CN115894837A - 一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料及其制备方法和应用，光学复合材料由复合硫化锌等纳米粒子的1,3,5‑三(3‑巯基‑丙硫酸酯)溶液和异氰酸酯反应液真空脱泡热固化而成，其中1,3,5‑三(3‑巯基‑丙硫酸酯)是以1,3,5‑苯三硫酚作为起始单元，与3,3'‑二硫代二丙酸进行硫酯化反应从而形成三维网络结构，增强了光学材料硬度。本发明的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料具有很高的透明度、折射率高、光学均匀性好、抗冲击性能及加工性能，大大减少了白浊及光学变形，且纳米粒子的引入提高了其耐磨性，更有利于在眼镜树脂、光学器件等领域的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，尤其涉及一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料及其制备方法和应用，属于光学复合材料技术领域。
背景技术
光学材料在电子、建材、器件等诸多领域具有广泛应用，使其成为现代材料科学技术中重要的组成部分之一。聚氨酯材料是近几年光学树脂研究和发展的主要方向，其具有优异的耐磨性、抗冲击性、透光率高等优点，但适用于精密热压成型的高折射率聚氨酯材料并不多。
目前制备聚氨酯光学材料的方法大都是用异氰酸酯和聚合物多元醇做为反应物，通过改变单体成分设计出不同折射率、阿贝数适中、韧性好、具有极强加工性能的镜片。CN112794985A公开了一种透明聚氨酯光学材料及其制备方法，最终制得的聚氨酯材料具有较大的拉伸强度和硬度，机械性能好，同时无色透明，具有较高折射率，光学性能好。CN111138617A公开了一种聚氨酯光学材料树脂及其制备方法，由于聚氨酯镜片在聚合过程中常常会出现树脂白浊不透明，通过控制原料异氰酸酯的氰基杂质，可以减少白浊。此外，CN114989637A公布了一种功能氧化锆制备方法，纳米氧化锆是一种具有较高热稳定性、硬度、折射率的金属氧化物，且价格较低，但在使用过程中易发生软团聚和硬团聚，通过功能化修饰可以调控氧化锆颗粒的分布进而调控光线在复合材料中的传播。但是，上述方法均存在白浊及光学变形现象，并不适用于精密热压成型。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，该法由复合硫化锌等纳米粒子的1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)溶液和异氰酸酯反应液真空脱泡热固化而成，增强了光学材料硬度，大大减少了白浊及光学变形。
同时，本发明提供一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料，该材料成型后结构均匀性好，阵列结构尺寸偏差小，具有很高的透明度、折射率高、光学均匀性好、抗冲击性能及加工性能。
同时，本发明提供一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料在眼镜树脂、光学器件等领域的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S01，按重量称取1份1,3,5-苯三硫酚和2.3～2.5份草酰氯，在冰水浴环境下与30～50份四氢呋喃混合均匀，机械搅拌15～20min，再向混合液中加入0.4～0.6份二甲基甲酰胺和3.7～4份3,3'-二硫代二丙酸，升温至20～30℃，继续搅拌反应1～2h；减压蒸馏除去溶剂后，残液溶于50～100份二氯甲烷，再加入与二氯甲烷体积相同的质量浓度为1～2％氢氧化钠溶液，萃取后二氯甲烷层减压蒸馏，得到淡黄色粉末；
S02，按重量称取S01所得1份淡黄色粉末，2～3份二甲基甲酰胺和20～30份去离子水混合，再加入0.2～0.4份三(2-羧乙基)膦盐酸盐，室温搅拌反应1～2h后，反应液加入30～50份酯类溶剂中，萃取后得到酯溶液，再加饱和食盐水重复萃取3～5次，蒸馏后得到1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)；
S03，按质量比1：(0.5～1)：(200～500)称取锡催化剂、脱模剂和异氰酸酯单体，室温搅拌10～20min，得到异氰酸酯反应液；按质量比1：(10～15)称取纳米粒子和1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)室温搅拌10～20min，在冰水浴环境下加入异氰酸酯反应液中；再加入与异氰酸酯单体质量比为1:(20～50)的扩链剂，真空脱泡处理后转移至模具内，120～150℃固化20～45min，脱模后得到适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
S02中，酯类溶剂为乙酸乙酯，乙醚，甲叔醚中的任意一种。
S03中，锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、二丁基二氯化锡、辛酸亚锡中的任意一种。
S03中，脱模剂为氟素脱模剂、合成蜡型脱模剂，磷酸盐型脱模剂中的任意一种。
S03中，异氰酸酯单体为间苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯中的任意一种。
S03中，扩链剂为1,2-乙二硫醇，1,6-己二硫醇，1,3-丙二硫醇中的任意一种。
S03中，纳米粒子为硫化锌纳米粒子、氧化锆纳米粒子、二氧化钛纳米粒子中的任意一种或多种的组合。
S03中，异氰酸酯单体与1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)的摩尔比为1：
(1.75～2)。
本发明的制备方法获得的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料，成型镜片表面微透镜尺寸偏差在±5μm之间；折射率为1.67～1.71；色散系数为29.9～32.2；摩擦雾度为0.15～0.22；落球实验通过。
本发明的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料在眼镜树脂、光学器件中的应用。
一种眼镜树脂或光学器件，包含根据权利要求8所述的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用三(2-羧乙基)膦盐酸盐的催化作用，促使分子内二硫键断裂，形成端部巯基，该方法能避免苯三硫酚与二硫代二丙酸反应时形成大分子，造成分离难度高的缺陷，通过在组成复杂步骤一产物中巧妙断开二硫键，获得了三巯基单体(即1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯))，纯度经过高效液相色谱测试可达到90％以上。且本发明提供的三巯基单体合成路线不涉及高温反应，安全性高。
(2)本发明以1,3,5-苯三硫酚作为起始单元，利用巯基与3,3'-二硫代二丙酸中羧酸的硫酯化反应，延长了硫酚分子链长度，提高其反应活性，再催化促使分子内二硫键断裂，形成更小分子结构的分子1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)，该分子含有3个巯基，作为支化结构单元能与二异氰酸酯反应形成具有三维网络结构，保证了光学材料的高硬度，同时引入大量含硫基团，材料的光学折射率和透光率更高，大大减少了白浊及光学变形现象。
(3)该聚合体系内加入小分子二硫醇作为扩链剂，有利于延长交联聚合物凝胶和脱模时间，增加精密热压成型制造过程的灵活性，且还可提高成型产品表面光滑度。
(4)本发明在聚氨酯体系内复合纳米硫化锌、氧化锆等粒子，提高了材料整体的折射率和抗紫外性能，紫外光反射率达到85％以上，同时粒子的引入还能提高其抗划伤性，摩擦雾度值低至0.15，更有利于在光学树脂镜片等领域的应用。
本发明涉及一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，该光学复合材料由复合硫化锌等纳米粒子的1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)溶液和异氰酸酯反应液真空脱泡热固化而成，其中1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)是以1,3,5-苯三硫酚作为起始单元，与3,3'-二硫代二丙酸进行硫酯化反应从而形成三维网络结构，增强了光学材料硬度。本发明的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料具有很高的透明度、折射率高、光学均匀性好、抗冲击性能及加工性能，大大减少了白浊及光学变形，且纳米粒子的引入提高了其耐磨性，更有利于在眼镜树脂、光学器件等领域的应用。
附图说明
图1为本发明的精密热压成型树脂镜片微结构SEM图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1g 1,3,5-苯三硫酚和1.55mL草酰氯，在冰水浴环境下与33.7mL四氢呋喃混合均匀，机械搅拌15min，再向混合液中加入0.422mL二甲基甲酰胺和3.7g 3,3'-二硫代二丙酸，升温至25℃，继续搅拌反应1.5h。减压蒸馏除去溶剂后，残液与37.7mL二氯甲烷混合，再加入37.7mL质量浓度为1％氢氧化钠溶液，萃取后减压蒸馏，得到淡黄色粉末。
(2)取1g淡黄色粉末，2.11mL二甲基甲酰胺和20mL去离子水混合，再加入0.2g三(2-羧乙基)膦盐酸盐，室温搅拌反应2h后，反应液加入33.3mL乙酸乙酯中，萃取后得到酯溶液，再加饱和食盐水重复萃取3次，蒸馏后得到1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)。
(3)取0.938mL二月桂酸二丁基锡、0.5g氟素脱模剂和166mL间苯二亚甲基二异氰酸酯，室温搅拌10min，得到异氰酸酯反应液；再取1g氧化锆纳米粒子和10g 1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)室温搅拌10min，在冰水浴环境下加入异氰酸酯反应液、4g 1,2-乙二硫醇，真空脱泡处理后转移至模具内，120℃固化45min，脱模后得到适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
如图1所示，为本实施例获得的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料，该材料成型后结构均匀性好，阵列结构尺寸偏差小，反映了本发明树脂可有效延长交联聚合物凝胶和脱模时间，增加了精密热压成型微结构调控的灵活性，同时由于其树脂硬度高，成型后产品内微结构表面光滑。
本实施例获得的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料在眼镜树脂、光学器件中的应用。
一种眼镜树脂或光学器件，包含本实施例的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
实施例2
一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1g 1,3,5-苯三硫酚和1.68mL草酰氯，在冰水浴环境下与56.2mL四氢呋喃混合均匀，机械搅拌20min，再向混合液中加入0.633mL二甲基甲酰胺和4g 3,3'-二硫代二丙酸，升温至30℃，继续搅拌反应2h。减压蒸馏除去溶剂后，残液溶于75.5mL二氯甲烷，再加入75.5mL质量浓度为2％氢氧化钠溶液，萃取后减压蒸馏，得到淡黄色粉末。
(2)取1g淡黄色粉末，3.16mL二甲基甲酰胺和30mL去离子水混合，再加入0.4g三(2-羧乙基)膦盐酸盐，室温搅拌反应2h后，反应液加入55.4mL乙酸乙酯中，萃取后得到酯溶液，再加饱和食盐水重复萃取5次，蒸馏后得到1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)。
(3)取0.735mL二丁基二氯化锡、1g氟素脱模剂和416mL间苯二亚甲基二异氰酸酯，室温搅拌20min，得到异氰酸酯反应液；再取1g硫化锌纳米粒子和15g 1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)室温搅拌20min，在冰水浴环境下加入异氰酸酯反应液、10g 1,2-乙二硫醇，真空脱泡处理后转移至模具内，150℃固化20min，脱模后得到适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
实施例3
一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1g 1,3,5-苯三硫酚和1.55mL草酰氯，在冰水浴环境下与44.9mL四氢呋喃混合均匀，机械搅拌20min，再向混合液中加入0.633mL二甲基甲酰胺和3.8g 3,3'-二硫代二丙酸，升温至23℃，继续搅拌反应2h。减压蒸馏除去溶剂后，残液溶于60.4mL二氯甲烷，再加入60.4mL质量浓度为1.5％氢氧化钠溶液，萃取后减压蒸馏，得到淡黄色粉末。
(2)取1g淡黄色粉末，3.16mL二甲基甲酰胺和23mL去离子水混合，再加入0.4g三(2-羧乙基)膦盐酸盐，室温搅拌反应1.4h后，反应液加入49mL乙醚中，萃取后得到乙醚溶液，再加饱和食盐水重复萃取5次，蒸馏后得到1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)。
(3)取0.938mL二月桂酸二丁基锡、0.5g合成蜡型脱模剂和188mL异佛尔酮二异氰酸酯，室温搅拌10min，得到异氰酸酯反应液；再取1g二氧化钛纳米粒子和13g 1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)室温搅拌17min，在冰水浴环境下加入异氰酸酯反应液、10g 1,6-己二硫醇，真空脱泡处理后转移至模具内，135℃固化25min，脱模后得到适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
实施例4
一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按取1g 1,3,5-苯三硫酚和1.61mL草酰氯，在冰水浴环境下与44.9mL四氢呋喃混合均匀，机械搅拌16min，再向混合液中加入0.527mL二甲基甲酰胺和3.8g 3,3'-二硫代二丙酸，升温至28℃，继续搅拌反应1.5h。减压蒸馏除去溶剂后，残液溶于25.3mL二氯甲烷，再加25.3mL质量浓度为2％氢氧化钠溶液，萃取后减压蒸馏，得到淡黄色粉末。
(2)取1g淡黄色粉末，2.11mL二甲基甲酰胺和30mL去离子水混合，再加入0.3g三(2-羧乙基)膦盐酸盐，室温搅拌反应2h后，反应液加入68.6mL乙醚中，萃取后得到乙醚溶液，再加饱和食盐水重复萃取4次，蒸馏后得到1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)。
(3)取0.735mL二丁基二氯化锡、1g合成蜡型脱模剂和236mL异佛尔酮二异氰酸酯，室温搅拌20min，得到异氰酸酯反应液；再取0.5g氧化锆纳米粒子、0.5g硫化锌纳米粒子和13g 1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)室温搅拌20min，在冰水浴环境下加入异氰酸酯反应液、5g 1,6-己二硫醇，真空脱泡处理后转移至模具内，130℃固化35min，脱模后得到适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
实施例5
一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1g 1,3,5-苯三硫酚和1.68mL草酰氯，在冰水浴环境下与50.6mL四氢呋喃混合均匀，机械搅拌15min，再向混合液中加入0.527mL二甲基甲酰胺和3.9g 3,3'-二硫代二丙酸，升温至25℃，继续搅拌反应1.5h。减压蒸馏除去溶剂后，残液溶于52.8mL二氯甲烷，再加入52.8mL质量浓度为2％氢氧化钠溶液，萃取后减压蒸馏，得到淡黄色粉末。
(2)取1g淡黄色粉末，3.16mL二甲基甲酰胺和25mL去离子水混合，再加入0.4g三(2-羧乙基)膦盐酸盐，室温搅拌反应1.7h后，反应液加入47.3mL甲叔醚中，萃取后得到甲叔醚溶液，再加饱和食盐水重复萃取5次，蒸馏后得到1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)。
(3)取0.799mL辛酸亚锡、1g磷酸盐型脱模剂和221mL氢化苯二亚甲基二异氰酸酯，室温搅拌18min，得到异氰酸酯反应液；按质量称取0.5g氧化锆纳米粒子、0.5g二氧化钛纳米粒子和13g 1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)室温搅拌20min，在冰水浴环境下加入异氰酸酯反应液、5g 1,3-丙二硫醇，真空脱泡处理后转移至模具内，140℃固化40min，脱模后得到适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
实施例6
一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1g 1,3,5-苯三硫酚和1.68mL草酰氯，在冰水浴环境下与56.2mL四氢呋喃混合均匀，机械搅拌20min，再向混合液中加入0.633mL二甲基甲酰胺和4g 3,3'-二硫代二丙酸，升温至30℃，继续搅拌反应2h。减压蒸馏除去溶剂后，残液溶于75.5mL二氯甲烷，再加入75.5mL质量浓度为2％氢氧化钠溶液，萃取后减压蒸馏，得到淡黄色粉末。
(2)取1g淡黄色粉末，2.11mL二甲基甲酰胺和30mL去离子水混合，再加入0.4g三(2-羧乙基)膦盐酸盐，室温搅拌反应1h后，反应液加入67.6mL甲叔醚中，萃取后得到甲叔醚溶液，再加饱和食盐水重复萃取5次，蒸馏后得到1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)。
(3)取0.799mL辛酸亚锡、0.8g磷酸盐型脱模剂和265mL氢化苯二亚甲基二异氰酸酯，室温搅拌20min，得到异氰酸酯反应液；按质量称取0.5g硫化锌纳米粒子、0.5g二氧化钛纳米粒子和14g 1,3,5-三(3-巯基-丙硫酸酯)室温搅拌20min，在冰水浴环境下加入异氰酸酯反应液、12.5g 1,3-丙二硫醇，真空脱泡处理后转移至模具内，150℃固化45min，脱模后得到适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
上述实施例1～6制得的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料性能，如表1所示：
表1实施例1～6适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料样品的性能
表1中，成型镜片表面微透镜尺寸偏差在±5μm之间，尺寸偏差小，反映了本发明的光学聚氨酯基复合材料能够精密成型。
抗划伤测试中，采用0号钢丝绒在0.75KG压力下来回磨擦0度镜片的外表面50次，再测定该镜片的透光率，损失的数值称之为摩擦雾度值。
落球实验中，球重16.3g，高度127cm。
应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01，按重量称取1份1,3,5-苯三硫酚和2.3~2.5份草酰氯，在冰水浴环境下与30~50份四氢呋喃混合均匀，机械搅拌15~20min，再向混合液中加入0.4~0.6份二甲基甲酰胺和3.7~4份3,3'-二硫代二丙酸，升温至20~30℃，继续搅拌反应1~2 h；减压蒸馏除去溶剂后，残液溶于50~100份二氯甲烷，再加入与二氯甲烷体积相同的质量浓度为1~2%氢氧化钠溶液，萃取后二氯甲烷层减压蒸馏，得到淡黄色粉末；
S02，按重量称取S01所得1份淡黄色粉末，2~3份二甲基甲酰胺和20~30份去离子水混合，再加入0.2~0.4份三（2-羧乙基）膦盐酸盐，室温搅拌反应1~2h后，反应液加入30~50份酯类溶剂中，萃取后得到酯溶液，再加饱和食盐水重复萃取3~5次，蒸馏后得到1,3,5-三（3-巯基-丙硫酸酯）；
S03，按质量比1：（0.5~1）：（200~500）称取锡催化剂、脱模剂和异氰酸酯单体，室温搅拌10~20min，得到异氰酸酯反应液；按质量比1：（10~15）称取纳米粒子和1,3,5-三（3-巯基-丙硫酸酯）室温搅拌10~20min，在冰水浴环境下加入异氰酸酯反应液中；再加入与异氰酸酯单体质量比为1:（20~50）的扩链剂，真空脱泡处理后转移至模具内，120~150℃固化20~45min，脱模后得到适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S02中，酯类溶剂为乙酸乙酯，乙醚，甲叔醚中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S03中，锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、二丁基二氯化锡、辛酸亚锡中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S03中，脱模剂为氟素脱模剂、合成蜡型脱模剂，磷酸盐型脱模剂中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S03中，异氰酸酯单体为间苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S03中，扩链剂为1,2-乙二硫醇，1,6-己二硫醇，1,3-丙二硫醇中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S03中，纳米粒子为硫化锌纳米粒子、氧化锆纳米粒子、二氧化钛纳米粒子中的任意一种或多种的组合。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的制备方法获得的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料，其特征在于，成型镜片表面微透镜尺寸偏差在±5μm之间；折射率为1.67~1.71；色散系数为29.9~32.2；摩擦雾度为0.15~0.22；落球实验通过。
9.根据权利要求8所述的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料在眼镜树脂、光学器件中的应用。
10.一种眼镜树脂或光学器件，其特征在于，包含根据权利要求8所述的适用于精密热压成型的光学聚氨酯基复合材料。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040001328A (ko) * | 2002-06-27 | 2004-01-07 | 한국화학연구원 | 폴리티올 화합물 및 이를 사용한 황함유 우레탄계 광학렌즈용 수지 |
| CN106995416A (zh) * | 2016-01-26 | 2017-08-01 | 上海翰森生物医药科技有限公司 | Fxr激动剂及其制备方法和应用 |
| CN108884045A (zh) * | 2016-05-11 | 2018-11-23 | 正大天晴药业集团股份有限公司 | Caspase抑制剂及其药物组合物、用途和治疗方法 |
| JP2019015922A (ja) * | 2017-07-10 | 2019-01-31 | 伊藤光学工業株式会社 | 眼鏡レンズ素材 |
| US20190284324A1 (en) * | 2016-10-11 | 2019-09-19 | Mitsui Chemicals, Inc. | Polymerizable composition for optical materials and application of same |
| CN112262152A (zh) * | 2018-06-14 | 2021-01-22 | 味之素株式会社 | 具有针对抗体的亲和性物质、切割性部分及反应性基团的化合物或其盐 |
-
2022
- 2022-11-24 CN CN202211481967.7A patent/CN115894837A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040001328A (ko) * | 2002-06-27 | 2004-01-07 | 한국화학연구원 | 폴리티올 화합물 및 이를 사용한 황함유 우레탄계 광학렌즈용 수지 |
| CN106995416A (zh) * | 2016-01-26 | 2017-08-01 | 上海翰森生物医药科技有限公司 | Fxr激动剂及其制备方法和应用 |
| CN108884045A (zh) * | 2016-05-11 | 2018-11-23 | 正大天晴药业集团股份有限公司 | Caspase抑制剂及其药物组合物、用途和治疗方法 |
| US20190284324A1 (en) * | 2016-10-11 | 2019-09-19 | Mitsui Chemicals, Inc. | Polymerizable composition for optical materials and application of same |
| JP2019015922A (ja) * | 2017-07-10 | 2019-01-31 | 伊藤光学工業株式会社 | 眼鏡レンズ素材 |
| CN112262152A (zh) * | 2018-06-14 | 2021-01-22 | 味之素株式会社 | 具有针对抗体的亲和性物质、切割性部分及反应性基团的化合物或其盐 |
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