TWI843308B - 異氰酸酯組成物及其製備方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種當應用於產品時能夠抑制褪色及白濁度之出現及改良透明度的異氰酸酯組成物及其製備方法。
Description
本發明係關於一種當應用於產品時能夠抑制褪色及白濁度之出現及改良透明度的異氰酸酯組成物及其製備方法。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張基於在2021年11月23日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2021-0169322號的優先權,該專利申請案之揭示內容以全文引用之方式併入本文中。
異氰酸酯係用於聚胺甲酸酯之原料且用於各種應用,諸如塗料、黏結劑/黏著劑、油漆、發泡體及光學材料中。在需要極好的外觀性質之領域中,尤其在需要透明度之光學領域中使用之聚胺甲酸酯的情況下,有必要確保較少褪色。出於此目的,重要的係聚胺甲酸酯化反應中不會發生褪色,且作為原料之異氰酸酯、尤其雙官能或更高的多價異氰酸酯本身亦不會引起褪色。
然而,異氰酸酯具有高反應性,且因此在儲存製程期間被空氣中之氧氣或其類似物氧化,或藉由形成自聚合物而容易劣化或褪色,此甚至在諸如胺甲酸酯透鏡之應用異氰酸酯的光學製品中引起褪色或白濁度的出現。另外,在藉由二異氰酸酯之聚合製備聚異氰酸酯期間,特別地在藉由二異氰酸酯及多元醇之胺甲酸酯化反應製備聚胺甲酸酯期間,聚合物易於因聚合反應中使用之催化劑及溶劑而變色。
另一方面,作為抑制異氰酸酯、聚異氰酸酯及使用其生產之產品中之褪色的方法,已經研究及提出了各種方法,諸如藉由用氮氣密封及阻斷它們與空氣來製備及儲存它們之方法,或藉由添加諸如紫外線吸收劑之添加劑來儲存它們之方法。
日本未審查專利公開案第(Hei) 2-228317揭示一種在生產用於聚胺甲酸酯塗漆之淺色聚異氰酸酯中改性異氰酸酯且隨後用過氧化物處理其之方法,且日本未審查專利公開案第(Hei) 8-291129揭示一種藉由使褪色之異氰酸酯與含臭氧的氣體接觸來製備褪色減少之異氰酸酯的方法。此外,日本專利公開案第2012-506465號揭示一種藉由用具有200至600 nm之波長的光輻照褪色之異氰酸酯來製備褪色減少之異氰酸酯的方法。
然而,以上方法無法實現充分減少褪色之效應。
作為另一方法,已經提出了一種混合及儲存與異氰酸酯之聚合反應中不涉及之化合物的方法,但存在添加之化合物在後續產品生產期間引起褪色的問題。
因此,需要研究即使在異氰酸酯合成製程、儲存製程及其他產品加工製程期間不擔心褪色或劣化的聚異氰酸酯組成物。
[
技術問題
]
本發明之一目的係提供一種當應用於產品時能夠抑制褪色及白濁度之出現及改良透明度的異氰酸酯組成物及其製備方法。
[ 技術解決方案 ]
根據本發明之一個具體實例,提供一種異氰酸酯組成物,其包含含有至少一種選自由以下組成之群之化合物的基於異氰酸酯之混合物:異氰酸酯化合物的單體、二聚體、三聚體及具有4至200個重複單元之寡聚物;酚;及對甲苯磺醯基異氰酸酯,且滿足以下方程式1:
[方程式1]
0 < A/50 + B/3 < 1
其中,
A係根據ASTM D1003量測之黑曾色值(Hazen color value,APHA),且
B係相對於基於異氰酸酯之混合物之總重量的寡聚物含量之數值。
根據本發明之另一具體實例,提供一種用於製備異氰酸酯組成物之方法,該方法包含以下步驟:
使胺化合物與光氣在溶劑中反應以獲得基於異氰酸酯之混合物;及
向混合物中添加酚及對甲苯磺醯基異氰酸酯,
其中混合物包括至少一種選自由以下組成之群的化合物:異氰酸酯化合物的單體、二聚體、三聚體及具有4至200個重複單元之寡聚物,且
其中異氰酸酯組成物滿足以下方程式1:
[方程式1]
0 < A/50 + B/3 < 1
其中,
A係根據ASTM D1003量測之黑曾色值(APHA),且
B係相對於基於異氰酸酯之混合物之總重量的寡聚物含量之數值。
根據本發明之另一具體實例,提供一種聚異氰酸酯組成物,其包含藉由上文所提及之異氰酸酯組成物與多價硫醇之間的聚合反應形成之聚異氰酸酯。
根據本發明之又一具體實例,提供一種光學製品,其包含上文所提及之聚異氰酸酯組成物。
[ 有利效應 ]
根據本發明之異氰酸酯組成物控制考量組成物中之寡聚物含量及組成物之黑曾色值的一個新參數,藉此能夠抑制異氰酸酯組成物之合成製程、儲存製程及產品加工製程中褪色及白濁度的出現,且因此改良產品之透明度。
因此,藉由聚合根據本發明之異氰酸酯組成物獲得的聚異氰酸酯組成物當應用於光學製品時能夠展現極好的透明度,且當應用於光學透鏡時尤其展現極好的品質。
本文中所使用的術語僅出於描述例示性具體實例的目的且並不意欲限制本發明。除非上下文中另外明確說明,否則單數表述包括複數表述。應進一步理解,如本文中所使用,術語「包含(comprises)」、「提供(provides)」及/或「具有(has)」說明所陳述特徵、步驟或組分或其組合之存在,但不排除一或多個其他特徵、步驟、組分或其組合之存在或添加。
本發明可經不同地修改且可具有各種形式,且因此下文詳細地示出及描述特定具體實例。然而,本發明不限於特定具體實例且應理解為包括本發明之精神及範圍中所包括的所有變化、等效物及取代。
異氰酸酯化合物具有高反應性,且因此在儲存期間容易被空氣中之氧氣或其類似物氧化,或藉由形成自聚合物而容易劣化或褪色,此引起應用其之光學製品的透明度降低之問題。
為了解決此等問題,諸位發明人已對異氰酸酯組成物之組成進行密集研究,且確證即使當自引起黃化之異氰酸酯組成物生產透鏡時,一些產品中也沒有出現缺陷。諸位發明人亦已發現,除組成物之黃化之外,產品之透明度亦受白濁度現象影響,且當組成物中含有的異氰酸酯化合物之寡聚物含量及組成物之黑曾色值被控制在特定範圍內時,黃化及白濁度可被調整在適當範圍內,因此改良最終產品之透明度,及完成了本發明。
具體地,諸位發明人已發現,異氰酸酯組成物控制一個新參數,其中組成物中包括之異氰酸酯化合物的寡聚物含量及組成物之黑曾色值係變數,且因此可應用於光學製品,特別係光學透鏡,以獲得極好的品質。特別地,藉由將酚及對甲苯磺醯基異氰酸酯適當添加至基於異氰酸酯之混合物中能夠實現新穎參數。
< 異氰酸酯組成物 >
根據本發明之一個具體實例的異氰酸酯組成物包含含有至少一種選自由以下組成之群之化合物的基於異氰酸酯之混合物:異氰酸酯化合物的單體、二聚體、三聚體及具有4至200個重複單元之寡聚物;酚;及對甲苯磺醯基異氰酸酯。
在此,除了作為異氰酸酯化合物自身之單體之外,基於異氰酸酯之混合物可包括其中兩種異氰酸酯化合物結合之二聚體、其中三種異氰酸酯化合物結合之三聚體及具有4至200個重複單元之異氰酸酯化合物的寡聚物。寡聚物意謂其中4至200個異氰酸酯化合物結合之寡聚物。
異氰酸酯化合物之二聚體、三聚體及寡聚物可在由胺化合物合成異氰酸酯化合物期間藉由副反應產生,或可以係其中異氰酸酯化合物由於其高反應性而形成自聚合物的副產物。以上副產物不僅可引起異氰酸酯組成物自身之透明度及色度,且亦引起其中使用異氰酸酯組成物之聚異氰酸酯組成物的褪色及白濁度。因此,在光學領域中使用之異氰酸酯組成物的情況下,有必要降低如上文所描述之副產物的含量。然而,就製程效率及成本而言,在商業製程中難以顯著控制副產物之含量。因此,在本發明中,異氰酸酯組成物中寡聚物之含量控制在適當水平,藉此能夠改良產品之透明度及色彩特性同時保持製程之效率。
特別地,異氰酸酯組成物包括酚及對甲苯磺醯基異氰酸酯,使得基於異氰酸酯之混合物中寡聚物之含量及組成物之黑曾色值能夠控制在適當範圍內,此允許由新穎方程式1表示之參數被調整在所需範圍內。在此,對甲苯磺醯基異氰酸酯係不同於基於異氰酸酯之化合物的組分。
以基於異氰酸酯之混合物之總重量計,酚之含量可為50至1,500 ppm,較佳地100至1,000 ppm。由於酚包含於以上範圍內,故混合物中之寡聚物的含量及組成物之黑曾色值能夠控制在適當範圍內,藉此改良產品之透明度及色彩特性同時保持製程之效率。
以基於異氰酸酯之混合物之總重量計,對甲苯磺醯基異氰酸酯之含量可為10至3,000 ppm,較佳地50至2,000 ppm。由於對甲苯磺醯基異氰酸酯包含於以上範圍內,故混合物中之寡聚物的含量及組成物之黑曾色值能夠控制在適當範圍內,藉此改良產品之透明度及色彩特性同時保持製程之效率。
異氰酸酯化合物係例如1,4-四亞甲基二異氰酸酯、1,5-五亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、1,3-伸環己基二異氰酸酯、1,4-伸環己基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、降莰烯二異氰酸酯、亞甲基二苯基二異氰酸酯、亞甲基二環己基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、間二甲苯二異氰酸酯、對二甲苯二異氰酸酯及鄰二甲苯二異氰酸酯。
此外,根據本發明之一個具體實例的異氰酸酯組成物滿足以下方程式1之參數。方程式1係用於控制組成物之黃化及白濁度現象的指數,且藉由滿足方程式1,可能抑制合成製程、儲存製程以及其他產品加工製程中褪色及白濁度的出現,且因此改良產品的透明度。具體地,方程式1如下所示:
[方程式1]
0 < A/50 + B/3 < 1
其中,
A係根據ASTM D1003量測之黑曾色值(APHA),且
B係相對於基於異氰酸酯之混合物之總重量的寡聚物含量之數值。
具體地,以基於異氰酸酯之混合物之總重量計,寡聚物之含量小於1.6重量%。寡聚物之含量小於1.6重量%且因此能夠減少組成物之黃化的出現,且同時藉由滿足以上方程式1,可能在產品之生產期間有效地控制黃化及白濁度的出現。
另一方面,若組成物不滿足方程式1的範圍且展現1或以上之值,則當應用於光學透鏡時透明度顯著降低,出現綠光,且產品之品質顯著劣化。
較佳地,在滿足方程式1的範圍內,方程式1的變數A黑曾色值(APHA)係大於0且小於50,且方程式1中的變數B寡聚物含量的值滿足大於0且小於1.6。藉由滿足以上範圍中之各者,可能在應用於光學透鏡時顯著地改良透明度及其他物理性質。
可根據ASTM D1003在25±1℃的常溫下量測方程式1的變數A黑曾色值(HPHA),且特定量測方法將在實驗實施例的內容中更詳細地描述。
方程式1中寡聚物之量變數B的數值僅意謂數值,不包括寡聚物的重量%外的單位。寡聚物之含量可藉由凝膠滲透層析法(GPC)分析量測,且特定量測方法將在實驗實施例的內容中更詳細地描述。
< 製備異氰酸酯組成物之方法 >
根據本發明之一個具體實例的用於製備異氰酸酯組成物之方法包括使胺化合物與光氣在溶劑中反應以獲得基於異氰酸酯之混合物的步驟;及將酚及對甲苯磺醯基異氰酸酯添加至混合物中的步驟,藉此滿足以下方程式1:
[方程式1]
0 < A/50 + B/3 < 1
其中,
A係根據ASTM D1003量測之黑曾色值(APHA),且
B係相對於基於異氰酸酯之混合物之總重量的寡聚物含量之數值。
特別地,在製備異氰酸酯組成物的步驟中,將酚及對甲苯磺醯基異氰酸酯進一步添加至反應混合物中,使得將混合物中之寡聚物的含量及組成物的黑曾色值能夠控制在適當範圍內,此允許將由新穎方程式1表示之參數調整至所需範圍內。
方程式1之細節可類似於上文所描述之內容應用。
在下文中,將針對各步驟描述用於製備異氰酸酯組成物之方法。
第一,該方法包括使胺化合物與光氣在溶劑中反應以獲得含有異氰酸酯化合物之反應混合物的步驟。
作為光氣化反應中使用之溶劑,可使用芳族烴溶劑,諸如苯、甲苯、二甲苯及乙苯;氯化芳族烴溶劑,諸如單氯苯、1,2-二氯苯及1,4-二氯苯;氯化烴溶劑,諸如二氯甲烷、氯仿及四氯化碳及其類似物,且可混合及使用此等溶劑中之兩者或更多者。
光氣化反應中使用之胺化合物可為可以例如藉由使硝基化合物或其氯化物氫化而獲得之胺化合物。具體地,胺化合物可以係選自由以下組成之群的至少一者:1,4-四亞甲基二胺、1,5-五亞甲基二胺、1,6-六亞甲基二胺、1,3-伸環己基二胺、1,4-伸環己基二胺、異佛爾酮二胺、二胺、亞甲基二苯基二胺、亞甲基二環己基二胺、甲苯二胺、間二甲苯二胺、對二甲苯二胺及鄰二甲苯二胺、及其鹽,且較佳地,其可以係間二甲苯二胺、對二甲苯二胺、鄰二甲苯二胺或其鹽。
以100重量份的溶劑計,胺化合物之含量可為1至20重量份。當胺化合物的含量超過20重量份時,大量的胺化合物可沈澱。較佳地,其含量可為1至15重量份或3至10重量份。
具體地,光氣化反應可藉由以下方法進行:其中胺化合物直接與光氣反應的直接光氣化方法(方法1);使胺化合物與無水鹽酸反應以形成胺鹽酸鹽化合物,且隨後使所形成之鹽與光氣反應的方法(方法2);或使胺化合物與碳酸反應以形成脂族胺碳酸鹽化合物且使所形成之鹽與光氣反應的方法(方法3)。
方法1之直接光氣化方法可藉由使胺化合物與光氣在有機溶劑中反應來進行。此時,光氣可在反應之初始階段全部添加,或在反應之初始狀態處部分添加光氣之後,在反應期間可分開添加剩餘部分。
另一方面,方法1可藉由以下步驟執行:第一步,將一部分光氣溶解於溶劑中且隨後向其中添加胺化合物;及第二步,在完成添加胺化合物之後添加剩餘光氣以執行反應。此時,第一步最好在15℃至-10℃之溫度下進行,以便防止有毒光氣流出且防止在添加胺化合物期間突然產熱,且第二步中之光氣化反應可調整至120℃至140℃,以使得反應能夠以適當反應速率發生同時無需擔心胺化合物之分解。
方法2可藉由使胺化合物與鹽酸在有機溶劑中反應以形成胺鹽酸鹽化合物,且隨後添加光氣以進行反應來進行。可在30℃或以下之溫度下,較佳在約23±5℃之溫度下進行胺鹽酸鹽化合物之形成,且可將添加光氣之後的反應調整至120℃至140℃。當反應在此類溫度條件下進行時,可能提高胺鹽酸鹽化合物之溶解度且防止異氰酸酯之熱分解,藉此以高產率製備高純度異氰酸酯化合物。
方法3可藉由使胺化合物與碳酸在溶劑中反應以形成胺碳酸鹽化合物,且隨後添加光氣以執行反應之步驟執行。此時,可在30℃或以下之溫度下,較佳在約23±5℃之溫度下進行胺碳酸鹽化合物之形成,且可將添加光氣之後的反應調整至80℃至180℃。較佳地,溫度可在100℃或以上、或120℃或以上及150℃或以下或140℃或以下之範圍內。當反應在此類溫度條件下進行時,可能提高胺碳酸鹽化合物之溶解度且防止異氰酸酯之熱分解,由此以高產率製備高純度異氰酸酯化合物。
最好根據方法2執行異氰酸酯化合物的生產反應,因為諸如藉由光氣化反應產生之異氰酸酯化合物之二聚體、三聚體及寡聚物的副產物的形成可控制在適當範圍內,且組成物之色彩亦可控制在適當範圍內。此允許組成物滿足方程式1。
在根據各方法完成與光氣反應後,可視情況進一步進行移除步驟,諸如用於未反應之光氣及氯化氫氣體的氮氣起泡及經由蒸餾的溶劑移除製程,且此等步驟可根據習知方法進行。
隨後,該方法包括向反應混合物中添加酚及對甲苯磺醯基異氰酸酯之步驟。當添加以上組分之添加劑時,在光氣化反應混合物中含有之組分中,可容易地控制寡聚物之含量範圍,且同時可調整組成物之色度。由此,可能製備滿足上文所描述之方程式1之參數的異氰酸酯組成物。
以基於異氰酸酯之混合物之總重量計,酚可以50至1,500 ppm,較佳地100至1,000 ppm之量添加。由於酚以上述範圍添加,故可能將混合物中之寡聚物的含量及組成物之黑曾色值控制在適當範圍內,藉此改良產品之透明度及色彩特性同時保持製程之效率。
對甲苯磺醯基異氰酸酯係與上文所描述之獲得基於異氰酸酯之混合物的步驟中合成之異氰酸酯化合物不同的化合物。在此,以基於異氰酸酯之混合物之總重量計,對甲苯磺醯基異氰酸酯以10至3,000 ppm,較佳地50至2,000 ppm之量添加。藉由在以上範圍內添加對甲苯磺醯基異氰酸酯,可能將混合物中之寡聚物的含量及組成物之黑曾色值控制在適當範圍內,藉此改良產品之透明度及色彩特性同時保持製程之效率。
添加酚及對甲苯磺醯基異氰酸酯之步驟可在氮氣填充下進行。
<聚異氰酸酯組成物>
根據本發明之另一具體實例,提供一種聚異氰酸酯組成物,其包含藉由上文所提及之異氰酸酯組成物與多價硫醇之間的聚合反應形成之聚異氰酸酯。
多價硫醇可以係在一個分子中含有兩個或以上硫醇基(-SH)之化合物,具體地,在分子中具有兩個或以上、或三個或以上、及八個或以下、或五個或以下硫醇基之化合物。
多價硫醇化合物可以係選自由以下組成之群的至少一者:1,9-二巰基-3,7-二硫雜壬烷、1,13-二巰基-3,7,11-三硫雜十三烷、乙二醇二(3-巰基丙酸酯)、1,4-二噻𠮿-2,5-二基二甲硫醇、4-巰基甲基-1,8-二巰基-3,6-二硫雜辛烷、2-巰基甲基-1,5-二巰基-3-硫雜戊烷、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、4,8-二(巰基甲基)-1,11-二巰基-3,6,9-三硫雜十一烷、5,9-二(巰基乙基)-1,12-二巰基-3,7,10-三硫雜十二烷、新戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、新戊四醇四(巰基乙酸酯)、3,6,9,12-四硫雜十四烷-1,14-二硫醇及3,6,10,13-三硫雜十五烷-1,8,15-三硫醇。
聚合反應藉由異氰酸酯組成物中之異氰酸酯化合物與多價硫醇中之硫醇基之間的硫代胺甲酸酯化反應進行。
具體地,可以使得多價硫醇中的硫醇基與異氰酸酯化合物之1莫耳異氰酸酯基的莫耳比係0.8或以上、或0.9或以上及1.1或以下或1.0的量添加多價硫醇。若硫醇基與異氰酸酯基之莫耳比小於0.8,在以上莫耳比範圍之外,則所產生之聚合物的黏度由於異氰酸酯基過量而降低,藉此降低可加工性。此外,當硫醇基與異氰酸酯基之莫耳比超過1.1時,防止褪色之效應由於硫醇基過量而會降低。
聚合反應可在正常壓力條件及諸如氮氣或氬氣之惰性氣體氛圍下進行。
較佳在-15℃或以上,或0℃或以上,及20℃或以下,或15℃或以下之溫度範圍內進行聚合反應,因為反應速率可以容易地控制,無需擔心褪色之出現,且反應效率亦能提高。
聚合反應可在不存在催化劑之情況下進行,且可在通常促進胺甲酸酯化反應之催化劑,諸如基於錫或基於胺之催化劑存在下進行。當反應在催化劑存在下進行時,可在將多價硫醇添加至基於異氰酸酯之混合物的步驟中一起添加催化劑。
可藉由量測聚合反應物中之異氰酸酯基的濃度或藉由使用微分滴定裝置的正二丁胺方法量測折射率來預測聚合反應的進展程度。在本發明中,反應可進行直至聚合產物中異氰酸酯基之濃度達到在與多價硫醇反應之後剩餘的異氰酸酯基之計算值。
由於如上文所描述之聚合反應,產生聚異氰酸酯,具體地聚硫胺甲酸酯。
必要時,聚異氰酸酯組成物可進一步包括添加劑,諸如內部脫模劑、紫外線吸收劑、聚合起始劑、熱穩定劑、色彩校正劑、增鏈劑、交聯劑、光穩定劑、填充劑、光敏劑及其類似物。可在不損害組成物之褪色及褪色抑制性質的範圍內適當地確定含量。
上文所描述的聚異氰酸酯組成物由於其極好的物理性質可用於廣泛範圍的領域中,且亦可用作需要極好的外觀性質、尤其透明度的光學材料,諸如眼鏡片、相機透鏡、塑膠透鏡、稜鏡等。
根據本發明之又一具體實例,提供一種包含聚合物組成物或使用該聚合物組成物製得之製品。
此時,製品可以係光學製品,諸如眼鏡片、相機透鏡、塑膠透鏡或稜鏡。
在下文中,將參考具體實施例更詳細地描述本發明的活動及效應。然而,僅出於說明之目的而呈現此等實施例,且由此並不限定本發明之範圍。
[ 實施例及比較實施例 ] 實施例 1-1
將471 g之1,2-二氯苯、32.5 g之純度為99.4%的m-XDA以及0.24 g之4-羥基TEMPO饋入燒瓶中,且在室溫(23℃±5℃)下以20 g/hr的速率注入無水鹽酸及攪拌。在注入無水鹽酸時溫度上升至50℃。在注入4小時之後,使所形成之鹽冷卻至室溫,且將43 g之光氣饋入反應器中,且加熱以使得反應器溫度達到130℃。自光氣饋入時至反應完成時,使用乾冰-丙酮冷卻器以防止光氣流出。在反應器溫度達到130℃之後,將反應器溫度保持在125℃至135℃持續2小時以使得反應溶液變得澄清。在溶液變得澄清之後,將反應器之內部冷卻至80℃,且在吹掃氮氣的同時冷卻。經由真空蒸餾自其中已移除光氣之反應溶液移除溶劑,且在160℃之高溫下在減壓下純化產物以獲得含有m-XDI的基於異氰酸酯之混合物。
在氮氣填充條件下,將100 ppm之酚及50 ppm之對甲苯磺醯基異氰酸酯添加至混合物中以製備異氰酸酯組成物。在製備之後,將其在5℃下儲存180天。
實施例 1-2
以與實施例1-1中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了酚之含量改為了500 ppm。
實施例 1-3
以與實施例1-1中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了酚之含量改為了1,000 ppm。
實施例 1-4
以與實施例1-1中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了對甲苯磺醯基異氰酸酯之含量改為了1,000 ppm。
實施例 1-5
以與實施例1-1中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了對甲苯磺醯基異氰酸酯之含量改為了2,000 ppm。
實施例 1-6
以與實施例1-2中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了對甲苯磺醯基異氰酸酯之含量改為了1,000 ppm。
實施例 1-7
以與實施例1-2中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了對甲苯磺醯基異氰酸酯之含量改為了2,000 ppm。
實施例 1-8
以與實施例1-3中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了對甲苯磺醯基異氰酸酯之含量改為了1,000 ppm。
實施例 1-9
以與實施例1-3中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了對甲苯磺醯基異氰酸酯之含量改為了2,000 ppm。
比較實施例 1-1
以與實施例1-1中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了沒有添加酚及對甲苯磺醯基異氰酸酯。
比較實施例 1-2
以與實施例1-1中相同之方式製備及儲存異氰酸酯組成物,除了沒有添加對甲苯磺醯基異氰酸酯。
[ 實驗實施例 1 : 異氰酸酯組成物之分析 ] (1) 黑曾色值 ( APHA ) 之量測
對於實施例及比較實施例中製備之異氰酸酯組成物,根據ASTM D1003量測了黑曾色值(APHA),且結果展示於下表1中。
具體地,藉由在室溫條件下對組成物進行色差分析的方法,使用Ultrascane設備(HunterLab)的氙氣燈光源量測了黑曾色值。
(2) 凝膠滲透層析法( GPC )分析
對實施例及比較實施例中製備之異氰酸酯組成物進行了凝膠滲透層析法(GPC)分析,且藉此導出之寡聚物含量展示於下表1中。
<GPC分析條件>
所使用裝置:Waters 2988
管柱:Shodex KF-801,KF-802,KF-803 300 mm
樣品濃度:藉由將0.1 mg之1 wt/vol%樣品溶解於9.9 ml之四氫呋喃中製備
載體:THF
偵測方法:UV
流率:1.0 ml/min
管柱溫度:40℃
當準備校準曲線時,使用具有1000至20,000 g/mol之分子量的聚苯乙烯。
(3) 方程式 1 之值的導出
針對實施例及比較實施例中製備之異氰酸酯組成物計算以下方程式1之值,且結果展示於下表1中。
[方程式1]
0 < A/50 + B/3 < 1
其中,
A係根據ASTM D1003量測之黑曾色值(APHA),且
B係相對於基於異氰酸酯之混合物之總重量的寡聚物含量之數值。
[表1]
[ 實施例 2 及比較實施例 2 ] 實施例 2-1 :光學透鏡之生產
類別 | APHA | 寡聚物含量 | 方程式1 |
實施例1-1第0天 | 0 | 0.06 | 0.02 |
實施例1-1 | 23 | 1.06 | 0.81 |
實施例1-2 | 8 | 1.59 | 0.69 |
實施例1-3 | 12 | 1.51 | 0.74 |
實施例1-4 | 32 | 0.8 | 0.91 |
實施例1-5 | 45 | 0.27 | 0.99 |
實施例1-6 | 13 | 0.9 | 0.56 |
實施例1-7 | 36 | 0.32 | 0.83 |
實施例1-8 | 9 | 1.3 | 0.61 |
實施例1-9 | 16 | 0.43 | 0.46 |
比較實施例1-1 | 54 | 0.31 | 1.18 |
比較實施例1-2 | 32 | 2.04 | 1.32 |
將20.8 g在實施例1-1中製備的異氰酸酯組成物、0.04 g之Zelec UN(由斯泰潘公司(Stepan Company)製造)及0.04 g之Biosorb 583(由堺化學工業株式會社(Sakai Chemical Industry Co., Ltd)製造)於燒瓶中在室溫下攪拌約20分鐘。隨後,另外添加0.002 g之氯化二丁基錫,且攪拌10分鐘。將19.2 g之2,3-雙(2-氫硫基乙基氫硫基)丙烷-1-硫醇添加至所得混合物中,在5 mbar下消泡且攪拌1小時以製備混合溶液。
通過1 μm PTFE過濾器過濾此混合溶液且隨後將其注射至由玻璃模具及膠帶構成之模具中。將模具放入烘箱中,使烘箱之溫度自10℃逐漸升高至120℃,且使聚合反應進行約20小時。在聚合完成之後,自烘箱取出模具且脫模以獲得塑膠透鏡。在120℃下使所獲得之塑膠透鏡退火6小時以產生最終光學透鏡樣品。
實施例 2-2 至 2-9 及比較實施例 2-1 至 2-2
以與實施例2-1中相同的方式生產光學透鏡,除了使用實施例1-2至1-9及比較實施例1-1及1-2之異氰酸酯組成物代替實施例1-1之異氰酸酯組成物。
[ 實驗實施例 2 :光學透鏡評估 ] (1) 色彩評估
用肉眼評估了實施例及比較實施例中所生產之光學透鏡的色彩,且結果展示於下表2中。
(2) 透明度評估
對於實施例及比較實施例中生產的光學透鏡,在各種光源條件下根據以下評估標準用肉眼評估了白濁度的出現程度,且結果展示於下表2中。
<評估標準>
透明(Clear;C):在螢光燈及鋯燈下透明
略微燈照混濁(Slightly lamp Haze;S.H):在螢光燈下透明,但在鋯燈下觀測到部分濁度
燈照混濁(Lamp Haze;L.H):在螢光燈下透明,但在鋯燈下觀測到濁度
視覺混濁(Visual Haze;V.H):在螢光燈及鋯燈下均觀測到濁度
[表2]
類別 | 方程式1 | 色彩 | 透明度 |
實施例2-1第0天 | 0.02 | 無色 | C |
實施例2-1 | 0.81 | 無色 | C |
實施例2-2 | 0.69 | 無色 | C |
實施例2-3 | 0.74 | 無色 | C |
實施例2-4 | 0.91 | 無色 | C |
實施例2-5 | 0.99 | 無色 | C |
實施例2-6 | 0.56 | 無色 | C |
實施例2-7 | 0.83 | 無色 | C |
實施例2-8 | 0.61 | 無色 | C |
實施例2-9 | 0.46 | 無色 | C |
比較實施例2-1 | 1.18 | 艾色 | C |
比較實施例2-2 | 1.32 | 無色 | L.H |
如表2中所示,可確證,與比較實施例相比,使用滿足由本發明定義之方程式1之參數的組成物生產之光學透鏡在色度及透明度方面均係極好的。
無
無
Claims (11)
- 一種異氰酸酯組成物,其包含含有至少一種選自由以下組成之群之化合物的基於異氰酸酯之混合物:異氰酸酯化合物的單體、二聚體、三聚體及具有4至200個重複單元之寡聚物;酚;及對甲苯磺醯基異氰酸酯,以該基於異氰酸酯之混合物之總重量計,該酚之含量為50至1,500ppm,且以該基於異氰酸酯之混合物之總重量計,該對甲苯磺醯基異氰酸酯之含量為10至3,000ppm,且滿足以下方程式1:[方程式1]0<A/50+B/3<1其中,A係根據ASTM D1003量測之黑曾色值(Hazen color value,APHA),且B係相對於該基於異氰酸酯之混合物之總重量的寡聚物含量之數值。
- 如請求項1之異氰酸酯組成物,其中:該A係0或以上且小於50,且該B係大於0且小於1.6。
- 如請求項1之異氰酸酯組成物,其中:該對甲苯磺醯基異氰酸酯不同於異氰酸酯化合物。
- 如請求項1之異氰酸酯組成物,其中:以該基於異氰酸酯之混合物之總重量計,該寡聚物之含量小於1.6重量%。
- 如請求項1之異氰酸酯組成物,其中:該異氰酸酯化合物係選自由以下組成之群的至少一者:1,4-四亞甲基二異氰酸酯、1,5-五亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、1,3-伸環己基二異氰酸酯、1,4-伸環己基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、降莰烯二異氰酸酯、亞 甲基二苯基二異氰酸酯、亞甲基二環己基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、間二甲苯二異氰酸酯、對二甲苯二異氰酸酯及鄰二甲苯二異氰酸酯。
- 一種用於製備異氰酸酯組成物之方法,該方法包含以下步驟:使胺化合物與光氣在溶劑中反應以獲得基於異氰酸酯之混合物;及向該混合物中添加酚及對甲苯磺醯基異氰酸酯,其中該混合物包括至少一種選自由以下組成之群的化合物:異氰酸酯化合物的單體、二聚體、三聚體及具有4至200個重複單元之寡聚物,以該基於異氰酸酯之混合物之總重量計,該酚之含量為50至1,500ppm,且以該基於異氰酸酯之混合物之總重量計,該對甲苯磺醯基異氰酸酯之含量為10至3,000ppm,且其中該異氰酸酯組成物滿足以下方程式1:[方程式1]0<A/50+B/3<1其中,A係根據ASTM D1003量測之黑曾色值(APHA),且B係相對於該基於異氰酸酯之混合物之總重量的寡聚物含量之數值。
- 如請求項6之用於製備異氰酸酯組成物之方法,其中:該A係0或以上且小於50,且該B係大於0且小於1.6。
- 如請求項6之用於製備異氰酸酯組成物之方法,其中:該對甲苯磺醯基異氰酸酯不同於異氰酸酯化合物。
- 如請求項6之用於製備異氰酸酯組成物之方法,其中:以該基於異氰酸酯之混合物之總重量計,該寡聚物之含量小於1.6重量%。
- 一種聚異氰酸酯組成物,其包含藉由如請求項1中所述之異氰 酸酯組成物與多價硫醇之間的聚合反應形成之聚異氰酸酯。
- 一種光學製品,其包含如請求項10中所述之聚異氰酸酯組成物。
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---|---|---|---|
KR1020210169322A KR20230081352A (ko) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 이소시아네이트 조성물 및 이의 제조방법 |
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TW202330464A TW202330464A (zh) | 2023-08-01 |
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Family
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3330849A (en) | 1964-05-05 | 1967-07-11 | Upjohn Co | Stabilization of organic isocyanates |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3330849A (en) | 1964-05-05 | 1967-07-11 | Upjohn Co | Stabilization of organic isocyanates |
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