用于隐形眼镜的聚氨酯制造技术

本发明专利技术提供了一种基于聚(乙二醇)的聚氨酯聚合物组合物，其特别适用于生产隐形眼镜。通常，用于形成聚合物的反应混合物包括支化增链剂。本发明专利技术还提供了一种制造由这种聚合物形成的隐形眼镜的方法。

Polyurethane for contact lenses

The present invention provides a polyurethane polymer composition based on poly (ethylene glycol), which is especially suitable for producing contact lenses. In general, reaction mixtures for forming polymers include branched chain extenders. The invention also provides a method of making contact lenses formed from such polymers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于隐形眼镜的聚氨酯
本专利技术涉及制品及其形成方法。特别地，本专利技术提供由聚(乙二醇)反应混合物形成的并且通常包括支链增链剂(branchedchainextender)的聚合物。还提供眼科装置，例如由这样的聚合物形成的隐形眼镜。
技术介绍
由已知的基于PEG的聚氨酯聚合物形成的制品可能透明度差，特别地，这样的制品倾向于浑浊和/或不透明，使得这种聚合物不适合用于制造光学装置，例如隐形眼镜。将硅酮材料(siliconematerials)引入到混合物中以形成基于PEG的聚氨酯会加剧这些问题。将含硅酮材料引入基于聚氨酯的料中是已知的。例如，专利文件WO2011/051690公开了通过使一种混合物反应制备的聚合物，其中所述混合物包括含有3～5个OH封端的聚氧化烯基团的多元醇，异氰酸酯化合物和可选的OH封端增链剂。所述多元醇可以含硅酮。反应混合物典型地包括10～95重量％的多元醇，通常包括30～70重量％的多元醇。这可生成热固性聚合物材料。由热塑性聚氨酯材料形成的制品是已知的。专利文件WO2011/055108公开了聚二烷基硅氧烷二醇在制备用于制造隐形眼镜的聚氨酯聚合物中的应用。公开了使用聚二烷基硅氧烷二醇来增加所得聚氨酯聚合物的透氧性。然而，已经发现，如果在制备用于提高Dk(透氧系数)的聚氨酯聚合物中使用高含量的含硅酮化合物，聚合物则变得不透明或半透明，使得聚合物不适用于隐形眼镜领域。在保持透明度的同时在聚氨酯组合物中引入高水平的硅酮通常证明是困难的。特别是，将已知聚合物中的硅氧烷水平增加到有效地将氧通量(oxygenthroughput)提高到所期望水平的程度,通常导致吸水后产生混浊或不透明制品。这使得所述材料不适合用于制造眼科装置，例如隐形眼镜。本专利技术寻求提供适用于隐形眼镜产业中的新的含硅酮的基于聚氨酯的材料。所述基于聚氨酯的材料适用于热塑性和热固性两种制造过程，本专利技术的基于聚氨酯的材料是表现出示例性物理性质，特别是在强度、透氧性、保存期稳定性和透光性方面的示例性物理性质的共聚物。此外，这里所述的材料适用于通常用于制造热固性隐形眼镜的反应浇铸成型技术，以及用于制造隐形眼镜的注射成型/压缩成型技术。硅酮是疏水性的，而PEG是亲水性的，因此，这两种材料是相互不相容的，并且如果这种不相容性仍未解决的话，则这可能导致由这些材料形成的制品不透明。并且还需要相当高浓度的硅酮以在由这些材料形成的制品，特别是隐形眼镜中实现所要求/所期望的DK(透氧率)水平。在过去，已经证明，在保持透明度的同时在聚氨酯组合物中引入高水平的硅酮是困难的。通常，将已知聚合物中的硅氧烷水平增加至5重量％或更多与在吸水后产生浑浊或不透明的制品有关。这使得该材料不合适用于制造眼科装置，例如隐形眼镜。含硅酮的聚合物的透明度特别低，其中用于形成聚合物的反应混合物包括亲水单元，例如中等高分子量的PEG化合物。在旨在通过注射成型技术加工的聚合物的制造中，增链剂的量通常由本领域技术人员限定。聚合物链长长度的增加导致聚合物链缠结的增加，所述聚合物链缠结通常与粘度的增加相关并且可能引起相分离。因此，增链剂的引入通常被认为会导致不透明聚合物，其中刚性嵌段缔合导致宏观相分离，使其不适合用于通过注射/压缩成型技术制备的隐形眼镜。问题目前，隐形眼镜是通过浇注成型热固性树脂(主要是基于丙烯酸的树脂)制成的。这是一种昂贵、耗时、步骤繁多的过程。因此，需要生成热塑性水凝胶材料，其可被热加工成具有类似于浇铸成型镜片的物理性质的隐形眼镜。由基于丙烯酸的材料制成的隐形眼镜，通常带有相对低的DK，这限制了所述材料在眼睛上的性能。长期以来人们已经认识到，具有相关的高透氧性或DK的隐形眼镜减少了角膜缺氧,这对眼睛健康很重要。因此，所期望的属性是具有高DK的镜片材料，理想地大约50巴尔或更多。已知文献中报道的基于甲基丙烯酸酯的聚合物水凝胶具有低DK。隐形眼镜的所述DK是通过聚合物基质即镜片材料的氧的扩散和通过包括在镜片中的水的扩散的函数。通过增加水含量可以实现将DK增加到40或更多。然而，已知这对镜片性质，例如模量和强度，具有负面影响，使得它们不适合用作功能性隐形眼镜。为了克服这个问题，已经将基于硅酮的化合物引入这些聚合物中。然而，已知将疏水性硅酮单元引入亲水性聚合物例如基于PEG的聚氨酯聚合物中，导致在宏观尺度上的相分离的材料，从而导致透明度差的材料。因此，所得材料不适于制造隐形眼镜，特别是用于视力矫正的隐形眼镜。由于将硅酮引入基于PEG的聚氨酯聚合物中而引起的另一个问题是由于硅酮的低的玻璃化转变温度和表面能引起的生成物材料的聚合物链的重排和缔合。这可导致材料变得更易于变形，并且当材料吸水时，特别是当还加热时(即，如在标准灭菌技术期间所经历的)，增加了相分离的倾向性。标准灭菌方法，例如湿热灭菌法，通常采用超过100℃，典型地为121～123℃的温度，持续约25分钟。通过使用基于PEG的热塑性注射成型聚合物制成的已知医疗装置(例如隐形眼镜)在暴露于这样的温度时倾向于变形。与高能量灭菌技术，例如脉冲UV技术相关的温度通常涉及40～60℃的温度。已知的可注射成型聚合物暴露于这样的高能量条件还可能导致聚合物的降解。并且还难以由具有产品所要求的适当保存期的已知的基于PEG的含硅酮材料形成具有良好透明度的隐形眼镜。保存期稳定性通常通过共价交联实现。然而，交联的程度越大，生成物材料的模量就越大，并且模量增加可能导致由该材料形成的制品佩戴不舒服，并增加感染的风险。由不含硅酮的基于PEG的聚氨酯聚合物制成的隐形眼镜也具有差的稳定性，并且如上所述，需要添加基本的交联以使镜片在工业所要求的时期内稳定。这将导致模量的上升，所述模量的上升可能对该镜片的佩戴者的眼睛产生负面影响。令人惊奇的是，通过适当选择试剂，本专利技术提供了包括高水平硅酮的高度透明的聚合物。
技术实现思路
令人惊奇的是，本专利技术提供了具有所要求的稳定性和佩戴舒适的功能性隐形眼镜。这通过在制备基于PEG的聚氨酯隐形眼镜材料的聚合物组合物内适当选择反应物及其浓度来实现，其中所述聚合物组合物可包括或可不包括硅酮组分。本专利技术提供了高度透明的PEG聚氨酯聚合物，其可以包括高水平的硅酮，从而解决不相容性问题并提供高DK材料。此外，本专利技术教导如何制备基于PEG的聚氨酯隐形眼镜和材料，所述隐形眼镜和材料具有足够确保高的眼上舒适性的相关的DK，并且还具有工业所需的所期望/所要求的保存期。根据本专利技术的第一方面，提供了一种通过使包括以下组分的混合物反应制备的聚氨酯聚合物组合物：至少一种聚(乙二醇)(PEG)化合物，至少一种聚环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷的嵌段共聚物和/或至少一种PEG-PDMS-PEG共聚物二醇，至少一种二异氰酸酯或聚异氰酸酯化合物(其可以是封端的二异氰酸酯或聚异氰酸酯化合物)，0.5～4重量％的至少一种平均官能度大于2的多官能化合物或这些多官能化合物的混合物，0.5～20重量％的具有式B的结构的增链剂：式B其中Q代表COOH、OH、SH或NH2；Z代表C、C＝O、S或N；R代表烷基(通常是具有个碳原子的碳主链的简单烷基)，以及n代表1～25的整数，通常为2～5；其中所述反应物在基本无水的条件下反应。根据一个实施方式，所述混合物基本上由上述组分组成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯聚合物组合物，其通过使包括以下反应物的混合物反应制备：至少一种聚(乙二醇)化合物，至少一种环氧乙烷‑环氧丙烷‑环氧乙烷和/或至少一种聚(乙二醇)‑聚二甲基硅氧烷‑聚(乙二醇)(PEG‑PDMS‑PEG)共聚物二醇的嵌段共聚物，至少一种二异氰酸酯或聚异氰酸酯化合物，0.5～4重量％的至少一种平均官能度大于2的多官能化合物或这些多官能化合物的混合物，0.5～20重量％的具有式B的结构的增链剂：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.07 GB 1412053.9;2014.10.06 GB 1417601.01.一种聚氨酯聚合物组合物，其通过使包括以下反应物的混合物反应制备：至少一种聚(乙二醇)化合物，至少一种环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷和/或至少一种聚(乙二醇)-聚二甲基硅氧烷-聚(乙二醇)(PEG-PDMS-PEG)共聚物二醇的嵌段共聚物，至少一种二异氰酸酯或聚异氰酸酯化合物，0.5～4重量％的至少一种平均官能度大于2的多官能化合物或这些多官能化合物的混合物，0.5～20重量％的具有式B的结构的增链剂：其中Q代表COOH，OH，SH或NH2；Z代表C，C＝O，S或N；R代表烷基(通常是具有个碳原子的碳主链的简单烷基)以及n代表1～25的任一整数；其中所述反应物在基本无水的条件下反应。2.根据权利要求1所述的聚合物，其中所述混合物的至少90重量％由权利要求1中限定的组分形成，典型地为至少95重量％由权利要求1中限定的组分形成。3.根据权利要求1所述的聚合物，其中所述增链剂是二丙二醇(DPG)。4.根据权利要求3所述的聚合物，其中所述混合物包括0.5～10重量％的DPG。5.根据权利要求3和4中任一项所述的聚合物，其中所述混合物包括1.5～10重量％的DPG。6.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物，其中所述混合物包括5重量％或更少的平均官能度大于2的所有化合物的总和。7.根据前述权利要求中任一项的聚合物，其中所述多官能化合物是数均分子量小于或等于1000的多元醇。8.根据前述权利要求中任一项的聚合物，其中所述多官能化合物是TMP。9.根据前述权利要求中任一项的聚合物，其中所述混合物包括至少0.7重量％的所述多官能化合物。10.根据前述权利要求中任一项的聚合物，其中所述混合物包括具有式A的结构的PEG-PDMS-PEG共聚物二醇：其中每个Q基团独立地代表COOH，OH，SH，NH2，NHR或NCO基团；每个R基团独立地代表烃基，通常为烷基(适当地为简单烷基，例如甲基，乙基或丙基)，每个R1基团代表烷基(通常为甲基)，每个p独立地为0～110(通常为1～100)的任一整数，x为1～324(通常为1～100)的任一整数。11.根据前述权利要求中任一项的聚合物，其中所述混合物包括数均分子量小于5000的一种或多种环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。12.根据权利要求11所述的聚合物，其中所述共聚物包括两个末端聚(乙二醇)(PEG)单元，并且具有通用结构PEG-PPG-PEG。13.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物，其中所述混合物具有0.8～1.2的相关NCO：OH比。14.根据权利要求1的聚合物，其中所述混合物包括：重量％的至少一种聚(乙二醇)化合物，10～40重量％的至少一种环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷的嵌段共聚物，10～30重量％的至少一种二异氰酸酯或聚异氰酸酯化合物，通常至少一种二异氰酸酯化合物，0.5～4重量％的至少一种平均官能度大于2的多官能化合物或这些多官能化合物的混合物，0.5～20重量％的二丙二醇(通常...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·拉希德，G·哈尼曼，J·弗雷泽，
申请(专利权)人：奥库泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB