JP6241208B2 - Method for producing polythiol compound for optical material - Google Patents

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Description

本発明は、プラスチックレンズ、プリズム、光ファイバー、情報記録基盤、フィルター等の光学材料、中でもプラスチックレンズに好適に使用される。   The present invention is suitably used for optical materials such as plastic lenses, prisms, optical fibers, information recording boards, filters, and especially plastic lenses.

プラスチック材料は軽量かつ靭性に富み、また染色が容易であることから、各種光学材料、特に眼鏡レンズに近年多用されている。光学材料、中でも眼鏡レンズに要求される主な性能は、低比重、高透明性および低黄色度、光学性能として高屈折率と高アッベ数であり、光学レンズ用チオウレタン樹脂及びそれを利用してなるプラスチックレンズに関しては、多くの出願がなされ、高屈折率で着色が少なく、高い透明性を有しているレンズの提案がなされている。(特許文献1、2)
しかしながら、用いられるポリチオール化合物には沸点が高く蒸留による精製が難しいものが多く、除去の難しいオリゴマー成分によりレンズ物性の悪化や歩留まりの低下といった問題があった。
In recent years, plastic materials have been widely used in various optical materials, particularly eyeglass lenses, because they are light and tough and easy to dye. The main performances required for optical materials, especially spectacle lenses, are low specific gravity, high transparency and low yellowness, high refractive index and high Abbe number as optical performance, and use thiourethane resin for optical lenses and it. With regard to the plastic lens, many applications have been filed, and a lens having a high refractive index, little coloring, and high transparency has been proposed. (Patent Documents 1 and 2)
However, many of the polythiol compounds used have a high boiling point and are difficult to purify by distillation, and there are problems such as deterioration of lens physical properties and reduction in yield due to oligomer components that are difficult to remove.

特開平2−270859号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-270859 特開2001−114861号公報JP 2001-114861 A

本発明の課題は、オリゴマー成分の含有量の少ない光学レンズ用ポリチオール化合物の製造方法を提供することにある。   The subject of this invention is providing the manufacturing method of the polythiol compound for optical lenses with little content of an oligomer component.

本発明者はこの発明の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、ポリチオール化合物中に含まれるオリゴマー成分は、酸化反応と、チオラートによる分子間反応により生成することを究明した。さらに検討を行った結果、チウロニウム塩を経てポリチオールを製造する際の加水分解工程において還元性を持ち弱塩基であるヒドラジンを含む塩基を用いることで上記問題が解決され、オリゴマー成分の含有量の少ないポリチオール化合物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記である。
1.ポリアルコールとチオ尿素とを反応させてチウロニウム塩を調製する工程と、有機溶媒存在下で前記チウロニウム塩に抱水ヒドラジンを加えて加水分解する工程と、加水分解工程で得られた溶液を酸で洗浄する工程とを有するポリチオール化合物の製造方法。
2.製造されるポリチオール化合物が下記(1)式で表される構造を有する化合物である1記載のポリチオール化合物の製造方法。
3.前記加水分解する工程において、抱水ヒドラジンとアンモニアの共存下で前記チウロニウム塩を加水分解する1または2記載のポリチオール化合物の製造方法。
4.1から3記載のいずれかの方法により得られたポリチオール化合物。
5.4記載のポリチオール化合物とポリイソシアネート化合物とを含む光学材料用組成物。
As a result of intensive studies to solve the problems of the present invention, the present inventor has found that the oligomer component contained in the polythiol compound is produced by an oxidation reaction and an intermolecular reaction by thiolate. As a result of further investigation, the above problem was solved by using a base containing hydrazine, which is a weak base and has a reducing property, in the hydrolysis step when producing polythiol via a thuronium salt, and the content of oligomer components is low The present inventors have found that a polythiol compound can be obtained and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
1. A step of preparing a thiuonium salt by reacting a polyalcohol and thiourea, a step of hydrolyzing a hydrazine hydrate in the presence of an organic solvent, and a solution obtained in the hydrolysis step. And a step of washing with an acid.
2. The method for producing a polythiol compound according to 1, wherein the produced polythiol compound is a compound having a structure represented by the following formula (1).
3. The method for producing a polythiol compound according to 1 or 2, wherein in the hydrolyzing step, the thiouronium salt is hydrolyzed in the presence of hydrazine hydrate and ammonia.
A polythiol compound obtained by any one of the methods described in 4.1 to 3.
A composition for optical materials, comprising the polythiol compound according to 5.4 and a polyisocyanate compound.

本発明により、オリゴマー成分の含有量の少ないポリチオール化合物を得ることが可能となった。   According to the present invention, it is possible to obtain a polythiol compound having a low oligomer component content.

以下に本発明を前記式(1)の化合物を例に詳細に説明する。
前記式(1)のポリチオール化合物の原料である下記(2)式で表されるポリアルコールは、エピクロロヒドリンと2−メルカプトエタノールとをアルカリ存在下反応させて合成する。
合成したポリアルコールを鉱酸中、チオ尿素と反応させ、得られたチウロニウム塩を有機溶媒共存下ヒドラジンを含む塩基で加水分解を行うことで前記式(1)で表されるポリチオールが得られる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by taking the compound of the formula (1) as an example.
The polyalcohol represented by the following formula (2), which is a raw material of the polythiol compound of the formula (1), is synthesized by reacting epichlorohydrin and 2-mercaptoethanol in the presence of an alkali.
The synthesized polyalcohol is reacted with thiourea in mineral acid, and the obtained thiuonium salt is hydrolyzed with a base containing hydrazine in the presence of an organic solvent to obtain the polythiol represented by the formula (1).

具体的に、(2)式で表されるポリアルコールから式(1)で表されるポリチオール化合物を合成する方法としては、例えば以下のようにチウロニウム塩化工程、加水分解工程を経て行う。チウロニウム塩化工程では、式(2)で表されるポリアルコールに、分子内のヒドロキシ基と等量である3等量以上、2等量過剰である5等量未満、好ましくはヒドロキシ基に対して1.1等量、つまりポリアルコールに対して3.3等量以上、1等量過剰である4等量未満のチオ尿素を加え反応させる。チオ尿素が少ないと得られるポリチオールの純度が低下し、多すぎると未反応の原材料の余剰が多くなり経済的に好ましくない。反応は、(2)式で表されるポリアルコールに対して3等量以上、好ましくは3等量以上6等量以下の鉱酸水溶液中において室温から還流温度の範囲で行う。鉱酸としては、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸,硫酸、リン酸等が使用できる。十分な反応速度が得られ、しかも製品の着色を制御する観点から、塩酸が好ましい。   Specifically, as a method for synthesizing the polythiol compound represented by the formula (1) from the polyalcohol represented by the formula (2), for example, it is performed through a thuronium chloride step and a hydrolysis step as follows. In the thuronium chlorination step, the polyalcohol represented by the formula (2) is equivalent to 3 equivalents or more of the hydroxy group in the molecule and less than 5 equivalents, preferably 2 equivalents, preferably to the hydroxy group. 1.1 equivalents, that is, 3.3 equivalents or more and less than 4 equivalents of thiourea that is 1 equivalent excess with respect to the polyalcohol are added and reacted. If the amount of thiourea is small, the purity of the polythiol obtained is lowered. The reaction is carried out in the range of room temperature to reflux temperature in a mineral acid aqueous solution of 3 equivalents or more, preferably 3 equivalents or more and 6 equivalents or less, relative to the polyalcohol represented by formula (2). As the mineral acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, sulfuric acid, phosphoric acid and the like can be used. Hydrochloric acid is preferable from the viewpoint of obtaining a sufficient reaction rate and controlling the coloring of the product.

続いて、加水分解反応では、上記の反応液と有機溶媒を撹拌、混合させながらヒドラジンを含む塩基を加えて行う。
有機溶媒は反応を進行させるのであれば特に制限はないが、好ましくはエーテル類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類が用いられる。具体例としては、ジエチルエーテル、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等が挙げられる。中でも好ましくはトルエンである。
用いる塩基の総モル量は、前記のチウロニウム塩化工程で加えた鉱酸の使用量に対して、1等量以上、好ましくは1等量以上、3等量以下、さらに好ましくは1等量以上2等量以下で加えてアルカリ性とする。その際の反応温度は0℃以上80℃以下、好ましくは20℃以上60℃以下である。温度が低いと反応が進行せず、高いと得られるポリチオールに着色が起こる。
Subsequently, the hydrolysis reaction is performed by adding a base containing hydrazine while stirring and mixing the reaction solution and the organic solvent.
The organic solvent is not particularly limited as long as the reaction is allowed to proceed, but preferably ethers, aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons are used. Specific examples include diethyl ether, benzene, toluene, xylene, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene and the like. Of these, toluene is preferred.
The total molar amount of the base to be used is 1 equivalent or more, preferably 1 equivalent or more and 3 equivalents or less, more preferably 1 equivalent or more 2 with respect to the amount of mineral acid added in the above-mentioned thuronium chlorination step. Add under equal amount to make it alkaline. The reaction temperature in that case is 0 degreeC or more and 80 degrees C or less, Preferably they are 20 degreeC or more and 60 degrees C or less. When the temperature is low, the reaction does not proceed. When the temperature is high, the resulting polythiol is colored.

加水分解工程で用いるヒドラジンは、抱水ヒドラジンが好ましい。無水ヒドラジンを用いると発熱が大きいため着色の原因となる。また、ヒドラジンと他の塩基を併用して用いても構わない。併用する塩基はアミンが好ましく、特にアンモニアが好ましい。使用する塩基中のヒドラジンのモル比は、30〜100%、好ましくは50〜100%、より好ましくは70〜100%である。ヒドラジンの割合が少なすぎると効果が得られない。   The hydrazine used in the hydrolysis step is preferably hydrazine hydrate. When anhydrous hydrazine is used, heat generation is large, which causes coloring. Also, hydrazine and other bases may be used in combination. The base used in combination is preferably an amine, and particularly preferably ammonia. The molar ratio of hydrazine in the base used is 30 to 100%, preferably 50 to 100%, more preferably 70 to 100%. If the proportion of hydrazine is too small, the effect cannot be obtained.

加水分解工程時に塩基を加える前に有機溶媒を加えることによりヒドラジンによる加水分解の効果を向上することが可能となる。ヒドラジンを用いた加水分解中に有機溶媒を共存させることによって生成したポリチオールを速やかに有機層に抽出することが可能となり、副反応に起因した着色やオリゴマー化を防止することができる。また、ヒドラジンは弱塩基でありチオールから反応性の高いチオラートを生成しにくいため同様に着色やオリゴマー化を防止でき、なおかつ、還元性を有するためレンズ着色の原因となるジスルフィドの生成を抑制こともできる。   By adding an organic solvent before adding a base during the hydrolysis step, the effect of hydrolysis with hydrazine can be improved. It is possible to quickly extract the polythiol produced by the coexistence of an organic solvent during the hydrolysis using hydrazine to the organic layer, and to prevent coloring and oligomerization due to side reactions. In addition, hydrazine is a weak base and it is difficult to produce highly reactive thiolates from thiols, so it can prevent coloring and oligomerization as well, and it also has the ability to reduce the formation of disulfides that cause lens coloring. it can.

こうして生成する式(1)で表されるポリチオール化合物は、有機層を取り出した後に、酸洗、水洗、濃縮、濾過により精製を行うことができる。   The polythiol compound represented by the formula (1) thus generated can be purified by pickling, washing with water, concentrating and filtering after taking out the organic layer.

酸洗で使用する酸の具体例としては硝酸、塩酸、硫酸、ホウ酸、リン酸、酢酸、過酢酸、チオ酢酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、マレイン酸などが挙げられるが、好ましいものは塩酸、硫酸である。
中でも0.5M以上1M以下の硫酸または、1M以上2.5M未満の塩酸、好ましくは0.5M以上1M以下の硫酸、1.7M以上2.5M未満の塩酸、より好ましくは0.5M以上1M以下の硫酸である。酸洗工程では、ヒドラジン由来の窒素成分の除去などを行い、樹脂製造時の重合性組成物の反応性を安定化させることで樹脂の脈理不良を低減できる。用いる酸の濃度が薄すぎると洗浄効果が発揮されず、濃すぎるとポリチオール化合物の着色や洗浄時の懸濁などの原因となる。
Specific examples of the acid used in the pickling include nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, boric acid, phosphoric acid, acetic acid, peracetic acid, thioacetic acid, oxalic acid, tartaric acid, succinic acid, maleic acid, and the like. Hydrochloric acid and sulfuric acid.
Among them, sulfuric acid of 0.5M to 1M or hydrochloric acid of 1M to 2.5M, preferably 0.5M to 1M sulfuric acid, 1.7M to 2.5M hydrochloric acid, more preferably 0.5M to 1M The following sulfuric acid. In the pickling step, removal of a nitrogen component derived from hydrazine and the like are performed, and the reactivity of the polymerizable composition at the time of resin production is stabilized, thereby reducing the striae of the resin. If the concentration of the acid used is too thin, the cleaning effect is not exhibited. If the concentration is too high, the polythiol compound may be colored or suspended during cleaning.

本発明で得られるポリチオール化合物は、例えば、1,2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]−3−メルカプトプロパン、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、2,5−ジメルカプトメチル−1,4−ジチアン、1,1,3,3−テトラメルカプトメチル−2−チアプロパン、ビス(2,3−ジメルカプトプロピル)スルフィド、1,1,1−トリス(メルカプトメチル)プロパン、1,5,9,13−テトラメルカプト−3,7,11−トリチアトリデカン、テトラメルカプトメチルメタンであり、好ましくは1,2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]−3−メルカプトプロパン、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、より好ましくは、1,2−ビス[(2−メルカプトエチル)チオ]−3−メルカプトプロパンである。   Examples of the polythiol compound obtained in the present invention include 1,2-bis [(2-mercaptoethyl) thio] -3-mercaptopropane, bis (2-mercaptoethyl) sulfide, 4,8-dimercaptomethyl-1, 11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, 4,7-dimercaptomethyl-1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, 5,7-dimercaptomethyl-1,11- Dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, 2,5-dimercaptomethyl-1,4-dithiane, 1,1,3,3-tetramercaptomethyl-2-thiapropane, bis (2,3-dimercapto Propyl) sulfide, 1,1,1-tris (mercaptomethyl) propane, 1,5,9,13-tetramercapto-3,7,11-trithia Ridecane and tetramercaptomethylmethane, preferably 1,2-bis [(2-mercaptoethyl) thio] -3-mercaptopropane, bis (2-mercaptoethyl) sulfide, more preferably 1,2-bis [ (2-mercaptoethyl) thio] -3-mercaptopropane.

本発明で使用するポリイソシアネート化合物は、一分子中に少なくとも2個以上のイソシアネートを有する化合物であれば特に限定されないが、その具体例としては、ジエチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、2,6−ビス(イソシアネートメチル)デカヒドロナフタレン、リジントリイソシアネート、トリレンジイソシアネート、o−トリジンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、3−(2'−イソシアネートシクロヘキシル)プロピルイソシアネート、イソプロピリデンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、2,2'−ビス(4−イソシアネートフェニル)プロパン、トリフェニルメタントリイソシアネート、ビス(ジイソシアネートトリル)フェニルメタン、4,4',4''−トリイソシアネート−2,5−ジメトキシフェニルアミン、3,3'−ジメトキシベンジジン−4,4'−ジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、4,4'−ジイソシアネートビフェニル、4,4'−ジイソシアネート−3,3'−ジメチルビフェニル、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、1,1'−メチレンビス(4−イソシアネートベンゼン)、1,1'−メチレンビス(3−メチル−4−イソシアネートベンゼン)、m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、p−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3−ビス(2−イソシアネート−2−プロピル)ベンゼン、2,6−ビス(イソシアネートメチル)ナフタレン、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)テトラヒドロジシクロペンタジエン、ビス(イソシアネートメチル)ジシクロペンタジエン、ビス(イソシアネートメチル)テトラヒドロチオフェン、ビス(イソシアネートメチル)ノルボルネン、ビス(イソシアネートメチル)アダマンタン、チオジエチルジイソシアネート、チオジプロピルジイソシアネート、チオジヘキシルジイソシアネート、ビス〔(4−イソシアネートメチル)フェニル〕スルフィド、2,5−ジイソシアネート−1,4−ジチアン、2,5−ジイソシアネートメチル−1,4−ジチアン、2,5−ジイソシアネートメチルチオフェン、ジチオジエチルジイソシアネート、ジチオジプロピルジイソシアネートをあげることができる。   The polyisocyanate compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having at least two isocyanates in one molecule. Specific examples thereof include diethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexahexan. Methylene diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate, 2,6-bis (isocyanatemethyl) decahydronaphthalene, lysine triisocyanate, tolylene diene Isocyanate, o-tolidine diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, diphenyl ether diisocyanate, 3- (2 ′ -Isocyanatocyclohexyl) propyl isocyanate, isopropylidenebis (cyclohexyl isocyanate), 2,2'-bis (4-isocyanatophenyl) propane, triphenylmethane triisocyanate, bis (diisocyanatotolyl) phenylmethane, 4,4 ', 4' '-Triisocyanate-2,5-dimethoxyphenylamine, 3,3'-dimethoxybenzidine-4,4'-diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 4,4'-diisocyanate biphenyl, 4,4′-diisocyanate-3,3′-dimethylbiphenyl, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, 1,1′-methylenebis (4-isocyanatebenzene), 1,1′-methylenebis (3- Til-4-isocyanatebenzene), m-xylylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-tetramethylxylylene diisocyanate, p-tetramethylxylylene diisocyanate, 1,3-bis (2-isocyanate-2-propyl) Benzene, 2,6-bis (isocyanatomethyl) naphthalene, 1,5-naphthalene diisocyanate, bis (isocyanatemethyl) tetrahydrodicyclopentadiene, bis (isocyanatemethyl) dicyclopentadiene, bis (isocyanatemethyl) tetrahydrothiophene, bis (isocyanate) Methyl) norbornene, bis (isocyanatomethyl) adamantane, thiodiethyl diisocyanate, thiodipropyl diisocyanate, thiodihexyl diisocyanate Bis [(4-isocyanatemethyl) phenyl] sulfide, 2,5-diisocyanate-1,4-dithiane, 2,5-diisocyanatemethyl-1,4-dithiane, 2,5-diisocyanatemethylthiophene, dithiodiethyl Examples thereof include diisocyanate and dithiodipropyl diisocyanate.

これらのなかで好ましい具体例は、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、p−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサン、ビス(イソシアネートメチル)ノルボルネン、および2,5−ジイソシアネートメチル−1,4−ジチアンの中から選ばれる少なくとも1種以上の化合物であり、中でも好ましい化合物は、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、m−キシリレンジイソシアネートであり、さらに好ましい化合物は、イソホロンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンであり、最も好ましい化合物はm−キシリレンジイソシアネートである。   Among these, preferred examples are isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-tetramethylxylylene diisocyanate, p-tetramethylxylylene diisocyanate. 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, bis (isocyanatomethyl) norbornene, and 2,5-diisocyanatomethyl-1,4-dithiane One or more compounds, among which preferred compounds are isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, Xamethylene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, m-xylylene diisocyanate, and more preferred compounds are isophorone diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, The most preferred compound is m-xylylene diisocyanate.

しかしながら、本発明の対象となるポリイソシアネート化合物に関してはこれらに限定されるわけではなく、また、これらは単独でも2種類以上を混合して使用してもかまわない。
本発明で使用するポリイソシアネート化合物の使用割合(モル比)は、特に限定されないが通常はNCO/(SH+OH)=0.7〜1.5の範囲内、好ましくは0.7〜1.3の範囲内、さらに好ましくは0.8〜1.2の範囲内である。
However, the polyisocyanate compounds that are the subject of the present invention are not limited to these, and these may be used alone or in admixture of two or more.
The use ratio (molar ratio) of the polyisocyanate compound used in the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of NCO / (SH + OH) = 0.7 to 1.5, preferably 0.7 to 1.3. Within the range, more preferably within the range of 0.8 to 1.2.

本発明を用いて合成したポリチオール化合物を用いて光学材料用を得るに際してポリチオール化合物、ポリイソシアネート化合物に重合触媒や必要に応じて添加物などを混合することが好ましい。   When obtaining an optical material by using the polythiol compound synthesized using the present invention, it is preferable to mix a polythiol compound or a polyisocyanate compound with a polymerization catalyst or additives as required.

また、目的に応じて公知の鎖延長剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、油溶染料、充填剤、内部離型剤などの種々の物質を添加してもよい。反応速度を調整するためにポリチオウレタンの製造において用いられる公知反応触媒を適宜添加することもできる。本発明の光学材料用組成物からプラスチックレンズを製造する際は、通常、注型重合により行われる。   Various substances such as known chain extenders, crosslinking agents, light stabilizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, oil-soluble dyes, fillers and internal mold release agents may be added depending on the purpose. In order to adjust the reaction rate, a known reaction catalyst used in the production of polythiourethane can be appropriately added. When manufacturing a plastic lens from the composition for optical materials of this invention, it is normally performed by cast polymerization.

本発明の光学材料用組成物の製造方法においては各成分を混合後、脱泡処理を行う必要がある。光学材料用組成物を重合硬化前にあらかじめ適切な条件で脱泡処理することは、組成物中に含まれる水分とイソシアネート基との反応により生じる二酸化炭素などの低沸分の影響による光学材料の透明性の悪化といった不良を防止する面から好ましい。真空度は、0.01〜50Torr、好ましくは0.01〜30Torr、より好ましくは0.1〜10Torr、さらに好ましくは0.1〜5Torrである。   In the manufacturing method of the composition for optical materials of this invention, it is necessary to perform a defoaming process after mixing each component. The defoaming treatment of the optical material composition under suitable conditions in advance before polymerization and curing is due to the effect of the low-boiling components such as carbon dioxide generated by the reaction between moisture contained in the composition and isocyanate groups. This is preferable from the viewpoint of preventing defects such as deterioration of transparency. The degree of vacuum is 0.01 to 50 Torr, preferably 0.01 to 30 Torr, more preferably 0.1 to 10 Torr, and still more preferably 0.1 to 5 Torr.

このようにして得られる注型液は、重合硬化の直前にフィルターなどで不純物などを濾過し精製することができる。光学材料用組成物をフィルターに通して不純物等を濾過し、精製することは、本発明の光学材料の品質をさらに高める上から望ましいことである。ここで用いるフィルターの孔径は0.05〜10μm程度であり、一般的には0.1〜1.0μmのものが使用される。フィルターの材質としては、PTFEやPETやPPなどが好適に使用される。   The casting solution thus obtained can be purified by filtering impurities and the like immediately before polymerization and curing. It is desirable to further refine the quality of the optical material of the present invention by purifying the optical material composition through a filter to filter impurities and the like. The filter used here has a pore size of about 0.05 to 10 μm, and generally 0.1 to 1.0 μm. As a filter material, PTFE, PET, PP, or the like is preferably used.

重合温度および時間はモノマーの種類、添加剤によっても異なるが、−10℃〜160℃、通常は−10℃〜140℃である。重合は所定の重合温度で所定時間のホールド、0.1℃〜100℃/hの昇温、0.1℃〜100℃/hの降温およびこれらの組み合わせで行うことができる   The polymerization temperature and time vary depending on the type of monomer and additives, but are -10 ° C to 160 ° C, usually -10 ° C to 140 ° C. The polymerization can be performed at a predetermined polymerization temperature by holding for a predetermined time, raising the temperature from 0.1 ° C. to 100 ° C./h, lowering the temperature from 0.1 ° C. to 100 ° C./h, and combinations thereof.

また、重合終了後、材料を50℃から150℃の温度で5分から5時間程度アニール処理を行うことは、光学材料の歪を除くために好ましい処理である。さらに必要に応じて染色、ハードコート、反射防止、防曇性、防汚性、耐衝撃性付与などの表面処理を行うことができる。   Further, after the polymerization is completed, annealing the material at a temperature of 50 ° C. to 150 ° C. for about 5 minutes to 5 hours is a preferable treatment for removing distortion of the optical material. Furthermore, surface treatments such as dyeing, hard coating, antireflection, antifogging properties, antifouling properties, and imparting impact resistance can be performed as necessary.

以下、本発明を合成例、実施例、および比較例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、得られたポリチオール化合物と樹脂(光学材料)の評価は以下の方法で行った。
・ポリチオール中のオリゴマー成分の含有量
製造したポリチオール化合物をクロロホルムで1%に希釈してゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分析を行った。送液ポンプは島津製作所LC−6AD、カラムはShodex GPC K−801、検出器はRID−10Aを用い、カラムオーブンで40℃に保持しつつクロロホルムを1mL/分で流して分析を行った。主成分であるポリチオール化合物よりも保持時間の短いピークの面積%の和をオリゴマー成分の含有割合とした。
・チオウレタン樹脂からなる光学材料の耐酸化性ΔYI:
厚さ10mm、φ80mmの樹脂の円形平板を150℃、1時間加熱前後のYI値を分光色彩計JS555( カラーテクノシステム社製) を用いて測定し、差分をΔYIとした。
・チオウレタン樹脂からなる光学材料の脈理発生率
2枚のガラス板とテープから構成される直径75mm、−8Dのレンズモールドに光学材料用樹脂組成物を注入し、重合硬化させた。放冷後、モールドから離型し、アニール処理したのち、高圧水銀灯下目視で観察した。10枚作成し、1枚も歪みのないものを「A」、1枚歪みのあるものを「B」、2枚歪みのあるものを「C」、3枚以上歪みがあるものを「D」とした。A、BおよびCが合格であるが、AおよびBが好ましく、Aが特に好ましい。
EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example, an Example, and a comparative example demonstrate this invention concretely, this invention is not limited only to these Examples. In addition, evaluation of the obtained polythiol compound and resin (optical material) was performed by the following method.
-Content of oligomer component in polythiol The produced polythiol compound was diluted to 1% with chloroform and analyzed by gel permeation chromatography (GPC). The liquid feed pump was Shimadzu LC-6AD, the column was Shodex GPC K-801, the detector was RID-10A, and the analysis was performed by flowing chloroform at 1 mL / min while maintaining the temperature at 40 ° C. in a column oven. The sum of the area% of the peak having a shorter retention time than the polythiol compound as the main component was taken as the content ratio of the oligomer component.
-Oxidation resistance ΔYI of optical material made of thiourethane resin:
A YI value of a resin circular plate having a thickness of 10 mm and φ80 mm before and after heating at 150 ° C. for 1 hour was measured using a spectrocolorimeter JS555 (manufactured by Color Techno System), and the difference was taken as ΔYI.
-Striae occurrence rate of optical material made of thiourethane resin The resin composition for optical material was injected into a lens mold having a diameter of 75 mm and -8D composed of two glass plates and a tape, and was cured by polymerization. After standing to cool, it was released from the mold, annealed, and then visually observed under a high-pressure mercury lamp. 10 sheets are created, “A” indicates that there is no distortion, “B” indicates that there is 1 distortion, “C” indicates that there is 2 distortion, “D” indicates that there is distortion 3 or more. It was. A, B and C are acceptable, but A and B are preferred, and A is particularly preferred.

合成例(ポリアルコール化合物の合成とチウロニウム塩化反応)
攪拌機、還流冷却管、窒素ガスパージ管、および温度計を取り付けた2L4つ口反応フラスコ内に、水76.0質量部と48質量%の水酸化ナトリウム水溶液90.0質量部(1.08mol)を装入した。20℃にて2−メルカプトエタノール169質量部(2.16mol)を10分かけて滴下装入した後、エピクロロヒドリン99.9質量部(1.08mol)を同温度にて2時間かけて滴下装入した後に30℃に昇温し1時間熟成を行った。
次に、36質量%塩酸水450.1質量部(4.44mol)、チオ尿素271.7質量部(3.57mol)を装入し3.5時間110℃加熱還流を行ってチウロニウム塩化を行った。
Synthesis Example (Synthesis of polyalcohol compound and thiuonium chloride reaction)
In a 2 L four-necked reaction flask equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen gas purge pipe, and thermometer, 76.0 parts by mass of water and 90.0 parts by mass (1.08 mol) of a 48% by mass aqueous sodium hydroxide solution were added. I was charged. At 20 ° C., 169 parts by mass of 2-mercaptoethanol (2.16 mol) was added dropwise over 10 minutes, and then 99.9 parts by mass of epichlorohydrin (1.08 mol) was added at the same temperature for 2 hours. After dropping, the temperature was raised to 30 ° C. and aging was performed for 1 hour.
Next, 450.1 parts by mass (44.44 mol) of 36% by mass hydrochloric acid and 271.7 parts by mass (3.57 mol) of thiourea were charged and heated under reflux at 110 ° C. for 3.5 hours to perform thulonium chloride. It was.

実施例1
合成例で合成したチウロニウム塩を50℃に冷却し、トルエン450.0質量部を加えた後に、有機層と水層が均一に混ざるように撹拌を行いながら抱水ヒドラジン260質量部(5.20mol)を装入して加水分解反応を2時間行い、(1)式で表される化合物を主成分とするポリチオールのトルエン溶液を得た。該トルエン溶液を、0.5M硫酸水溶液400mLで洗浄を行った後に400mLの水で2回洗浄を行って、50℃減圧下で低沸分を除去した。その後、濾過して(1)式の化合物を主成分とするポリチオール化合物272.9質量部を得た。得られたポリチオール化合物のオリゴマー含有割合を表1に示す。
Example 1
The thyronium salt synthesized in the synthesis example was cooled to 50 ° C., 450.0 parts by mass of toluene was added, and then 260 parts by mass (5.20 mol) of hydrazine hydrate was stirred while stirring so that the organic layer and the aqueous layer were uniformly mixed. ) Was carried out for 2 hours to obtain a toluene solution of polythiol containing the compound represented by the formula (1) as a main component. The toluene solution was washed with 400 mL of 0.5 M sulfuric acid aqueous solution and then washed twice with 400 mL of water to remove low-boiling components under reduced pressure at 50 ° C. Then, it filtered and 272.9 mass parts of polythiol compounds which have a compound of Formula (1) as a main component were obtained. Table 1 shows the oligomer content ratio of the obtained polythiol compound.

プラスチックレンズの製造
m−キシリレンシイソシアナート52質量部、ジ−n−ブチルスズジクロライド0.015質量部、Stepan社製ゼレックUNを0.1質量部、共同薬品社製バイオソーブ583を0.05質量部混合溶解させた。15℃にて実施例1にて合成した(1)式の化合物を主成分とするポリチオール48質量部を添加混合し、混合均一液とした。この混合均一液600Paにて30分脱泡を行った。その後、1μmPTFEフィルターにて濾過を行った後、各種ガラスモールドとテープからなる−8D用のモールド型へ注入した。このモールド型をオーブンへ投入し、10℃から120℃まで徐々に加温し、20時間で重合した。重合終了後、オーブンからモールド型を取り出し、離型して樹脂を得た。得られた樹脂をさらに130℃で2時間アニールを行いチオウレタン樹脂からなる光学材料(レンズ)を得た。得られた樹脂のΔYI、脈理発生率を表1に示す。
Manufacture of plastic lenses 52 parts by mass of m-xylylene diisocyanate, 0.015 parts by mass of di-n-butyltin dichloride, 0.1 parts by mass of Zepan UN made by Stepan, and 0.05 parts by mass of Biosorb 583 made by Kyodo Pharmaceutical Mixed and dissolved. At 15 ° C., 48 parts by mass of polythiol containing the compound of the formula (1) synthesized in Example 1 as a main component was added and mixed to obtain a mixed homogeneous liquid. Defoaming was performed for 30 minutes at 600 Pa of this mixed homogeneous liquid. Then, after filtering with a 1 micrometer PTFE filter, it inject | poured into the mold type | mold for -8D which consists of various glass molds and tapes. The mold was put into an oven, gradually heated from 10 ° C. to 120 ° C., and polymerized in 20 hours. After completion of the polymerization, the mold was removed from the oven and released to obtain a resin. The obtained resin was further annealed at 130 ° C. for 2 hours to obtain an optical material (lens) made of thiourethane resin. Table 1 shows ΔYI and striae incidence of the obtained resin.

実施例2〜4
実施例1において加える塩基の総量を変化させず、各物質量比の抱水ヒドラジンと28%アンモニア水を加えて加水分解を行ったほかは実施例1に従って(1)式の化合物を主成分とするポリチオールを得た。そのポリチオールを用いて同様にプラスチックレンズを製造し評価を行った結果を表1に示す。
Examples 2-4
The compound of the formula (1) was used as the main component according to Example 1, except that the total amount of base added in Example 1 was not changed and hydrolysis was carried out by adding hydrazine hydrate and 28% ammonia water in each substance ratio. To obtain polythiol. Table 1 shows the results of manufacturing and evaluating plastic lenses in the same manner using the polythiol.

実施例5〜8
実施例1において酸洗浄に用いる酸を各濃度の硫酸または塩酸400mLとした他は実施例1に従って(1)式の化合物を主成分とするポリチオールを得た。そのポリチオールを用いて同様にプラスチックレンズを製造し評価を行った結果を表1に示す。
Examples 5-8
A polythiol having a compound of the formula (1) as a main component was obtained according to Example 1 except that the acid used for the acid cleaning in Example 1 was changed to 400 mL of sulfuric acid or hydrochloric acid of each concentration. Table 1 shows the results of manufacturing and evaluating plastic lenses in the same manner using the polythiol.

比較例1
実施例1において加える塩基の総量を変化させず、28%アンモニア水を加えて加水分解を行ったほかは実施例1に従って(1)式の化合物を主成分とするポリチオールを得た。そのポリチオールを用いて実施例1で得られたポリチオールと同様にプラスチックレンズを製造し評価を行った結果を表1に示す。
Comparative Example 1
A polythiol containing the compound of the formula (1) as a main component was obtained according to Example 1, except that the total amount of base added in Example 1 was not changed and hydrolysis was performed by adding 28% ammonia water. Table 1 shows the results of producing and evaluating a plastic lens using the polythiol in the same manner as the polythiol obtained in Example 1.

比較例2
実施例1においてトルエンを加えずに加水分解反応を行い、反応終了後にトルエン450質量部で抽出を行ってポリチオールのトルエン溶液を得た他は実施例1に従って(1)式の化合物を主成分とするポリチオールを得た。そのポリチオールを用いて同様にプラスチックレンズを製造し評価を行った結果を表1に示す。
Comparative Example 2
In Example 1, the hydrolysis reaction was carried out without adding toluene, and after completion of the reaction, extraction was performed with 450 parts by mass of toluene to obtain a toluene solution of polythiol. According to Example 1, the compound of formula (1) was used as the main component. To obtain polythiol. Table 1 shows the results of manufacturing and evaluating plastic lenses in the same manner using the polythiol.

比較例3
実施例1において酸洗浄をせず水洗のみとした他は実施例1に従って(1)式の化合物を主成分とするポリチオールを得た。そのポリチオールを用いて同様にプラスチックレンズを製造し評価を行った結果を表1に示す。
Comparative Example 3
A polythiol having a compound of the formula (1) as a main component was obtained according to Example 1 except that acid washing was not performed in Example 1 but only water washing. Table 1 shows the results of manufacturing and evaluating plastic lenses in the same manner using the polythiol.

Claims (2)

ポリアルコールとチオ尿素とを反応させてチウロニウム塩を調製する工程と、有機溶媒存在下で前記チウロニウム塩に抱水ヒドラジンを加えて加水分解する工程と、加水分解工程で得られた溶液を酸で洗浄する工程とを有するポリチオール化合物の製造方法であって、
製造されるポリチオール化合物が下記(1)式で表される構造を有する化合物である、前記製造方法
A step of preparing a thiuonium salt by reacting a polyalcohol with thiourea, a step of hydrolyzing the thiouronium salt with hydrazine hydrate in the presence of an organic solvent, and a solution obtained in the hydrolysis step with an acid. A process for producing a polythiol compound having a washing step ,
The said manufacturing method whose polythiol compound manufactured is a compound which has a structure represented by following (1) Formula .
前記加水分解する工程において、抱水ヒドラジンとアンモニアの共存下で前記チウロニウム塩を加水分解する請求項1に記載のポリチオール化合物の製造方法。 The method for producing a polythiol compound according to claim 1, wherein, in the hydrolysis step, the thiouronium salt is hydrolyzed in the presence of hydrazine hydrate and ammonia.
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