DE3545629C2 - - Google Patents
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- DE3545629C2 DE3545629C2 DE3545629A DE3545629A DE3545629C2 DE 3545629 C2 DE3545629 C2 DE 3545629C2 DE 3545629 A DE3545629 A DE 3545629A DE 3545629 A DE3545629 A DE 3545629A DE 3545629 C2 DE3545629 C2 DE 3545629C2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F18/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid
- C08F18/24—Esters of carbonic or haloformic acids
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- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
Gießfähige, polymerisierbare Zusammensetzungen, die
Polyol-(allylcarbonat)-Verbindungen und verschiedene
Initiatoren enthalten, sind zur Herstellung von verschiedenen
polymeren Gegenständen, insbesondere von
ophthalmischen Artikeln, wie Augenlinsen und Gesichtsschildern,
die in der Regel mindestens für einen Teil
des sichtbaren Spektrums durchlässig sind, verwendet
worden. Die Polymeren werden typischerweise durch Erwärmen
der polymeren Zusammensetzungen erhalten, wobei
Temperaturen verwendet werden, bei denen die Initiatoren
mit einer ausreichenden Geschwindigkeit zersetzt
werden, um die Polymerisation zu initiieren. Die Polymerisation
schreitet dann zu dem gewünschten Polymerisationsgrad
voran, der in der Regel einer im wesentlichen
vollständigen Polymerisation entspricht.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, den polymerisierbaren
Zusammensetzungen einen oder mehrere Farbstoffe
zuzusetzen, um Polymere von verschiedenen Farben zu erhalten.
Die gefärbten Polymeren haben eine Vielzahl von
Verwendungen, wie gefärbte Augenlinsen, Linsen für Sonnenbrillen,
optische Filter, Schweißschilde und Gesichtsmasken.
Man hat auf diesem Gebiet schon viele Farbstoffe für
die polymerisierbaren Zusammensetzungen verwendet,
aber die Farbstoffe waren nur in seltenen Fällen während
des Polymerisationsvorganges beständig. Ohne an
irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen,
daß der Initiator während des Polymerisationsvorganges
mit dem Farbstoff eine chemische Reaktion eingeht. Was
immer auch die Ursache sei, wird im Ergebnis ein Polymeres
erhalten, dessen Farbe stark ausgebleicht oder im
Farbton stark verändert ist oder beides, im Vergleich
zu der Farbe der entsprechenden polymerisierbaren Zusammensetzung.
Es wurde nun gefunden, daß eine Kombination von Molybdioxydichlorid
(MoO₂Cl₂) und Molybdänhexacarbonyl
(Mo(CO)₆) als Farbstoff für flüssiges allylisch-funktionelles
Material verwendet werden kann und daß, wenn
eine Lösung des flüssigen allylisch-funktionellen Materials
und des Farbstoffs unter Benutzung eines thermisch
zersetzbaren Polymerisationsinitiators polymerisiert
wird, die durch die Kombination der beiden Molybdänverbindungen
verliehene Farbe im wesentlichen während
der Polymerisation beständig ist.
Gegenstand der Erfindung ist in einer Ausführungsform
deshalb eine Zusammensetzung von Polyol-(allylcarbonat)-Verbindungen,
die ein (a) flüssiges allylisch
funktionelles Material, enthaltend ein monomeres
Polyol-(allylcarbonat), ein flüssiges polymeres
Polyol-(allylcarbonat) oder eine Mischung davon, (b)
Molybdänioxydichlorid und (c) Molybdänhexacarbonyl
enthält.
In einer anderen Ausführungsform richtet sich die Erfindung
auf die Verwendung einer solchen Zusammensetzung
für die Herstellung von polymeren,
ophthalmischen Gegenständen.
Monomere Polyol-(allylcarbonate), die bei der Erfindung
verwendet werden können, sind flüssige Allylcarbonate
von linearen oder verzweigten aliphatischen oder aromatischen
Polyolen, z. B. von aliphatischen Glykol-
bis-(allylcarbonat)-Verbindungen oder Alkyliden-bis-
phenol-bis-(allylcarbonat)-Verbindungen. Diese Monomere
können als ungesättigte Polycarbonate von Polyolen, z. B.
Glykolen, bezeichnet werden. Solche Monomere sind in
der Technik gut bekannt und sind beispielsweise in den
US-PS 23 70 567 und 24 03 113 beschrieben. Auf den vollständigen
Inhalt dieser Patentschriften wird Bezug genommen.
Nach den Angaben der zuletzt genannten Patentschrift
werden die Monomere hergestellt, indem
das Polyol, z. B. Glykol, mit Phosgen bei Temperaturen
zwischen 0 und 20°C unter Bildung der entsprechenden
Polychlorformiate, z. B. Dichlorformiat, behandelt
wird. Die Polychlorformiate werden dann mit einem ungesättigten
Alkohol in Gegenwart eines geeigneten
Säureakzeptors, z. B. Pyrridin, ein tertiäres Amin
oder ein Alkali- oder Erdalkalihydroxid, umgesetzt.
Alternativ können die ungesättigten Alkohole mit
Phosgen und die erhaltenen Chlorformiate mit dem Polyol
in Gegenwart des alkalischen Mittels, gemäß der
US-PS 23 70 567 umgesetzt werden.
Die monomeren Polyol-(allylcarbonate) können durch
die Formel
dargestellt werden, in der R₁ ein Rest ist, der sich
von einem ungesättigten Alkohol ableitet und eine Alkyl-
oder substituierte Allylgruppe ist, R₂ ein Rest
ist, der sich von dem Polyol ableitet und der Mittelwert
von n im Bereich von etwa 2 bis etwa 5, bevorzugt
bei etwa 2 liegt. Für jede spezifische Verbindung ist
der Wert von n eine ganze Zahl. Für Mischungen von Verbindungen
kann der Mittelwert von n eine ganze oder eine
gebrochene Zahl sein. Der Mittelwert von n richtet sich
nach dem mittleren Zahlenmolekulargewicht des monomeren
Polyol-(allylcarbonat), das in der Mischung vorliegt.
Die Allylgruppe (R₁) kann in der 2-Stellung durch Halogen,
insbesondere Chlor oder Brom, oder durch eine Alkylgruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, im allgemeinen
eine Methyl- oder Ethylgruppe, substituiert sein. Der
Rest R₁ kann durch die Formel
dargestellt werden, in der R₀ Wasserstoff, Halogen oder
eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist. Spezifische Beispiele
von R₁ sind Allyl-, 2-Chlorallyl-, 2-Bromallyl-, 2-
Fluorallyl-, 2-Methallyl-, 2-Ethallyl-, 2-Isopropylallyl-,
2-n-Propylallyl- und 2-n-Butylallylgruppen.
Am häufigsten ist R₁ die Allylgruppe H₂C=CH-CH₂-.
R₂ ist ein mehrwertiger Rest, der sich von dem Polyol
ableitet, das ein aliphatisches oder aromatisches Polyol
sein kann, das 2, 3, 4 oder 5 Hydroxygruppen enthält.
Bevorzugt enthält das Polyol 2 Hydroxygruppen,
d. h. es ist ein Glykol oder ein Bisphenol. Die aliphatischen
Polyole können linear oder verzweigt sein
und können 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten. Üblicherweise
ist das aliphatische Polyol ein Alkylenglykol
mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Poly-
(C₂-C₄)-Alkylenglykol, z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol,
Trimethylenglykol oder Diethylenglykol und
Triethylenglykol.
Eine Klasse von geeigneten aromatischen Polyolen kann
durch die Formel
dargestellt werden, in der A ein Oxy-, Sulfonyl- oder
ein Alkylidenrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist,
z. B. ein Methylen-, Ethyliden- und Dimethylmethylen-
(Isopropyliden)-Rest ist, wobei jedes R a unabhängig
ein niederer Alkylsubstituent mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen
ist und p und q unabhängig voneinander 0, 1, 2
oder 3 sind. Bevorzugt befindet sich die Hydroxylgruppe
in der ortho- oder para-Stellung. Die para-
Stellung ist besonders bevorzugt.
Die Polyole, von denen sich R₂ ableitet, können auch
polyfunktionelle kettenverlängerte Verbindungen sein.
Beispiele von solchen Verbindungen, die durch Kettenverlängerung
mit Ethylenoxid erhalten werden, sind durch
Ethylenoxid kettenverlängertes Trimethylolpropan, durch
Propylenoxid kettenverlängertes Trimethylolpropan, durch
Ethylenoxid kettenverlängertes Glycerin und durch Propylenoxid
kettenverlängertes Glycerin. Weitere Beispiele
schließen ein durch Ethylenoxid kettenverlängertes Bis-
phenole, wie diejenigen der Formel
in der A, R a , p und q die bereits im Zusammenhang mit
der Formel III angegebene Bedeutung haben und j und k
unabhängig voneinander 1, 2, 3 oder 4 sind. In der
US-PS 31 69 945, auf deren vollständigen Inhalt Bezug
genommen wird, ist die Kettenverlängerung durch Lactone
eingehend beschrieben.
Spezifische Beispiele des Restes R₂ sind Alkylengruppen
mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Ethylen,
(-CH₂-CH₂-), Trimethylen, Methylethylen, Tetramethylen,
Ethylethylen, Pentamethylen, Hexamethylen, 2-Methylhexamethylen,
Octamethylen und Decamethylen; Alkylenäthergruppen,
wie -CH₂-O-CH₂-, -CH₂CH₂-O-CH₂CH₂-,
-CH₂-O-CH₂-CH₂- und -CH₂CH₂CH₂-O-CH₂-CH₂-CH₂-; Alkylenpolyäthergruppen,
wie -CH₂CH₂-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂- und
-CH₂CH₂CH₂-O-CH₂CH₂CH₂-O-CH₂CH₂CH₂-, Alkylencarbonat-
und Alkylenäthercarbonatgruppen, wie -CH₂CH₂-O-CO-O-CH₂CH₂-
und -CH₂CH₂-O-CH₂CH₂-O-CO-O-CH₂CH₂-O-CH₂CH₂-; und Isopropyliden-bis-(para-phenyl),
d. h.
Bevorzugt ist R₂ -CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-O-CH₂CH₂- oder
-CH₂CH₂-O-CH₂CH₂-O-CH₂CH₂-.
Spezifische Beispiele von monomeren Polyol-(allylcarbonat)-Verbindungen für diese Erfindung sind
Ethylenglykol-bis-(2-chlorallylcarbonat), Ethylenglykol-bis-(allylcarbonat),
1,4-Butandiol-bis-(allylcarbonat),
1,5-Pentandiol-bis-(allylcarbonat), 1,6-
Hexandiol-bis-(allylcarbonat), Diethylenglykol-bis-
(2-methallylcarbonat), Diethylenglykol-bis-(allylcarbonat),
Triethylenglykol-bis-(allylcarbonat),
Propylenglykol-bis-(2-ethylallylcarbonat), 1,3-Propandiol-bis-(allylcarbonat),
1,3-Butandiol-bis-
(allylcarbonat), 1,4-Butandiol-bis-(2-bromallylcarbonat),
Dipropylenglykol-bis-(allylcarbonat), Trimethylenglykol-bis-(2-ethylallylcarbonat),
Pentamethylenglykol-bis-(allylcarbonat),
Isopropyliden-bisphenol-
bis-(allylcarbonat), Oxybisphenol-bis-(allylcarbonat)
und Sulfonyl-bisphenol-bis-(allylcarbonat).
Eine bevorzugte Klasse von monomeren Polyol-(allylcarbonaten)
entspricht der Formel
in der R₀ Wasserstoff, Halogen oder eine C₁-C₄-
Gruppe ist und der Mittelwert von m im Bereich von
etwa 1 bis etwa 3 liegt. R₀ ist bevorzugt Wasserstoff.
Industriell wichtige Polyol-bis-(allylcarbonate),
die bei der Erfindung verwendet werden können,
sind
Triethylenglykol-bis-(allylcarbonat)
Diethylenglykol-bis-(allylcarbonat)
Ethylenglykol-bis-(allylcarbonat),
Diethylenglykol-bis-(allylcarbonat) ist bevorzugt.
Diethylenglykol-bis-(allylcarbonat) ist bevorzugt.
Wegen des Herstellungsverfahrens für das monomere
Polyol-(allylcarbonat), d. h. der Phosgenierung des
Polyols (oder des Allylalkohols) und der anschließenden
Veresterung des Allylalkohols (oder Polyols) kann
das monomere Produkt verwandte Monomerverbindungen
enthalten. Im Fall des Diol-bis-(allylcarbonats)
können die verwandten monomeren Verbindungen entweder
durch die Formel
oder durch die Formel
dargestellt werden, in denen R₁ die gleiche Bedeutung
wie in Formel I hat, jedes R₃ unabhängig ein zweiwertiger
Rest ist, der sich von einem Diol ableitet, R′
R₁ oder Hydroxyl ist, s eine ganze Zahl von 2 bis
etwa 5 ist, t eine ganze Zahl von 1 bis etwa 5 ist.
Einzelne verwandte monomere Verbindungen, die mit
Diethylenglykol-bis-(allylcarbonat) auftreten, können
entweder durch die Formel
oder durch die Formel
dargestellt werden, in denen s eine ganze Zahl von 2
bis etwa 5 ist und t eine ganze Zahl von 1 bis etwa
5 ist. Analoges gilt, wenn die Funktionalität des Polyols
größer als 2 ist.
Die monomeren Polyol-(allylcarbonate) können gereinigt
werden, daß sie im wesentlichen keine verwandten monomeren
Verbindungen enthalten, doch erfolgt eine derartige
Reinigung selten. Obwohl bei der Erfindung das
monomere Polyol-(allylcarbonat) nur eine einzige monomere
Verbindung enthalten kann, enthält es in der
Regel eine Mischung von verschiedenen verwandten
monomeren Verbindungen. In der Regel machen die verwandten
monomeren Verbindungen zusammen etwa 1 bis etwa
20 Gew.-% der monomeren Polyol-(allylcarbonat)-Verbindung
aus.
Bei der vorliegenden Erfindung wird in den Patentansprüchen
und in der Beschreibung der Ausdruck "monomeres
Polyol-(allylcarbonat)" oder ähnliche Bezeichnungen,
die Diethylenglykol-bis-(allylcarbonat), so benutzt,
daß er das genannte Monomere und alle verwandten monomeren
Verbindungen, die es enthalten kann, einschließt.
Die flüssigen polymeren Polyol-(allylcarbonate), die bei
der Erfindung brachbar sind, und ihre Herstellung sind
im einzelnen in der schwebenden US-Patentanmeldung
5 49 850 vom 9. November 1983 beschrieben, auf deren
Inhalt hier Bezug genommen wird.
Gemäß dieser Anmeldung wird ein monomeres Polyol-
(allylcarbonat) in einem Lösungsmittel, in dem das zu
erzeugende Polymere ebenfalls löslich ist, aufgelöst.
Bevorzugt wird ein Polymerisationsinitiator verwendet,
der ebenfalls in diesem Lösungsmittel löslich ist. Die
erhaltene flüssige Lösung, die monomeres Polyol-(allylcarbonat),
Lösungsmittel und bevorzugt einen Initiator
enthält, wird dann teilweise polymerisiert, z. B. durch
Erwärmen der flüssigen Lösung auf Polymerisationstemperatur.
Man läßt die Polymerisationsreaktion voranschreiten,
bis 15 bis 50% der allylischen Gruppen
verbraucht sind, d. h. bis 15 bis 50% der ungesättigten
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen des Monomeren verbraucht
sind. Der Grad des allylischen Verbrauchs kann
durch Regeln der Menge des zugegebenen Initiators, durch
die Polymerisationstemperatur und durch das Verhältnis
von Lösungsmittel zu Polyol-(allylcarbonat) geregelt
werden. Im allgemeinen gilt, daß je größer die Menge
des verwendeten Initiators, desto höher der allylische
Verbrauch ist und je höher die Polymerisationstemperatur
ist, desto niedriger der allylische Verbrauch ist. Bei
konstanter Temperatur und unter Verwendung einer gegebenen
Menge an Initiator gilt, daß je höher das Verhältnis
von Lösungsmittel zu Monomerem ist, desto niedriger
der Grad des allylischen Verbrauchs ist. Wenn
jedoch bei konstanter Temperatur das Verhältnis von
Lösungsmittel zu Monomeren erhöht wird und die Menge
des Initiators ebenfalls ausreichend erhöht wird, kann
die Umsetzung bis zu einem höheren Grad an allylischem
Verbrauch getrieben werden, ohne daß ein Gel gebildet
wird, gegenüber einem System, das weniger Lösungsmittel
enthält.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der genannten
Patentanmeldung werden etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-% Initiator,
bezogen auf die Menge des Monomeren, etwa 0,5 bis 5 ml
Lösungsmittel pro Gramm des Monomeren und Polymerisationstemperaturen
von 28°C bis etwa 100°C benutzt. Der
Grad des allylischen Verbrauchs kann durch kernmagnetische
Resonanz (NMR) und Infrarotspektroskopie (IR)
überwacht werden. In der erhaltenen Zusammensetzung
kann das Lösungsmittel durch bekannte Arbeitsweisen
entfernt werden, z. B. durch Verdampfen oder Destillieren,
wobei eine viskose Flüssigkeit zurückbleibt,
die eine Lösung von teilweise polymerisiertem Polyol-
(allylcarbonat) in monomerem Polyol-(allylcarbonat)
enthält. Dieses flüssige Produkt wird hier als
"flüssiges polymeres Polyol-(allylcarbonat)" bezeichnet.
Das flüssige polymere Polyol-(allylcarbonat) ist typischerweise
eine gießfähige, sirupartige Flüssigkeit
mit einer kinematischen Viskosität (gemessen in einem
Kapillarviskosimeter) von mindestens etwa 100 bis etwa
100 000 mm²/s, typischerweise 1000 bis 40 000 mm²/s,
bevorzugt etwa 500 bis 2000 mm²/s, gemessen
bei 25°C, und hat eine Schüttdichte bei 25°C von etwa
1,17 bis etwa 1,23 g pro ml. Das flüssige polymere Polyol-
(allylcarbonat) besitzt ferner in der Regel eine
allylische Ungesättigtheit von höher als 12%, bevorzugt
von 15 bis 20 und besonders bevorzugt von etwa
20 bis 50%, bestimmt durch IR- oder NMR-Analyse. Bevorzugt
werden die Werte der IR-Analyse verwendet.
Geeignete organische Lösungsmittel für die Durchführung der
Lösungspolymerisation sind solche, die mit dem Monomeren
und dem entstehenden Polymeren nicht reagieren,
eine Siedetemperatur haben, die wesentlich unter derjenigen
des Monomeren liegt, d. h. einen höheren Dampfdruck
besitzen, so daß sie von dem Monomeren leicht
durch Destillation abgetrennt werden können, und die
bevorzugt nicht nur für das monomere Polyol-(allylcarbonat)
und das sich bildende flüssige polymere Polyol-
(allylcarbonat), sondern auch für den Initiator als
Lösungsmittel geeignet sind. Zu solchen Lösungsmitteln
gehören halogenierte, z. B. chlorierte, C₁-C₂-Kohlenwasserstoffe,
wie Methylchlorid, Methylenchlorid, Ethylchlorid,
Ethylendichlorid, 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan
und Mischungen davon. Methylenchlorid wird wegen
seines hohen Dampfdrucks, seines niedrigen Siedepunkts,
seiner leichten Abtrennbarkeit und seiner relativ geringen
Toxizität bevorzugt verwendet.
Die Menge des bei der partiellen Polymerisation verwendeten
Lösungsmittels sollte ausreichend sein, um das gesamte
Monomere zu solubilisieren und das sich bildende
Polymere in Lösung zu halten. Diese Menge liegt im allgemeinen
bei etwa 0,5 bis 5 ml Lösungsmittel pro Gramm
des Monomeren. Größere Mengen des Lösungsmittels können
ohne nachteilige Effekte verwendet werden. Bei Benutzung
geringerer Mengen des Lösungsmittels besteht
die Gefahr der Bildung eines unlöslichen und unschmelzbaren
Gels.
Die Konzentration des Initiators für die partielle
Polymerisation sollte ausreichend sein, um den gewünschten
Grad des allylischen Verbrauchs unter den
gegebenen Bedingungen zu erreichen. Im allgemeinen
schwankt sie zwischen 0,1 bis etwa 1,5 Gew.-% Initiator,
bezogen auf das Gewicht des Monomeren. Größere Mengen
an Initiator können entweder zu Initiatorresten in dem
gebildeten flüssigen polymeren Polyol-(allylcarbonat)
oder zur Bildung eines unschmelzbaren, unlöslichen und
nicht ausziehbaren Gels führen. Für die Durchführung der
Lösungspolymerisation des monomeren Polyol-(allylcarbonats)
sind freie radikalische Initiatoren geeignet, z. B. organische
Peroxide und Azokatalysatoren. Diese Katalysatoren
sind in der Technik gut bekannt. Die bevorzugten
radikalbildenden Initiatoren sind organische Peroxyverbindungen,
wie Peroxyester, Diacylperoxide, Peroxydicarbonate
und Mischungen solcher Peroxyverbindungen.
Spezifische Beispiele von geeigneten Peroxyverbindungen
sind: Peroxydicarbonatester, wie Di(n-propyl)-, Diisopropyl-,
Di(n-butyl)-, Di(sekundär-butyl)-, Diisobutyl-,
Di(2-ethylhexyl)-, Dicetyl-, Dicyclohexyl- und Di(4-
tertiär-butyl-cyclohexyl)-peroxydicarbonate; Diacylperoxide,
wie Diacetyl-, Dibenzol-, Dilauroyl- und Diisobutyrylperoxide;
und Peroxyester, wie tertiär-Butylperpivalat,
tertiär-Butylperoctoat und tertiär-Butylperneodecanoat.
Die Lösungspolymerisation wird im allgemeinen bei Temperaturen
von etwa 28 bis etwa 100°C für etwa 1 bis etwa
24 Stunden durchgeführt. Die Temperatur und die Zeit
hängen von dem verwendeten Initiator, seiner Konzentration
und dem Verhältnis von Lösungsmittel zu Monomerem
ab. Für die Polymerisation von Diethylenglykol-bis-
(allylcarbonat) in Methylenchlorid bei einem Verhältnis
von Lösungsmittel zu Monomeren von 1 : 1 (V/G) mit
0,1 bis 1,0 Gew.-% Diisopropylperoxydicarbonat, bezogen
auf das Gewicht von Diethylenglykol-bis(allylcarbonat),
liegt die erforderliche Zeit, um ein hochviskoses, sirupartiges
Polymeres zu erhalten, bei etwa 6 bis etwa 18
Stunden bei 60°C.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird eine
flüssige Mischung, die 100 g Diethylenglykol-bis-
(allylcarbonat), 300 ml Methylenchlorid und 1,1 ml
Diisopropylperoxydicarbonat enthält, hergestellt. Die
flüssige Mischung wird in eine Flasche gegeben und
die Flasche wird mit Argon für 3 Minuten gespült.
Die Flasche und ihr Inhalt werden dann bei 70°C für
18 Stunden gehalten und danach auf 25°C abgekühlt. Die
flüssige Reaktionsmischung wird nun in einen 1-Liter-
Rundkolben gegeben und wird im Vakuum bei 50°C für
2 Stunden von flüchtigen Anteilen befreit. Dann wird
die Temperatur auf 60°C für eine Stunde erhöht und der
absolute Druck wird gesenkt, bis 267 Pascal erreicht
sind. Der Rückstand, d. h. das flüssige polymere Polyol-(allylcarbonat),
das nach der Vakuumbehandlung zurückbleibt,
ist eine Flüssigkeit mit einer Viskosität
von 1900 cP und einem Allylverbrauch von 34%.
Die bei der Erfindung verwendeten Initiatoren können
innerhalb weiter Grenzen schwanken. Sie sind jedoch im
allgemeinen thermisch unter Bildung von Radikalpaaren
zersetzbar. Eines oder beide Mitglieder der Radikalpaare
sind für die Initiierung einer Additionspolymerisation
von allylischen Gruppen und, falls vorhanden,
Acrylgruppen, geeignet.
Die bevorzugten Initiatoren sind Peroxyinitiatoren.
Beispiele von geeigneten Peroxyinitiatoren entsprechen
den folgenden Formeln:
in denen R₄ und R₅ jeweils individuell Phenyl-, Phenylalkyl-
(mit einem geradkettigen oder verzweigten Molekülanteil
von 1 bis 10 Kohlenstoffatomen), geradkettige
Alkyl- mit 1 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, verzweigte
Alkyl- mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl- mit
6 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen oder Polycycloalkyl-Reste
mit etwa 7 bis 12 Kohlenstoffatomen sind. Die spezifischen
Gruppen für R₄ und R₅ können gleich oder verschieden
sein.
Für den Fachmann ist es klar, daß, falls nicht ausdrücklich
etwas anderes festgestellt wird, die vorstehenden
Gruppen einen oder mehrere Substituenten tragen können,
solange die Identität und die Anzahl dieser Substituenten
den Initiator für den vorgesehenen Zweck nicht ungeeignet
machen. Beispiele für derartige Substituenten sind Halogengruppen.
Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
Halogenalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und
Polyhalogenalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen.
Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen können an
nicht-aliphatischen Gruppen oder an nicht-aliphatischen
Bestandteilen von komplexen Gruppen vorhanden sein.
Die Phenylalkylgruppen, die für R₄, R₅ oder beide R₄
und R₅ vorhanden sein können, enthalten oft 1 bis 4
Kohlenstoffatome in einem Alkylbestandteil. Bevorzugte
Gruppen dieser Art sind Benzyl- und Phenylethylgruppen.
Die verzweigten Alkylgruppen enthalten in der Regel
mindestens eine Verzweigung in der 1-Stellung oder 2-
Stellung. In zahlreichen Fällen enthält jede verzweigte
Alkylgruppe 3 bis etwa 8 Kohlenstoffatome. Bevorzugt
sind verzweigte Alkylgruppen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen.
Beispiele von verzweigten Alkylgruppen, die verwendet
werden können, schließen ein Isopropyl-, sekundär-Butyl-,
Isobutyl-, tertiär-Butyl-, 1-Methylbutyl-, 2-Methylbutyl-,
tertiär-Pentyl-, 1,2-Dimethylpropyl-, Neopentyl-, 1-Methylpentyl-,
2-Methylpentyl, 1,1-Dimethylbutyl-, 1,2-Dimethylbutyl-,
1,3-Dimethylbutyl-, 2,2-Dimethylbutyl-,
1-Ethylbutyl-, 2-Ethylbutyl-, 2-Ethylhexyl-, 2,4,4-Trimethylpentyl-
und 1-Ethyldecylgruppen. Bevorzugt sind
sekundäre Butyl-, tertiäre Butyl- und Neopentylgruppen.
Die Cycloalkylgruppen enthalten häufig etwa 6 bis etwa
8 Kohlenstoffatome.
Beispiele von Cycloalkylgruppen sind Cyclohexyl, Cycloheptyl,
Cyclooctyl, Cyclodecyl und Cyclododecylgruppen.
Die Cyclohexylgruppe ist bevorzugt.
Die Polycycloalkylgruppe enthält typischerweise etwa
7 bis etwa 10 Kohlenstoffatome.
Beispiele von Polycycloalkylgruppen, die verwendet
werden können, schließen ein 1-Norbornyl, 2-Bornyl-
und 1-Adamantylgruppen.
Beispiele von spezifischen Peroxyinitiatoren sind
solche, die im Zusammenhang mit der Herstellung des
flüssigen polymeren Polyol-(allylcarbonats) beschrieben
worden sind. Diisopropyl-peroxydicarbonat und Benzoylperoxid
sind bevorzugte Initiatoren.
Andere Beispiele von geeigneten Initiatoren schließen
Monoperoxycarbonate der nachstehenden Formel ein:
in der R₆ ein tertiärer C₄-C₅-Alkylrest ist, z. B.
tertiär Butyl und tertiär Amyl und R₇ ein C₃-C₇-Alkyl
ist. Beispiele von geeigneten Alkylresten sind: Isopropyl-,
n-Propyl-, Isobutyl-, sekundär Butyl-, n-Butyl-,
sekundär Amyl-, Isoamyl-, n-Amyl-, sekundär Hexyl-, Isohexyl-,
n-Hexyl-, n-Heptyl- und 2,4-Dimethyl-3-pentylgruppen.
Bevorzugte R₇-Reste sind sekundäre C₃-C₇-
Alkylreste, wie Isopropyl, sekundär Propyl und 2,4-Dimethyl-3-pentyl.
Bevorzugte Monoperoxycarbonate sind
tertiär Butylperoxyisopropylcarbonat und tertiär Amylperoxyisopropylcarbonat.
Die Menge des Initiators kann in der polymerisierbaren
Zusammensetzung in weiten Grenzen schwanken. Üblicherweise
ist das Verhältnis des Initiators zu dem flüssigen
allylisch-funktionellen Material im Bereich von etwa
0,5 : 100 bis etwa 10 : 100. Bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis
im Bereich von etwa 2 : 100 bis etwa
8 : 100. Besonders bevorzugt ist ein Gewichtsverhältnis
von 3 : 100 bis etwa 7 : 100.
Die Menge des Molybdän-Dioxydichlorids kann in der Zusammensetzung
ebenfalls in weiten Grenzen schwanken.
Typischerweise ist das Gewichtsverhältnis des Molybdän-
Dioxydichlorids zu dem flüssigen allylisch-funktionellen
Material im Bereich von etwa 0,01 : 100 bis etwa 1 : 100.
Bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis im Bereich von
etwa 0,05 : 100 bis etwa 0,8 : 100. Ein Gewichtsverhältnis
im Bereich von etwa 0,1 : 100 bis etwa 0,5 : 100 ist
besonders bevorzugt.
In ähnlicher Weise kann auch der Gehalt des Molybdän-
Hexacarbonyls in der polymerisierbaren Zusammensetzung
schwanken. In der Regel liegt das Gewichtsverhältnis
des Molybdän-Hexacarbonyls zu dem flüssigen allylisch-
funktionellen Material im Bereich von etwa 0,01 : 100
bis etwa 1 : 100. Bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis
im Bereich von etwa 0,05 : 100 bis etwa 0,8 : 100.
Ein Gewichtsverhältnis im Bereich von 0,1 : 100 bis etwa
0,5 : 100 ist besonders bevorzugt.
Es gibt zahlreiche Materialien, die gegebenenfalls in
der gießfähigen, polymerisierbaren Zusammensetzung
nach der Erfindung vorhanden sein können. Zu diesen
Materialien gehören Acrylatzusätze, die polyfunktionelle
Acrylmonomere und/oder monofunktionelle Acrylmonomere
sein können.
Die als Zusatz verwendbaren Acrylatmonomeren schließen
diejenigen der Formel
ein, wobei diese Verbindungen Ester des Polyols R₈(OH) i
sind, und eine Acrylsäure, die in alpha-Stellung unsubstituiert
oder substituiert sein kann, wie
wobei R₉ Wasserstoff, Halogen oder eine C₁-C₄-Gruppe
ist, R₈ der Rest eines alphatischen Polyols ist, das
typischerweise 1 bis 12, bevorzugt 2 bis 6 Kohlenstoffatome
atome enthält, i eine ganze Zahl von 2 bis 5, bevorzugt
2 bis 3 ist.
In den meisten Fällen ist R₉ Wasserstoff, Methyl oder
Ethyl; bevorzugt sind Wasserstoff und Methyl. R₈(OH) i
kann ein Diol, ein Triol, ein Tetracarbinol oder ein
Pentacarbinol sein. In der Regel ist R₈(OH) i ein Diol
oder ein Triol. Typische Diole für die Herstellung
dieser Ester mit endständiger Diacrylfunktionalität
sind: alpha-, omega-Glykole, wie Ethylenglykol, Trimethylenglykol,
1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol und 1,6-Hexandiol,
andere 1,2-Glykole, wie Propylenglykol, hydratisierte
Ethylenoxid- und Propylenoxid-Kondensationsprodukte,
wie Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol,
Dipropylenglykol, Tripropylenglykol und
Tetrapropylenglykol.
Bevorzugte polyfunktionelle Acrylatmonomere sind die
Di- oder Triacrylate, insbesondere die Diacrylate.
Geeignete Trialcylate schließen Trimethylolpropantriacrylat,
Trimethylolpropan-trimethacrylat, Glycerin-
triacrylat, Glycerin-trimethacrylat, Pentaerythrit-triacrylat
und Pentaerythrit-tetraacrylat und
Pentaerythrit-tetramethacrylat.
Difunktionelle Acrylatmonomere sind die bevorzugten
polyfunktionellen Acrylatmonomeren. Besonders bevorzugt
sind Diacrylate von aliphatischen
Diolen. Beispiele von solchen Diacrylaten und
Dimethacrylaten sind diejenigen der Formeln:
wobei in jedem Fall R₉ im Einzelfall Wasserstoff oder
ein Methylrest sein kann, u eine ganze Zahl von 1 bis
4 ist, v eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, wenn (C₃H₆O)
ist und eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, wenn (C₃H₆O)
-CH₂CH₂CH₂O- ist und w eine ganze Zahl von 1 bis 12
ist.
Beispiele von geeigneten Diacrylaten sind Ethylenglykol-
diacrylat, Ethylenglykol-dimethacrylat, Diethylenglykol-
diacrylat, Diethylenglykol-dimethacrylat, Triethylenglykol-diacrylat.
Triethylenglykol-dimethacrylat, Tetraethylenglykol-diacrylat,
Tetraethylenglykol-dimethacrylat,
Trimethylenglykol-diacrylat, Trimethylenglykol-
dimethacrylat, Butandiol-diacrylat, Butandiol-dimethacrylat,
Pentandiol-diacrylat, Pentandiol-dimethacrylat,
Hexandiol-diacrylat, Hexandiol-dimethacrylat, Propylenglykol-diacrylat,
Propylenglykol-dimethacrylat, Dipropylenglykol-diacrylat,
Dipropylglykol-dimethacrylat,
Tripropylenglykol-diacrylat, Tripropylenglykol-dimethacrylat,
Tetrapropylenglykol-diacrylat und Tetrapropylenglykol-dimethacrylat.
Monofunktionelle Acrylate, die als Zusatzstoffe bei der
vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in
der Regel C₁-C₄-, bevorzugt C₁-C₂-Alkyl- und C₅-C₆-
Cycloalkyl-, bevorzugt Cyclohexylester der Acrylsäuren
des Typs der Formel XIX, bevorzugt Ester der Acrylsäure,
Methacrylsäure und 2-Methylenbuttersäure. Spezifische
Beispiele von geeigneten monofunktionellen Acrylaten
sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat,
Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat und Cyclohexylmethacrylat.
Die Methacrylsäureester, z. B. Methylmethacrylat,
sind bevorzugt.
Die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorhandenen
Zusätze können nur eine Acrylatverbindung oder
eine Mehrzahl von Acrylatverbindungen enthalten.
Die Menge der vorhandenen Acrylatzusatzstoffe kann in
der polymerisierbaren Zusammensetzung in weiten Grenzen
schwanken. Soweit Acrylzusätze benutzt werden, liegen
sie häufig im Bereich von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% des
flüssigen allylisch-funktionellen Materials. Bevorzugt
liegt ihr Anteil im Bereich von etwa 5 bis etwa
10 Gew.-% des flüssigen allylisch-funktionellen Materials.
Die Menge des Acrylatzusatzes sollte jedoch ausreichend
niedrig sein, um die optischen und physikalischen
Eigenschaften der festen Gegenstände, die durch Polymerisieren
der polymerisierbaren Zusammensetzung erhalten
werden, wie den Brechungsindex und die Abriebfestigkeit,
nicht wesentlich zu verändern, so daß sie weitgehend
gleich sind mit denjenigen der Polymeren, die erhalten
werden, wenn die entsprechende polymerisierbare Zusammensetzung
ohne einen Acrylatzusatz polymerisiert wird.
In der erfindungsgemäßen polymerisierbaren Zusammensetzung
können auch eins oder mehrere ungesättigte,
nicht-acrylische Monomere gegebenenfalls vorhanden
sein. Bei derartigen Monomeren kann es sich um solche
der C₁-C₄-Alkylester von ungesättigten Dicarbonsäuren,
Vinylestern von C₁-C₃-gesättigten Monocarbonsäuren und
um Styrol handeln. Wenn ungesättigte, nicht-acrylische
Monomere benutzt werden, sind sie häufig in Mengen von
5 bis 20, bevorzugt 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das
flüssige allylisch-funktionelle Material, vorhanden.
Beispiele von solchen Monomeren sind C₁-C₂-Alkylester
von ungesättigten C₄-C₆-Dicarbonsäuren. Als ungesättigte
Dicarbonsäuren kommen z. B. Malein-, Fumar-, Itakon-,
Citrakon-, Ethylmalein- und Mesaconsäure in Betracht.
Die Alkoholkomponente der Ester der Mono- und Dicarbonsäuren
kann sich z. B. von C₁-C₄-Alkanolen, wie Methanol,
Ethanol, Propanol, Isopropanol und den Butanolen und
Cyclopentanol und Cyclohexanol ableiten.
Es können auch Vinylester von niederen Monocarbonsäuren
als ungesättigte, nicht-acrylische Monomere verwendet werden.
Insbesondere kommen in Betracht Vinylester von
C₁-C₃-ungesättigten Monocarbonsäuren, wie Ameisen-, Essig-
und Propionsäure, z. B. Vinylacetat.
Spezifische Beispiele von ungesättigten, nicht-acrylischen
Monomeren sind Dimethylmaleat, Diethylmaleat,
Methylethylmaleat, Dimethylfumarat, Diethylfumarat,
Methylethylfumarat, Vinylacetat, Vinylformiat, Vinylpropionat
und Styrol. Bevorzugt sind Dimethylmaleat
und Dimethylfumarat.
In der polymerisierbaren Zusammensetzung gemäß der
Erfindung können gegebenenfalls auch eine oder mehrere
allylisch-funktionelle Verbindungen vorhanden sein,
die keine Polyol-(allylcarbonat)-Verbindungen sind,
wobei diese Verbindungen im folgenden als allylische
Zusätze bezeichnet werden. Zu diesen Zusätzen gehören
monoallylisch-funktionelle allylische Zusätze, wie
Allylbenzol, Allylcyclopentan, und allylische Ester
von niedrigen Monocarbonsäuren, insbesondere von gesättigten
Monocarbonsäuren. Ferner gehören zu diesen
Zusätzen polyallylisch-funktionelle allylische Verbindungen,
wie Triallylisocyanurat und polyallylisch-
funktionelle Ester von Polycarbonsäuren, insbesondere
diallylisch-funktionelle Ester von Dicarbonsäuren, wobei
diese Säuren in der Regel gesättigt sind, aber auch
ungesättigt sein können. Die Menge der allylischen Zusätze
kann in der polymerisierbaren Zusammensetzung in
weiten Grenzen schwanken. Falls sie verwendet werden, entsprechen
sie üblicherweise einem Anteil von etwa 1 bis etwa
20 Gew.-% des vorhandenen allylisch-funktionellen Materials.
Ein weiterer Zusatz, der gegebenenfalls in der gießfähigen,
polymerisierbaren Zusammensetzung vorhanden
sein kann, ist ein Formtrennmittel. Falls es verwendet
wird, ist es in einer solchen Menge vorhanden, daß es
ein Loslösen des polymerisierten Gegenstands in intaktem,
ungebrochenem und ungesprungenem Zustand aus der
Form ermöglicht. Das Formtrennmittel sollte mit der
gießfähigen, polymerisierbaren Zusammensetzung verträglich
sein und sollte die physikalischen Eigenschaften
bei dem Gießen und Polymerisieren nicht beeinträchtigen.
Insbesondere sollte es die Festigkeit, die Härte,
den Brechungsindex, die Durchlässigkeit des sichtbaren
Lichts nicht verändern und eine Verfärbung verhindern,
die die optische Klarheit beeinträchtigt. Das Formtrennmittel
sollte deshalb eine Flüssigkeit oder ein Feststoff
sein, der in der polymerisierbaren Zusammensetzung löslich
ist.
Als Formtrennmittel können beispielsweise Alkylphosphate
und -stearate verwendet werden. Beispiele für geeignete
Alkylphosphate sind Mono- und Dialkylphosphate und
Mischungen von Mono- und Dialkylphosphaten, die im Handel
erhältlich sind. Diese Alkylphosphate enthalten geradkettige
Alkylreste mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen.
Andere Formtrennmittel, die verwendet werden können,
sind Stearinsäure und Metallsalze von Stearinsäure,
z. B. Stearinsäuresalze von Zink, Calcium, Blei, Magnesium,
Barium, Kadmium, Aluminium und Lithium. Es können
auch andere Fettsäuren und ihre Salze verwendet werden,
vorausgesetzt, daß sie den Polymeren keine unerwünschten
Eigenschaften verleihen.
Falls sie verwendet werden, sind die Formtrennmittel
üblicherweise in der gießfähigen, polymerisierbaren
Zusammensetzung in Mengen von etwa 1 und etwa 2000 Gewichtsteilen
Formtrennmittel pro eine Million Gewichtsteile
des flüssigen allylisch-funktionellen Materials
vorhanden. Häufig werden etwa 20 bis etwa 200 und bevorzugt
etwa 25 bis etwa 100 Gewichtsteile des Formtrennmittels
pro eine Million des allylisch-funktionellen
Materials benutzt.
Die angegebenen Mengen der beiden Molybdänverbindungen
und der gegebenenfalls vorhandenen Zusatzmaterialien
gelten sowohl für die Lösung der Molybdänverbindungen
in dem flüssigen allylisch-funktionellen Material als
auch in den entsprechenden polymerisierbaren Zusammensetzungen,
die auch einen Polymerisationsinitiator
enthalten.
Wenn der Farbstoff im wesentlichen nur aus Molybdändioxydichlorid
und Molybdän-hexacarbonyl besteht, sind
die Lösung des Farbstoffs in dem flüssigen allylisch-
funktionellen Material, die gießfähige polymerisierbare
Zusammensetzung und das erhaltene Polymere alle
blau. Es können jedoch auch zusätzliche Farbstoffe der
Lösung und/oder der polymerisierbaren Zusammensetzung
zugesetzt werden, um ein Polymeres zu erhalten, dessen
Farbe von Blau abweicht. Die Menge solcher gegebenenfalls
verwendeten Farbstoffe kann in Abhängigkeit von
dem erzielten Effekt stark schwanken.
Die gemäß der Erfindung gefärbten Lösungen oder Zusammensetzungen
können als innerlich oder intern gefärbte
Systeme bezeichnet werden, weil der Farbstoff
im Inneren der Lösungen oder Zusammensetzungen und der
daraus hergestellten polymeren Gegenstände verteilt ist.
Die Aufzählung der gegebenenfalls vorhandenen Zusatzstoffe
ist nicht vollständig. Diese und andere Zusatzstoffe
können in üblichen Mengen benutzt werden, solange
sie die Weiterverarbeitung der polymerisierbaren Zusammensetzung
und die Eigenschaften der daraus hergestellten
polymeren Gegenstände nicht beeinträchtigen.
Die polymerisierbaren Zusammensetzungen nach der Erfindung
werden üblicherweise durch Mischen der verschiedenen
Ausgangsstoffe hergestellt. Das Mischen kann
durch Erwärmen begleitet werden, falls es erwünscht
ist, die Auflösung der Molybdänverbindungen und der
anderen Materialien zu beschleunigen. Wenn jedoch der
Initiator während des Erwärmens vorhanden ist, sollte
darauf geachtet werden, daß die Temperatur niedriger
gehalten wird als diejenige, bei der die Polymerisation
initiiert wird. Bevorzugt werden die Molybdänverbindungen
mit dem gesamten oder einem Teil des
allylisch-funktionellen Materials in Abwesenheit des
Initiators erwärmt. Dann wird die erhaltene Lösung gekühlt
und danach der Initiator und andere Bestandteile,
die sich ohne Schwierigkeiten lösen, zugegeben.
Die gießfähigen, polymerisierbaren Zusammensetzungen
gemäß der Erfindung können durch übliche Arbeitsweisen
für die Polymerisation von Polyol-(allylcarbonaten)
polymerisiert bzw. gehärtet werden, wobei sie feste,
vernetzte Polymere bilden.
Im allgemeinen wird die Polymerisation durch Erwärmen der
polymerisierbaren Zusammensetzung auf erhöhte Temperaturen
erreicht. In der Regel wird das Polymerisationsverfahren
bei Temperaturen im Bereich von etwa 28 bis etwa 100°C
durchgeführt. In manchen Fällen ist eine Nachhärtung
erwünscht, die dadurch erfolgen kann, daß die zu
polymerisierende Zusammensetzung länger als eigentlich
erforderlich erwärmt wird. Häufig wird die Nachhärtung
dadurch bewirkt, daß man die Zusammensetzung
auf höhere Temperaturen als etwa 100°C erwärmt, ohne
jedoch so hohe Temperaturen zu erreichen, daß eine
thermische Zersetzung unter Auftreten einer Gelbfärbung
eintritt, z. B. auf Temperaturen von etwa 125°C.
Es ist erwünscht, die Härtung und gegebenenfalls die
Nachhärtung so weit zu führen, daß man eine konstante
oder maximale Barcol-Härte erreicht. Wenn z. B. der in
Tabelle I angegebene Härtungszyklus eingehalten wird,
kann das Polymere für weitere 1 bis 4 Stunden oder
länger bei 100°C gehalten werden. Ohne an eine Theorie
gebunden zu sein, wird angenommen, daß die weitere
Härtung für 1 bis 4 Stunden in erster Linie die Initiierung
und die Kettenbeendigung abschließt, da bei
der normalen Härtung von 18 Stunden 83 bis 99,9% des
Peroxidinitiators nicht-umgesetzt vorliegen. Darüber
hinaus erhöht die weitere Härtung von 1 bis 4 Stunden
häufig die Barcol-Härte um 5 bis 8 Einheiten.
Kumulative StundenOfen-Tempertur, °C
Kumulative StundenOfen-Tempertur, °C
0 63
2 63
4 65
6 67
8 77
10 80
12 85
14 88
16 92
18100
In den meisten Fällen wird die gießfähige polymerisierbare
Zusammensetzung vor der Polymerisation in
die Gestalt gebracht, die der fertige feste polymerisierte
Gegenstand haben soll. Die Zusammensetzung kann
z. B. auf eine flache Oberfläche gegossen und erwärmt
werden und zu einer ebenen Platte oder einem Überzug
polymerisiert werden. Bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung wird die polymerisierbare Zusammensetzung
in Formen, z. B. in Glasformen gegeben, und
die Form wird zur Herbeiführung der Polymerisation
erwärmt, wodurch Formkörper entstehen, wie Linsenrohlinge
oder ophthalmische Linsen. Die Weiterverarbeitung
der polymerisierbaren Zusammensetzung in Linsenformen
unter Herstellung von ophthalmischen
Linsen stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
dar.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen noch
näher erläutert.
Etwa 3,8 Liter monomeres Diethylenglykol-bis-(allylcarbonat)
werden auf 130°C erwärmt. Es werden Molybdändioxydichlorid
und Molybdän-hexacarbonyl in einer derartigen
Menge zugegeben, daß das Gewichtsverhältnis
von Molybdän-dioxydichlorid zu Diethylenglykol-bis-
(allylcarbonat) 0,2 : 100 und das Gewichtsverhältnis
von Molybdän-hexacarbonyl zu Diethylenglykol-bis-
(allylcarbonat) 0,1 : 100 beträgt. Die Mischung wird
für etwa 30 Minuten bei 130°C gerührt. Diese erste
blaue Lösung wird auf Raumtemperatur gekühlt, durch
eine 5-Mikrometer-Membran filtriert, danach durch
eine 1-Mikrometer-Membran filtriert und in einer
Glasflasche aufbewahrt.
Ein erster Anteil der ersten blauen Lösung wird durch
eine 1-Mikrometer-Membran filtriert und wird mit
klarem monomerem Diethylenglykol-bis-(allylcarbonat)
im Verhältnis von 1 volumetrischem Teil der ersten
blauen Lösung mit 2 volumetrischen Teilen des klaren
Monomeren unter Bildung einer zweiten Lösung verdünnt.
Es wird Diisopropylperoxydicarbonat zu der zweiten
blauen Lösung in solchen Mengen zugegeben, daß das
Gewichtsverhältnis von Diisopropylperoxydicarbonat zu
Diethylenglykol-bis-(allylcarbonat) in der zweiten
blauen Lösung 4 : 100 beträgt. Ein Teil der erhaltenen
polymerisierbaren Zusammensetzung wird in eine Form gegossen,
die aus zwei im Abstand von 3,18 mm durch eine
Dichtung angeordneten Glasplatten besteht. Die Glasform
wird durch eine Klammer zusammengehalten. Nach dem
Füllen der Form mit der polymerisierbaren Zusammensetzung
wird sie in einen Heißluftofen gegeben und dem
in der folgenden Tabelle II aufgeführten Härtungszyklus
unterworfen.
Kumulative StundenOfen-Temperatur, °C
Kumulative StundenOfen-Temperatur, °C
0 44
2 46
4 48
6 50
8 54
10 58
12 64
14 69
16 85
17105 (Ende des Zyklus)
Die Form wird aus dem Ofen entfernt und auf Umgebungstemperatur
abgekühlt. Der erhaltene blaue Gießkörper hat
die Dimensionen 152,4 mm × 152,4 mm × 3,18 mm. Er wird
aus der Form entfernt. Unter Verwendung eines Hunter-
Laboratoriums-Colorimeters, Modell D25P-2 wird die
Lichtdurchlässigkeit und die Trübung gemessen. Die
Barcol-Härte wird gemäß ASTM Methode D2583-81 unter
Verwendung eines Barco-Gerätes bestimmt. Die Ergebnisse
sind in der nachstehenden Tabelle III angegeben.
Lichtdurchlässigkeit, %76,2 Trübung, %0,4 Barcol-Härte
nach 0 Sekunden22 nach 15 Sekunden10
Lichtdurchlässigkeit, %76,2 Trübung, %0,4 Barcol-Härte
nach 0 Sekunden22 nach 15 Sekunden10
Visuell bleibt die blaue Farbe während der Polymerisation
im wesentlichen beständig.
Es wird eine blaue gießfähige polymerisierbare Zusammensetzung
hergestellt, indem 80 Gewichtsteile der ersten
blauen Lösung von Beispiel 1, 20 Gewichtsteile Triallylisocyanurat
und 3,5 Gewichtsteile Diisopropylperoxydicarbonat
gemischt werden. Ein Teil der polymerisierbaren
Zusammensetzung wird in eine Glasform, wie in Beispiel 1,
gegeben. Die gefüllte Form wird in einem Heißluftofen
dem gleichen Härtungszyklus unterworfen wie in Beispiel 1.
Die Form wird aus dem Ofen entfernt und auf Umgebungstemperatur
gekühlt. Der blaue gehärtete Gießling hat die
Dimensionen 152,4 mm × 152,4 mm × 3,18 mm. Er wird
aus der Form entfernt. Seine Lichtdurchlässigkeit,
Trübung und Barcol-Härte werden wie in Beispiel 1
gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV angegeben.
Lichtdurchlässigkeit, %55,0 Trübung, %3,0 Barcol-Härte
nach 0 Sekunden46 nach 15 Sekunden41
Lichtdurchlässigkeit, %55,0 Trübung, %3,0 Barcol-Härte
nach 0 Sekunden46 nach 15 Sekunden41
Visuell bleibt die Farbe im wesentlichen während der
Polymerisation beständig. Wenn der Gießkörper ultraviolettem
Licht ausgesetzt wird, wird seine Blaufärbung
dunkler.
Claims (8)
1. Gefärbte Zusammensetzung von Polyol-(allylcarbonat)-
Verbindungen, enthaltend
- (a) ein flüssiges allylisch-funktionelles Material, das ein monomeres Polyol-(allylcarbonat), ein flüssiges polymeres Polyol-(allylcarbonat) oder eine Mischung davon ist, und
- (b) einen Farbstoff,
dadurch gekennzeichnet,daß sie als Farbstoff Molybdändioxydichlorid und
Molybdänhexacarbonyl enthält.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige allylisch-funktionelle Material
monomeres Polyol-(allylcarbonat), entsprechend
der Formel
ist, in der R₁ eine Allylgruppe oder eine substituierte
Allylgruppe ist, R₂ ein mehrwertiger Rest
ist, der sich von einem Polyol ableitet und der
Mittelwert von n im Bereich von 2 bis 5 liegt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das monomere Polyol-(allylcarbonat) Diethylenglykol-bis(allylcarbonat)
ist.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gewichtsverhältnis von dem Molybdändioxydichlorid
zu dem flüssigen allylisch-funktionellen
Material im Bereich von 0,01 : 100 bis 1 : 100
liegt und das Gewichtsverhältnis des Molybdänhexacarbonyls
zu dem flüssigen allylisch-funktionellen
Material im Bereich von 0,01 : 100 bis 1 : 100
liegt.
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie zusätzlich einen thermisch zersetzbaren
Polymerisationsinitiator enthält.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der thermisch zersetzbare Polymerisationsinitiator
ein Peroxyinitiator ist.
7. Verwendung der Zusammensetzungen nach einem der
Ansprüche 1 bis 6 für die Herstellung von polymeren
ophthalmischen
Gegenständen.
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