本發(fā)明涉及光學(xué)樹脂技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種聚氨酯光學(xué)樹脂材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)樹脂是一種有機(jī)材料，內(nèi)部為高分子鏈狀結(jié)構(gòu)聯(lián)接而呈的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子間結(jié)構(gòu)相對(duì)松弛，分子鏈間有可產(chǎn)生相對(duì)位移的空間，光線可透過率為84％-90％，透光性好，同時(shí)光學(xué)樹脂的抗沖擊力強(qiáng)。光學(xué)樹脂具有廣泛的應(yīng)用，尤其是作為光學(xué)樹脂鏡片，相比傳統(tǒng)的玻璃鏡片，其具有質(zhì)輕、抗沖擊性好、易于加工成型等明顯優(yōu)異性，因此，對(duì)光學(xué)樹脂的研究具有廣闊的應(yīng)用前景。
聚氨酯光學(xué)樹脂材料是由異氰酸酯與多元硫醇聚合而成的光學(xué)樹脂材料，具有透光率高、折光率高等特點(diǎn)，其制成的鏡片更薄、更輕盈；打破了折射率高而阿貝數(shù)低的常規(guī)，使其成像更清晰；并且，多元硫醇與異氰酸酯的完美結(jié)合使其在力學(xué)性能上擁有更高的抗沖擊強(qiáng)度。
然而，原材料的差異會(huì)導(dǎo)致聚氨酯光學(xué)樹脂材料的性能降低，由于國內(nèi)熱固性樹脂起步太晚，尤其以聚氨酯樹脂為代表：國內(nèi)技術(shù)研發(fā)投入極少，且以小型生產(chǎn)企業(yè)為主；而國外企業(yè)又對(duì)聚氨酯光學(xué)樹脂材料的生產(chǎn)原料進(jìn)行壟斷，國內(nèi)企業(yè)無法獲得高性能的異氰酸酯與多元硫醇，只能通過目前市場(chǎng)上擁有的通用原料生產(chǎn)相對(duì)品質(zhì)較低的樹脂鏡片。同時(shí)，聚氨酯光學(xué)樹脂材料在制備鏡片過程中，普遍存在聚氨酯預(yù)聚體澆注到具有固定度數(shù)的模具中固化完成后，鏡片的棱鏡度等偏差過大的問題，這是由于樹脂折射率與模具不匹配造成。而針對(duì)這種問題，廠家往往選擇調(diào)整樹脂折射率，而非更換模具，并且一般是通過調(diào)整單組分原料配比來調(diào)整樹脂折射率。
但是，直接調(diào)整單組分原料配比的技術(shù)方案往往造成樹脂鏡片各項(xiàng)性能產(chǎn)生不同程度的變化，進(jìn)而產(chǎn)生更多的問題，尤其以沖擊韌性與玻璃化溫度降低最明顯。具體來說：聚氨酯型光學(xué)樹脂材料在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對(duì)耐熱性的要求通常為軟化溫度高于80℃，如果軟化溫度較低，二次固化及加硬鍍膜工段鏡片在高溫條件下容易變形，因而軟化溫度越高，基片成品率越大；而對(duì)于軟化溫度高于110℃的具有高耐熱性要求的鏡片材料，其材質(zhì)則呈現(xiàn)出脆性升高的問題：一次固化后開模工序常常出現(xiàn)崩邊、拉模的現(xiàn)象，而二次固化前磨邊工序也常常出現(xiàn)不易加工成型的問題，同時(shí)，在制成鏡片的過程中不適合切割、磨邊，難以加工，大大降低了成品率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種聚氨酯光學(xué)樹脂材料及其制備方法，本發(fā)明提供的聚氨酯光學(xué)樹脂材料同時(shí)具有較高的折射率和耐熱性，并且成品率高。
本發(fā)明提供了一種聚氨酯光學(xué)樹脂材料，由包括以下組分的原料制備而成：
異氰酸酯39重量份～125重量份；
多元硫醇40重量份～100重量份；
紫外吸收劑0.05重量份～1重量份；
磷酸酯脫模劑0.05重量份～1重量份；
有機(jī)錫催化劑0.1重量份～1重量份；
柔性劑0.01重量份～1重量份；
抗氧劑0.01重量份～1重量份；
所述柔性劑具有式(i)所示結(jié)構(gòu)：
式(i)中，15≤n≤30，30≤m≤60，r獨(dú)立的選自氫、c1-12直鏈烷基、c3-12支鏈烷基或c3-12環(huán)烷基。
優(yōu)選的，所述異氰酸酯選自降冰片烷二異氰酸酯、4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯和間苯二甲基二異氰酸酯中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述多元硫醇選自2,3-二(2-巰基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇、季戊四醇四(3-巰基丙酸)酯、4-巰基甲基-1,8-二巰基3,6-二硫代辛烷、2,2-二(巰基甲基)-1,3-丙烷二硫醇、二(2-巰基乙基)硫化物、四(巰基甲基)甲烷、2-(2-巰基乙基硫代)丙烷-1,3-二硫醇、2-(2,3-二(2-巰基乙基硫代)丙基硫代)乙烷硫醇、二(2,3-二巰基丙醇)硫化物、二(2,3-二巰基丙醇)二硫化物、1,2-二(2-巰基乙基硫代)-3-巰基丙烷、1,2-二(2-(2-巰基乙基硫代)-3-巰基丙基硫代)乙烷和二(2-(2-巰基乙基硫代)-3-巰基丙基)硫化物中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述有機(jī)錫催化劑選自二月桂酸二丁基錫、二氯化二丁基錫、辛酸亞錫、三氯化甲基錫和氯化三甲基錫中的一種或多種。
優(yōu)選的，還包括：
藍(lán)色劑和紅色劑；所述藍(lán)色劑的濃度為3ppm～3.5ppm；所述紅色劑的濃度為1ppm～2ppm。
本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述的聚氨酯光學(xué)樹脂材料的制備方法，包括以下步驟：
a)將異氰酸酯、多元硫醇、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑和抗氧劑進(jìn)行混合，得到反應(yīng)混合物；所述柔性劑具有式(i)所示結(jié)構(gòu)：
式(i)中，15≤n≤30，30≤m≤60，r獨(dú)立的選自氫、c1-12直鏈烷基、c3-12支鏈烷基或c3-12環(huán)烷基；
b)將步驟a)得到的反應(yīng)混合物經(jīng)過濾膜注入模具，進(jìn)行第一次固化，脫模后再進(jìn)行第二次固化，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料。
優(yōu)選的，步驟a)中所述混合的過程具體為：
a1)將異氰酸酯、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑和抗氧劑進(jìn)行第一次混合，得到異氰酸酯預(yù)聚物；
a2)將步驟a1)得到的異氰酸酯預(yù)聚物與多元硫醇進(jìn)行第二次混合，得到反應(yīng)混合物；
所述第二次混合的溫度為10℃～25℃，時(shí)間為30min～60min。
優(yōu)選的，步驟b)中所述第一次固化的升溫程序：初始溫度為25℃～35℃，6.5h～7.5h升溫至75℃～85℃，保溫2.5h～3.5h，再依次經(jīng)1.5h～2.5h升溫至85℃～95℃、2.5h～3.5h升溫至95℃～105℃、2.5h～3.5h升溫至115℃～125℃，保溫1.5h～2.5h，最后1.5h～2.5h降溫至65℃～75℃。
優(yōu)選的，步驟b)中所述第二次固化的溫度為110℃～130℃，時(shí)間為3h～5h。
優(yōu)選的，步驟a)中將異氰酸酯、多元硫醇、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑和抗氧劑進(jìn)行混合的過程，還包括：
加入藍(lán)色劑和紅色劑進(jìn)行混合；所述藍(lán)色劑的濃度為3ppm～3.5ppm；所述紅色劑的濃度為1ppm～2ppm。
本發(fā)明提供了一種聚氨酯光學(xué)樹脂材料，由包括以下組分的原料制備而成：異氰酸酯39重量份～125重量份；多元硫醇40重量份～100重量份；紫外吸收劑0.05重量份～1重量份；磷酸酯脫模劑0.05重量份～1重量份；有機(jī)錫催化劑0.1重量份～1重量份；柔性劑0.01重量份～1重量份；抗氧劑0.01重量份～1重量份；所述柔性劑具有式(i)所示結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的聚氨酯光學(xué)樹脂材料通過選擇特定結(jié)構(gòu)的柔性劑，并配合特定含量的各組分，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同作用，制備得到的聚氨酯光學(xué)樹脂材料同時(shí)具有較高的折射率和耐熱性，并且一次固化后開模工序及二次固化前磨邊工序的成品率高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的聚氨酯光學(xué)樹脂材料的折射率為1.5990～1.6310，玻璃化溫度為115℃～145℃，一次固化后開模工序的成品率為97％～100％，二次固化前磨邊工序的成品率為98％～100％。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1～6所用的柔性劑的紅外圖譜。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明提供了一種聚氨酯光學(xué)樹脂材料，由包括以下組分的原料制備而成：
異氰酸酯39重量份～125重量份；
多元硫醇40重量份～100重量份；
紫外吸收劑0.05重量份～1重量份；
磷酸酯脫模劑0.05重量份～1重量份；
有機(jī)錫催化劑0.1重量份～1重量份；
柔性劑0.01重量份～1重量份；
抗氧劑0.01重量份～1重量份；
所述柔性劑具有式(i)所示結(jié)構(gòu)：
式(i)中，15≤n≤30，30≤m≤60，r獨(dú)立的選自氫、c1-12直鏈烷基、c3-12支鏈烷基或c3-12環(huán)烷基。
在本發(fā)明中，所述聚氨酯光學(xué)樹脂材料采用固化工藝制備而成。在本發(fā)明中，所述異氰酸酯為制備樹脂鏡片的主要原料；所述異氰酸酯優(yōu)選選自降冰片烷二異氰酸酯(簡(jiǎn)稱nbdi)、4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(簡(jiǎn)稱hmdi)、異佛爾酮二異氰酸酯(簡(jiǎn)稱ipdi)、甲苯二異氰酸酯(簡(jiǎn)稱tdi)、六亞甲基二異氰酸酯(簡(jiǎn)稱hdi)和間苯二甲基二異氰酸酯(簡(jiǎn)稱xdi)中的一種或多種，更優(yōu)選為降冰片烷二異氰酸酯、4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯中的一種或多種。本發(fā)明對(duì)所述異氰酸酯的來源沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述降冰片烷二異氰酸酯、4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯和間苯二甲基二異氰酸酯的市售商品即可。在本發(fā)明中，所述聚氨酯光學(xué)樹脂材料的原料中包括異氰酸酯39重量份～125重量份，優(yōu)選為39.94重量份～53.24重量份。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述異氰酸酯為降冰片烷二異氰酸酯和4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯；所述異氰酸酯為降冰片烷二異氰酸酯和4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比優(yōu)選為1：(1～1.1)，更優(yōu)選為25.15：25.51。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述異氰酸酯為降冰片烷二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯；所述降冰片烷二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的質(zhì)量比優(yōu)選為1：(1.5～2.5)，更優(yōu)選為17.76：35.33。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯和4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯；所述異佛爾酮二異氰酸酯和4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比優(yōu)選為1：(0.2～0.5)，更優(yōu)選為39.93：13.31。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述異氰酸酯為降冰片烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯；所述降冰片烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯的質(zhì)量比優(yōu)選為1：(0.9～1.1)：(0.9～1.1)，更優(yōu)選為16.84：16.84：16.84。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述異氰酸酯為降冰片烷二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯；所述降冰片烷二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯的質(zhì)量比優(yōu)選為1：(0.1～0.3)，更優(yōu)選為33.29：6.65。
在本發(fā)明中，所述多元硫醇為制備樹脂鏡片的另一主要原料；所述多元硫醇優(yōu)選選自2,3-二(2-巰基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇、季戊四醇四(3-巰基丙酸)酯、4-巰基甲基-1,8-二巰基3,6-二硫代辛烷、2,2-二(巰基甲基)-1,3-丙烷二硫醇、二(2-巰基乙基)硫化物、四(巰基甲基)甲烷、2-(2-巰基乙基硫代)丙烷-1,3-二硫醇、2-(2,3-二(2-巰基乙基硫代)丙基硫代)乙烷硫醇、二(2,3-二巰基丙醇)硫化物、二(2,3-二巰基丙醇)二硫化物、1,2-二(2-巰基乙基硫代)-3-巰基丙烷、1,2-二(2-(2-巰基乙基硫代)-3-巰基丙基硫代)乙烷和二(2-(2-巰基乙基硫代)-3-巰基丙基)硫化物中的一種或多種，更優(yōu)選為2,3-二(2-巰基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇和季戊四醇四(3-巰基丙酸)酯中的一種或兩種。本發(fā)明對(duì)所述多元硫醇的來源沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述2,3-二(2-巰基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇、季戊四醇四(3-巰基丙酸)酯、4-巰基甲基-1,8-二巰基3,6-二硫代辛烷、2,2-二(巰基甲基)-1,3-丙烷二硫醇、二(2-巰基乙基)硫化物、四(巰基甲基)甲烷、2-(2-巰基乙基硫代)丙烷-1,3-二硫醇、2-(2,3-二(2-巰基乙基硫代)丙基硫代)乙烷硫醇、二(2,3-二巰基丙醇)硫化物、二(2,3-二巰基丙醇)二硫化物、1,2-二(2-巰基乙基硫代)-3-巰基丙烷、1,2-二(2-(2-巰基乙基硫代)-3-巰基丙基硫代)乙烷和二(2-(2-巰基乙基硫代)-3-巰基丙基)硫化物的市售商品即可。在本發(fā)明中，所述聚氨酯光學(xué)樹脂材料的原料中包括多元硫醇40重量份～100重量份，優(yōu)選為46.76重量份～50.05重量份。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述多元硫醇為2,3-二(2-巰基乙基硫代)-3-丙烷-1-硫醇(簡(jiǎn)稱bes)和季戊四醇四(3-巰基丙酸)酯(簡(jiǎn)稱petmp)；所述bes和petmp的質(zhì)量比優(yōu)選為(23.38～36.84)：(10.52～23.38)。
在本發(fā)明中，所述紫外吸收劑優(yōu)選選自u(píng)v-p、uv-o、uv-9、uv-531、uvp-327、uv-324、uv-326、uv-329、uv-329、uv-541、uv-1157、納米二氧化鈦、納米氧化鋅和納米氧化鋯中的一種或多種，更優(yōu)選為uv-324。本發(fā)明對(duì)所述紫外吸收劑的來源沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述uv-p、uv-o、uv-9、uv-531、uvp-327、uv-324、uv-326、uv-329、uv-329、uv-541、uv-1157、納米二氧化鈦、納米氧化鋅和納米氧化鋯的市售商品即可。在本發(fā)明中，所述聚氨酯光學(xué)樹脂材料的原料中包括紫外吸收劑0.05重量份～1重量份，優(yōu)選為0.1重量份。
在本發(fā)明中，所述磷酸酯脫模劑用于對(duì)固化后的產(chǎn)品進(jìn)行脫模；所述磷酸酯脫模劑優(yōu)選為磷酸二丁酯。本發(fā)明對(duì)所述磷酸酯脫模劑的來源沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述磷酸二丁酯的市售商品即可。在本發(fā)明中，所述聚氨酯光學(xué)樹脂材料的原料中包括磷酸酯脫模劑0.05重量份～1重量份，優(yōu)選為0.1重量份。
在本發(fā)明中，所述有機(jī)錫催化劑用于催化橋式異氰酸酯和多元硫醇進(jìn)行聚合反應(yīng)；所述有機(jī)錫催化劑優(yōu)選選自二月桂酸二丁基錫、二氯化二丁基錫、辛酸亞錫、三氯化甲基錫和氯化三甲基錫中的一種或多種，更優(yōu)選為二月桂酸二丁基錫。本發(fā)明對(duì)所述有機(jī)錫催化劑的來源沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述二月桂酸二丁基錫、二氯化二丁基錫、辛酸亞錫、三氯化甲基錫和氯化三甲基錫的市售商品即可。在本發(fā)明中，所述聚氨酯光學(xué)樹脂材料的原料中包括有機(jī)錫催化劑0.1重量份～1重量份，優(yōu)選為0.3重量份。
在本發(fā)明中，所述柔性劑具有式(i)所示結(jié)構(gòu)：
式(i)中，15≤n≤30，30≤m≤60，r獨(dú)立的選自氫、c1-12直鏈烷基、c3-12支鏈烷基或c3-12環(huán)烷基。在本發(fā)明中，所述柔性劑的分子量不超過5000，其同時(shí)具有柔性間隔基和剛性結(jié)構(gòu)，呈液態(tài)，能夠與異氰酸酯和多元硫醇的反應(yīng)體系良好的相容，且耐熱性、化學(xué)性穩(wěn)定。
在本發(fā)明中，所述柔性劑的制備方法優(yōu)選具體為：
將具有式(ii)結(jié)構(gòu)的丙烯酸聚碳酸酯加熱溶解后，緩慢滴加到式(iii)結(jié)構(gòu)的對(duì)苯酰胺聚醚酯異氰酸酯中，控制反應(yīng)溫度為40±2℃，通過滴定體系中-nco的含量控制反應(yīng)終點(diǎn)，得到淡黃色粘稠液體即為具有式(i)結(jié)構(gòu)的柔性劑，產(chǎn)率為96％～98％；
式(ii)中，15≤n≤30；
式(iii)中，30≤m≤60，r獨(dú)立的選自氫、c1-12直鏈烷基、c3-12支鏈烷基或c3-12環(huán)烷基。
在本發(fā)明中，所述抗氧劑能夠起到抗氧化作用；所述抗氧劑優(yōu)選選自抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168、抗氧劑264、抗氧劑2264、抗氧劑1098、抗氧劑245、抗氧劑300和抗氧劑330中的一種或多種，更優(yōu)選為抗氧劑1010。本發(fā)明對(duì)所述抗氧劑的來源沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的上述抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168、抗氧劑264、抗氧劑2264、抗氧劑1098、抗氧劑245、抗氧劑300和抗氧劑330的市售商品即可。在本發(fā)明中，所述聚氨酯光學(xué)樹脂材料的原料中包括抗氧劑0.01重量份～1重量份，優(yōu)選為0.05重量份。
在本發(fā)明中，所述聚氨酯光學(xué)樹脂材料優(yōu)選還包括：藍(lán)色劑和紅色劑。本發(fā)明對(duì)所述紅色劑和藍(lán)色劑的來源沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的市售商品即可。在本發(fā)明中，所述藍(lán)色劑的濃度優(yōu)選為3ppm～3.5ppm，更優(yōu)選為3.2ppm；所述紅色劑的濃度優(yōu)選的為1ppm～2ppm，更優(yōu)選為1.5ppm。
本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述的聚氨酯光學(xué)樹脂材料的制備方法，包括以下步驟：
a)將異氰酸酯、多元硫醇、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑和抗氧劑進(jìn)行混合，得到反應(yīng)混合物；所述柔性劑具有式(i)所示結(jié)構(gòu)：
式(i)中，15≤n≤30，30≤m≤60，r獨(dú)立的選自氫、c1-12直鏈烷基、c3-12支鏈烷基或c3-12環(huán)烷基；
b)將步驟a)得到的反應(yīng)混合物經(jīng)過濾膜注入模具，進(jìn)行第一次固化，脫模后再進(jìn)行第二次固化，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料。
本發(fā)明首先將異氰酸酯、多元硫醇、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑和抗氧劑進(jìn)行混合，得到反應(yīng)混合物。在本發(fā)明中，所述異氰酸酯、多元硫醇、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑和抗氧劑與上述技術(shù)方案中所述的相同，在此不再贅述。
在本發(fā)明中，所述混合的過程優(yōu)選具體為：
a1)將異氰酸酯、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑和抗氧劑進(jìn)行第一次混合，得到異氰酸酯預(yù)聚物；
a2)將步驟a1)得到的異氰酸酯預(yù)聚物與多元硫醇進(jìn)行第二次混合，得到反應(yīng)混合物。
本發(fā)明首先將異氰酸酯、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑和抗氧劑進(jìn)行第一次混合，得到異氰酸酯預(yù)聚物。在本發(fā)明中，所述第一次混合的目的是使各原料完全溶解，優(yōu)選采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的攪拌的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述第一次混合的溫度優(yōu)選為10℃～25℃，更優(yōu)選為20℃。
得到所述異氰酸酯預(yù)聚物后，本發(fā)明將得到的異氰酸酯預(yù)聚物與多元硫醇進(jìn)行第二次混合，得到反應(yīng)混合物(即為聚氨酯預(yù)聚料液)。在本發(fā)明中，所述第二次混合的溫度優(yōu)選為10℃～25℃，更優(yōu)選為20℃；所述第二次混合的時(shí)間優(yōu)選為30min～60min，更優(yōu)選為50min。
在本發(fā)明中，將異氰酸酯、多元硫醇、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑和抗氧劑進(jìn)行混合的過程，優(yōu)選還包括：
加入藍(lán)色劑和紅色劑進(jìn)行混合。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，將異氰酸酯、多元硫醇、紫外吸收劑、磷酸酯脫模劑、有機(jī)錫催化劑、柔性劑、抗氧劑、藍(lán)色劑和紅色劑進(jìn)行混合，得到反應(yīng)混合物。在本發(fā)明中，所述藍(lán)色劑的濃度優(yōu)選為3ppm～3.5ppm，更優(yōu)選為3.2ppm；所述紅色劑的濃度優(yōu)選為1ppm～2ppm，更優(yōu)選為1.5ppm。
得到所述反應(yīng)混合物后，本發(fā)明將得到的反應(yīng)混合物經(jīng)過濾膜注入模具，進(jìn)行第一次固化，脫模后再進(jìn)行第二次固化，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料。在本發(fā)明中，將得到的反應(yīng)混合物經(jīng)過濾膜注入模具前，優(yōu)選還包括：
將得到的反應(yīng)混合物進(jìn)行真空脫氣。在本發(fā)明中，所述真空脫氣的時(shí)間優(yōu)選為20min～40min，更優(yōu)選為30min。
本發(fā)明對(duì)所述過濾膜的種類和來源沒有特殊限制，優(yōu)選采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的聚四氟乙烯過濾膜。在本發(fā)明中，所述過濾膜的孔徑優(yōu)選為1μm～5μm，更優(yōu)選為3μm。
在本發(fā)明中，所述模具優(yōu)選為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備樹脂鏡片的玻璃模具，本發(fā)明對(duì)此沒有特殊限制。在本發(fā)明中，所述第一次固化的升溫程序優(yōu)選：初始溫度為25℃～35℃，6.5h～7.5h升溫至75℃～85℃，保溫2.5h～3.5h，再依次經(jīng)1.5h～2.5h升溫至85℃～95℃、2.5h～3.5h升溫至95℃～105℃、2.5h～3.5h升溫至115℃～125℃，保溫1.5h～2.5h，最后1.5h～2.5h降溫至65℃～75℃，更優(yōu)選為：初始溫度為30℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃。本發(fā)明采用上述升溫程序進(jìn)行第一次固化，能夠保證聚合反應(yīng)在相對(duì)低溫階段的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)充分，同時(shí)在交聯(lián)階段給出足夠的溫度條件實(shí)現(xiàn)最適程度交聯(lián)。
完成所述第一次固化過程后，本發(fā)明優(yōu)選采用離型器將第一次固化后的樹脂鏡片取出(脫模)，再進(jìn)行第二次固化，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料。在本發(fā)明中，所述第二次固化的溫度優(yōu)選為110℃～130℃，更優(yōu)選120℃；所述第二次固化的時(shí)間優(yōu)選為3h～5h，更優(yōu)選為4h。
在本發(fā)明中，所述進(jìn)行第二次固化前，優(yōu)選還包括：
將脫模后的第一次固化后的鏡片依次進(jìn)行清洗磨邊。在本發(fā)明中，所述清洗磨邊的目的是得到符合尺寸要求潔凈鏡片。
本發(fā)明提供了一種聚氨酯光學(xué)樹脂材料，由包括以下組分的原料制備而成：異氰酸酯39重量份～125重量份；多元硫醇40重量份～100重量份；紫外吸收劑0.05重量份～1重量份；磷酸酯脫模劑0.05重量份～1重量份；有機(jī)錫催化劑0.1重量份～1重量份；柔性劑0.01重量份～1重量份；抗氧劑0.01重量份～1重量份；所述柔性劑具有式(i)所示結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的聚氨酯光學(xué)樹脂材料通過選擇特定結(jié)構(gòu)的柔性劑，并配合特定含量的各組分，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同作用，制備得到的聚氨酯光學(xué)樹脂材料同時(shí)具有較高的折射率和耐熱性，并且一次固化后開模工序及二次固化前磨邊工序的成品率高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的聚氨酯光學(xué)樹脂材料的折射率為1.5990～1.6310，玻璃化溫度為115℃～145℃，一次固化后開模工序的成品率為97％～100％，二次固化前磨邊工序的成品率為98％～100％。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面通過以下實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明以下實(shí)施例所用柔性劑為丙烯酸聚碳酸酯對(duì)苯?；h(huán)氧丙烷聚醚，按照上述技術(shù)方案所述的制備方法制備得到，紅外譜圖參見圖1所示；所用的其他原料均為市售商品。
實(shí)施例1
(1)在20℃下，向52.63gnbdi中加入0.1g紫外吸收劑uv-324、0.1g磷酸二丁酯、0.3g二月桂酸二丁基錫、0.05g柔性劑、3.2ppm藍(lán)色劑、1.5ppm紅色劑和0.05g抗氧劑1010，攪拌溶解完全后，加入36.84gbes和10.52gpetmp，在20℃下攪拌50min，得到聚氨酯預(yù)聚料液；
(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚料液真空脫氣30min后，經(jīng)孔徑為3μm的聚四氟乙烯過濾膜過濾注入玻璃模具中，再將模具放入程序升溫固化爐中進(jìn)行一次固化，得到一次固化后的樹脂鏡片；所述一次固化的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?0℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃；
(3)將步驟(2)得到的一次固化后的樹脂鏡片采用離型器取出，檢測(cè)成品率；清洗磨邊后再檢測(cè)成品率；最后在120℃下進(jìn)行二次固化4h，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片。
實(shí)施例2
(1)在20℃下，向25.15gnbdi和25.51ghmdi中加入0.1g紫外吸收劑uv-324、0.1g磷酸二丁酯、0.3g二月桂酸二丁基錫、0.1g柔性劑、3.2ppm藍(lán)色劑、1.5ppm紅色劑和0.05g抗氧劑1010，攪拌溶解完全后，加入36.73gbes和12.24gpetmp，在20℃下攪拌50min，得到聚氨酯預(yù)聚料液；
(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚料液真空脫氣30min后，經(jīng)孔徑為3μm的聚四氟乙烯過濾膜過濾注入玻璃模具中，再將模具放入程序升溫固化爐中進(jìn)行一次固化，得到一次固化后的樹脂鏡片；所述一次固化的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?0℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃；
(3)將步驟(2)得到的一次固化后的樹脂鏡片采用離型器取出，檢測(cè)成品率；清洗磨邊后再檢測(cè)成品率；最后在120℃下進(jìn)行二次固化4h，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片。
實(shí)施例3
(1)在20℃下，向17.76gnbdi和35.33gipdi中加入0.1g紫外吸收劑uv-324、0.1g磷酸二丁酯、0.3g二月桂酸二丁基錫、0.2g柔性劑、3.2ppm藍(lán)色劑、1.5ppm紅色劑和0.05g抗氧劑1010，攪拌溶解完全后，加入31.35gbes和15.67gpetmp，在20℃下攪拌50min，得到聚氨酯預(yù)聚料液；
(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚料液真空脫氣30min后，經(jīng)孔徑為3μm的聚四氟乙烯過濾膜過濾注入玻璃模具中，再將模具放入程序升溫固化爐中進(jìn)行一次固化，得到一次固化后的樹脂鏡片；所述一次固化的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?0℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃；
(3)將步驟(2)得到的一次固化后的樹脂鏡片采用離型器取出，檢測(cè)成品率；清洗磨邊后再檢測(cè)成品率；最后在120℃下進(jìn)行二次固化4h，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片。
實(shí)施例4
(1)在20℃下，向39.93gipdi和13.31ghmdi中加入0.1g紫外吸收劑uv-324、0.1g磷酸二丁酯、0.3g二月桂酸二丁基錫、0.3g柔性劑、3.2ppm藍(lán)色劑、1.5ppm紅色劑和0.05g抗氧劑1010，攪拌溶解完全后，加入23.38gbes和23.38gpetmp，在20℃下攪拌50min，得到聚氨酯預(yù)聚料液；
(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚料液真空脫氣30min后，經(jīng)孔徑為3μm的聚四氟乙烯過濾膜過濾注入玻璃模具中，再將模具放入程序升溫固化爐中進(jìn)行一次固化，得到一次固化后的樹脂鏡片；所述一次固化的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?0℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃；
(3)將步驟(2)得到的一次固化后的樹脂鏡片采用離型器取出，檢測(cè)成品率；清洗磨邊后再檢測(cè)成品率；最后在120℃下進(jìn)行二次固化4h，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片。
實(shí)施例5
(1)在20℃下，向16.84gnbdi、16.84gipdi和16.84ghdi中加入0.1g紫外吸收劑uv-324、0.1g磷酸二丁酯、0.3g二月桂酸二丁基錫、0.15g柔性劑、3.2ppm藍(lán)色劑、1.5ppm紅色劑和0.05g抗氧劑1010，攪拌溶解完全后，加入33.00gbes和16.50gpetmp，在20℃下攪拌50min，得到聚氨酯預(yù)聚料液；
(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚料液真空脫氣30min后，經(jīng)孔徑為3μm的聚四氟乙烯過濾膜過濾注入玻璃模具中，再將模具放入程序升溫固化爐中進(jìn)行一次固化，得到一次固化后的樹脂鏡片；所述一次固化的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?0℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃；
(3)將步驟(2)得到的一次固化后的樹脂鏡片采用離型器取出，檢測(cè)成品率；清洗磨邊后再檢測(cè)成品率；最后在120℃下進(jìn)行二次固化4h，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片。
實(shí)施例6
(1)在20℃下，向33.29gnbdi和6.65ghdi中加入0.1g紫外吸收劑uv-324、0.1g磷酸二丁酯、0.3g二月桂酸二丁基錫、0.03g柔性劑、3.2ppm藍(lán)色劑、1.5ppm紅色劑和0.05g抗氧劑1010，攪拌溶解完全后，加入33.37gbes和16.68gpetmp，在20℃下攪拌50min，得到聚氨酯預(yù)聚料液；
(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚料液真空脫氣30min后，經(jīng)孔徑為3μm的聚四氟乙烯過濾膜過濾注入玻璃模具中，再將模具放入程序升溫固化爐中進(jìn)行一次固化，得到一次固化后的樹脂鏡片；所述一次固化的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?0℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃；
(3)將步驟(2)得到的一次固化后的樹脂鏡片采用離型器取出，檢測(cè)成品率；清洗磨邊后再檢測(cè)成品率；最后在120℃下進(jìn)行二次固化4h，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片。
對(duì)比例1
(1)在20℃下，向52.63gnbdi中加入0.1g紫外吸收劑uv-324、0.1g磷酸二丁酯、0.3g二月桂酸二丁基錫、3.2ppm藍(lán)色劑、1.5ppm紅色劑和0.05g抗氧劑1010，攪拌溶解完全后，加入36.84gbes和10.52gpetmp，在20℃下攪拌50min，得到聚氨酯預(yù)聚料液；
(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚料液真空脫氣30min后，經(jīng)孔徑為3μm的聚四氟乙烯過濾膜過濾注入玻璃模具中，再將模具放入程序升溫固化爐中進(jìn)行一次固化，得到一次固化后的樹脂鏡片；所述一次固化的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?0℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃；
(3)將步驟(2)得到的一次固化后的樹脂鏡片采用離型器取出，檢測(cè)成品率；清洗磨邊后再檢測(cè)成品率；最后在120℃下進(jìn)行二次固化4h，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片。
對(duì)比例2
(1)在20℃下，向25.15gnbdi和25.51ghmdi中加入0.1g紫外吸收劑uv-324、0.1g磷酸二丁酯、0.3g二月桂酸二丁基錫、3.2ppm藍(lán)色劑、1.5ppm紅色劑和0.05g抗氧劑1010，攪拌溶解完全后，加入36.73gbes和12.24gpetmp，在20℃下攪拌50min，得到聚氨酯預(yù)聚料液；
(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚料液真空脫氣30min后，經(jīng)孔徑為3μm的聚四氟乙烯過濾膜過濾注入玻璃模具中，再將模具放入程序升溫固化爐中進(jìn)行一次固化，得到一次固化后的樹脂鏡片；所述一次固化的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?0℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃；
(3)將步驟(2)得到的一次固化后的樹脂鏡片采用離型器取出，檢測(cè)成品率；清洗磨邊后再檢測(cè)成品率；最后在120℃下進(jìn)行二次固化4h，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片。
對(duì)比例3
(1)在20℃下，向17.76gnbdi和35.33gipdi中加入0.1g紫外吸收劑uv-324、0.1g磷酸二丁酯、0.3g二月桂酸二丁基錫、3.2ppm藍(lán)色劑、1.5ppm紅色劑和0.05g抗氧劑1010，攪拌溶解完全后，加入31.35gbes和15.67gpetmp，在20℃下攪拌50min，得到聚氨酯預(yù)聚料液；
(2)將步驟(1)得到的聚氨酯預(yù)聚料液真空脫氣30min后，經(jīng)孔徑為3μm的聚四氟乙烯過濾膜過濾注入玻璃模具中，再將模具放入程序升溫固化爐中進(jìn)行一次固化，得到一次固化后的樹脂鏡片；所述一次固化的升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟葹?0℃，7h升溫至80℃，保溫3h，再依次經(jīng)2h升溫至90℃、3h升溫至100℃、3h升溫至120℃，保溫2h，最后2h降溫至70℃；
(3)將步驟(2)得到的一次固化后的樹脂鏡片采用離型器取出，檢測(cè)成品率；清洗磨邊后再檢測(cè)成品率；最后在120℃下進(jìn)行二次固化4h，得到聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片。
對(duì)實(shí)施例1～6和對(duì)比例1～3提供的聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片的折射率、玻璃化溫度、成品率分別進(jìn)行檢測(cè)；其中，折射率(ne)采用阿貝折射儀進(jìn)行檢測(cè)；玻璃化溫度(tg)采用dsc-1差示掃描量熱儀在升溫速率為10k/min下進(jìn)行檢測(cè)；成品率分為一固后成品率和二固前成品率，其中，一固后成品率是對(duì)100枚鏡片進(jìn)行檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)脫模的崩邊或是拉模情況，最后統(tǒng)計(jì)鏡片的一固后成品；二固前成品率是對(duì)100枚鏡片進(jìn)行檢測(cè)，清洗磨邊后的成品率。各性能檢測(cè)結(jié)果參見表1所示。
表1實(shí)施例1～6和對(duì)比例1～3提供的聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片的性能數(shù)據(jù)
由表1可知，本發(fā)明實(shí)施例1～6提供的聚氨酯光學(xué)樹脂材料鏡片同時(shí)具有較高的折射率和耐熱性，并且一固后成品率及二固前成品率較高；其中，一固后成品率為97％～100％，二固前成品率為98％～100％，均遠(yuǎn)高于對(duì)比例1～3的相應(yīng)成品率。
所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。