ES2726954T3 - Procedimiento para la fabricación de una resina para un material óptico a base de uretano, composición de resina para el mismo, y material óptico fabricado de este modo - Google Patents

Procedimiento para la fabricación de una resina para un material óptico a base de uretano, composición de resina para el mismo, y material óptico fabricado de este modo Download PDF

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Abstract

Un procedimiento para la preparación de una resina para un material óptico a base de uretano mediante polimerización con plantilla una composición de resina que comprende un compuesto de politiol y un compuesto de poliisocianato, en el que la composición de resina tiene un contenido de humedad de 350 a 3.000 ppm medido utilizando un reactivo de Karl Fischer, y el compuesto de poliisocianato comprende al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona y diisocianato de hexametileno.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la fabricación de una resina para un material óptico a base de uretano, composición de resina para el mismo, y material óptico fabricado de este modo
Campo técnico
La presente invención versa acerca de un procedimiento para la preparación de un material óptico polimerizando una composición de resina que incluye un compuesto que contiene un grupo tiol y un compuesto que contiene un grupo isocianato y, más en particular, acerca de un procedimiento para la preparación de un material óptico a base de uretano de alta calidad utilizando un compuesto disponible de forma generalizada de poliisocianato, una composición de resina para el mismo y un material óptico preparado utilizando la composición de resina.
Técnica antecedente
Los materiales ópticos de plástico son ligeros y poseen una resistencia superior a los impactos y son tincionados con facilidad, en comparación con los materiales ópticos formados de materiales inorgánicos. En los últimos años, se ha utilizado una variedad de resinas y de materiales de plástico en materiales ópticos, y también se han aumentado las expectativas de las propiedades de los mismos.
Una resina óptica de politiouretano preparada utilizando un compuesto de politiol y un compuesto de isocianato ha estado disponible de forma generalizada para lentes ópticas debido a las excelentes propiedades ópticas tales como la transparencia, el número de Abbe, la transmitancia y la resistencia a la tracción. Sin embargo, el desequilibrio de polimerización y la generación de residuos de cinta blanca, que se producen, en general, durante la preparación de un material óptico curando una composición de resina que incluye un compuesto de politiol y un compuesto disponible de forma generalizada de isocianato, son responsables del deterioro de las propiedades ópticas de la resina óptica. En particular, los residuos de cinta blanca y espumas afectan de manera adversa el rendimiento del material óptico, dando lugar a defectos y al deterioro de las lentes.
Divulgación de la invención
Problema técnico
Un compuesto de isocianato que tiene una elevada miscibilidad con un compuesto de politiol, tal como 3,8-bis(isocianatometil)triciclo[5,2,1,02,6]decano, 3,9-bis(isocianatometil)triciclo[5,2,1,02,d]decano, 4,8-bis(isocianatometil)triciclo[5,2,1,02,6]decano, 4,9-bis(isocianatometil)triciclo[5,2,1,02,6]decano, 2,5-bis(isocianatometil)biciclo[2,2,1]heptano y 2,6-bis(isocianatometil)biciclo[2,2,1]heptano puede mezclarse con el compuesto de politiol y ser curado térmicamente sin provocar un desequilibrio de polimerización ni residuos de cinta blanca. Sin embargo, tales compuestos de isocianato son costosos debido a un procedimiento complejo de fabricación y a costes elevados de fabricación de los mismos. Por otra parte, en una resina óptica preparada curando una mezcla de un compuesto de isocianato de bajo coste y disponible de forma generalizada, tal como diisocianato de isoforona, diciclohexilmetano-4,4-diisocianato (H12MDI), diisocianato de hexametileno, diisocianato de metilciclohexano, diisocianato de tolileno, diisocianato de fenileno, 1,3,5-tris(6-isocianato-hexil)-[1,3,5]-triacina-2,4,6-(1H, 3H, 5H)-triona (trímero de HDI), diisocianato de o,m,p-xilileno y diisocianato de tetrametilxilileno (TMXDI), y un compuesto de politiol, a menudo se genera un desequilibrio de polimerización y residuos de cinta blanca, en particular, residuos de cinta blanca y espumas.
Por lo tanto, se ha realizado la presente invención en vista de los anteriores problemas y un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para preparar un material óptico a base de uretano utilizando un compuesto de isocianato disponible de forma generalizada mientras que se evita la generación de residuos de cinta blanca y de espumas.
Solución técnica
Los presentes inventores han descubierto que una tasa de polimerización de una composición afecta de forma considerable a la generación de espumas y residuos de cinta blanca. Cuando la composición tiene una tasa de polimerización apropiada, se pueden inhibir los residuos de cinta blanca y se puede minimizar la formación de espuma. Además, un contenido de humedad de la composición desempeña un papel importante en la tasa de polimerización. Según la presente invención, se confirma que, cuando el contenido de humedad de la composición se encuentra en un intervalo predeterminado, la tasa de polimerización es adecuada para evitar los residuos de cinta blanca y minimizar la formación de espuma. En función de ello, según la presente invención, se puede preparar de forma eficaz un material óptico incoloro y transparente a base de poliuretano con alta producción utilizando un isocianato de bajo coste y disponible de forma generalizada mientras que se minimizan los residuos de cinta blanca y espumas regulando la tasa de polimerización controlando el contenido de humedad.
Cuando la tasa de reacción de los compuestos de isocianato es baja, la humedad puede acelerar la tasa de reacción. Esto es debido a que un compuesto de amina generado mediante la reacción entre la humedad y el isocianato acelera ligeramente la tasa de reacción.
Además, un contenido elevado de humedad puede deteriorar la transparencia de la lente. Una humedad excesiva puede generar una gran cantidad de dióxido de carbono, generando, de ese modo, espumas durante la preparación de la lente óptica. En consecuencia, aumenta una tasa de defectos.
La publicación de solicitud de patente coreana n° 10-2009-0051090 da a conocer un procedimiento para minimizar estrías y residuos de cinta blanca regulando un contenido de humedad de una composición hasta 300 ppm o menos reduciendo un contenido de humedad de un compuesto de tiol hasta 600 ppm o menos. Sin embargo, es difícil reducir un contenido de humedad del compuesto de tiol hasta un nivel bajo durante la preparación del mismo. Aunque es posible eliminar la humedad del compuesto de tiol, el compuesto de tiol puede absorber continuamente la humedad durante el almacenamiento. Por lo tanto, es difícil mantener el contenido de humedad en un nivel más bajo. Según la presente invención, se descubrió que una humedad apropiada puede evitar la generación de residuos de cinta blanca y de espumas sin cambiar las propiedades ópticas tales como estrías, resistencia térmica y estabilidad térmica. Además, como resultado de una observación cuidadosa de la transmitancia y de la transparencia suponiendo que la humedad pueda afectar de forma adversa al material óptico que requiere transparencia, se demostró que un contenido adecuado de humedad no afecta de forma adversa al material óptico. Según la presente invención, se pueden lograr los anteriores y otros objetos mediante la provisión de un procedimiento para preparar una resina para un material óptico a base de uretano según la reivindicación 1.
Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona una composición de resina para un material óptico a base de uretano según la reivindicación 5. La composición de resina puede incluir, además, al menos un compuesto de iso(tio)cianato además del compuesto de poliisocianato.
Según un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona una resina para un material óptico a base de uretano preparado utilizando el procedimiento según la reivindicación 1 y una resina para un material óptico a base de uretano preparado polimerizando con plantilla la composición de resina de la reivindicación 5.
Según un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona una lente óptica formada de la resina para un material óptico a base de uretano según la reivindicación 9 o la reivindicación 10. La lente óptica incluye lentes para gafas.
Efectos ventajosos
Se puede preparar de forma eficaz un material óptico incoloro transparente a base de uretano de alta calidad con alta producción utilizando un compuesto de isocianato de bajo coste y disponible de forma generalizada mediante polimerización con plantilla utilizando una cinta a la vez que se minimiza la generación de residuos de cinta blanca y de espumas.
Mejor modo
Según una realización de la presente invención, se prepara una resina a base de poliuretano para un material óptico polimerizando una composición de resina que incluye un compuesto de politiol y un compuesto de poliisocianato. La composición de resina puede tener un contenido de humedad de 350 hasta 3.000 ppm. Es difícil eliminar la humedad contenida en el compuesto de politiol como materia prima, de forma que se reduzca el contenido de humedad de la composición por debajo de 300 ppm. Además, el contenido de humedad de la composición puede encontrarse en el intervalo de 350 hasta 3.000 ppm en consideración de una tasa de polimerización dentro de la cual se inhibe la generación de residuos de cinta blanca y de espumas.
El compuesto de politiol contenido en la composición de resina puede tener un contenido de humedad de 600 hasta 6.000 ppm, preferentemente 600 hasta 3.000 ppm para inhibir la generación de residuos de cinta blanca y de espumas. En este sentido, se midió el contenido de humedad utilizando un analizador de humedad. El compuesto de politiol puede ser un compuesto que tiene al menos dos grupos tiol, sin estar limitado a ello. Por ejemplo, el compuesto de politiol puede incluir al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 4-mercaptometil-1.8- dimercapto-3,6-ditiaoctano, 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)-3-propano-1-tiol, 2,2-bis(mercaptometil)-1,3-propanoditiol, sulfuro de bis(2-mercaptoetil), tetraquis(mercaptometil)metano, 2-(2-mercaptoetiltio)propano-1,3-ditiol, 2-(2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propiltio)etanotiol, sulfuro de bis(2,3-dimercaptopropanil), disulfuro de bis(2,3-dimercaptopropanil), 1,2-bis(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropano, 1,2-bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropiltio)etano, sulfuro de bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropil), 2-(2-mercaptoetiltio)-3-2-mercapto-3-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]propiltio-propano-1 -tiol, 2,2-bis-(3-mercapto-propioniloximetil)-butiléster, 2-(2-mercaptoetiltio)-3-(2-(2-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]etiltio)etiltio)propano-1-tiol, (4R,11S)-4,11-bis(mercaptometil)-3,6,9,12-tetratiatetradecano-1,14-ditiol, (S)-3-((R-2,3-dimercaptopropil)tio)propano-1,2-ditiol, (4R,14R)-4,14-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-pentatia-heptano-1,17-ditiol, 3-((3-mercapto-2-((2-mercaptoetil)tio)propil)tio)propil)tio)-2-((2-mercaptometil)tio)propano-1-tiol, 3,3'-ditiobis(propano-1,2-ditiol), (7R, 11s )-7, 11-bis(mercaptometil)-3,6,9, 12, 15-pentatiaheptano-1, 17-ditiol, (7R,12S)-7,12-bis(mercaptometil)-3,6,9,10,13,16-hexatiaoctadecano-1,18-ditiol, 5,7-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4,7-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4.8- dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, pentaeritritol tetraquis (3-mercaptopropionato), trimetilolpropano tris(3-mercaptopropionato), pentaeritritol tetraquis(2-mercaptoacetato), bispentaeritritol-éter hexaquis(3-mercaptopropionato), 1,1,3,3-tetraquis(mercaptometiltio)propano, 1,1,2,2-tetraquis(mercaptometiltio)etano, 4,6-bis(mercaptometiltio)-1,3-ditiano y 2-(2,2-bis(mercaptodimetiltio)etil)-1,3-ditietano. Preferentemente, el compuesto de politiol puede ser 2-(2-mercaptoetiltio)propano-1,3-ditiol, 2,3-bis(2-mercaptoetiltio-tiol, 2-(2,3-bis(2-mercaptoetil-tio)propiltio)etanotiol, 1,2-bis(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropano, 1,2-bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropiltio)-etano, sulfuro de bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropil), 2-(2-mercaptoetiltio)-3-2-mercapto-3-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]propiltio-propano-1-tiol, 2,2'-tiodietanotiol, 4,14-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-pentatiaheptadecano-1,17-ditiol, 2-(2-mercaptoetiltio)-3-[4-(1 {4-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propoxi]-fenil}-1-metil etil)-fenoxi]-propano-1-tiol, pentaeritritol tetraquis(3-mercaptopropionato), mercaptoacetato de pentaeritritol, tris-mercaptopropionato de trimetilolpropano, gliceroltrimercaptopropionato o dipentaeritritolhexamercaptopropionato o cualquier combinación de dos de los mismos. Además, también se puede utilizar uno cualquiera de los compuestos mencionados anteriormente que incluye un grupo hidroxilo que no ha reaccionado.
El compuesto de poliisocianato utilizado en la composición de resina según la presente invención puede ser un compuesto de isocianato de bajo coste disponible de forma generalizada. El compuesto de isocianato comprende al menos un poliisocianato seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona y diisocianato de hexametileno.
La composición de resina según la presente invención puede incluir, además, un compuesto de iso(tio)cianato además del al menos un compuesto de isocianato. El compuesto de iso(tio)cianato puede incluir al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: un compuesto de isocianato alifático incluyendo diisocianato de 2,2-dimetilpentano, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexano, diisocianato de buteno, 1,3-butadieno-1,4-diisocianato, diisocianato de 2,4,4-trimetilhexametileno, triisocianato de 1,6,11-undecano, triisocianato de 1,3,6-hexametileno, 1,8-diisocianato-4-isocianatometiloctano, bis(isocianatoetil)carbonato y bis(isocianatoetil)éter, un compuesto de isocianato alicíclico incluyendo 1,2-bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano, diisocianato de ciclohexano, diisocianato de metilciclohexano, isocianato de diciclohexildimetilmetano e isocianato de 2,2-dimetildiciclohexilmetano, un compuesto de isocianato aromático incluyendo bis(isocianatobutil)benceno, bis(isocianatometil)naftaleno, bis(isocianatometil)difeniléter, diisocianato de fenileno, diisocianato de etilfenileno, diisocianato de isopropilfenileno, diisocianato de dimetilfenileno, diisocianato de dietilfenileno, diisocianato de diisopropilfenileno, triisocianato de trimetilbenceno, triisocianato de benceno, diisocianato de bifenilo, diisocianato de toluidina, diisocianato de 4,4-difenilmetano, 3,3-dimetildifenilmetano-4,4-diisocianato, bibencil-4,4-diisocianato, bis(isocianatofenil)etileno, 3,3-dimetoxibifenil-4,4-diisocianato, diisocianato de hexahidrobenceno y hexahidrodifenilmetano-4,4-diisocianato, un compuesto de isocianato alifático que contiene azufre que incluye sulfuro de bis(isocianatoetil), sulfuro de bis(isocianatopropil), sulfuro de bis(isocianatohexil), bis(isocianatometil)sulfona, disulfuro de bis(isocianatometil), disulfuro de bis(isocianatopropil), bis(isocianatometiltio)metano, bis(isocianatoetiltio)metano, bis(isocianatoetiltio)etano, bis(isocianatometiltio)etano y 1,5-diisocianato-2-isocianatometil-3-tiapentano, un compuesto de isocianato aromático que contiene azufre que incluye difenilsulfuro-2,4-diisocianato, difenilsulfuro- 4,4-diisocianato, 3,3-dimetoxi-4,4-diisocianatodibenciltioéter, sulfuro de bis(4-isocianatometilbenceno), 4,4-metoxibencenotioetilenoglicol-3,3-diisocianato, difenildisulfuro-4,4-diisocianato, 2,2-dimetildifenildisulfuro-5,5-diisocianato, 3,3-dimetildifenildisulfuro-5,5-diisocianato, 3,3-dimetildifenildisulfuro-6,6-diisocianato, 4,4-dimetildifenildisulfuro-5,5-diisocianato, 3,3-dimetoxi difenildisulfuro-4,4-diisocianato y 4,4- dimetoxidifenildisulfuro-3,3-diisocianato y un compuesto de isocianato heterocíclico que contiene azufre incluyendo 2,5-diisocianatotiofeno, 2,5-bis(isocianatometil)tiofeno, 2,5-diisocianatotetrahidrotiofeno, 2,5-bis(isocianatometil)tetrahidrotiofeno, 3,4-bis(isocianatometil)tetrahidrotiofeno, 2,5-diisocianato-1,4-ditiano, 2,5-bis(isocianatometil)-1,4-ditiano, 4,5-diisocianato-1,3-ditiolano, 4,5-bis(isocianatometil)-1,3-ditiolano y 4,5-bis(isocianatometil)-2-metil-1,3-ditiolano.
La composición de resina según la presente invención es una composición polimerizable que incluye un compuesto de politiol y un compuesto de poliisocianato como componentes principales, comprendiendo el compuesto de poliisocianato al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona y diisocianato de hexametileno. La composición de resina puede incluir, además, aditivos tales como un catalizador, un agente interno de desmoldeo, un absorbente UV, una tinción, un estabilizador, y un agente de expansión, si se requieren. Por ejemplo, la resina para un material óptico a base de uretano puede prepararse inyectando la composición de resina que incluye el compuesto de politiol, el compuesto de poliisocianato y los aditivos, si se requieren, en un molde para una lente y curando la composición de resina. Además, se puede añadir a la composición de resina un compuesto de epoxi, un compuesto de tioepoxi, un compuesto que tiene un grupo vinilo o un grupo insaturado, un compuesto metálico y similares, que son copolimerizables con la composición de resina de uretano, y luego se puede polimerizar la mezcla. La resina para un material óptico a base de uretano preparado según la presente invención, por ejemplo, se prepara una lente a base de uretano mediante polimerización con plantilla. Con más detalle, se disuelven diversos aditivos y un catalizador en un compuesto de isocianato, y se añade un compuesto de tiol al mismo. Entonces, se quita la espuma de la composición a una presión reducida mientras se enfría. Entonces, tras un periodo predeterminado de tiempo, se inyecta la composición en un molde para vidrio que está fijado con una cinta adhesiva. La composición se cura mientras se aumenta progresivamente la temperatura durante aproximadamente 24 hasta 48 horas.
La resina a base de uretano preparada según la presente invención tiene un índice elevado de refracción, una dispersión baja, una resistencia elevada al calor, una durabilidad excelente, un peso ligero, una resistencia elevada a los impactos, y una propiedad excelente de color. Por lo tanto, se puede utilizar de forma eficaz la resina a base de uretano según la presente invención para un material óptico, tal como una lente o un prisma, en particular, como una lente para gafas y una lente de cámara.
En el material óptico formado de la resina a base de uretano según la presente invención, raramente se generan residuos de cinta blanca y espumas, y el material óptico puede prepararse en alta producción. Los residuos de cinta blanca y las espumas pueden ser medidos, por ejemplo, mediante un análisis macroscópico de 100 láminas del material óptico expuesto a una lámpara de vapor de mercurio a alta presión. Cuando se encuentran residuos de cinta blanca y espumas, se calculan las cantidades de los mismos como porcentajes. El material óptico según la presente invención puede ser sometido a tratamientos físicos y químicos, si se requieren, tales como un pulido de la superficie, un tratamiento antiestático, un revestimiento duro, un revestimiento antirreflejante, una tinción, y una exposición a la luz para inhibir el reflejo, mejorar la dureza, la resistencia a la abrasión y la resistencia química, impartir propiedades antiempañantes y mejorar el aspecto.
Ejemplos
De aquí en adelante, se describirá la presente invención con más detalle con referencia a los siguientes ejemplos. Sin embargo, se proporcionan estos ejemplos únicamente como ilustración y no debería entenderse como limitante del alcance técnico de la presente invención.
Evaluación
Se evaluaron los contenidos de humedad, las tasas de generación de residuo de cinta blanca y las tasas de generación de espuma de las composiciones polimerizables utilizando los siguientes procedimientos.
Contenido de humedad: se midió el contenido de humedad utilizando un reactivo de Karl Fischer mediante una medición automática de la humedad utilizando un analizador de humedad producido por Metrohm Inc. dotado de un preparador térmico 860KF, como un evaporador.
Residuos de cinta blanca: tras la polimerización y el desmoldeo, se expuso la lente no pulida a luz (1800 lx o más). Se calculó la cantidad de porciones blancas observables visualmente como un porcentaje.
Espumas: tras la polimerización y el desmoldeo, se expuso a una lente a fluorescencia. Se calculó la cantidad de espumas generadas no por fuga sino por exposición a la luz como un porcentaje.
Ejemplo 1
Se mezclaron 1111 g (10 equiv) de diisocianato de isoforona, 0,1% de dicloruro de dibutil estaño como un catalizador de curación, 0,1% de éster acídico de ácido fosfórico (Zelec UN) y 1,2% de un absorbente UV (UV5411) y se fundieron a una temperatura de 10 a 15°C. Se añadieron a la mezcla 870 g (10 equiv) de politiol incluyendo 1,2-bis[(2-mercaptoetil)tio]-3-mercaptopropano como un componente principal, seguido por el mezclado, para obtener una solución homogeneizada. El politiol tenía un contenido de humedad de 650 ppm, y la composición de resina tenía un contenido de humedad de 350 ppm.
Se eliminó la espuma de la composición de resina homogeneizada a una presión de 133,32 Pa o menos durante 1 hora y filtrada utilizando un filtro de papel de 1 pm. Entonces, se inyectó la composición de resina en un molde para lentes formado utilizando un molde para vidrio con un diámetro de 80 mm y -6,0D y una cinta JS-100. Se añadió el molde para lentes a un horno y se mantuvo a 20°C durante 2 horas. El horno fue calentado hasta 60°C durante 8 horas, y luego calentado hasta 80°C durante 3 horas, seguido por el mantenimiento del horno a la misma temperatura durante 1 hora. Entonces, se calentó el horno hasta 100°C durante 2 horas y se mantuvo a la misma temperatura durante 2 horas, y luego calentado hasta 130°C durante 3 horas y se mantuvo a la misma temperatura durante 2 horas. Como se ha descrito anteriormente, se llevó a cabo una polimerización a una temperatura que variaba desde 20 hasta 130°C durante 23 horas. Tras la finalización de la polimerización, se retiró el molde para lentes del horno, y se liberó la composición para obtener una lente. La lente obtenida fue recocida adicionalmente a 130°C durante 2 horas. Se produjeron 100 lentes de la misma forma, y se evaluó la generación de residuos de cinta blanca y de espumas. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 2
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 1, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 500 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 3
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 1, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 1.000 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 4
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 1, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 2.000 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 5
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 1, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 3.000 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 1
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 1, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 4.000 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 2
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 1, excepto que se reguló el contenido de humedad de la composición de resina hasta 100 ppm utilizando politiol que tenía un contenido de humedad de 200 ppm o menos. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 6
Se mezclaron 777 g (7 equiv) de diisocianato de isoforona, 252 g (3 equiv) de diisocianato de hexametileno, 0,1% de dicloruro de dibutil estaño como un catalizador de curación, 0,1% de éster acídico de ácido fosfórico (Zelec UN), y 1,2% de un absorbente UV (UV5411) y se fundieron a una temperatura de 10 hasta 15°C. Se añadieron a la mezcla 783 g (9 equiv) de politiol incluyendo 1,2-bis[(2-mercaptoetil)tio]-3-mercaptopropano como un componente principal y 122 g (1 equiv) de pentaeritritol tetraquis-3-mercaptopropionato, seguido de mezclado, para obtener una solución homogeneizada. El politiol tenía un contenido de humedad de 800 ppm, y la composición polimerizable tenía un contenido de humedad de 460 ppm.
Se eliminó la espuma de la composición de resina homogeneizada a una presión de 133,32 Pa o menos durante 1 hora y filtrada utilizando un filtro de papel de 1 pm. Entonces, se inyectó la composición de resina en un molde para lentes formado de un molde para vidrio con un diámetro de 80 mm y -6,0D y una cinta JS-100. Se añadió el molde para lentes a un horno y se mantuvo a 20°C durante 2 horas. Se calentó el horno hasta 60°C durante 8 horas, y luego calentado hasta 80°C durante 3 horas, seguido por el mantenimiento del horno a la misma temperatura durante 1 hora. Entonces, se calentó el horno hasta 100°C durante 2 horas y se mantuvo a la misma temperatura durante 2 horas, y luego calentado hasta 130°C durante 3 horas y se mantuvo a la misma temperatura durante 2 horas. Según se ha descrito anteriormente, la polimerización se llevó a cabo a una temperatura que variaba desde 20 hasta 130°C durante 23 horas. Tras la finalización de la polimerización, se retiró el molde para lentes del horno, y se liberó la composición para obtener una lente. La lente obtenida fue recocida adicionalmente a 130°C durante 2 horas. Se produjeron 100 lentes de la misma forma, y se evaluó la generación de residuos de cinta blanca y de espumas. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 7
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 6, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 1.200 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 8
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 6, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 2.200 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 9
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 6, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 2.800 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 3
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 6, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 5.000 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 4
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 6, excepto que el contenido de humedad de la composición de resina fue regulado hasta 50 ppm utilizando politiol que tenía un contenido de humedad de 100 ppm o menos. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 10
Se mezclaron 1060 g (8 equiv) de diciclohexilmetano-4,4-diisocianato (H12MDI), 168 g (2 equiv) de diisocianato de hexametileno, 0,1% de dicloruro de dibutil estaño como un catalizador de curación, 0,1% de éster acídico de ácido fosfórico (Zelec UN) y 1,2% de un absorbente UV (UV5411) y fueron fundidos a una temperatura de 10 a 15°C. Se añadieron a la mezcla 783 g (9 equiv) de politiol incluyendo 1,2-bis[(2-mercaptoetil)tio]-3-mercaptopropano como un componente principal y 122 g (1 equiv) de pentaeritritol tetraquis 3-mercaptopropionato, seguido de mezclado, para obtener una solución homogeneizada. El politiol tenía un contenido de humedad de 700 ppm, y la composición polimerizable tenía un contenido de humedad de 450 ppm.
Se eliminó la espuma de la composición de resina homogeneizada a una presión de 133,32 Pa o menos durante 1 hora y filtrada utilizando un filtro de papel de 1 pm. Entonces, se inyectó la composición de resina en un molde para lentes formado de un molde para vidrio con un diámetro de 80 mm y -6,0 D y una cinta JS-100. Se añadió el molde para lentes a un horno y se mantuvo a 20°C durante 2 horas. Se calentó el horno hasta 60°C durante 8 horas, y luego calentó hasta 80°C durante 3 horas, seguido por el mantenimiento del horno a la misma temperatura durante 1 hora. Entonces, se calentó el horno hasta 100°C durante 2 horas y se mantuvo a la misma temperatura durante 2 horas, y luego calentado hasta 130°C durante 3 horas y se mantuvo a la misma temperatura durante 2 horas. Según se ha descrito anteriormente, se llevó a cabo una polimerización a una temperatura que variaba desde 20 hasta 130°C durante 23 horas. Tras la finalización de la polimerización, se retiró el molde para lentes del horno, y se liberó la composición para obtener una lente. La lente obtenida fue recocida adicionalmente a 130°C durante 2 horas. Se produjeron 100 lentes de la misma forma, y se evaluó la generación de residuos de cinta blanca y de espumas. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 11
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 10, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 1.500 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 12
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 10, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 2.500 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 5
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 10, excepto que la composición de resina tenía un contenido de humedad de 6.000 ppm. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 6
Se prepararon lentes de la misma forma que en el Ejemplo 10, excepto que se reguló el contenido de humedad de la composición de resina hasta 100 ppm utilizando politiol que tenía un contenido de humedad de 200 ppm o menos. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1
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En una resina que tenía un contenido apropiado de humedad como un material óptico a base de uretano, la tasa de generación de residuos de cinta blanca y la tasa de generación de espuma de la resina se encontraban en el intervalo de aproximadamente 0 hasta aproximadamente 20%. Además, en función de los resultados de los ejemplos y de los ejemplos comparativos, se confirmó que la tasa de generación de espuma aumenta según aumenta el contenido de humedad de la composición de resina, y la tasa de generación de residuos de cinta aumenta según se reduce el contenido de humedad de la composición de resina. En particular, la generación de residuos de cinta blanca varía en función del contenido de humedad de 350 ppm, y la generación de espuma varía en función del contenido de humedad de 3.000 ppm. Por lo tanto, se puede minimizar la generación de residuos de cinta blanca y de espumas regulando el contenido de humedad de la composición de resina en el intervalo de 350 hasta 3.000 ppm.
Aplicabilidad industrial
Como es evidente a partir de la anterior descripción, según la presente invención, se puede preparar de forma eficaz un material óptico incoloro transparente a base de uretano de alta calidad en alta producción utilizando un compuesto de isocianato de bajo coste y disponible de forma generalizada mediante polimerización con plantilla utilizando una cinta mientras que se minimiza la generación de residuos de cinta blanca y de espumas.
Según la presente invención, se investigan a fondo las causas de residuos de cinta blanca y de espumas, que se generan habitualmente durante la preparación de un material óptico a base de poliuretano. Por lo tanto, se puede preparar un material óptico a base de uretano incoloro, transparente y de alta calidad en alta producción mediante el uso de un compuesto de isocianato de bajo coste disponible de forma generalizada sin provocar residuos de cinta blanca y espumas. El material óptico a base de uretano de alta calidad preparado de una forma rentable y eficaz según la presente invención puede aplicarse de forma generalizada a la óptica.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para la preparación de una resina para un material óptico a base de uretano mediante polimerización con plantilla una composición de resina que comprende un compuesto de politiol y un compuesto de poliisocianato,
en el que la composición de resina tiene un contenido de humedad de 350 a 3.000 ppm medido utilizando un reactivo de Karl Fischer, y el compuesto de poliisocianato comprende al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona y diisocianato de hexametileno.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el compuesto de politiol tiene un contenido de humedad de 600 a 6.000 ppm, preferentemente 600 a 3.000 ppm.
3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que el compuesto de politiol comprende al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 4-mercaptometil-1,8-dimercapto-3,6-ditiaoctano, 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)-3-propano-1-tiol, 2,2-bis(mercaptometil)-1,3-propanoditiol, sulfuro de bis(2-mercaptoetil), tetraquis(mercaptometil)metano, 2-(2-mercaptoetiltio)propano-1,3-ditiol, 2-(2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propiltio)etanotiol, sulfuro de bis(2,3-dimercaptopropanil), disulfuro de bis(2,3-dimercaptopropanil), 1.2- bis(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropano, 1,2-bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropiltio)etano, sulfuro de bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropil), 2-(2-mercaptoetiltio)-3-2-mercapto-3-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]propiltio-propano-1 -tiol, éster 2,2-bis-(3-mercapto-propioniloximetil)-butílico, 2-(2-mercaptoetiltio)-3-(2-(2-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]etiltio)etiltio)propano-1-tiol, (4R,11S)-4,11-bis(mercaptometil)-3,6,9,12-tetratiatetradecano-1,14-ditiol, (S)-3-((R-2,3-dimercaptopropil)tio)propano-1,2-ditiol, (4R,14R)-4,14-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-pentatiaheptano-1,17-ditiol, 3-((3-mercapto-2-((2-mercaptoetil)tio)propil)tio)propil)tio)-2-((2-mercaptoetil)tio)propano-1-tiol, 3,3'-ditiobis(propano-1,2-ditiol), (7R,11S)-7,11-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-pentatiaheptano-1,17-ditiol, (7R,12S)-7,12-bis(mercaptometil)-3,6,9,10,13,16-hexatiaoctadecano-1,18-ditiol, 5,7-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4,7-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4.8- dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, pentaeritritol tetraquis(3-mercaptopropionato), trimetilolpropano tris(3-mercaptopropionato), pentaeritritol tetraquis(2-mecaptoacetato), bispentaeritritol-éterhexaquis(3-mercaptopropionato), 1, 1,3,3-tetraquis(mercaptometiltio)propano, 1, 1,2,2-tetraquis(mercaptometiltio)etano, 4,6-bis(mercaptometiltio)-1,3-ditiano y 2-(2,2-bis(mercaptodimetiltio)etil)-1,3-ditietano.
4. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la composición de resina comprende, además, al menos un compuesto de iso(tio)cianato seleccionado del grupo que consiste en diciclohexilmetano-4,4-diisocianato (H12MDI), diisocianato de metilciclohexano, diisocianato de tolileno, diisocianato de fenileno, 1,3,5-tris(6-isocianato-hexil)-[1,3,5]-triacina-2,4,6-(1H,3H, 5H)-triona (trímero de HDI), diisocianato de o,m,p-xilileno y diisocianato de tetrametilxilileno (TMXDI).
5. Una composición de resina para un material óptico a base de uretano que comprende:
un compuesto de politiol,
un compuesto de poliisocianato que comprende al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona y diisocianato de hexametileno; y
teniendo la composición de resina un contenido de humedad de 350 a 3.000 ppm medido utilizando un reactivo de Karl Fischer.
6. La composición de resina según la reivindicación 5, en la que el compuesto de politiol tiene un contenido de humedad de 600 a 6.000 ppm, preferentemente 600 a 3.000 ppm.
7. La composición de resina según la reivindicación 5 o 6, en la que el compuesto de politiol comprende al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 4-mercaptometil-1,8-dimercapto-3,6-ditiaoctano, 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)-3-propano-1-tiol, 2,2-bis(mercaptometil)-1,3-propanoditiol, sulfuro de bis(2-mercaptoetil), tetraquis(mercaptometil)metano, 2-(2-mercaptoetiltio)propano-1,3-ditiol, 2-(2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propiltio)etanotiol, sulfuro de bis(2,3-dimercaptopropanil), disulfuro de bis(2,3-dimercaptopropanil), 1.2- bis(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropano, 1,2-bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropiltio)etano, sulfuro de bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropil), 2-(2-mercaptoetiltio)-3-2-mercapto-3-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]propiltio-propano-1 -tiol, éster 2,2-bis-(3-mercaptopropioniloximetil)-butílico, 2-(2-mercaptoetiltio)-3-(2-(2-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]etiltio)etiltio)propano-1-tiol, (4R,11S)-4,11-bis(mercaptometil)-3,6,9,12-tetratiatetradecano-1,14-ditiol, (S)-3-((R-2,3-dimercaptopropil)tio)propano-1,2-ditiol, (4R,14R)-4,14-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-pentatiaheptano-1,17-ditiol, 3-((3-mercapto-2-((2-mercaptoetil)tio)propil)tio)propil)tio)-2-((2-mercaptoetil)tio)propano-1-tiol, 3,3'-ditiobis(propano-1,2-ditiol), (7R,11S)-7,11-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-pentatiaheptano-1,17-ditiol, (7R,12S)-7,12-bis(mercaptometil)-3,6,9,10,13,16-hexatiaoctadecano-1,18-ditiol, 5,7-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4,7-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4.8- dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, pentaeritritol tetraquis(3-mercaptopropionato), trimetilolpropano tris(3-mercaptopropionato), pentaeritritol tetraquis(2-mercaptoacetato), bispentaeritritol-ésterhexaquis(3-mercaptopropionato), 1,1,3,3-tetraquis(mercaptometiltio)propano, 1,1,2,2-tetraquis(mercaptometiltio)etano, 4,6-bis(mercaptometiltio)-1,3-ditiano y 2-(2,2-bis(mercaptodimetiltio)etil)-1,3-ditietano.
8. La composición de resina según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, que comprende, además, al menos un compuesto de iso(tio)cianato seleccionado del grupo que consiste en diciclohexilmetano-4,4-diisocianato (H12MDI), diisocianato de metilciclohexano, diisocianato de tolileno, diisocianato de fenileno, 1,3,5-tris(6-isocianato-hexil)-[1,3,5]-triacina-2,4,6-(1H, 3H, 5H)-triona (trímero de HDI), diisocianato de o,m,p-xilileno y diisocianato de tetrametilxilileno ( T m X d I ) .
9. Una resina para un material óptico a base de uretano preparada utilizando el procedimiento según la reivindicación 1.
10. Una resina para un material óptico a base de uretano preparada polimerizando con plantilla la composición de resina de la reivindicación 5.
11. Una lente óptica que comprende la resina para un material óptico a base de uretano según la reivindicación 9 o 10.
12. La lente óptica según la reivindicación 10, en la que la lente óptica comprende una lente para gafas.
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