酸酯(Polythiourethane)由于其优异的光学特性和优异的机械特性而被广泛用作光学材料。聚硫代氨基甲酸酯可以通过使硫醇与异氰酸酯反应来制备。由聚硫代氨基甲酸酯制得的镜片由于其高折射率、轻量、以及相对高耐冲击性被广泛使用。

用作聚硫代氨基甲酸酯原料的异氰酸酯能够生产具有不同结构的聚硫代氨基甲酸酯，取决于异氰酸酯中官能基的数目以及位置。因此，异氰酸酯对由聚硫代氨基甲酸酯生产的产品的物理特性具有显著影响。因此，使用可以赋予最终产品所希望特性的某类异氰酸酯。

具体而言，由于苯二甲基二异氰酸酯(XDI)具有脂环族异氰酸酯(例如，耐黄变、易于控制的反应性等)以及脂族异氰酸酯(例如优异的机械特性、高折射率等)二者的特性，它有利地用作光学材料。

将苯二甲基二异氰酸酯分类为邻苯二甲基二异氰酸酯(o-XDI)、间苯二甲基二异氰酸酯(m-XDI)和对苯二甲基二异氰酸酯(p-XDIA)，取决于二异氰酸酯基团的相对位置。在这些之中，m-XDI被最广泛地用作光学镜片的原料，因为它适合于光学镜片的物理特性并且在市场上可得。

然而，即使当将m-XDI用于光学材料时，由于在光学材料中出现条纹、浑浊、或黄变，在实现令人满意的光学特性方面存在限制。即使满足在条纹、浑浊或黄色指数方面的光学特性，耐冲击性也可能劣化。因此，仍然难以同时满足它们。

因此，为了通过同时增强光学特性和机械特性来实现高品质的光学材料，迫切需要开发具有特定组成范围的二异氰酸酯组合物或制备其的方法。

发明内容

技术问题

本发明被设计为解决现有技术的问题。已经发现，当在二异氰酸酯组合物中以特定量使用具有甲基基团的异氰酸苄基酯、具有卤素基团的芳族化合物、具有乙基基团的异氰酸苄基酯或其组合时，可以有效地满足光学材料的物理特性。

因此，实施方案的目的是提供一种二异氰酸酯组合物，其中在所述组合物中调节具有甲基基团的异氰酸苄基酯、具有卤素基团的芳族化合物、或具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量，从而防止在光学材料中出现条纹和浑浊，降低黄色指数，并且增强耐冲击性和透射率；以及一种制备其的方法。

实施方案的另一个目的是提供一种用于光学材料的可聚合组合物，其包含以上二异氰酸酯组合物。

实施方案的还另一个目的是提供一种光学材料，其通过固化用于光学材料的可聚合组合物形成。

问题的解决方案

根据实施方案，提供了一种二异氰酸酯组合物，其在所述组合物中包含5ppm至200ppm的量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、5ppm至1,000ppm的量的具有卤素基团的芳族化合物、1ppm至1,000ppm的量的具有乙基基团的异氰酸苄基酯、或其组合。

根据另一个实施方案，提供了一种制备二异氰酸酯组合物的方法，其包括获得二胺盐酸盐组合物；处理所述二胺盐酸盐组合物；以及使用经处理的二胺盐酸盐组合物和三光气获得二异氰酸酯组合物，其中，在所述二异氰酸酯组合物中，具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量是5ppm至200ppm，具有卤素基团的芳族化合物的含量是5ppm至1,000ppm，或具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量是1ppm至1,000ppm。

根据实施方案，提供了一种光学材料，其通过固化包含二异氰酸酯组合物的用于光学材料的可聚合组合物形成，其中，所述二异氰酸酯组合物包含二异氰酸酯和5ppm至200ppm的量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、5ppm至1,000ppm的量的具有卤素基团的芳族化合物、1ppm至1,000ppm的量的具有乙基基团的异氰酸苄基酯、或其组合。

本发明的有益效果

根据实施方案，可以通过调节在基于聚硫代氨基甲酸酯的光学镜片的生产中使用的二异氰酸酯组合物的组成来制备高品质的光学镜片。

即，为了实现高品质的光学材料，使用包含特定含量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、具有卤素基团的芳族化合物、或具有乙基基团的异氰酸苄基酯的二异氰酸酯组合物，从而通过防止出现黄变、条纹和浑浊来改善光学特性并同时增强机械特性诸如耐冲击性。

另外，在根据本发明的实施方案的制备二异氰酸酯组合物的方法中，不使用光气气体，其是高毒性的并且在储存和管理方面具有困难。作为替代，使用三光气，其毒性较小并且由于其在室温下为固体，因此不要求单独的冷却储存装置；因此，其在处理方便性和可加工性方面是优异的；并且具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量可以方便地控制到特定范围。另外，在根据以上实施方案制备二异氰酸酯的方法中，使用盐酸水溶液而不使用氯化氢气体来制备二胺盐酸盐作为中间体。由于即使在大气压下也可以进行反应，所以不要求用于高温加热和冷却的额外装置，并且可以提高产率。

附图说明

图1示意性地示出了根据一个实施方案制备二异氰酸酯组合物的方法。

图2示出了用于二胺盐酸盐与三光气的反应的方法设备的实例。

附图参考号

T-1：第一罐，T-2：第二罐，T-3：第三罐

R-1：反应器，D-1：第一蒸馏器，D-2：第二蒸馏器

C-1：第一冷凝器，C-2：第二冷凝器，C-3：第三冷凝器

S-1：第一洗涤器，S-2：第二洗涤器

G-1：观察窗，V-1：溶剂回收装置。

实施本发明的最佳方式

贯穿本说明书，除非另外明确说明，否则当零件被称为“包括”一个要素时，应当理解，可以包括其他要素，而不是排除其他要素。

此外，除非另外说明，否则涉及本文所用的物理特性、含量、尺寸等的所有数字和表达应理解为由术语“约”修饰。

在本说明书中，“胺”是指在末端具有一个或多个胺基团的化合物，并且“二胺”是指在末端具有两个胺基团的化合物。它们可以具有多种结构，取决于脂族链、脂族环和芳族环的骨架。二胺的具体实例包括苯二甲胺(XDA)、六亚甲基二胺(HDA)、2,2-二甲基戊二胺、2,2,4-三甲基己二胺、丁二胺、1,3-丁二烯-1,4-二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、双(氨基乙基)碳酸酯、4,4'-亚甲基二胺(MDA)、双(氨基乙基)醚、双(氨基乙基)苯、双(氨基丙基)苯、α,α,α',α'-四甲基苯二甲胺、双(氨基丁基)苯、双(氨基甲基)萘、双(氨基甲基)二苯醚、双(氨基乙基)邻苯二甲酸酯、2,6-二(氨基甲基)呋喃、氢化苯二甲胺(H6XDA)、二环己基甲烷二胺、环己二胺、甲基环己二胺、异佛尔酮二胺(IPDA)、二环己基二甲基甲烷二胺、2,2-二甲基二环己基甲烷二胺、2,5-双(氨基甲基)双环-[2,2,1]-庚烷、2,6-双(氨基甲基)双环-[2,2,1]-庚烷、3,8-双(氨基甲基)三环癸烷、3,9-双(氨基甲基)三环癸烷、4,8-双(氨基甲基)三环癸烷、4,9-双(氨基甲基)三环癸烷、降冰片烯二胺(NBDA)、双(氨基甲基)硫化物、双(氨基乙基)硫化物、双(氨基丙基)硫化物、双(氨基己基)硫化物、双(氨基甲基)砜、双(氨基甲基)二硫化物、双(氨基乙基)二硫化物、双(氨基丙基)二硫化物、双(氨基甲硫基)甲烷、双(氨基乙硫基)甲烷、双(氨基乙硫基)乙烷、以及双(氨基甲硫基)乙烷。更具体地、二胺可以是选自由以下组成的组的至少一种：苯二甲胺(XDA)、降冰片烯二胺(NBDA)、氢化苯二甲胺(H6XDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、以及六亚甲基二胺(HDA)。苯二甲胺(XDA)包括邻苯二甲胺(o-XDA)、间苯二甲胺(m-XDA)、以及对苯二甲胺(p-XDA)。

在本说明书中，“异氰酸酯”是指具有NCO基团的化合物，“二异氰酸酯”是指在末端具有两个NCO基团的化合物。它们可以具有多种结构，取决于脂族链、脂族环和芳族环的骨架。二胺的具体实例包括苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,5-双(异氰酸基甲基)-双环[2.2.1]庚烷、2,6-双(异氰酸基甲基)-双环[2.2.1]庚烷、氢化苯二甲基二异氰酸酯(H6XDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,2-二异氰酸基苯、1,3-二异氰酸基苯、1,4-二异氰酸基苯、2,4-二异氰酸基甲苯、乙基亚苯基二异氰酸酯、二甲基亚苯基二异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、甲苯胺二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(苯基异氰酸酯)(MDI)、1,2-双(异氰酸基甲基)苯、1,3-双(异氰酸基甲基)苯、1,4-双(异氰酸基甲基)苯、1,2-双(异氰酸基乙基)苯、1,3-双(异氰酸基乙基)苯、1,4-双(异氰酸基乙基)苯、α,α,α',α'-四甲基苯二甲基二异氰酸酯、双(异氰酸基甲基)萘、双(异氰酸基甲基苯基)醚、降冰片烯二异氰酸酯(NBDI)、双(异氰酸基甲基)硫化物、双(异氰酸基乙基)硫化物、双(异氰酸基丙基)硫化物、2,5-二异氰酸基四氢噻吩、2,5-二异氰酸基甲基四氢噻吩、3,4-二异氰酸基甲基四氢噻吩、2,5-二异氰酸基-1,4-二噻烷、以及2,5-二异氰酸基甲基-1,4-二噻烷。更具体地，二异氰酸酯可以是选自由以下组成的组的至少一种：苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、降冰片烯二异氰酸酯(NBDI)、氢化苯二甲基二异氰酸酯(H6XDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、以及六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。苯二甲基二异氰酸酯(XDI)包括邻苯二甲基二异氰酸酯(o-XDI)、间苯二甲基二异氰酸酯(m-XDI)、以及对苯二甲基二异氰酸酯(p-XDIA)。

在本说明书中，如所熟周知的，“组合物”可以指其中两种或更多种化学组分以固相、液相和/或气相混合或组合同时总体上保持其相应独特特性的形式。

根据以上实施方案，在每个反应步骤中使用的化合物(例如三光气)或作为反应结果获得的化合物(例如，二胺盐酸盐、二异氰酸酯)通常与作为每个反应步骤中未反应的原料、作为与水的副反应或反应，或作为化合物的自然分解生成的异质组分以混合或组合状态存在。痕量的这些组分可能维持与主要组分一起存在。

根据实施方案，由于关注与主要化合物混合或组合的这些异质组分，因此甚至痕量的异质组分也被视为与主要化合物混合或结合的组合物，以具体说明其组分和含量。

另外，在本说明书中，为了各种组合物之间清楚和容易区分，术语也以结合组合物中主要组分的名称来描述。例如，“二胺盐酸盐组合物”是指包含二胺盐酸盐作为主要组分的组合物，并且“二异氰酸酯组合物”是指包含二异氰酸酯作为主要组分的组合物。在这种情况下，组合物中主要组分的含量可以是按重量计50％或更多、按重量计80％或更多、或按重量计90％或更多，例如按重量计90％至按重量计99.9％。

在本说明书中，ppm的单位是按重量计。

[二异氰酸酯组合物]

根据实施方案的二异氰酸酯组合物包含二异氰酸酯；和5ppm至200ppm的量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、5ppm至1,000ppm的量的具有卤素基团的芳族化合物、1ppm至1,000ppm的量的具有乙基基团的异氰酸苄基酯、或其组合。

首先，如果在将二异氰酸酯组合物中具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量调节到最佳范围的同时制备光学材料，则可以进一步增强光学材料的物理特性。

根据本发明的实施方案，可以将具有甲基基团的异氰酸苄基酯有意地添加到二异氰酸酯组合物中。

另外，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有甲基基团的异氰酸苄基酯。

此外，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有甲基基团的异氰酸苄基酯，并且可以有意地添加其一部分。即，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有甲基基团的异氰酸苄基酯。如果如此生产的量不足，则可以将其有意地添加到组合物中使得在组合物中其含量是5ppm至200ppm。

具有甲基基团的异氰酸苄基酯可以包含具有特定芳族结构的具有甲基基团的异氰酸苄基酯。具体地，其可以包含选自由以下组成的组的至少一种：在邻(o)位被甲基基团取代的异氰酸2-甲基苄基酯、在间(m)位被甲基基团取代的异氰酸3-甲基苄基酯、以及在对(p)位被甲基基团取代的异氰酸4-甲基苄基酯。

根据本发明的实施方案，具有甲基基团的异氰酸苄基酯可以包含选自由在间(m)位被甲基基团取代的异氰酸3-甲基苄基酯和在对(p)位被甲基基团取代的异氰酸4-甲基苄基酯组成的组的至少一种。

根据本发明的实施方案，以特定量使用具有甲基基团的异氰酸苄基酯，特别是异氰酸3-甲基苄基酯或异氰酸4-甲基苄基酯。在这种情况下，由于其具有一个异氰酸酯官能团，因此其可以在用于生产聚硫代氨基甲酸酯的反应中停止交联反应，从而促进聚硫代氨基甲酸酯的柔性的增强。因此，可以防止在光学材料，例如光学镜片中出现条纹和浑浊并同时增强耐冲击性。

更具体地，具有甲基基团的异氰酸苄基酯可以包含下式1的化合物，其中甲基基团在间(m)位取代。

[式1]

根据本发明的实施方案，在组合物中包含的具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量可以是5ppm至200ppm、10ppm至200ppm、20ppm至150ppm、20ppm至小于100ppm、100ppm至200ppm、120ppm至200ppm、50ppm至200ppm、或50ppm至150ppm。根据本发明的实施方案，将在组合物中包含的具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量调节到以上范围内，由此可以增强耐冲击性并防止出现条纹和浑浊。

如果没有调节具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量，则耐冲击性可能劣化，或者即使保持了耐冲击性也可能出现条纹和浑浊。例如，如果具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量小于5ppm，则使用所述组合物的光学材料的耐冲击性可能劣化。在另一方面，如果具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量超过200ppm，则即使使用所述组合物的光学材料的耐冲击性增强也可能出现条纹或浑浊。

另外，如果在将二异氰酸酯组合物中具有卤素基团的芳族化合物的含量调节到最佳范围的同时制备光学材料，则可以通过防止出现条纹和浑浊和降低黄色指数来改善光学材料的物理特性并同时增强耐冲击性。

根据本发明的实施方案，可以将具有卤素基团的芳族化合物有意地添加到二异氰酸酯组合物中。

另外，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有卤素基团的芳族化合物。

另外，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有卤素基团的芳族化合物，并且可以有意地添加其一部分。即，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有卤素基团的芳族化合物。如果如此生产的量不足，则可以将其有意地添加到组合物中使得其含量是5ppm至1,000ppm。

在具有卤素基团的芳族化合物中，芳族化合物可以包含两个或更多个卤素基团。另外，卤素可以包括氯。

具体地，具有卤素基团的芳族化合物可以包含下式2的化合物。

[式2]

根据实施方案，在组合物中包含的具有卤素基团的芳族化合物的含量可以是5ppm至1,000ppm、5ppm至750ppm、10ppm至700ppm、10ppm至500ppm、20ppm至500ppm、20ppm至350ppm、150ppm至500ppm、500ppm至750ppm、750ppm至900ppm、或20ppm至150ppm。根据本发明的实施方案，将在组合物中包含的具有卤素基团的芳族化合物的含量调节到以上范围内，由此可以增强耐冲击性并防止出现条纹和浑浊和降低黄色指数。

如果没有调节具有卤素基团的芳族化合物的含量，则耐冲击性可能劣化，或者即使保持了耐冲击性也可能出现条纹和浑浊以及黄色指数可能增加。例如，如果具有卤素基团的芳族化合物的含量小于5ppm，则使用所述组合物的光学材料的耐冲击性可能劣化。在另一方面，如果具有卤素基团的芳族化合物的含量超过1,000ppm，则即使使用所述组合物的光学材料的耐冲击性增强也可能出现条纹或浑浊以及黄色指数可能增加。

另外，调节制备基于聚硫代氨基甲酸酯的光学材料的二异氰酸酯组合物中具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量，由此可以通过防止出现黄变、条纹和浑浊和通过增加透射率来改善光学材料的光学特性并同时增强机械特性。

如果具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量过量，则当将所述组合物应用于光学材料时其可能对光学特性和机械特性有不利影响。特别地，当浓度超过一定水平时，具有乙基基团的异氰酸苄基酯可能由于其低溶解度而沉淀为固体，导致出现浑浊、透射率降低和黄色指数增加。

具有乙基基团的异氰酸苄基酯可以包含具有特定芳族结构的具有乙基基团的异氰酸苄基酯。具体地，其可以包含选自由以下组成的组的至少一种：在邻(o)位被乙基基团取代的1-乙基-2-(异氰酸基甲基)苯、在间(m)位被乙基基团取代的1-乙基-3-(异氰酸基甲基)苯、以及在对(p)位被乙基基团取代的1-乙基-4-(异氰酸基甲基)苯。

根据本发明的实施方案，具有乙基基团的异氰酸苄基酯可以包含选自由1-乙基-3-(异氰酸基甲基)苯和1-乙基-4-(异氰酸基甲基)苯组成的组的至少一种。根据本发明的实施方案，如果将具有乙基基团的异氰酸苄基酯，特别是1-乙基-3-(异氰酸基甲基)苯和/或1-乙基-4-(异氰酸基甲基)苯的含量调节到特定范围内，则可以防止具有低溶解度的材料沉淀为固体，从而防止在光学材料，例如光学镜片中出现条纹和浑浊，并提高透射率。

更具体地，具有乙基基团的异氰酸苄基酯可以包含下式3的化合物，其中乙基基团在间(m)位取代。

[式3]

根据本发明的实施方案，在组合物中包含的具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量可以是1ppm至1,000ppm、1ppm至800ppm、1ppm至700ppm、1ppm至500ppm、1ppm至350ppm、1ppm至300ppm、1ppm至250ppm、1ppm至200ppm、1ppm至150ppm、1ppm至100ppm、1ppm至50ppm、或10ppm至350ppm。根据本发明的实施方案，将在组合物中包含的具有乙基基团的异氰酸苄基酯，特别是具有上式3的化合物的含量调节到以上范围内，由此可以防止出现条纹和浑浊，降低黄色指数并提高透射率。

如果没有调节具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量，则可能出现浑浊，并且透射率可能劣化。进一步，如果具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量过量，则二胺盐酸盐组合物和三光气的粗产物，例如反应产物(蒸馏之前)的纯度或产率可能劣化。如果具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量超过1,000ppm，则在使用所述组合物的光学材料中可能出现浑浊，并且透射率可能劣化。另外，即使光学特性没有问题，作为二胺盐酸盐组合物和三光气的反应产物的二异氰酸酯组合物的纯度或产率可能降低。

同时，二异氰酸酯组合物可以包含基于组合物的总重量按重量计99.9％至按重量计小于100％的二异氰酸酯。

二异氰酸酯可以包含间苯二甲基二异氰酸酯(m-XDI)、对苯二甲基二异氰酸酯(p-XDI)、或其混合物。

根据一个实施方案二异氰酸酯组合物可以包括间-苯二甲基二异氰酸酯(m-XDI)，其量为按重量计99％至按重量计小于100％，例如按重量计99.5％至按重量计小于100％或按重量计99.7％至按重量计小于100％。

如果组合物中包含的间-苯二甲基二异氰酸酯的量小于以上范围，不仅最终产物的光学特性(尤其是条纹、透射率等)而且还有机械特性(诸如耐冲击性、拉伸强度等)可能由于组合物的聚合反应性和固化产物的化学结构不均匀性而受损。此外，可能出现黄变，取决于结合在其中的其他组分。

根据实施方案，所述组合物可以包含20ppm至150ppm的量的式1的化合物和基于组合物的总重量按重量计99.5％至按重量计小于100％的量的间苯二甲基二异氰酸酯。

根据另一个实施方案，所述组合物可以包含20ppm至500ppm的量的具有卤素基团的芳族化合物和基于组合物的总重量按重量计99.5％至按重量计小于100％的量的间苯二甲基二异氰酸酯。

根据还另一个实施方案，所述组合物可以包含1ppm至500ppm、特别是10ppm至350ppm的量的具有乙基基团的异氰酸苄基酯，特别是式1的化合物和基于组合物的总重量按重量计99.5％至按重量计小于100％的量的间苯二甲基二异氰酸酯。

另外，所述组合物可以包含基于组合物的总重量按重量计大于0％至按重量计0.5％、按重量计大于0％至按重量计0.3％、按重量计大于0％至按重量计0.15％、按重量计大于0％至按重量计0.1％、按重量计大于0％至按重量计0.05％、按重量计大于0％至按重量计0.03％、或按重量计大于0％至按重量计0.01％的量的对苯二甲基二异氰酸酯。

如果组合物中包含的对-苯二甲基二异氰酸酯的量超过以上含量范围，则由于反应性差异引起的不均匀聚合或由于改变聚合物的化学结构引起的结晶，光学特性会受损，如条纹的出现或透射率降低。

二异氰酸酯组合物可以包含除间苯二甲基二异氰酸酯和对苯二甲基二异氰酸酯外在光学镜片的制备中使用的其他二异氰酸酯。具体地，所述组合物可以进一步包含选自由以下组成的组的至少一种：邻苯二甲基二异氰酸酯(o-XDI)、降冰片烯二异氰酸酯(NBDI)、氢化苯二甲基二异氰酸酯(H6XDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、以及六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。

另外，二异氰酸酯组合物可以进一步包含选自由具有乙基基团的异氰酸苄基酯和异氰酸氰基苄基酯组成的组的至少一种，尽管其包含具有甲基基团的异氰酸苄基酯。

可以例如按重量计0.5％或更少、按重量计0.3％或更少、按重量计0.1％或更少、按重量计0.05％或更少、按重量计0.02％或更少、或按重量计0.01％或更少的量使用选自由具有乙基基团的异氰酸苄基酯和异氰酸氰基苄基酯组成的组的至少一种。

如果在组合物中以超出以上含量范围的量使用选自由具有乙基基团的异氰酸苄基酯和异氰酸氰基苄基酯组成的组的至少一种，则其影响聚合物的化学结构，导致最终产物的机械特性或耐热特性诸如玻璃化转变温度劣化。此外，由于氰基的影响，在生产镜片的热固化时或在生产镜片之后取决于外部环境可能出现黄变，从而引起对镜片的长期可靠性的严重损害。

另外，二异氰酸酯组合物可以进一步包含选自由异氰酸甲基苄基酯和异氰酸氰基苄基酯组成的组的至少一种，尽管其包含具有卤素基团的芳族化合物。具体地，根据本发明的实施方案的二异氰酸酯组合物可以进一步包含选自由异氰酸4-甲基苄基酯和异氰酸4-氰基苄基酯组成的组的至少一种，尽管其包含具有卤素基团的芳族化合物。

可以例如按重量计0.5％或更少、按重量计0.3％或更少、按重量计0.1％或更少、按重量计0.05％或更少、按重量计0.02％或更少、或按重量计0.01％或更少的量使用选自由异氰酸4-甲基苄基酯和异氰酸4-氰基苄基酯组成的组的至少一种。

如果在组合物中以超出以上含量范围的量使用异氰酸4-甲基苄基酯或异氰酸4-氰基苄基酯，则组合物的当量比由于组合物中官能团平均数的减少而改变，这影响聚合物的化学结构，导致最终产物的机械特性或耐热特性诸如玻璃化转变温度劣化。此外，由于氰基的影响，在生产镜片的热固化时或在生产镜片之后取决于外部环境可能出现黄变，从而引起对镜片的长期可靠性的严重损害。

另外，二异氰酸酯组合物可以进一步包含选自由具有甲基基团的异氰酸苄基酯和异氰酸氰基苄基酯组成的组的至少一种，尽管其包含具有乙基基团的异氰酸苄基酯。

可以例如按重量计0.5％或更少、按重量计0.3％或更少、按重量计0.1％或更少、按重量计0.05％或更少、按重量计0.02％或更少、或按重量计0.01％或更少的量使用选自由具有甲基基团的异氰酸苄基酯和异氰酸氰基苄基酯组成的组的至少一种。

如果组合物中使用的选自由以下组成的组的至少一种量超过以上含量范围：具有甲基的异氰酸苄基酯以及异氰酸氰基苄基酯，它影响聚合物的化学结构，导致机械特性或耐热特性(例如最终产品的玻璃化转变温度)劣化。此外，由于氰基的影响，在生产镜片的热固化时或在生产镜片之后取决于外部环境可能出现黄变，从而引起对镜片的长期可靠性的严重损害。

因此，由如上所述调节其组成的二异氰酸酯组合物生产的产物可以满足优异的光学特性，并且可以实现优异的机械特性。因此，其可以有利地用于生产光学材料，特别是塑料光学镜片。

[制备二异氰酸酯组合物的方法]

根据另一个实施方案的制备二异氰酸酯组合物的方法包括获得二胺盐酸盐组合物；处理所述二胺盐酸盐组合物；以及使用经处理的二胺盐酸盐组合物和三光气获得二异氰酸酯组合物，其中，在所述二异氰酸酯组合物中，具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量是5ppm至200ppm，具有卤素基团的芳族化合物的含量是5ppm至1,000ppm，或具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量是1ppm至1,000ppm。

图1示意性地示出了根据一个实施方案制备二异氰酸酯组合物的方法。在图1中，R包括芳环、脂族环、脂族链等。作为具体实例，R可以是苯二甲基、降冰片烯、氢化苯二甲基、异佛尔酮、或六亚甲基，但不限于此。

在图1的(a)中，(i)可包括添加盐酸水溶液以使二胺与盐酸水溶液反应的步骤。在图1的(a)中，(ii)可包括选自沉淀步骤、过滤步骤、干燥步骤和洗涤步骤的至少一个步骤。在图1的(b)中，(iii)可以包括添加三光气以使二胺盐酸盐组合物与三光气反应的步骤。在图1的(b)中，(iv)可包括选自脱气步骤、过滤步骤、干燥步骤和蒸馏步骤的至少一个步骤。

根据本发明的实施方案，可以通过将具有甲基基团的异氰酸苄基酯添加到二异氰酸酯组合物中来调节具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量。例如，根据本发明的实施方案，可以通过在获得二胺盐酸盐组合物的步骤和/或获得二异氰酸酯组合物的步骤中引入具有甲基基团的异氰酸苄基酯来调节具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量。

另外，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有甲基基团的异氰酸苄基酯。例如，其可以在获得二胺盐酸盐组合物的步骤和/或获得二异氰酸酯组合物的步骤中在反应期间在制备二异氰酸酯组合物的方法中生产。

另外，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有甲基基团的异氰酸苄基酯，并且可以进一步添加其一部分。即，在制备二异氰酸酯组合物的方法期间产生的具有甲基基团的异氰酸苄基酯的量不足，可以将其进一步添加到组合物中使得其含量是5ppm至200ppm。

将在组合物中包含的具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量调节到以上范围内，由此当将组合物应用于光学材料时可以增强耐冲击性并同时防止出现条纹和浑浊。

另外，根据本发明的实施方案，可以通过将具有卤素基团的芳族化合物添加到二异氰酸酯组合物中来调节具有卤素基团的芳族化合物的含量。例如，根据本发明的实施方案，可以通过在获得二胺盐酸盐组合物的步骤和/或获得二异氰酸酯组合物的步骤中引入具有卤素基团的芳族化合物来调节具有卤素基团的芳族化合物的含量。

另外，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有卤素基团的芳族化合物。例如，其可以在获得二胺盐酸盐组合物的步骤和/或获得二异氰酸酯组合物的步骤中在反应期间在制备二异氰酸酯组合物的方法中生产。

另外，可以在制备二异氰酸酯组合物的方法期间生产具有卤素基团的芳族化合物，并且可以进一步添加其一部分。即，在制备二异氰酸酯组合物的方法期间产生的具有卤素基团的芳族化合物的量不足，可以将其进一步添加到组合物中使得其含量是5ppm至1,000ppm。

将在组合物中包含的具有卤素基团的芳族化合物的含量调节到以上范围内，由此可以增强耐冲击性并同时防止当将组合物应用于光学材料时出现条纹和浑浊。

另外，在根据本发明的实施方案的制备二异氰酸酯组合物的方法中，可以通过以上方法将具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量调节到1ppm至1,000ppm。特别地，当使经处理的二胺盐酸盐组合物与三光气反应时，将反应温度控制到110℃至130℃的温度，由此可以以方便的方式有效地调节具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量。

进一步，在不使用氯化氢气体的情况下使用盐酸水溶液来制备二胺盐酸盐作为中间体，使得即使在大气压下也可以进行反应，并且不需要用于高温加热和冷却的额外装置。因此，可以同时提高如此制备的二异氰酸酯组合物和使用其的光学材料的最终产物的纯度和产率。

在下文中，将详细描述每个步骤。

制备二胺盐酸盐组合物

根据本发明的实施方案的制备二异氰酸酯组合物的方法包括获得二胺盐酸盐组合物。

获得二胺盐酸盐组合物的步骤可以包括使二胺与盐酸水溶液反应。另外，在二胺与盐酸水溶液的反应之后，可以进一步添加第一有机溶剂以得到呈固相的二胺盐酸盐组合物。

以下反应方案1示出了此步骤中反应的实例。

[反应方案1]

在以上方案中，R包括芳族环、脂族环、脂族链等。作为具体实例，R可以是苯二甲基、降冰片烯、氢化苯二甲基、异佛尔酮、或六亚甲基，但不限于此。

在其中使用氯化氢气体的常规方法中，在大气压下反应时，盐酸盐作为细颗粒产生，使得反应器内部的搅拌不能顺利进行。因此，要求升高压力以增加反应器的内部温度的额外方法，并且还存在最终产物的产率低的问题。

根据以上实施方案，然而，由于使用盐酸水溶液，因此有可能解决使用氯化氢气体的现有技术所涉及的问题。具体地，当使用盐酸水溶液时，通过反应获得的产物是以固体形式而不是浆料形式，因此产率高。所述反应甚至可以在大气压下进行，因此不要求用于快速冷却的单独的装置或方法。

盐酸水溶液浓度可以是按重量计5％至按重量计50％。在以上浓度范围内，有可能将盐酸盐在盐酸水溶液中的溶解最小化，从而提高最终产率，并改善操作便利性。

具体地，盐酸水溶液的浓度可以是按重量计10％至按重量计45％，按重量计20％至按重量计45％，或按重量计30％至按重量计40％。更具体地，盐酸水溶液可以具有按重量计20％至按重量计45％的浓度。

二胺和盐酸水溶液可以1:2至5的当量比引入反应中。如果当量比在以上范围内，则有可能减少未反应的材料并且防止当产生水时由溶解引起的产率降低。具体地，二胺和盐酸水溶液可以1:2至2.5的当量比引入反应中。

可以在保持反应器的内部温度恒定的同时进行二胺和盐酸水溶液的引入。

当引入二胺和盐酸水溶液时，反应器的内部温度可以是在20℃至100℃的范围内。在以上温度范围内，可能防止将温度升高至不适合反应的沸点以上，或者防止温度降低太多，从而降低反应效率。

具体地，当引入二胺和盐酸水溶液时，反应器的内部温度可以是20℃至60℃、20℃至小于60℃、20℃至50℃、或20℃至40℃。

更具体地，可以将二胺和盐酸水溶液在20℃至60℃的温度下以1:2至5的当量比引入反应中。

在常规的盐酸盐方法中，反应中产生大量的热，这要求通过单独的冷却器快速冷却，而根据以上实施方案，在保持低温的同时引入反应材料，这不要求单独的冷却器。

二胺和盐酸水溶液的引入可以例如按顺序进行，其中可以首先将盐酸水溶液引入反应器中并且然后可以将二胺缓慢地引入反应器中。二胺和/或盐酸水溶液的引入可以进行30分钟至1小时。

当二胺和盐酸水溶液的引入完成时，反应器的内部温度可以降低到0℃至20℃、0℃至10℃、或10℃至20℃。

二胺与盐酸水溶液之间的反应可以在大气压下在搅拌下进行例如30分钟至2小时。

作为二胺与盐酸水溶液之间反应的结果，可以获得水溶液形式的二胺盐酸盐组合物作为反应生成物。

二胺盐酸盐组合物的处理

根据本发明的实施方案，所述方法可以进一步包括在获得二胺盐酸盐组合物之后处理二胺盐酸盐组合物。

例如，处理二胺盐酸盐组合物的步骤可以包括沉淀二胺盐酸盐组合物，过滤二胺盐酸盐组合物，干燥二胺盐酸盐组合物，以及洗涤二胺盐酸盐组合物中的至少一种。

具体地，可以将第一有机溶剂引入反应生成物中以沉淀固体二胺盐酸盐组合物。即，第一有机溶剂可以诱导固体二胺盐酸盐组合物通过结晶沉淀。更具体地，可以将第一有机溶剂引入反应生成物中，将其冷却并进一步搅拌以进行反应。

第一有机溶剂可以是选自由以下组成的组的至少一种：二乙醚、二异丙醚、二噁烷、四氢呋喃、甲醇、乙醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、三氯乙烯、四氯乙烷、三氯乙醇、正丁醇、异丁醇、甲基乙基酮、甲基丁基酮、异丙醇、己烷、氯仿和乙酸甲酯。

引入的第一有机溶剂的量(重量)可以是二胺重量的1至5倍。如果引入量在以上范围内，则可以在最终盐酸盐的产率高的同时防止使用过量的有机溶剂。具体地，第一有机溶剂可以以二胺的重量的1至2倍或1至1.5倍的量引入反应中。

在引入第一有机溶剂之后，冷却温度可以是-10℃至10℃或-5℃至5℃。另外，冷却后的额外反应时间可以是30分钟至2小时或30分钟至1小时。

根据具体实例，可以顺序地进行以下步骤(1a)将盐酸水溶液引入第一反应器中；(1b)将二胺引入第一反应器中并且将它们搅拌；以及(1c)将第一有机溶剂引入第一反应器中并且将它们搅拌。

更具体地，所述方法还可以包括在引入二胺之后并且在步骤(1b)中搅拌之前将反应器内部冷却至0℃至10℃的温度；以及在引入第一有机溶剂之后并且在步骤(1c)中搅拌之前将反应器内部冷却至-5℃至5℃的温度。

在引入第一有机溶剂之后，可以进一步进行引入、分离、过滤、洗涤、以及干燥。例如，在引入第一有机溶剂之后，可以将水层分离、过滤、洗涤并且干燥以得到固体二胺盐酸盐组合物。可以使用例如极性指数为5.7或更低的溶剂进行一次或多次洗涤。另外，可以使用真空干燥进行干燥。例如，它可以在40℃至90℃的温度以及2.0托或更低的压力下进行。

结果是，可以将获得二胺盐酸盐组合物的步骤中产生的杂质与第一有机溶剂一起除去。因此，所述方法可以还包括将获得二胺盐酸盐组合物的步骤中产生的杂质与第一有机溶剂一起除去。在制备二胺盐酸盐组合物的反应中产生杂质并且杂质包含在第一有机溶剂中。此种杂质可以通过除去第一有机溶剂的步骤除去，由此可以提高产物的纯度。

根据以上方法，将二胺与盐酸水溶液反应，然后将其进行额外的处理，诸如沉淀、过滤、干燥、以及洗涤由此以高纯度获得固体二胺盐酸盐组合物。相反，在将二胺与氯化氢气体在有机溶剂中反应的常规方法中，获得了不易纯化的二胺盐酸盐的浆料。

如此获得的二胺盐酸盐组合物的产率可以是50％或更高，65％或更高，80％或更高，85％或更高，或90％或更高，具体地85％至95％或88％至92％。

同时，可以将有机层与反应物分离并作为有机溶剂再循环。因此，第一有机溶剂的回收率可以是80％或更高，85％或更高，或90％或更高，具体地80％至95％或80％至82％。

制备二异氰酸酯组合物

二胺盐酸盐组合物与三光气反应以获得二异氰酸酯组合物。

获得二异氰酸酯组合物的步骤可以包括使二胺盐酸盐组合物与三光气反应，所述二胺盐酸盐组合物通过包括沉淀、过滤、干燥和/或洗涤中的至少一种的方法处理。

在这种情况下，二胺盐酸盐组合物与三光气的反应可以在第二有机溶剂中进行。

以下反应方案2示出了此步骤中的反应的实例。

[反应方案2]

在以上方案中，R包括芳族环、脂族环、脂族链等。作为具体实例，R可以是苯二甲基、降冰片烯、氢化苯二甲基、异佛尔酮、或六亚甲基，但不限于此。

具体地，将以上制备的二胺盐酸盐组合物引入第二有机溶剂中，与三光气(BTMC，双(三氯甲基)碳酸酯)反应，并且然后纯化以得到二异氰酸酯组合物。

具体地，第二有机溶剂可以是选自由以下组成的组的至少一种：苯、甲苯、乙苯、氯苯、一氯苯、1,2-二氯苯(ODCB)、二氯甲烷、1-氯-正丁烷、1-氯-正戊烷、1-氯-正己烷、氯仿、四氯化碳、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、环戊烷、环辛烷和甲基环己烷。

引入的第二有机溶剂量(重量)可以是二胺盐酸盐组合物重量的1至5倍。如果引入量在以上范围内，则可以在最终二异氰酸酯的产率高的同时防止使用过量的有机溶剂。具体地，可以二胺盐酸盐组合物的重量的2至5倍或3至5倍的量将第二有机溶剂引入反应中。

二胺盐酸盐组合物与三光气的反应温度可以是110℃至160℃或110℃至130℃。如果反应温度在以上范围内，则二胺盐酸盐与三光气之间的反应可以顺利地进行，并且可以在产生最终的二异氰酸酯时抑制杂质诸如焦油的产生。具体地，二胺盐酸盐组合物与三光气的反应温度可以是115℃至160℃、115℃至140℃、115℃至小于130℃、130℃至160℃、120℃至150℃、110℃至130℃、110℃至小于130℃、110℃至125℃、110℃至小于120℃、或120℃至130℃。

根据本发明的实施方案，如果具有乙基基团的异氰酸苄基酯，特别是式3的化合物的含量高，则其引起浑浊和低透射率。化合物可以在高温条件下的反应(例如，光气化反应)中更多地产生。因此，将反应温度控制到以上范围内可以是非常重要的。当二胺盐酸盐组合物与三光气反应时，如果反应温度低于110℃，则二胺盐酸盐组合物与三光气之间的反应可能无法顺利地进行，从而降低产率。另外，如果反应温度超过130℃，则二异氰酸酯组合物中具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量可能增加，从而使光学材料的光学特性劣化。

根据本发明的实施方案，如果二胺盐酸盐组合物与三光气之间的反应在110℃至130℃的范围内进行，则可以将具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量有效地调节到1ppm至1,000ppm，从而提高产率和纯度。另外，如果将二异氰酸酯组合物中具有乙基基团的异氰酸苄基酯，特别是1-乙基-3-(异氰酸基甲基)苯的含量调节到以上范围内，则透射率是优异的，并且可以减少黄变、条纹和浑浊的出现。另外，可以实现适当水平的折射率。因此，当将组合物应用于光学材料时，光学材料可以具有拥有优异的光学特性以及优异的机械特性的高品质。

二胺盐酸盐组合物与三光气反应可以进行5小时至100小时。如果反应时间在以上范围内，则反应时间不会过长，并且可以使由于光气的产生的未反应物质的产生最小化。具体地，二胺盐酸盐组合物与三光气反应可以进行15小时至40小时，20小时至35小时，或24小时至30小时。

作为具体实例，二胺盐酸盐组合物与三光气的反应可以在110℃至160℃的温度下进行5小时至100小时。

可以将二胺盐酸盐组合物以及三光气以1:1至5的当量比引入反应中。当当量比在以上范围内时，反应效率高，并且有可能防止由于过量引入的反应时间增加。具体地，可以将二胺盐酸盐组合物以及三光气以1:1.5至4或1:2至2.5的当量比引入反应中。

二胺盐酸盐组合物与三光气的反应可以顺序地包括将二胺盐酸盐组合物与第二有机溶剂混合以获得第一溶液；将三光气与第二有机溶剂混合以获得第二溶液；以及将第二溶液引入第一溶液中并且搅拌它们。在这种情况下，第二溶液的引入和搅拌可以在110℃至160℃或110℃至130℃的温度下进行。另外，引入第二溶液可以分为两次或更多次持续总计25小时至40小时。另外，在本文中，用于每次引入的时间可以是5小时至25小时或10小时至14小时。另外，在引入之后，用于另外的通过搅拌反应的时间可以是2小时至5小时或3小时至4小时。

根据具体实例，二胺盐酸盐组合物与三光气的反应可以顺序地包括：(2a)将第二有机溶剂引入第二反应器中；(2b)进一步将二胺盐酸盐组合物引入第二反应器中并将它们搅拌；以及(2c)进一步将三光气引入第二反应器中并将它们搅拌。

更具体地，在步骤(2c)中引入三光气可以通过在110℃至160℃或110℃至130℃的温度下将其中将三光气溶解在与第二有机溶剂相同的溶剂中的溶液分成两次或更多次引入反应器中进行，持续总共25小时至40小时。

在这种情况下，用于每次引入三光气的时间可以是5小时至25小时或10小时至14小时。

另外，在引入三光气之后通过搅拌进一步反应的时间可以是2小时至5小时或3小时至4小时。

在反应后，可将反应物在90℃至110℃的温度下冷却。

通过反应获得的反应生成物可以进一步进行分离、过滤和蒸馏。

蒸馏可以包括第一蒸馏和第二蒸馏。

例如，获得二异氰酸酯组合物的步骤进一步包括蒸馏通过使二胺盐酸盐组合物，特别是经处理的二胺盐酸盐组合物与三光气反应获得的反应生成物。蒸馏可以包括在40℃至60℃下2小时至8小时的第一蒸馏和在100℃至120℃下2小时至10小时的第二蒸馏。第一蒸馏和/或第二蒸馏可以在0.5托或更低下进行。

有机溶剂可以回收并且通过第一蒸馏再循环，并且最终二异氰酸酯可以通过第二蒸馏获得。

另外，在蒸馏之前(粗)二异氰酸酯组合物的产率可以是80％或更高、85％或更高、或90％或更高。

另外，在蒸馏之后获得的二异氰酸酯组合物的产率可以是80％或更高、85％或更高、90％或更高、95％或更高、98％或更高、或99％或更高。

根据本发明的实施方案，可以通过在获得二胺盐酸盐组合物的步骤中、获得二异氰酸酯组合物的步骤中、以及在获得二异氰酸酯组合物的步骤中在第一蒸馏之后或在第二蒸馏之后引入具有甲基基团的异氰酸苄基酯来调节组合物中包含的具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量。可替代地，在制备光学材料的方法中在将二异氰酸酯组合物与硫醇或环硫化物混合之前，可以通过引入具有甲基基团的异氰酸苄基酯来调节具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量。可替代地，具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量可以通过在以上添加时机将其分次引入来调节。可替代地，可以在以上方法的至少一个步骤期间生产具有甲基基团的异氰酸苄基酯。

测量反应溶液的颜色和透明度

由二胺盐酸盐组合物和三光气获得二异氰酸酯组合物的步骤可包括(aa)使二胺盐酸盐组合物与三光气在反应器中反应以获得反应溶液；(ab)测量反应溶液的颜色和透明度；以及(ac)从反应溶液获得二异氰酸酯组合物。

在二胺盐酸盐组合物与三光气的反应中，可以测量反应溶液的颜色和透明度以调节反应条件。

例如，在间苯二甲胺盐酸盐与三光气反应获得间苯二甲基异氰酸酯中，反应开始时的反应溶液可以是不透明的无色或白色，并且通常反应完成时的反应溶液可以是透明的或接近透明的浅棕色。

例如，在测量反应溶液的颜色和透明度的步骤中，反应溶液可以具有透明的浅棕色。

具体地，在CIE-LAB色坐标中，反应溶液的L*值可以为45至60，a*值为3至15，并且b*值为15至30。更具体地，在CIE-LAB色坐标中，反应溶液的L*值可以为50至55，a*值为5至10，并且b*值为20至25。

另外，对于550nm的波长的光，反应溶液的透射率可以为60％或更高，70％或更高，80％或更高，或90％或更高。另外，反应溶液的雾度可以为20％或更小，10％或更小，5％或更小，或3％或更小。具体地，反应溶液，透射率可以为对于550nm波长的光70％或更高以及雾度为10％或更小。更具体地，反应溶液的透射率可以为对于550nm波长的光80％或更高以及雾度为5％或更小。

在另一方面，如果间苯二甲胺盐酸盐组合物与三光气的反应未完成，则反应溶液可能是不透明的或有沉淀物，并且颜色可能是灰白的、白色的或无色的。另外，如果副反应发生至很大程度，反应溶液可以是不透明的或可以具有浅棕色以外的颜色，例如深棕色或深色。

二胺盐酸盐组合物与三光气的反应与测量反应溶液的颜色和透明度的步骤可以同时进行。

即，在进行二胺盐酸盐组合物与三光气的反应同时，可以实时测量反应溶液的颜色和透明度。

另外，为了更精确地测量，可以收集一部分反应溶液以精确地测量其颜色和透明度。例如，反应溶液的颜色和透明度的测量可以通过收集一部分反应溶液并测量所收集的反应溶液的颜色和透明度来进行。

在这种情况下，反应当量、反应温度、或反应时间可以根据反应溶液的颜色和透明度调节。例如，终止反应的时机可以根据反应溶液的颜色和透明度确定。具体地，终止反应的时机可以是在反应溶液变为透明的浅棕色之后。

作为实例，反应器可以具有观察窗，并且可以通过观察窗进行反应溶液的颜色和透明度的测量。

将反应器连接到一级或多级冷凝器。一旦在反应器中产生的气体转移至所述一级或多级冷凝器，则可以将气体中存在的第二有机溶剂冷凝并且再循环至反应器。

所述一级或多级冷凝器连接至第一洗涤器以及第二洗涤器。从反应器转移至一级或多级冷凝器的气体包含氯化氢气体以及光气气体，第一洗涤器可以将氯化氢气体溶解在水中以产生水溶液，并且第二洗涤器可以用NaOH水溶液中和光气气体。

另外，反应器连接至一级或多级蒸馏器。将反应溶液转移至一级或多级蒸馏器，并且一级或多级蒸馏器可以从反应溶液分离二异氰酸酯组合物以及第二有机溶剂。

可以将第二有机溶剂再循环用于二胺盐酸盐组合物与三光气的反应。

图2示出了用于二胺盐酸盐组合物与三光气的反应的方法设备的实例。

首先，向第一罐(T-1)装入第二有机溶剂以及三光气，并且将温度通过热水回流保持恒定。将反应器(R-1)内部用氮气吹扫，将第二有机溶剂在搅拌下引入其中，将二胺盐酸盐组合物缓慢引入其中，并且将它们搅拌同时将反应器的内部温度保持恒定。

此后，将第二有机溶剂中的三光气从第一罐(T-1)逐渐引入反应器(R-1)中。将三光气一次引入第二有机溶剂中，或分为两次或更多次。此时，进行搅拌同时将反应器(R-1)的内部温度保持恒定。引入完成后，进行另外的反应同时进行搅拌持续某一段时间。作为一个实例，通过反应器(R-1)中设置的观察窗(G-1)用肉眼监控反应溶液的颜色和透明度。作为另一个实例，反应溶液的颜色和透明度使用光学装置通过反应器(R-1)中设置的观察窗(G-1)测量。光学装置可以包括数码相机、光谱仪以及光学分析设备。

将反应器(R-1)内部存在的气体(第二有机溶剂、氯化氢、光气等)转移至第一冷凝器(C-1)。在第一冷凝器(C-1)中，将第二有机溶剂首先通过冷却进行冷凝并且再循环至反应器(R-1)，并且将剩余气体转移至第二冷凝器(C-2)。在第二冷凝器(C-2)中，将第二有机溶剂其次通过冷却进行冷凝并且再循环至反应器(R-1)，并且将剩余气体转移至第三冷凝器(C-3)。在第三冷凝器(C-3)中，将第二有机溶剂再次通过冷却冷凝并且再循环至反应器(R-1)。

如上所述，一旦第二有机溶剂在穿过多级冷凝器时被除去，则将剩余的气体(氯化氢、光气等)转移至第一洗涤器(S-1)。在第一洗涤器(S-1)中，将氯化氢气体溶解在水中以得到盐酸水溶液并且将其储存在第二罐(T-2)中，并且将剩余气体转移至第二洗涤器(S-2)。在第二洗涤器(S-1)中，可以将光气(COCl₂)气体用储存在第三罐(T-3)中的氢氧化钠水溶液中和并除去。

将从反应器(R-1)获得的反应溶液顺序地转移至第一蒸馏器(D-1)以及第二蒸馏器(D-2)。在它进行第一以及第二蒸馏时，将二异氰酸酯组合物以及第二有机溶剂从反应溶液分离。

从反应溶液分离的第二有机溶剂可以转移至并且储存在溶剂回收装置(V-1)中。此后，可以将其回收用于二胺盐酸盐组合物与三光气的反应。

另外，从反应溶液分离的二异氰酸酯组合物可以进一步进行过滤并且干燥以提供最终产物。

[制备光学材料的方法]

在以上实施方案中制备的二异氰酸酯可以与其他组分组合以制备用于光学材料的可聚合组合物。

用于光学材料的可聚合组合物包含二异氰酸酯；和5ppm至200ppm的量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、5ppm至1,000ppm的量的具有卤素基团的芳族化合物、1ppm至1,000ppm的量的具有乙基基团的异氰酸苄基酯、或其组合。

用于光学材料的可聚合组合物进一步包含硫醇或环硫化物。

用于光学材料的可聚合组合物可制备光学材料，特别是光学镜片。例如，将用于光学材料的可聚合组合物混合并在模具中加热并固化以产生光学镜片。

根据实施方案的制备光学材料的方法包括作为第一步骤的使二胺与盐酸水溶液反应以获得二胺盐酸盐组合物；作为第二步骤的使所述二胺盐酸盐组合物与三光气在110℃至160℃或110℃至130℃的温度下反应以获得二异氰酸酯组合物；以及作为第三步骤的将所述二异氰酸酯组合物与硫醇或环硫化物混合并在模具中聚合并固化生成物，其中，在所述二异氰酸酯组合物中，具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量是5ppm至200ppm，具有卤素基团的芳族化合物的含量是5ppm至1,000ppm，或具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量是1ppm至1,000ppm。

具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量可以通过在第一步骤的反应中，在第二步骤的反应中，在第二步骤中在第一蒸馏之后或在第二蒸馏之后，或在第三步骤中将二异氰酸酯组合物与硫醇或环硫化物混合之前引入具有甲基基团的异氰酸苄基酯来调节。

另外，具有卤素基团的芳族化合物的含量可以通过在第一步骤的反应中，在第二步骤的反应中，在第二步骤中在第一蒸馏之后或在第二蒸馏之后，或在第三步骤中将二异氰酸酯组合物与硫醇或环硫化物混合之前引入具有卤素基团的芳族化合物来调节。

另外，所述二胺是苯二甲胺，并且二异氰酸酯组合物可以包括苯二甲基二异氰酸酯。

硫醇可以是含有两个或更多个SH基团的多硫醇。它可以具有脂族、脂环族、或芳族骨架。环硫化物可以具有两个或更多个硫代环氧基团。它可以具有脂族、脂环族、或芳族骨架。

硫醇的具体实例包括双(2-巯基乙基)硫化物、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、2,3-双(2-巯基乙基硫基)丙烷-1-硫醇、2,2-双(巯基甲基)-1,3-丙烷二硫醇、四(巯基甲基)甲烷、2-(2-巯基乙基硫基)丙烷-1,3-二硫醇、2-(2,3-双(2-巯基乙基硫基)丙硫基)乙烷硫醇、双(2,3-二巯基丙烷基)硫化物、双(2,3-二巯基丙烷基)二硫化物、1,2-双(2-巯基乙基硫基)-3-巯基丙烷、1,2-双(2-(2-巯基乙基硫基)-3-巯基丙硫基)乙烷、双(2-(2-巯基乙基硫基)-3-巯基丙基)硫化物、双(2-(2-巯基乙基硫基)-3-巯基丙基)二硫化物、2-(2-巯基乙基硫基)-3-2-巯基-3-[3-巯基-2-(2-巯基乙基硫基)-丙硫基]丙硫基-丙烷-1-硫醇、2,2-双-(3-巯基-丙酰基氧基甲基)-丁基酯、2-(2-巯基乙基硫基)-3-(2-(2-[3-巯基-2-(2-巯基乙基硫基)-丙硫基]乙硫基)乙硫基)丙烷-1-硫醇、(4R,11S)-4,11-双(巯基甲基)-3,6,9,12-四硫杂十四烷-1,14-二硫醇、(S)-3-((R-2,3-二巯基丙基)硫基)丙烷-1,2-二硫醇、(4R,14R)-4,14-双(巯基甲基)-3,6,9,12,15-五硫杂庚烷-1,17-二硫醇、(S)-3-((R-3-巯基-2-((2-巯基乙基)硫基)丙基)硫基)-2-((2-巯基乙基)硫基)丙烷-1-硫醇、3,3'-二硫基双(丙烷-1,2-二硫醇)、(7R,11S)-7,11-双(巯基甲基)-3,6,9,12,15-五硫杂十七烷-1,17-二硫醇、(7R,12S)-7,12-双(巯基甲基)-3,6,9,10,13,16-六硫杂十八烷-1,18-二硫醇、5,7-二巯基甲基-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、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、双季戊四醇-醚-六(3-巯基丙酸酯)、1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷、1,1,2,2-四(巯基甲硫基)乙烷、4,6-双(巯基甲硫基)-1,3-二噻烷、2-(2,2-双(巯基二甲硫基)乙基)-1,3-二噻烷、2,5-双巯基甲基-1,4-二噻烷、双(巯基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷-1,11-二硫醇。

例如，硫醇可以是2-(2-巯基乙基硫基)丙烷-1,3-二硫醇、2,3-双(2-巯基乙基硫基)丙烷-1-硫醇、2-(2,3-双(2-巯基乙基硫基)丙基硫基)乙烷硫醇、1,2-双(2-巯基乙基硫基)-3-巯基丙烷、1,2-双(2-(2-巯基乙基硫基)-3-巯基丙基硫基)-乙烷、双(2-(2-巯基乙基硫基)-3-巯基丙基)硫化物、2-(2-巯基乙基硫基)-3-2-巯基-3-[3-巯基-2-(2-巯基乙基硫基)-丙基硫基]丙基硫基-丙烷-1-硫醇、2,2'-硫代二乙烷硫醇、4,14-双(巯基甲基)-3,6,9,12,15-五硫杂十七烷-1,17-二硫醇、2-(2-巯基乙基硫基)-3-[4-(1-{4-[3-巯基-2-(2-巯基乙基硫基)-丙氧基]-苯基}-1-甲基乙基)-苯氧基]-丙烷-1-硫醇、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇巯基乙酸酯、三羟甲基丙烷三巯基丙酸酯、甘油三巯基丙酸酯、二季戊四醇六巯基丙酸酯、或2,5-双巯基甲基-1,4-二噻烷。

硫醇可以是示例化合物中的任何一种或两种或更多种，但不限于此。

另外，环硫化物的具体实例包括双(β-表硫丙基硫基)甲烷、1,2-双(β-表硫丙基硫基)乙烷、1,3-双(β-表硫丙基硫基)丙烷、1,2-双(β-表硫丙基硫基)丙烷、1-(β-表硫丙基硫基)-2-(β-表硫丙基硫基甲基)丙烷、1,4-双(β-表硫丙基硫基)丁烷、1,3-双(β-表硫丙基硫基)丁烷、1-(β-表硫丙基硫基)-3-(β-表硫丙基硫基甲基)丁烷、1,5-双(β-表硫丙基硫基)戊烷、1-(β-表硫丙基硫基)-4-(β-表硫丙基硫基甲基)戊烷、1,6-双(β-表硫丙基硫基)己烷、1-(β-表硫丙基硫基)-5-(β-表硫丙基硫基甲基)己烷、1-(β-表硫丙基硫基)-2-[(2-β-表硫丙基硫基乙基)硫基]乙烷、1-(β-表硫丙基硫基)-2-[[2-(2-β-表硫丙基硫基乙基)硫基乙基]硫基]乙烷、四(β-表硫丙基硫基甲基)甲烷、1,1,1-三(β-表硫丙基硫基甲基)丙烷、1,5-双(β-表硫丙基硫基)-2-(β-表硫丙基硫基甲基)-3-硫杂戊烷、1,5-双(β-表硫丙基硫基)-2,4-双(β-表硫丙基硫基甲基)-3-硫杂戊烷、1-(β-表硫丙基硫基)-2,2-双(β-表硫丙基硫基甲基)-4-硫杂己烷、1,5,6-三(β-表硫丙基硫基)-4-(β-表硫丙基硫基甲基)-3-硫杂己烷、1,8-双(β-表硫丙基硫基)-4-(β-表硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷、1,8-双(β-表硫丙基硫基)-4,5-双(β-表硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷、1,8-双(β-表硫丙基硫基)-4,4-双(β-表硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷、1,8-双(β-表硫丙基硫基)-2,4,5-三(β-表硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷、1,8-双(β-表硫丙基硫基)-2,5-双(β-表硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷、1,9-双(β-表硫丙基硫基)-5-(β-表硫丙基硫基甲基)-5-[(2-β-表硫丙基硫基乙基)硫基甲基]-3,7-二硫杂壬烷、1,10-双(β-表硫丙基硫基)-5,6-双[(2-β-表硫丙基硫基乙基)硫基]-3,6,9-三硫杂癸烷、1,11-双(β-表硫丙基硫基)-4,8-双(β-表硫丙基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷、1,11-双(β-表硫丙基硫基)-5,7-双(β-表硫丙基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷、1,11-双(β-表硫丙基硫基)-5,7-[(2-β-表硫丙基硫基乙基)硫基甲基]-3,6,9-三硫杂十一烷、1,11-双(β-表硫丙基硫基)-4,7-双(β-表硫丙基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷、1,3-双(β-表硫丙基硫基)环己烷、1,4-双(β-表硫丙基硫基)环己烷、1,3-双(β-表硫丙基硫基甲基)环己烷、1,4-双(β-表硫丙基硫基甲基)环己烷、双[4-(β-表硫丙基硫基)环己基]甲烷、2,2-双[4-(β-表硫丙基硫基)环己基]丙烷、双[4-(β-表硫丙基硫基)环己基]硫化物、2,5-双(β-表硫丙基硫基甲基)-1,4-二噻烷、2,5-双(β-表硫丙基硫基乙硫基甲基)-1,4-二噻烷、1,3-双(β-表硫丙基硫基)苯、1,4-双(β-表硫丙基硫基)苯、1,3-双(β-表硫丙基硫基甲基)苯、1,4-双(β-表硫丙基硫基甲基)苯、双[4-(β-表硫丙基硫基)苯基]甲烷、2,2-双[4-(β-表硫丙基硫基)苯基]丙烷、双[4-(β-表硫丙基硫基)苯基]硫化物、双[4-(β-表硫丙基硫基)苯基]砜、以及4,4'-双(β-表硫丙基硫基)联苯。

环硫化物可以是示例化合物中的任何一种或两种或更多种，但不限于此。另外，环硫化物可以是其中其硫代环氧基团的氢中的至少一个被甲基取代的化合物。

用于光学材料的可聚合组合物可以包含处于混合状态或处于分离状态的二异氰酸酯组合物和硫醇或环硫化物。即，在可聚合组合物中，它们可以处于彼此接触混配的状态或彼此分离以便彼此不接触的状态。

用于光学材料的可聚合组合物可以包含2:8至8:2、3:7至7:3、或4:6至6:4的重量比的硫醇或环硫化物和二异氰酸酯组合物。

当制备用于光学材料的可聚合组合物和光学材料时，根据目的，可以进一步添加催化剂、扩链剂、交联剂、紫外线稳定剂、抗氧化剂、抗着色剂、染料、填料、脱模剂等。

将硫醇或环硫化物与二异氰酸酯组合物以及其他添加剂混合，将其消泡、注入模具中并且逐渐聚合同时将温度从低温逐渐升高到高温。通过加热使树脂固化以制备光学材料。

聚合温度可以是例如20℃至150℃、特别地25℃至120℃。另外，可以使用反应催化剂(其常规地用于产生聚硫胺甲酸酯)以便控制反应速率。反应催化剂的具体实例如以上示例。

另外，如果需要，可以对如此制备的光学材料进行物理或化学处理，诸如减反射涂层、硬度、耐磨性和耐化学性的增强、防雾、表面抛光、抗静电处理、硬涂层处理、减反射处理和染色处理。

[光学材料]

根据本发明的实施方案的光学材料包含由二异氰酸酯组合物和硫醇或环硫化物聚合的聚硫代氨基甲酸酯，其中，在二异氰酸酯组合物中，具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量是5ppm至200ppm，具有卤素基团的芳族化合物的含量是5ppm至1,000ppm，或具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量是1ppm至1,000ppm。

光学材料不仅在透明度、折射率和黄色指数方面是优异的，而且能够增强耐冲击性并防止条纹和浑浊。

例如，光学材料可以具有1.55或更高的折射率，特别是1.55至1.77的折射率。另外，光学材料可以具有30至50，特别是30至45或31至40的阿贝数。另外，光学材料可以具有80％或更高、85％或更高、或87％或更高的光透射率，其可以是总光透射率。另外，光学材料可以具有30或更低、25或更低、22或更低、或20或更低，例如1至25或10至22的黄色指数(Y.I.)。具体地，光学材料可以具有85％或更高的透射率和22或更低的黄色指数。

另外，光学材料可以具有在适当范围内的优异的耐冲击能量。耐冲击能量可以测量为根据US FDA的测试标准在20℃的温度下在127cm的高度处将具有不同重量的钢球按从轻球至重球的顺序落到以直径为80mm且厚度为1.2mm的板形式制备的试样上时所述试样被破坏的重量的势能。具体地，在不同高度的落球测试中，使用重量各自为16g、32g、65g、100g、200g或300g的钢球来测量当光学材料、特别是光学镜片被破坏时的势能。例如，根据FDA标准，对于16g和127cm，势能(Ep)是0.2(J)(Ep＝mgh＝0.016×9.8×1.27＝0.2(J))。如果试样通过了16g钢球的落球测试，则然后使用32g钢球计算势能(Ep)。如果试样通过此测试，则顺序地使用重量各自为65g、100g、200g或300g的钢球来测量当试样最终被破坏时的势能。

根据本发明的实施方案的光学材料具有如通过以上方法测量的优异的耐冲击能量(E)，其是0.3J至3.0J、0.4J至3.0J、0.4J至2.5J、0.6J至3.0J、0.6J至2.8J、0.8J至2.8J、0.8J至2.5J、0.4J至4.0J、0.4J至3.7J、0.6J至4.0J、0.6J至3.7J、或0.8J至1.6J。

因此，使用包含特定含量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、具有卤素基团的芳族化合物、或具有乙基基团的异氰酸苄基酯的二异氰酸酯组合物来制备光学材料，从而通过防止出现黄变、条纹和浑浊来改善光学特性并同时增强机械特性诸如耐冲击性。它可以有利地制备高品质眼镜镜片、照相机镜头等。

具体实施方式

在下文中，示出了更具体的实施方案，但是本发明不限于此。

实例1-1

<步骤1：制备二胺盐酸盐组合物>

向5升4颈反应器中装入1009.4g(9.46摩尔)35％盐酸水溶液，然后在搅拌下将反应器的内部温度降低至15℃。在将反应器的温度保持在低于60℃的同时，引入600.0g(4.4摩尔)的间苯二甲胺(m-XDA)持续1小时。引入完成后，将反应器的内部温度降低至10℃，并且将其搅拌1小时。此后，引入1,320g的四氢呋喃作为有机溶剂，并将反应器的内部温度降低到-5℃，然后搅拌1小时。反应结束后将其使用过滤器进行真空过滤，并且回收过滤后的四氢呋喃用于再次使用。四氢呋喃的回收率为82％。真空过滤后，获得间苯二甲胺(m-XDA)盐酸盐组合物。为了除去残留的有机溶剂和水，在反应器外部温度为90℃以及真空泵为0.1托的条件下进行干燥，以得到最终的间苯二甲胺(m-XDA)盐酸盐组合物。

<步骤2：制备二异氰酸酯组合物>

向反应器A中装入800g以上制备的m-XDA盐酸盐组合物和3,550g邻二氯苯(ODCB)，然后在搅拌下将反应器的内部温度升高到约125℃。向反应器B装入950g的三光气(BTMC)以及800g的ODCB，将其在约60℃搅拌以溶解。将温度保持在125℃以免沉淀，将其在24小时内滴加至反应器A。滴加完成后，将其搅拌4小时。反应结束后，将氮气通过在125℃下鼓泡吹入溶剂以脱气。将其冷却至10℃，并且将剩余固体使用硅藻土过滤。此后，除去有机溶剂(ODCB)，并通过在以下蒸馏条件下蒸馏来纯化m-XDI。有机溶剂的除去(第一蒸馏)在0.5托或更低的压力和60℃的温度下进行8小时。m-XDI的蒸馏(第二蒸馏)在0.1托或更低的压力以及120℃的温度下进行10小时。在蒸馏(第二次蒸馏)之后，添加异氰酸3-甲基苄基酯以获得m-XDI组合物，其中将组合物中的异氰酸3-甲基苄基酯的浓度调节为5ppm。

<制备光学材料>

将49.3重量份的4,8-双(巯基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷-1,11-二硫醇、50.7重量份的以上制备的m-XDI组合物、0.01重量份的二丁基二氯化锡以及0.1重量份的磷酸酯脱模剂(

UN Stepan)均匀混合，将其在600Pa下消泡1小时，通过3μm的特氟隆过滤器过滤并且注入由玻璃模具和胶带组成的模具中。将模具在25℃下保持8小时并且在8小时内以恒定速率缓慢加热至130℃，并且在130℃下进行聚合2小时。将模制品从模具中脱模并且在120℃下进一步固化2小时以获得光学镜片(或光学材料)。

实例1-2至1-7

以与实例1-1相同的方式获得m-XDI组合物和光学镜片，除了如下表1所示调节引入的异氰酸3-甲基苄基酯的时机和浓度。

对比实例1-1至1-7

以与实例1-1相同的方式获得m-XDI组合物和光学镜片，除了如下表1所示调节引入的异氰酸3-甲基苄基酯的时机和浓度。

<评估方法>

实例以及对比实例评估如下。

(1)折射率(nd20)

使用阿贝折射仪DR-M4在20℃下测量固相折射率(nd20)。

(2)黄色指数(Y.I.)和光透射率

以圆柱体的形式制备半径为16mm并且高度为45mm的光学镜片。在高度方向上透射光以测量黄色指数和透射率。黄色指数是基于为测量结果的x和y的值通过以下方程计算的。

[方程1]

Y.I.＝(234x+106y)/y

(3)条纹

制备具有-2.00和-8.00D的直径为75mm的镜片。将来自汞灯的光作为光源透射过镜片。将透射光投射到白板上，并且目视检查存在或不存在对比度以确定条纹的产生。

(4)雾度(浑浊)

将固化镜片在暗室中照射到投影仪上，以便用肉眼观察镜片是否浑浊或具有任何不透明的材料。

不存在浑浊：镜片不浑浊并且没有不透明材料

存在浑浊：镜片浑浊或具有不透明材料

(5)耐冲击性

耐冲击性测量为根据US FDA的测试标准在20℃的温度下在127cm的高度处将具有不同重量的钢球按从轻球至重球的顺序落到以直径为80mm且厚度为1.2mm的板形式制备的试样上时所述试样被破坏的重量的势能。

在不同高度的落球测试中，使用重量各自为16g、32g、65g、100g、200g或300g的钢球来测量当镜片被破坏时的势能。

计算实例1：根据FDA标准，对于16g和127cm的势能(Ep)

Ep＝mgh＝0.016×9.8×1.27＝0.2(J)

计算实例2：根据工业安全标准，对于67g和127cm的势能

Ep＝mgh＝0.067×9.8×1.27＝0.83(J)

[表1]

如从上表可以看出，与对比实例的光学镜片相比，使用本发明的实例的二异氰酸酯组合物作为光学材料制备的光学镜片在适当范围内在耐冲击性方面是优异的，并且它们没有条纹和浑浊。

具体地，实例1-1至1-7的光学镜片没有条纹和浑浊，具有89％或更高的高透射率，具有低黄色指数，并且具有优异的耐冲击性(为0.4J至2.5J)。

同时，无论在将二异氰酸酯组合物与硫醇或环硫化物混合之前或在蒸馏之后是否添加异氰酸3-甲基苄基酯都获得类似的结果。

相比之下，在其中异氰酸3-甲基苄基酯的含量是4ppm或更少的对比实例1-1至1-5中，虽然没有出现条纹和浑浊，但是耐冲击性非常低(为0.2J)。

同时，在其中异氰酸3-甲基苄基酯的含量过量(为220ppm)的对比实例1-6和1-7中，出现浑浊，并且透射率非常低(为85％或更低)。

因此，根据本发明的实施方案的二异氰酸酯组合物当施用于光学镜片时在光学特性以及机械特性方面是优异的。因此，其适合于用作高品质的光学镜片。

实例2-1

<步骤1：制备二胺盐酸盐组合物>

向5升4颈反应器中装入1009.4g(9.46摩尔)35％盐酸水溶液，然后在搅拌下将反应器的内部温度降低至15℃。在将反应器的温度保持在低于60℃的同时，引入600.0g(4.4摩尔)的间苯二甲胺(m-XDA)持续1小时。引入完成后，将反应器的内部温度降低至10℃，并且将其搅拌1小时。此后，引入1,320g的四氢呋喃作为有机溶剂，并将反应器的内部温度降低到-5℃，然后搅拌1小时。反应结束后将其使用过滤器进行真空过滤，并且回收过滤后的四氢呋喃用于再次使用。四氢呋喃的回收率为82％。真空过滤后，获得间苯二甲胺(m-XDA)盐酸盐组合物。为了除去残留的有机溶剂和水，在反应器外部温度为90℃以及真空泵为0.1托的条件下进行干燥，以得到最终的间苯二甲胺(m-XDA)盐酸盐组合物。

步骤2：制备二异氰酸酯组合物

向反应器A中装入800g以上制备的m-XDA盐酸盐组合物和3,550g邻二氯苯(ODCB)，然后在搅拌下将反应器的内部温度升高到约125℃。向反应器B装入950g的三光气(BTMC)以及800g的ODCB，将其在约60℃搅拌以溶解。将温度保持在125℃以免沉淀，将其在24小时内滴加至反应器A。滴加完成后，将其搅拌4小时。反应结束后，将氮气通过在125℃下鼓泡吹入溶剂以脱气。将其冷却至10℃，并且将剩余固体使用硅藻土过滤。此后，除去有机溶剂(ODCB)，并通过在以下蒸馏条件下蒸馏来纯化m-XDI。有机溶剂的除去(第一蒸馏)在0.5托或更低的压力和60℃的温度下进行8小时。m-XDI的蒸馏(第二蒸馏)在0.1托或更低的压力以及120℃的温度下进行10小时。在蒸馏(第二次蒸馏)之后，添加1,3-双(氯甲基)苯以获得m-XDI组合物，其中将组合物中的1,3-双(氯甲基)苯的浓度调节为5ppm。

<制备光学材料>

将49.3重量份的4,8-双(巯基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷-1,11-二硫醇、50.7重量份的以上制备的m-XDI组合物、0.01重量份的二丁基二氯化锡以及0.1重量份的磷酸酯脱模剂(

UN Stepan)均匀混合，将其在600Pa下消泡1小时，通过3μm的特氟隆过滤器过滤并且注入由玻璃模具和胶带组成的模具中。将模具在25℃下保持8小时并且在8小时内以恒定速率缓慢加热至130℃，并且在130℃下进行聚合2小时。将模制品从模具中脱模并且在120℃下进一步固化2小时以获得光学镜片(或光学材料)。

实例2-2至2-12

以与实例2-1相同的方式获得m-XDI组合物和光学镜片，除了如下表2所示调节引入的1,3-双(氯甲基)苯的时机和浓度。

对比实例2-1至2-7

以与实例2-1相同的方式获得m-XDI组合物和光学镜片，除了如下表2所示调节引入的1,3-双(氯甲基)苯的时机和浓度。

<评估方法>

实例以及对比实例评估如下。

(1)折射率(nd20)

使用阿贝折射仪DR-M4在20℃下测量固相折射率(nd20)。

(2)黄色指数(Y.I.)和光透射率

以圆柱体的形式制备半径为16mm并且高度为45mm的光学镜片。在高度方向上透射光以测量黄色指数和透射率。黄色指数是基于为测量结果的x和y的值通过以下方程计算的。Y.I.＝(234x+106y)/y。

(3)条纹

制备具有-2.00和-8.00D的直径为75mm的镜片。将来自汞灯的光作为光源透射过镜片。将透射光投射到白板上，并且目视检查存在或不存在对比度以确定条纹的产生。

(4)雾度(浑浊)

将固化镜片在暗室中照射到投影仪上，以便用肉眼观察镜片是否浑浊或具有任何不透明的材料。

不存在浑浊：镜片不浑浊并且没有不透明材料

存在浑浊：镜片浑浊或具有不透明材料

(5)耐冲击性

耐冲击性测量为根据US FDA的测试标准在20℃的温度下在127cm的高度处将具有不同重量的钢球按从轻球至重球的顺序落到以直径为80mm且厚度为1.2mm的板形式制备的试样上时所述试样被破坏的重量的势能。

在不同高度的落球测试中，使用重量各自为16g、32g、65g、100g、200g或300g的钢球来测量当镜片被破坏时的势能。

计算实例1：根据FDA标准，对于16g和127cm的势能(Ep)

Ep＝mgh＝0.016×9.8×1.27＝0.2(J)

计算实例2：根据工业安全标准，对于67g和127cm的势能

Ep＝mgh＝0.067×9.8×1.27＝0.83(J)

[表2]

如从上表可以看出，与对比实例的光学镜片相比，使用本发明的实例的二异氰酸酯组合物作为光学材料制备的光学镜片在适当范围内在耐冲击性方面是优异的，并且它们没有条纹和浑浊，具有降低的黄色指数。

具体地，实例2-1至2-12的光学镜片没有条纹和浑浊，具有88％或更高的高透射率，具有22或更低的低黄色指数，并且具有优异的耐冲击性(为0.4J至3.7J)。

同时，无论在将二异氰酸酯组合物与硫醇或环硫化物混合之前或在蒸馏之后是否添加1,3-双(氯甲基)苯都获得类似的结果。

相比之下，在其中1,3-双(氯甲基)苯的含量是4ppm或更少的对比实例2-1至2-5中，虽然没有出现条纹和浑浊，但是耐冲击性非常低(为0.2J)。

同时，在其中1,3-双(氯甲基)苯的含量过量(为1,100ppm)的对比实例2-6和2-7中，出现浑浊，并且透射率非常低(为84％或更低)。另外，黄度也增加到24至26。

因此，根据本发明的实施方案的二异氰酸酯组合物当施用于光学镜片时在光学特性以及机械特性方面是优异的。因此，其适合于用作高品质的光学镜片。

实例3-1

<步骤1：制备二胺盐酸盐组合物>

向5升4颈反应器中装入1009.4g(9.46摩尔)35％盐酸水溶液，然后在搅拌下将反应器的内部温度降低至15℃。在将反应器的温度保持在低于60℃的同时，引入600.0g(4.4摩尔)的间苯二甲胺(m-XDA)持续1小时。引入完成后，将反应器的内部温度降低至10℃，并且将其搅拌1小时。此后，引入1,320g的四氢呋喃作为有机溶剂，并将反应器的内部温度降低到-5℃，然后搅拌1小时。反应结束后将其使用过滤器进行真空过滤，并且回收过滤后的四氢呋喃用于再次使用。四氢呋喃的回收率为82％。真空过滤后，获得间苯二甲胺(m-XDA)盐酸盐组合物。为了除去残留的有机溶剂和水，在反应器外部温度为90℃以及真空泵为0.1托的条件下进行干燥，以得到最终的间苯二甲胺(m-XDA)盐酸盐组合物。

<步骤2：制备二异氰酸酯组合物>

向反应器A中装入800g以上制备的m-XDA盐酸盐组合物和3,550g邻二氯苯(ODCB)，然后在搅拌下将反应器的内部温度升高到约110℃。向反应器B装入950g的三光气(BTMC)以及800g的ODCB，将其在约60℃搅拌以溶解。在将反应器温度保持在110℃以便不沉淀的同时，在24小时内将其逐滴添加到反应器A中。滴加完成后，将其搅拌4小时。反应结束后，将氮气通过在125℃下鼓泡吹入溶剂以脱气。将其冷却至10℃，并且将剩余固体使用硅藻土过滤。此后，除去有机溶剂(ODCB)，并通过在以下蒸馏条件下蒸馏来纯化m-XDI。有机溶剂的除去(第一蒸馏)在0.5托或更低的压力和60℃的温度下进行8小时。m-XDI的蒸馏(第二蒸馏)在0.1托或更低的压力以及120℃的温度下进行10小时。结果是，获得了包含59ppm的具有乙基基团的异氰酸苄基酯(1-乙基-3-(异氰酸基甲基)苯)的m-XDI组合物。

<制备光学材料>

将49.3重量份的4,8-双(巯基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷-1,11-二硫醇、50.7重量份的以上制备的m-XDI组合物、0.01重量份的二丁基二氯化锡以及0.1重量份的磷酸酯脱模剂(

UN Stepan)均匀混合，将其在600Pa下消泡1小时，通过3μm的特氟隆过滤器过滤并且注入由玻璃模具和胶带组成的模具中。将模具在25℃下保持8小时并且在8小时内以恒定速率缓慢加热至130℃，并且在130℃下进行聚合2小时。将模制品从模具中脱模并且在120℃下进一步固化2小时以获得光学镜片(或光学材料)。

实例3-2至3-5

以与实例3-1相同的方式获得m-XDI组合物和光学镜片，除了在步骤2中，在如表3所示保持反应器温度的同时，将三光气(BTMC)和ODCB添加到反应器B中，将其逐滴添加到反应器A中，从而调节组合物中1-乙基-3-(异氰酸基甲基)苯的含量。

对比实例3-1至3-3

以与实例3-1相同的方式获得m-XDI组合物和光学镜片，除了在步骤2中，在如表3所示保持反应器温度的同时，将三光气(BTMC)和ODCB添加到反应器B中，将其逐滴添加到反应器A中，从而调节组合物中1-乙基-3-(异氰酸基甲基)苯的含量。

实例和对比实例的反应温度、在其中获得的m-XDI、以及产率和纯度总结在下表3中。

[表3]

<评估方法>

实例以及对比实例评估如下。

(1)折射率(nd20)

使用阿贝折射仪DR-M4在20℃下测量固相折射率(nd20)。

(2)黄色指数(Y.I.)和光透射率

使用分光光度计(Colormate，新科公司(Scinco))测量每个光学镜片的色度坐标x和y，通过下面的方程1由其计算黄色指数。另外，从使用同一仪器获得的光谱测量在550nm波长下的透射率。

[方程1]

Y.I.＝(234x+106y+106)/y

(3)条纹

制备具有-2.00和-8.00D的直径为75mm的镜片。将来自汞灯的光作为光源透射过镜片。将透射光投射到白板上，并且目视检查存在或不存在对比度以确定条纹的产生。

(4)浑浊

将固化镜片在暗室中照射到投影仪上，以便用肉眼观察镜片是否浑浊或具有任何不透明的材料。

不存在浑浊：镜片不浑浊并且没有不透明材料

存在浑浊：镜片浑浊或具有不透明材料

(5)气体色谱法(GC)的测量

-仪器：安捷伦公司(Agilent)的6890/7890

-载气：He

-进样器：250℃

-柱箱：40℃至320℃

-柱：HP-1,Wax,30m

-检测器：FID,300℃

(5)GC MS的测量

-仪器：安捷伦公司的7890B(GC)、5977A(MS)

-质量范围：1.6至1,050amu

-源：EI(电子电离)(EI源惰性提取器)

-质谱仪：四极光谱仪

-柱箱：40℃(6min)-10℃/min-140℃(5min)-15℃/min-290℃(15min)

-柱：Rxi-5MS,ID 0.25mm,L 30m

[表4]

如从上表可以看出，与对比实例的光学镜片相比，使用本发明的实例的二异氰酸酯组合物作为光学材料制备的光学镜片在透射率方面是优异的，并且它们没有条纹和浑浊。

具体地，实例3-1至3-5的光学镜片没有条纹和浑浊，具有91％或更高的高透射率，具有20或更低的低黄色指数，并且具有适当水平的折射率。

相比之下，在其中1-乙基-3-(异氰酸基甲基)苯的含量超过1,000ppm的对比实例3-1至3-3中，光学镜片具有浑浊和89％或更低的透射率，这与实例3-1至3-5的光学镜片相比显著降低。

因此，根据本发明的实施方案的二异氰酸酯组合物当施用于光学镜片时在光学特性以及机械特性方面是优异的。因此，其适合于用作高品质的光学镜片。

Claims (12)

1.一种二异氰酸酯组合物，其包含：

二异氰酸酯；以及

5ppm至200ppm的量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、5ppm至1,000ppm的量的具有卤素基团的芳族化合物、1ppm至1,000ppm的量的具有乙基基团的异氰酸苄基酯、或其组合。

2.如权利要求1所述的二异氰酸酯组合物，其中，所述具有甲基基团的异氰酸苄基酯包含选自由异氰酸2-甲基苄基酯、异氰酸3-甲基苄基酯和异氰酸4-甲基苄基酯组成的组的至少一种，

所述芳族化合物包含两个或更多个氯，并且

所述具有乙基基团的异氰酸苄基酯包含选自由1-乙基-2-(异氰酸基甲基)苯、1-乙基-3-(异氰酸基甲基)苯和1-乙基-4-(异氰酸基甲基)苯组成的组的至少一种。

3.如权利要求1所述的二异氰酸酯组合物，其中，所述具有甲基基团的异氰酸苄基酯包含下式1的化合物，

所述具有卤素基团的芳族化合物包含下式2的化合物，并且

所述具有乙基基团的异氰酸苄基酯包含下式3的化合物：

[式1]

[式2]

[式3]

4.如权利要求1所述的二异氰酸酯组合物，其中，所述二异氰酸酯包含间苯二甲基二异氰酸酯、对苯二甲基二异氰酸酯、或其混合物，

所述组合物包含基于所述组合物的总重量按重量计99.5％至按重量计小于100％的量的间苯二甲基二异氰酸酯，并且

所述组合物包含基于所述组合物的总重量按重量计大于0％至按重量计0.5％的量的对苯二甲基二异氰酸酯。

5.一种制备二异氰酸酯组合物的方法，其包括：

获得二胺盐酸盐组合物；

处理所述二胺盐酸盐组合物；以及

使用经处理的二胺盐酸盐组合物和三光气获得二异氰酸酯组合物，

其中，在所述二异氰酸酯组合物中，具有甲基基团的异氰酸苄基酯的含量是5ppm至200ppm，具有卤素基团的芳族化合物的含量是5ppm至1,000ppm，或具有乙基基团的异氰酸苄基酯的含量是1ppm至1,000ppm。

6.如权利要求5所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，获得所述二异氰酸酯组合物的步骤进一步包括蒸馏通过使所述二胺盐酸盐组合物与三光气反应获得的反应生成物，并且所述蒸馏包括在40℃至60℃下2小时至8小时的第一蒸馏和在100℃至120℃下2小时至10小时的第二蒸馏。

7.如权利要求5所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，将所述二胺盐酸盐组合物和三光气以1:1至5的当量比引入反应中，并且所述二胺盐酸盐组合物与三光气的反应在110℃至160℃的温度下进行。

8.如权利要求5所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，获得二胺盐酸盐组合物的步骤包括使二胺与盐酸水溶液反应，并且将所述二胺和所述盐酸水溶液在20℃至60℃的温度下以1:2至5的当量比引入反应中。

9.如权利要求5所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，所述二胺是苯二甲胺，并且所述二异氰酸酯组合物包含苯二甲基二异氰酸酯。

10.一种光学材料，其通过固化包含二异氰酸酯组合物的用于光学材料的可聚合组合物形成，其中，所述二异氰酸酯组合物包含二异氰酸酯和5ppm至200ppm的量的具有甲基基团的异氰酸苄基酯、5ppm至1,000ppm的量的具有卤素基团的芳族化合物、1ppm至1,000ppm的量的具有乙基基团的异氰酸苄基酯、或其组合。

11.如权利要求10所述的光学材料，其中，所述可聚合组合物进一步包含硫醇或环硫化物。

12.如权利要求10所述的光学材料，其具有0.4J至4.0J的耐冲击能量(E)、90％或更高的透射率和22或更低的黄色指数。

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