CN113840861A - 可固化组合物和包含其的光学材料 - Google Patents

可固化组合物和包含其的光学材料 Download PDF

Info

Publication number
CN113840861A
CN113840861A CN202080036421.3A CN202080036421A CN113840861A CN 113840861 A CN113840861 A CN 113840861A CN 202080036421 A CN202080036421 A CN 202080036421A CN 113840861 A CN113840861 A CN 113840861A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sulfur
curable composition
chemical formula
optical material
containing organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080036421.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113840861B (zh
Inventor
崔熙正
任志祐
金宪
徐东华
张影来
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Publication of CN113840861A publication Critical patent/CN113840861A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113840861B publication Critical patent/CN113840861B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • 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
    • C08G75/14—Polysulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • 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
    • C08G75/0204—Polyarylenethioethers
    • C08G75/025—Preparatory processes
    • C08G75/0272—Preparatory processes using other sulfur sources
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • 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
    • C08G75/06—Polythioethers from cyclic thioethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • 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
    • C08G75/20—Polysulfones
    • C08G75/23—Polyethersulfones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/02—Polythioethers; Polythioether-ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/04—Polysulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/06—Polysulfones; Polyethersulfones
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Abstract

本发明涉及可固化组合物和包含其的光学材料，并且更具体地，涉及用于形成高折射率光学材料的可固化组合物和包含其的光学材料，所述可固化组合物包含环硫化物化合物；包含特定含量的硫原子的含硫有机颗粒；和还原剂。

Description

可固化组合物和包含其的光学材料
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年10月31日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0137547号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及用于形成高折射率光学材料的可固化组合物和包含其的光学材料。
背景技术
一般的眼镜镜片使用具有高折射率的玻璃，但是尽管玻璃可以具有高的折射率、透光率、平坦度、强度和防刮擦效果，其可能对使用者的眼球造成严重损伤，并且其具有高的密度和因此重的重量，因此在持续佩戴期间造成不适。
相反，塑料镜片比玻璃镜片更轻，因此佩戴舒适，不容易损坏，并且即使损坏也比玻璃镜片相对更安全，并且能够实现各种颜色。然而，与玻璃镜片相比，塑料镜片难以实现高折射率和高阿贝值(Abbes’number)，并且由于低的玻璃化转变温度，因此在镜片用于设备中的情况下，可能产生热变形。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供用于形成高折射率光学材料的可固化组合物和包含其的光学材料，所述高折射率光学材料比现有镜片中使用的玻璃或钢化玻璃等更轻，具有优异的强度和硬度，能够实现各种颜色，能够实现高折射率，具有低雾度值，并因此具有优异的光学特性，并且具有高的玻璃化转变温度，并因此较少变形。
技术方案
根据本公开内容，提供了用于形成高折射率光学材料的可固化组合物，所述可固化组合物包含：环硫化物化合物；包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒；和还原剂。
根据本公开内容，还提供了光学材料，所述光学材料包含：环硫化物化合物；包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒；和还原剂。
在下文中，将详细地描述根据本发明的具体实施方案的可固化组合物和包含其的光学材料。
本文使用的术语仅用于说明具体实施方案，并不旨在限制本发明。除非明确指出或从上下文中显而易见不旨在如此，否则单数表述包括其复数表述。
如本文所使用的，术语“包括/包含”或“具有”等旨在表示存在实践的特征、数量、步骤、构成要素或其组合，并且它们不旨在排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、构成要素或其组合的可能性。
如本文所使用的，“环硫化物化合物”意指包含一个或更多个环硫化物的化合物，其中环硫化物意指其中环氧化物的氧(O)原子被硫(S)原子替代的化合物。
如本文所使用的，“含硫有机颗粒”意指由碳原子、氢原子、氧原子等组成并且基本上包含硫原子的有机颗粒。
如本文所使用的，“固化”意指热固化和光固化二者，以及“可固化组合物”意指可热固化组合物和/或可光固化组合物。
如本文所使用的，高折射率意指在350nm至800nm的波长区域下或者在532nm的波长下的约1.600或更大的折射率。
根据本发明的一个实施方案，提供了用于形成高折射率光学材料的可固化组合物，所述可固化组合物包含：环硫化物化合物；包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒；和还原剂。
本发明人发现包含环硫化物化合物、包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒和还原剂的组合物以及包含其的光学材料比现有镜片中使用的玻璃或钢化玻璃等更轻，具有优异的物理特性例如强度和硬度等，具有高的透射率以及低的雾度和黄度指数(Y.I.)，并因此具有优异的光学特性，具有高的玻璃化转变温度和因此较少的热变形，因此，其可以提供能够代替先前使用的玻璃或塑料材料的光学材料，并且完成本发明。
因此，可固化组合物和包含其的光学材料可以代替现有的玻璃或光学玻璃，并且被有用地用作显示器基底、显示器保护膜、触摸面板、可穿戴设备的镜片等。
可固化组合物中包含的环硫化物化合物可以由以下化学式2表示：
[化学式2]
Figure BDA0003356822190000031
在化学式2中，
R1和R2各自独立地为氢或C1-10烷基，
R3和R4各自独立地为单键或C1-10亚烷基，
a为0至4的整数，以及
b为0至6的整数。
环硫化物化合物由于上述特定化学结构而可以在分子中包含高含量的具有大的原子折射度的硫(S)原子，并且通过这样高的硫原子含量，可以增加固化产物的折射率。
此外，环硫化物化合物可以通过开环聚合而固化，并且通过环硫化物基团的开环聚合形成的亚烷基硫化物基团可以进一步增加固化产物的高折射率。
同时，在化学式2中，R1和R2中的每一者可以独立地为氢或甲基，但不限于此。
此外，R3和R4中的每一者可以独立地为单键、亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基或亚异丁基，但不限于此。
此外，a和b中的每一者可以独立地为0或1。
化学式2的a是指硫醚重复单元中包含的亚烷基的碳数，并且如果a太大，则分子中碳链的长度可以加长，因此，固化产物的玻璃化转变温度可能降低，固化产物的耐热性可能劣化，并且相对硫含量可能降低，因此固化产物的折射率可能降低。
化学式2的b是指其中亚烷基通过硫(S)原子连接的硫醚重复单元的重复数，并且如果b太大，则分子中碳链的长度可以加长，因此，固化产物的玻璃化转变温度可能降低并且固化产物的耐热性可能劣化。
此外，由化学式2表示的化合物可以单独使用，或者以两种或更多种组合使用。
环硫化物化合物可以包括例如选自以下中的至少一者：双(β-环硫丙基)硫化物、双(β-环硫丙基)二硫化物、双(β-环硫丙基硫代)甲烷、1,2-双(β-环硫丙基硫代)乙烷、1,3-双(β-环硫丙基硫代)丙烷和1,4-双(β-环硫丙基硫代)丁烷，但不限于此。
基于100重量％的总的可固化组合物，环硫化物化合物可以以50重量％至99重量％、60重量％至95重量％、或70重量％至90重量％的含量包含在内。如果环硫化物化合物的含量太多，则固化之后制造的光学材料例如塑料基底等的黄度可能增加，而如果环硫化物化合物的含量太少，则固化之后制造的光学材料的雾度可能增加，因此，透明度可能降低。
可固化组合物可以包含含有60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒。包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒可以用作用于使包含环硫化物化合物的可固化组合物固化的固化剂，并且具体地，可固化组合物中包含的还原剂可以还原各个含硫有机颗粒的表面以形成2个或更多个硫醇基，并且这样的两个或更多个硫醇基可以与环硫化物化合物反应以新形成二硫键，使得能够形成固化产物。
由于可固化组合物包含含有60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒，因此可固化组合物的固化产物(即光学材料)可以具有优异的光学特性例如透射率、雾度和黄度指数，玻璃化转变温度可以增加至80℃或更高，并且其可以表现出1.710或更大的高折射率。
包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒可以包含由以下化学式1表示的重复单元：
[化学式1]
Figure BDA0003356822190000051
在化学式1中，
n为1至10的整数，以及
m为1至1000的整数。
含硫有机颗粒可以包含1至1000个、2至800个或者10至500个化学式1的重复单元。
此外，在含硫有机颗粒中包含的重复单元中的一者或更多者中，n可以为2，并且在n为2的情况下，其可以对应于二硫键。此外，n可以为3至9、4至8、或5至7。
含硫有机颗粒可以以60重量％至80重量％、65重量％至77重量％、或67重量％至74重量％的量包含硫原子。如果含硫有机颗粒中包含的硫原子的含量太少，则可能无法获得折射率增加效果，但透射率可能降低，而如果硫原子的含量太多，则尽管可以获得折射率增加效果，但黄度指数可能增加。
包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒的粒径可以为20nm至300nm、30nm至250nm、或50nm至200nm。如果含硫有机颗粒的粒径太小，则在通过还原剂进行的还原反应期间，有机颗粒可能无法保持颗粒的形状，而如果粒径太大，则高折射率塑料基底的透射率可能降低，并且雾度可能增加。
包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒可以通过以下方法来制备。具体地，可以使九水硫化钠(Na2S·9H2O)与硫(S8)反应以制备多硫化物(Na2Sa，a为1至10的整数)，并且可以将多硫化物与二乙烯基砜、表面活性剂和空间稳定剂混合以制备含硫有机颗粒。
同时，基于100重量％的总的可固化组合物，包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒的含量可以为0.1重量％至30重量％、0.5重量％至25重量％、或1重量％至20重量％。如果含硫有机颗粒的含量太多，则固化之后形成的光学材料的雾度可能增加，并且黄度指数也可能增加，而如果含硫有机颗粒的含量太少，则固化之后形成的光学材料的折射率可能降低。
此外，环硫化物化合物与包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒的重量比可以为1:0.01至0.5、1:0.02至0.3或者1:0.03至0.2。如果环硫化物化合物与环状二硫化物化合物的重量比小于1:0.01，则固化之后形成的光学材料例如塑料基底的黄度指数可能增加，而如果该重量比大于1:0.5，则固化之后形成的光学材料的折射率可能降低。
可固化组合物可以包含还原剂。还原剂可以还原各个包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒的表面以形成2个或更多个硫醇基。因此，还原剂不仅可以增加环硫化物化合物与含硫有机颗粒的反应速率，而且还可以防止产生未反应的化合物，从而降低固化产物的雾度和黄度指数，以改善光学特性并增加玻璃化转变温度，同时保持高折射率和优异的机械特性。
还原剂可以包括例如选自以下中的至少一者：三苯基膦(PPh3)、三(2-羧乙基)膦(TCEP)、1,4-二巯基丁烷-2,3-二醇(DTT)、三(3-羟丙基)膦(THPP)、β-巯基乙醇(BME)和二硫代丁胺(DTBA)。
基于100重量％的总的可固化组合物，还原剂的含量可以为0.1重量％至15重量％、1重量％至14重量％、或2重量％至13重量％。如果还原剂的含量太多，则固化之后形成的光学材料的玻璃化转变温度(Tg)可能降低，而如果还原剂的含量太少，则光学材料的雾度可能增加。
此外，在可固化组合物中，还原剂与含硫有机颗粒的重量比可以为1:0.01至20、1:0.1至15或者1:0.15至10。如果还原剂与含硫有机颗粒的重量比小于1:0.01，则固化之后形成的光学材料的玻璃化转变温度(Tg)可能降低，而如果该重量比大于1:20，则光学材料的雾度可能增加。
根据一个实施方案的可固化组合物还可以包含催化剂。催化剂没有特别限制，只要其起到加速可固化组合物的固化反应的作用即可，但是例如可以提及咪唑衍生物，例如咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-(2-氰乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑等；胺化合物，例如双氰胺、苄基二甲胺、4-(二甲基氨基)-N,N-二甲基苄胺、4-甲氧基-N,N-二甲基苄胺、4-甲基-N,N-二甲基苄胺、N,N-二环己基甲胺等；肼化合物，例如己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼等；磷化合物，例如三苯基膦等。此外，作为可商购的催化剂，例如可以提及由Shikoku Kasei Kogyo Co.,Ltd.制造的2MZ-A、2MZ-OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(基于咪唑的化合物的产品名)；由San-Apro Ltd.制造的U-CAT3503N、UCAT3502T(二甲胺的嵌段异氰酸酯的产品名)；DBU、DBN、U-CATSA102、U-CAT5002(双环脒化合物及其盐)；等等。
基于100重量％的总的可固化组合物，催化剂的含量可以为0.001重量％至10重量％、0.01重量％至5重量％、或0.1重量％至1重量％。如果催化剂的含量太多，则固化速度可能增加，并因此组合物的储存稳定性可能劣化，而如果催化剂的含量太少，则固化速度可能降低，并因此热固化过程可能变长。
此外，可固化组合物还可以包含用于赋予本发明所属技术领域中的显示器基底的特定功能的其他添加剂，例如UV吸收剂、上蓝剂、颜料等。
根据本发明的另一个实施方案，提供了光学材料，所述光学材料包含：环硫化物化合物；包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒；和还原剂。
对于光学材料中包含的环硫化物化合物、包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒、还原剂、添加剂等，应用以上关于可光固化组合物的说明。
这样的光学材料可以通过使上述可固化组合物固化来制备。具体地，制备上述可固化组合物或者包含可固化组合物和各种添加剂的均相组合物，并且可以将组合物注入到由玻璃、金属或聚合物树脂等制成的模具与树脂垫圈组合而成的模子中，并且加热和固化。其中，为了便于在模制之后取出最终制备的树脂，可以预先用脱模剂对模具进行处理，或者还可以在使用之前将脱模剂添加至上述组合物中。
固化温度可以根据所使用的化合物的种类和含量等变化，但是固化通常可以在约50℃至约120℃、或约60℃至约100℃下进行，并且固化时间可以为约0.1小时至约72小时、或约0.5小时至约24小时。
固化反应可以通过将以下过程组合来进行：将如上所述的预定的聚合温度保持一定时间的过程、温度升高过程、和温度降低过程等，并且在反应结束之后，可以在约50℃至约150℃、或约80℃至约120℃下进行后处理约10分钟至约3小时，以防止变形。
聚合之后脱模的光学材料可以通过染色、涂覆等的后续过程而配置有各种功能。
根据另一个实施方案的光学材料的折射率可以为1.710或更大、1.715至1.800、或者1.720至1.800。
此外，当厚度为1mm时，光学材料可以具有具体地根据JIS K 7361测量的80％或更大、80％至99％、或者85％至99％的非常高的透射率。
此外，当厚度为1mm时，光学材料可以具有具体地根据JIS K 7136测量的1.2％或更小、0.01％至1.0％、或者0.01％至0.7％的非常低的雾度值。
此外，光学材料的玻璃化转变温度可以为80℃或更高、83℃至99℃、或者85℃至99℃。
根据另一个实施方案的光学材料可以包括在可穿戴设备中，并且具体地，其可以代替玻璃或钢化玻璃用于可穿戴设备的镜片。
即，光学材料具有与玻璃相当的高折射率，其比玻璃或钢化玻璃更轻，具有优异的光学特性和机械特性例如硬度和强度等，并且具有高的玻璃化转变温度，因此，其可以用作可以被加热的可穿戴设备例如增强现实设备或虚拟现实设备的镜片。
有益效果
根据本公开内容，提供了用于形成高折射率光学材料的可固化组合物和包含其的光学材料，所述高折射率光学材料比现有镜片中使用的玻璃或钢化玻璃等更轻，具有优异的强度和硬度，能够实现各种颜色，能够实现高折射率，具有低雾度值，并因此具有优异的光学特性，并且具有高的玻璃化转变温度，并因此较少变形。
附图说明
图1为通过扫描电子显微镜拍摄的制备例中制备的多硫化物水溶液的照片。
图2为通过扫描电子显微镜拍摄的制备例中制备的含硫有机颗粒的照片。
具体实施方式
在下文中，将通过具体实施例更详细地说明本发明的作用和效果。然而，这些实施例仅作为本发明的举例说明而提出，并且本发明的权利的范围不由此决定。
制备例：含硫有机颗粒A的制备
将100ml三重蒸馏水放入250mL圆底烧瓶中，并用氩(Ar)气脱气2小时。然后，将20ml小瓶用隔膜密闭并用氩(Ar)气置换，并通过真空除去包含的氧(O2)气，将该过程重复三次。引入2.401g九水硫化钠(Na2S·9H2O)和961.98mg硫(S8)，并添加8mL经脱气的蒸馏水，并且将反应溶液加热至30℃并搅拌12小时。在反应结束之后，添加2mL经脱气的蒸馏水以制备多硫化物(Na2S4)水溶液。其中，制备多硫化物(Na2S4)水溶液的反应式如下，并且图1为通过扫描电子显微镜拍摄的制备的多硫化物水溶液的照片。
[反应式1]
Figure BDA0003356822190000091
然后，将85mg聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和288mg十二烷基硫酸钠(SDS)引入到20mL小瓶中，并将用氩气置换和通过真空除去小瓶中的氧气的过程重复三次。然后，添加10mL经脱气的三重蒸馏水，并且将反应溶液加热至30℃并搅拌12小时。此外，向小瓶中引入0.05mL已从其中除去了抑制剂的二乙烯基砜(DVS)，并将反应溶液搅拌10分钟。然后，使用液体注射器缓慢添加0.45mL多硫化物(Na2S4)水溶液持续40秒，然后反应30分钟。在确定浑浊黄色溶液变成浑浊白色之后，添加盐酸以将溶液的pH调节至7。然后，将使用离心机使产物在三重蒸馏水中沉淀并除去聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸钠的过程重复10次，并且通过在真空烘箱中干燥，制备含硫有机颗粒A。
其中，制备含硫有机颗粒的反应式如以下反应式2中示出，其中n表示呈水溶液状态的多硫化物化合物中包含的硫原子数，并且多硫化物化合物包含4个硫原子。同时，m表示制备的含硫有机颗粒中包含的重复单元数。此外，通过制备的含硫有机颗粒的元素分析确定了硫原子的含量为80重量％。此外，图2为通过扫描电子显微镜拍摄的制备的含硫有机颗粒的照片，确定了各个制备的含硫有机颗粒的粒径为200nm。
[反应式2]
Figure BDA0003356822190000101
实施例1
将1g以下环硫化物化合物70A、0.024g制备例中制备的含硫有机颗粒A、0.123g还原剂三苯基膦(PPh3)和0.05g分散剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合，然后使用孔尺寸为1μm的玻璃过滤器将混合溶液过滤。然后，将厚度为1mm的载玻片放置在宽度为10cm且高度为10cm的LCD玻璃的每一侧上，并且将约5g以上混合溶液施加在LCD玻璃的中心上，然后用另一个LCD玻璃覆盖，由此制备模具。将其放入烘箱中，并且在约60℃下进行固化反应约10小时，并在约90℃下进行约4小时。在从烘箱中取出之后，移除LCD玻璃以获得作为平坦的光学构件的塑料试样。当使用由Mitutoyo corporation制造的厚度计(型号：ID-C112XBS)测量时，塑料试样的厚度为约1mm。
Figure BDA0003356822190000102
实施例2至5和比较例1
通过与实施例1相同的方法制备可固化组合物及其固化产物、塑料试样，不同之处在于环硫化物化合物、含硫有机颗粒A、还原剂、分散剂和催化剂以下表1中描述的含量使用。同时，比较例1中使用的70B如下。
Figure BDA0003356822190000103
[表1]
(单位：g) 70A 70B 含硫有机颗粒A PPh<sub>3</sub> TCEP CTAB SDS DCA
实施例1 1.000 - 0.024 0.123 - 0.050 - -
实施例2 1.000 - 0.024 0.123 0.050 - 0.050 -
实施例3 1.000 - 0.050 - 0.050 0.020 - 0.011
实施例4 1.000 - 0.100 - 0.050 0.020 - 0.021
实施例5 1.000 - 0.200 - 0.050 0.020 - 0.031
比较例1 0.900 0.100 - - - - - -
-TCEP：还原剂，三(2-羧乙基)膦
-SDS：分散剂，十二烷基硫酸钠
-DCA：催化剂，二环己胺
特性评估
1.透射率、雾度和黄度指数的评估
对于以上试样中的每一者，基于1mm标准厚度，使用由Nippon DenshokuIndustries Co.LTD制造的NDH-5000在固化产物的厚度方向上测量透射率(JIS K 7361)和雾度(JIS K 7136)，并且结果示于下表2中。
此外，对于各个试样，使用色度计测量黄度指数，并且结果示于下表2中。
2.玻璃化转变温度(Tg)的测量
对于各个试样，使用由TA Instrument Inc.制造的差示扫描量热仪(DSC)测量玻璃化转变温度，并且结果示于下表2中。
3.折射率的测量
对于各个试样，使用由Ellipso Technology Co.Ltd.制造的光谱椭偏仪在532nm的波长下测量折射率值，并且结果示于下表2中。
[表2]
透射率(％) 雾度 黄度指数(Y.I.) 玻璃化转变温度(℃) 折射率
实施例1 87.8 0.3 3.4 84 1.715
实施例2 87.5 0.7 3.7 80 1.710
实施例3 87.5 0.6 3.5 85 1.725
实施例4 87.5 0.6 3.6 85 1.750
实施例5 86.4 1.0 4.7 80 1.745
比较例1 88.0 0.3 3.4 74 1.705
参照表2，确定了包含根据本公开内容的实施例的组合物的试样不仅表现出优异的光学特性(包括高的透射率以及低的雾度和黄度指数)，而且还表现出85℃或更低的非常高的玻璃化转变温度(Tg)、以及1.710或更大的高折射率。同时，确定了在比较例1的情况下，玻璃化转变温度和折射率二者均低。

Claims (12)

1.一种用于形成高折射率光学材料的可固化组合物，包含
环硫化物化合物；
包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒；和
还原剂。
2.根据权利要求1所述的可固化组合物，
其中所述环硫化物化合物与所述包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒的重量比为1:0.01至0.5。
3.根据权利要求1所述的可固化组合物，
其中所述包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒包含由以下化学式1表示的重复单元：
[化学式1]
Figure FDA0003356822180000011
在所述化学式1中，
n为1至10的整数，以及
m为1至1000的整数。
4.根据权利要求1所述的可固化组合物，
其中所述包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒的粒径为20nm至300nm。
5.根据权利要求1所述的可固化组合物，
其中所述环硫化物化合物由以下化学式2表示：
[化学式2]
Figure FDA0003356822180000012
在所述化学式2中，
R1和R2各自独立地为氢或C1-10烷基，
R3和R4各自独立地为单键或C1-10亚烷基，
a为0至4的整数，以及
b为0至6的整数。
6.根据权利要求1所述的可固化组合物，
其中所述环硫化物化合物包括选自以下中的至少一者：双(β-环硫丙基)硫化物、双(β-环硫丙基)二硫化物、双(β-环硫丙基硫代)甲烷、1,2-双(β-环硫丙基硫代)乙烷、1,3-双(β-环硫丙基硫代)丙烷和1,4-双(β-环硫丙基硫代)丁烷。
7.根据权利要求1所述的可固化组合物，
其中基于100重量％的总的可固化组合物，所述还原剂以0.1重量％至15重量％的量包含在内。
8.根据权利要求1所述的可固化组合物，
其中所述还原剂包括选自以下中的至少一者：三苯基膦(PPh3)、三(2-羧乙基)膦(TCEP)、1,4-二巯基丁烷-2,3-二醇(DTT)、三(3-羟丙基)膦(THPP)、β-巯基乙醇(BME)和二硫代丁胺(DTBA)。
9.一种光学材料，包含
环硫化物化合物；
包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒；和
还原剂。
10.根据权利要求9所述的光学材料，
其中所述光学材料的玻璃化转变温度为80℃或更高，以及
所述光学材料的折射率为1.710或更大。
11.根据权利要求9所述的光学材料，
其中所述包含60重量％至80重量％的硫原子的含硫有机颗粒包含由以下化学式1表示的重复单元：
[化学式1]
Figure FDA0003356822180000031
在所述化学式1中，
n为1至10的整数，以及
m为1至1000的整数。
12.根据权利要求9所述的光学材料，
其中所述环硫化物化合物由以下化学式2表示：
[化学式2]
Figure FDA0003356822180000032
在所述化学式2中，
R1和R2各自独立地为氢或C1-10烷基，
R3和R4各自独立地为单键或C1-10亚烷基，
a为0至4的整数，以及
b为0至6的整数。
CN202080036421.3A 2019-10-31 2020-10-26 可固化组合物和光学材料 Active CN113840861B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0137547 2019-10-31
KR1020190137547A KR20210051808A (ko) 2019-10-31 2019-10-31 경화성 조성물 및 이를 포함하는 광학 부재
PCT/KR2020/014629 WO2021085956A1 (ko) 2019-10-31 2020-10-26 경화성 조성물 및 이를 포함하는 광학 부재

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113840861A true CN113840861A (zh) 2021-12-24
CN113840861B CN113840861B (zh) 2023-08-18

Family

ID=75714610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080036421.3A Active CN113840861B (zh) 2019-10-31 2020-10-26 可固化组合物和光学材料

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220204702A1 (zh)
EP (1) EP3960791A4 (zh)
JP (1) JP7292663B2 (zh)
KR (1) KR20210051808A (zh)
CN (1) CN113840861B (zh)
WO (1) WO2021085956A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022257351A1 (zh) * 2021-06-10 2022-12-15 大连理工大学 一种具有优异光学性能的聚二硫化物材料及其制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022191574A1 (ko) * 2021-03-10 2022-09-15 주식회사 엘지화학 경화성 조성물 및 이를 포함하는 광학 부재

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1436779A (zh) * 2002-02-07 2003-08-20 保谷株式会社 环状二硫化合物、其生产方法及包含其的光学产品
JP2004115816A (ja) * 2003-11-25 2004-04-15 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 新規な光学材料用樹脂
JP2008174757A (ja) * 2008-03-12 2008-07-31 Tokuyama Corp 含硫黄重合性アダマンタン化合物
US20160259091A1 (en) * 2013-12-26 2016-09-08 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Optical material composition and method for producing same
US20160264697A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Catalytic compositions and thiolene-based compositions with extended pot life
CN106164120A (zh) * 2014-04-14 2016-11-23 三菱瓦斯化学株式会社 光学材料用组合物和其制造方法以及由光学材料用组合物得到的光学材料
CN107400237A (zh) * 2016-05-20 2017-11-28 华南农业大学 一种高折射率的含硫聚合物及其制备方法与应用
US20180127549A1 (en) * 2015-06-17 2018-05-10 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Composition for optical material and optical material using the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3712653B2 (ja) * 1998-03-13 2005-11-02 三井化学株式会社 重合性組成物
JP2001200058A (ja) * 2000-01-19 2001-07-24 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 光学材料の製造方法
JP4561946B2 (ja) * 2000-09-14 2010-10-13 三菱瓦斯化学株式会社 光学材料用組成物
TWI482814B (zh) * 2007-03-16 2015-05-01 Mitsubishi Gas Chemical Co 光學材料用樹脂組成物及由該組成物得到之光學材料
JP5150624B2 (ja) * 2007-04-27 2013-02-20 Ｈｏｙａ株式会社 プラスチックレンズの製造方法
JP5720565B2 (ja) * 2009-05-14 2015-05-20 三菱瓦斯化学株式会社 高屈折率高強度光学材料用組成物
CN102762637B (zh) * 2010-02-25 2015-04-01 三菱瓦斯化学株式会社 光学材料用组合物和其制造方法以及由光学材料用组合物得到的光学材料
WO2012066744A1 (ja) * 2010-11-17 2012-05-24 三菱瓦斯化学株式会社 光学材料用組成物
US9658364B2 (en) * 2012-09-24 2017-05-23 Koc Solution Co., Ltd. Method for storing episulfide compound and method for preparing thioepoxy-based optical material using said episulfide compound
KR101998638B1 (ko) * 2018-02-14 2019-07-10 군산대학교산학협력단 고아베수 및 고굴절률의 특성을 가지는 광학재료용 수지 조성물, 이를 이용한 광학재료의 제조방법, 및 이를 이용한 광학렌즈

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1436779A (zh) * 2002-02-07 2003-08-20 保谷株式会社 环状二硫化合物、其生产方法及包含其的光学产品
JP2004115816A (ja) * 2003-11-25 2004-04-15 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 新規な光学材料用樹脂
JP2008174757A (ja) * 2008-03-12 2008-07-31 Tokuyama Corp 含硫黄重合性アダマンタン化合物
US20160259091A1 (en) * 2013-12-26 2016-09-08 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Optical material composition and method for producing same
CN106164120A (zh) * 2014-04-14 2016-11-23 三菱瓦斯化学株式会社 光学材料用组合物和其制造方法以及由光学材料用组合物得到的光学材料
US20160264697A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Catalytic compositions and thiolene-based compositions with extended pot life
US20180127549A1 (en) * 2015-06-17 2018-05-10 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Composition for optical material and optical material using the same
CN107400237A (zh) * 2016-05-20 2017-11-28 华南农业大学 一种高折射率的含硫聚合物及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JARED J.GRIEBEL, ET AL.: "New Infrared Transmitting Material via Inverse Vulcanization of Elemental Sulfur to Prepare High Refractive Index Polymers" *
JEEWOO LIM,ET AL.: "High Sulfur Content Polymer Nanoparticles Obtained from Interfacial Polymerization of Sodium Polysulfide and 1,2,3-Trichloropropane in Water" *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022257351A1 (zh) * 2021-06-10 2022-12-15 大连理工大学 一种具有优异光学性能的聚二硫化物材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210051808A (ko) 2021-05-10
EP3960791A4 (en) 2022-08-24
JP2022532426A (ja) 2022-07-14
JP7292663B2 (ja) 2023-06-19
WO2021085956A1 (ko) 2021-05-06
EP3960791A1 (en) 2022-03-02
CN113840861B (zh) 2023-08-18
US20220204702A1 (en) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI818903B (zh) 光學材料用組成物
JP2008050549A (ja) フッ素系重合体および樹脂組成物
CN113840861B (zh) 可固化组合物和光学材料
US9260566B2 (en) Composition for optical materials, process for production thereof, and optical materials made from the composition
JP2012041545A (ja) フッ素系重合体および樹脂組成物
JP2007093862A (ja) プラスチックレンズ
CN112533979B (zh) 可固化组合物和包含其固化产物的光学材料
KR102512563B1 (ko) 경화성 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 광학 부재
KR102512562B1 (ko) 경화성 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 광학 부재
JP2024502985A (ja) 硬化性組成物およびこれを含む光学部材
CN116745350A (zh) 可固化组合物和包含其的光学材料
CN113710750B (zh) (甲基)丙烯酸系组合物、包含它的涂料和固化物
KR20220127151A (ko) 경화성 조성물 및 이를 포함하는 광학 부재

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant