專利名稱：制備黃度指數(shù)改進(jìn)了的熱塑性聚氨酯的方法和由其制造的光學(xué)制品的制作方法
制備黃度指數(shù)改進(jìn)了的熱塑性聚氨酯的方法和由其制造的光學(xué)制品
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及將組合物轉(zhuǎn)化成熱塑性聚氨酯的方法，所述組合物包括聚氨酯樹脂。本發(fā)明尤其涉及通過成型由這一方法獲得的熱塑性聚氨酯而獲得的制品。這些制品用作眼用透鏡，例如太陽鏡、眼鏡片、安全玻璃(safety glasses)、眼罩和護(hù)目鏡。生產(chǎn)眼用透鏡所使用的材料必須光學(xué)透明。另外，最終的產(chǎn)品必須滿足關(guān)于產(chǎn)品顏色的技術(shù)規(guī)格。特別地，在產(chǎn)品的壽命期間，顏色必須保持穩(wěn)定。在熱塑性聚氨酯當(dāng)中，一些材料因高的起始黃度指數(shù)(YI)和/或由于因暴露于UV輻射線(來自太陽光)下時不穩(wěn)定使得YI增加導(dǎo)致不適合于在眼鏡應(yīng)用中使用。由Dow Chemical Company首先引入并制造了硬質(zhì)熱塑性聚氨酯樹脂IS0PLAST。在IS0PLAST樹脂族中，由Lubrizol Advanced Materials生產(chǎn)的可商購的熱塑性聚氨酯IS0PLAST 301是由4，4'-亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDi)和三種二醇的混合物(它們是1，6_己二醇，1，4-雙(羥甲基)環(huán)己烷和聚四亞甲基二醇)衍生的注塑透明聚氨酯。由于原材料MDI為淺黃色，因此IS0PLAST 301樹脂著黃色，對于厚度3. 2mm的注塑樣品來說，基于ASTM D1925，其測量的黃度指數(shù)為6。因此，IS0PLAST 301兼有高的起始YI和作為時間的函數(shù)YI增加。盡管如此，但鑒于其高韌度及其耐化學(xué)性，這一材料IS()PLAST 301材料在眼鏡應(yīng)用中是令人感興趣的，如果它透明的話。因此需要生產(chǎn)熱塑性聚氨酯，例如IS0PLAST 301的方法，它可在眼鏡應(yīng)用中使用，從而克服已知的熱塑性聚氨酯的局限性，且沒有犧牲它的其他光學(xué)與機(jī)械性能。有利地，本發(fā)明公開了解決以上所述問題的方法。根據(jù)以下所述的本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了這些和其他優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明簡述本發(fā)明提供將組合物轉(zhuǎn)化成熱塑性聚氨酯的方法，所述組合物包括聚氨酯樹脂，所述方法包括將該組合物與一種組分混合的步驟，和將所述混合物轉(zhuǎn)化成熱塑性聚氨酯的步驟，所述方法的特征在于所述組分是1，4-二(2，6-二溴-4-甲基苯基氨基)蒽-9，10-二酮。附圖
簡述圖I是顯示相對于10個連續(xù)模塑的透鏡L1-Lltl，和黃度指數(shù)(YI)的測量曲線的圖表。這在本發(fā)明的實(shí)施例中更加充分地闡述。詳細(xì)說明本發(fā)明組合物中的聚氨酯樹脂通常要么是含熱塑性聚氨酯前體的可聚合的組合物，要么是由光不穩(wěn)定的熱塑性聚氨酯制成的粒料和/或粉末(即它不包括任何添加劑，例如著色劑或穩(wěn)定劑，以便改進(jìn)YI)。當(dāng)熱塑性聚氨酯是熱塑性芳族基聚氨酯時，所述熱塑性聚氨酯的前體通常是至少一種多元醇，至少一種擴(kuò)鏈劑和至少一種芳族異氰酸酯。
組分“1，4- 二(2，6- 二溴-4-甲基苯基氨基)蒽_9，10- 二酮”用分子式C28H18Br4N2O2表示。它可以是由Pylam銷售的商業(yè)產(chǎn)品。這一組分是著色劑CASNo. :68239-76-9。它可以以商品名 Pylakrome Blue Violet LX-10330, Solvent Violet 38和 Morplas Violet 3B 獲得。有利地，根據(jù)本發(fā)明，在熱塑性聚氨酯內(nèi)有或無添加劑的情況下，這一著色劑會中和熱塑性聚氨酯的起始黃度指數(shù)，也就是說，它會降低熱塑性樹脂的起始黃度指數(shù)，尤其當(dāng)所述樹脂為IS0PLAST族時。此外，令人驚奇地，這一著色劑在轉(zhuǎn)化成熱塑性聚氨酯的過程中熱穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明，所述組合物可進(jìn)一步包括至少一種添加劑。所述添加劑優(yōu)選選自抗氧化劑和光穩(wěn)定劑?？砂凑杖魏谓M合或順序，例如，單獨(dú)或一起將本發(fā)明的添加劑和其他組分摻入到組合物內(nèi)，或者在任何一步結(jié)合步驟和轉(zhuǎn)化步驟過程中，或者在這兩個步驟過程中摻入本 發(fā)明的添加劑和其他組分。根據(jù)尤其優(yōu)選的實(shí)施方案，組合物進(jìn)一步包括苯丙酸3(1，I-二甲基乙基)-4_羥基-5-甲基-1，I’-[1,2-亞乙基雙(氧基-2，I-亞乙基)]酯；雙(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-[[3，5_雙(1，I-二甲基乙基)-4-羥苯基]甲基]丁基丙二酸酯；以及選自下述中的至少一種組分2_(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1, I-二甲基乙基)-4-甲基苯酚和2，2’-亞甲基雙(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚)，其中優(yōu)選存在2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1, I-二甲基乙基)-4-甲基苯酚。有利地，根據(jù)本發(fā)明，這些具體的穩(wěn)定添加劑(也就是說，抗氧化劑和兩種光穩(wěn)定劑)，例如各添加劑的含量為約O. 33wt%，和1，4_ 二(2，6-二溴-4-甲基苯基氨基)蒽-9，10- 二酮的結(jié)合物將令人驚奇地中和熱塑性聚氨酯的起始黃度指數(shù)，即使在本身具有相當(dāng)高黃度指數(shù)的這些添加劑存在下。組分“苯丙酸3(1，I- 二甲基乙基)-4_羥基-5-甲基-1，1’_[1，2_亞乙基雙(氧基-2，I-亞乙基)]酯”可以是由BASF的Ciba子公司銷售的商業(yè)產(chǎn)品，Irganoxd)2450 Irganox 245是 cas No 為 36443-68-2 的受阻酚類抗氧化劑。組分“雙(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)_[ [3，5-雙(I, I-二甲基乙基)_4_羥苯基]甲基]丁基丙二酸酯”可以是由Ciba subsidiary of BASF銷售的商業(yè)產(chǎn)品，Tinuvin 144。這一組分具有CAS No63843-89-0。它是一種受阻胺光穩(wěn)定劑(或HALS)。組分“2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1，1_ 二甲基乙基)_4_甲基苯酚”可以是由BASF的Ciba子公司銷售的商業(yè)產(chǎn)品，Tinuvin 326。這一組分具有CAS No3896-11-5。它是一種紫外光吸收劑(或UVA)。組分“2，2’-亞甲基雙(6-(2H_苯并三唑-2-基)-4_1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚)”可以是由BASF的Ciba子公司銷售的商業(yè)產(chǎn)品，Tinuvin 360。這一組分具有CASNol03597-45-l。它是一種紫外光吸收劑(或UVA)。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案，1，4_ 二(2，6-二溴-4-甲基苯基氨基)蒽_9，10_ 二酮的含量在l-20ppm范圍內(nèi)，優(yōu)選5-10ppm(以重量計(jì))。著色劑的用量通常取決于至少另一添加劑，例如UV吸收劑，抗氧化劑，和/或HALS是否已經(jīng)加入到該樹脂中。優(yōu)選地，根據(jù)干混方法或者母煉膠方法進(jìn)行混合步驟，但可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他方法。優(yōu)選地，根據(jù)注塑方法或者擠塑方法，進(jìn)行轉(zhuǎn)化步驟，和更優(yōu)選根據(jù)注塑方法進(jìn)行轉(zhuǎn)化步驟，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。當(dāng)根據(jù)擠塑方法進(jìn)行轉(zhuǎn)化步驟時，轉(zhuǎn)化步驟之后通常緊跟著由熱塑性聚氨酯形成制品，優(yōu)選透鏡的步驟。通常通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的合適的成型，將透鏡轉(zhuǎn)變?yōu)檠坨R片。成型通常包括研磨(grinding)、精制和拋光。
聚氨酯樹脂優(yōu)選是可商購的產(chǎn)品?；蛘撸删驮谵D(zhuǎn)化步驟之前或之中制造。它通常為粒料和/或粉末形式。根據(jù)本發(fā)明，聚氨酯樹脂優(yōu)選是由Lubrizol Advanced Materials銷售的商
業(yè)產(chǎn)品之一，優(yōu)選IS0PLAST㊣族，例如ISOPLAST 301，ISOPLAST 2530和ISOPLAST 2531 ,和聚氨酯樹脂更優(yōu)選是ISOPLAST 301。本發(fā)明還涉及通過這一方法獲得的熱塑性聚氨酯。所述熱塑性聚氨酯“光穩(wěn)定”。本發(fā)明還涉及通過成型根據(jù)本發(fā)明方法獲得的熱塑性聚氨酯步驟形成的任何制品，優(yōu)選眼鏡片。這一制品通常單獨(dú)使用或者用作產(chǎn)品或裝置的一部分，其中光穿過制品，和通過眼睛或者通過檢測光的質(zhì)量或其他性能的裝置，檢測穿過制品的光。更優(yōu)選，制品用作眼用透鏡，例如用于太陽鏡，眼鏡片、安全玻璃、眼罩和護(hù)目鏡。本發(fā)明意義上的制品應(yīng)當(dāng)理解為是指未涂布的制品。該制品可尤其是具有光學(xué)制品形狀的光學(xué)透明的材料。所述制品可進(jìn)一步包括在制品表面的至少一部分上的涂層。有利地，用在眼科光學(xué)領(lǐng)域中常規(guī)地使用的涂層，例如耐磨涂層，抗滑涂層或抗反射涂層，涂布所述制品。本發(fā)明因此還涉及進(jìn)一步包括在制品表面的至少一部分上的涂層的所述制品。根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案，在200小時內(nèi)，在太陽光測試中，制品的黃度指數(shù)增加不大于4. 0，優(yōu)選不大于2. 5。因此，使用本發(fā)明的著色劑令人驚奇地中和熱塑性聚氨酯的起始黃度指數(shù)，同時在200小時的太陽光測試中保持熱塑性聚氨酯的穩(wěn)定性，就如同該熱塑性聚氨酯沒有包括所述著色劑一樣。太陽光試驗(yàn)是此處所述的一個試驗(yàn)。這一試驗(yàn)牽涉將厚度為2. Omm的平光護(hù)目試樣暴露于氙燈^0+/-6Klux，通過合適地調(diào)節(jié)設(shè)備的輻照度，以WcnT2為單位測量)下200小時。就在太陽光試驗(yàn)之前，在這一樣品上進(jìn)行硬涂布(聚硅氧烷基耐磨涂層)。提供從295到780nm的全天光光譜的濾色器(涂布的石英玻璃/特殊UV玻璃/反射鏡UV/光)。根據(jù)ASTM D1925，測量黃度指數(shù)。 根據(jù)本發(fā)明，在高溫模塑工藝過程中，著色劑具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，這可通過考慮附圖容易地理解圖I是相對于10個連續(xù)模塑的透鏡L1-Lltl，顯示黃度指數(shù)(YI)測量曲線的圖表。在下述實(shí)施例中闡述圖I。通過下述非限定性實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，這些實(shí)施例僅僅以闡述目的給出。實(shí)施例在所有實(shí)施例中，聚氨酯樹脂是由Lubrizol Advanced Materials公司提供的可商購的組分ISOPLAST 301，和1，4-二 (2，6-二溴-4-甲基苯基氨基)蒽-9， ο-二酮被稱為〃1，4"著色劑。實(shí)施例I在KKTC下干燥ISOPLAST 301樹脂(粒料形式)4小時，以便含濕量低于IOOppm0沒有著色劑或者就在干燥之后，將預(yù)定量的本發(fā)明的〃1，4〃著色劑(2.5ppm)加入到溫?zé)岬腎SOPLAST 301樹脂中。然后通過干混混合(結(jié)合)該樹脂粒料。使用具有2腔模具的110噸的Cincinnati Roboshot模塑機(jī),將如此獲得的兩種不同的混合物(一種不具有著色劑，而另一種含有1，4著色劑)獨(dú)立地注塑成厚度2_的 6個基礎(chǔ)平光護(hù)目透鏡(6-base piano lenses)。關(guān)鍵的模塑工藝參數(shù)如下所述熔體溫度480。F(248，9°C)模具溫度230°F(thermolater 設(shè)定溫度)(110，(TC )注塑速度I.2ips (英寸 / 秒)(30. 48mm/s)- 一步注射量I.75 英寸(44. 45mm)保持壓力:6，OOOpsi(41. 37MPa) -5s; 4，OOOpsi (27. 59MPa) -3s; 2，OOOpsi (13. 79MPa) -2s; I, OOOpsi (6. 89MPa) -2s冷卻時間80s嵌件76mm 6_基礎(chǔ)鋼嵌件。然后生產(chǎn)并輸送中心厚度為2mm的兩個平光護(hù)目透鏡，使用Lambda 900，測量黃度指數(shù)和光透射系數(shù)。表I中示出了模塑透鏡的黃度指數(shù)和光透射系數(shù)結(jié)果?？闯觥?1，4"著色劑得到約I的低黃度指數(shù)，同時維持88. 02%的高的光透射系數(shù)。表I :實(shí)施例I的黃度指數(shù)和光透射系數(shù)
權(quán)利要求
1.將組合物轉(zhuǎn)化成熱塑性聚氨酯的方法，所述組合物包括聚氨酯樹脂， 所述方法包括將該組合物與組分混合的步驟，和將所述混合物轉(zhuǎn)化成熱塑性聚氨酯的步驟，所述方法的特征在于所述組分是1，4- 二(2，6- 二溴-4-甲基苯基氨基)蒽-9，10- 二酮。
2.權(quán)利要求I的方法，其中所述組合物進(jìn)一步包括至少一種添加劑。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述添加劑選自抗氧化劑和光穩(wěn)定劑。
4.權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)的方法，其中該組合物進(jìn)一步包括苯丙酸3(1，I-二甲基乙基)-4-羥基-5-甲基-1，I’-[1，2-亞乙基雙(氧基-2，I-亞乙基)]酯；雙(1,2, 2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-[[3，5_雙(1，I-二甲基乙基)-4-羥苯基]甲基]丁基丙二酸酯；以及 選自下述中的至少一種組分2_ (5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1, I-二甲基乙基)-4-甲基苯酚和2，2’ -亞甲基雙(6- (2H-苯并三唑-2-基)-4-1，I, 3，3-四甲基丁基)苯酚)。
5.權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)的方法，其中1，4_二(2，6-二溴-4-甲基苯基氨基)蒽-9，10-二酮的含量在l-20ppm,優(yōu)選5-10ppm(以重量計(jì))的范圍內(nèi)。
6.權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)干混法或者母煉膠法進(jìn)行混合步驟。
7.權(quán)利要求1-6任何一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)注塑法或者擠塑法進(jìn)行轉(zhuǎn)化步驟，優(yōu)選根據(jù)注塑法進(jìn)行轉(zhuǎn)化步驟。
8.權(quán)利要求1-7任何一項(xiàng)的方法，其中聚氨酯樹脂是由LubrizolAdvancedMaterials 銷售的商業(yè)產(chǎn)品 IS0PLAST⑧ 301，ISOPLAST 25 30 和IS0PLAST 2 5 31的至少之一，聚氨酯樹脂優(yōu)選是IS0PLAST 3 01。
9.通過權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)的方法獲得的熱塑性聚氨酯。
10.通過成型權(quán)利要求9的熱塑性聚氨酯的步驟形成的眼鏡片。
11.權(quán)利要求10的制品，其中其黃度指數(shù)在200小時的太陽光試驗(yàn)中增加不超過4.O,優(yōu)選不超過2. 5。
12.權(quán)利要求10和11任何一項(xiàng)的制品，其中所述制品進(jìn)一步包括在制品表面的至少一部分上的涂層。
全文摘要
將組合物轉(zhuǎn)化成熱塑性聚氨酯的方法，所述組合物包括聚氨酯樹脂，所述方法包括混合該組合物與組分的步驟，和將所述混合物轉(zhuǎn)化成熱塑性聚氨酯的步驟，其特征在于所述組分是1,4-二(2,6-二溴-4-甲基苯基氨基)蒽-9,10-二酮。根據(jù)這一方法獲得的制品。
文檔編號C08K5/03GK102858863SQ201080066248
公開日2013年1月2日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者邱浩文, Z·茍 申請人:埃西勒國際通用光學(xué)公司