一种透明聚氨酯光学材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种透明聚氨酯光学材料及其制备方法，通过以异氰酸酯和聚合物多元醇作为反应物，同时加入了添加剂等物质反应制得；异氰酸酯上选择了1,4

【技术实现步骤摘要】
一种透明聚氨酯光学材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料合成领域，更具体的说是涉及一种透明聚氨酯光学 材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯材料是一种有高机械强度和透明度的材料，具有耐油性好，拉伸强 度、断裂强度及撕裂强度高的优异性能。由于其出色的机械性能，在生活中广 泛用于制作管材、薄膜、片材、汽车内饰和纤维材料。而其较高的透明度则可 以用于制作有机玻璃和眼镜片。目前市面上的聚氨酯材料具有不错的光学性能， 但其机械强度和硬度一般，只适合作为普通的镜片使用；而随着科学技术的发 展，人们对材料的性能要求也越来越高，在一些特殊领域中，如既要获得具有 良好光学性能，又要具有一定的机械强度的防弹玻璃或者是警用防爆盾，或者 是要有高透光度和折光率又要保持一定的硬度的特殊眼镜片，但目前现有的聚 氨酯材料无法满足市场的需求，这大大限制了透明聚氨酯光学材料的发展。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种透明聚氨酯光学材 料及其制备方法，该透明聚氨酯光学材料不仅具有较高的折光率，光学性能好， 同时还具有较大的硬度和较高的拉伸强度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种透明聚氨酯光学材料， 其特征在于：包括下列重量份物质组成：
[0005]异氰酸酯10
‑
30份；
[0006]聚合物多元醇10
‑
30份；
[0007]小分子多元醇5
‑
10份；<br/>[0008]催化剂0.1
‑
0.4份；
[0009]扩链剂2
‑
6份；
[0010]添加剂1
‑
4份；
[0011]促进剂1
‑
4份；
[0012]所述异氰酸酯为1,4
‑
双(异氰酸甲酯基)环己烷、异佛尔酮二异氰酸酯和 对苯撑二异氰酸酯的混合物，其质量比为2:2:1；
[0013]所述聚合物多元醇为聚四氢呋喃二醇和聚碳酸酯多元醇的混合物，其质量 比为3:1。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述添加剂为2,3
‑
双(2
‑
疏基乙硫基)
‑1‑
丙 硫醇和5
‑
乙丙基硫代
‑
1,3,4
‑
噻二唑
‑2‑
硫醇的混合物，其质量比为3:2。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述促进剂包括下列摩尔份物质组成：
[0016]4‑
(10H
‑
吩噻嗪
‑
10
‑
基)苯胺0.5
‑
1.5份；
[0017]4‑
(10H
‑
吩噻嗪
‑
10
‑
基)苯胺0.5
‑
1.5份；
[0018]聚甲氢硅氧烷0.8
‑
2.5份。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述促进剂的制备方法包括以下步骤：
[0020]S1：根据设定的摩尔份配备原料，将4
‑
(10H
‑
吩噻嗪
‑
10
‑
基)苯胺和4
‑
(10H
‑ꢀ
吩噻嗪
‑
10
‑
基)苯胺加入到装有第一溶剂的反应容器中搅拌混合，再将温度升 高至70
‑
90℃，接着向反应容器中加入铂金催化剂继续搅拌混合，混合均匀后， 形成第一混合液；
[0021]S2：在氮气氛围下，将聚甲氢硅氧烷加入到第一混合液中搅拌混合，混合 均匀后，在温度为140
‑
200℃的条件下进行反应，反应时间为20
‑
30h；反应结束 后，过滤提纯烘干，制得促进剂。
[0022]本专利技术中铂金催化剂中铂浓度为5
‑
15ppm，优选10ppm,铂金催化剂可以选自 例如Karstedt催化剂溶液(铂(0)
‑
1,3
‑
二乙烯
‑
1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷络合 物溶液)；
[0023]作为本专利技术的进一步改进，第一溶剂为甲苯和四氢呋喃的混合物，其体积 比为5:1。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，所述小分子多元醇为1,4二羟基
‑2‑
丁烯和1,4
‑ꢀ
丁二醇的混合物，其质量比为1:2。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，所述扩链剂为3,4'
‑
二氨基二苯醚、3
‑
氨基
‑2‑4‑ꢀ
氯苯基
‑2‑
羟基丙烷磺酸钠和1,4
‑
环己烷二甲醇的混合物，其质量比为1:1:1。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，一种透明聚氨酯光学材料的制备方法，其特征 在于：包括以下步骤
[0028]步骤一：根据设定的重量份配备原料：将聚合物多元醇、小分子多元醇、 催化剂和添加剂加入反应容器中搅拌混合，在温度为60
‑
80℃的条件下混合 10
‑
30min,形成第一混合物；
[0029]步骤二：将异氰酸酯在温度为40
‑
60℃的条件下，预热20
‑
40min再加入到第 一混合物中搅拌混合，形成第二混合物；然后在温度为120
‑
150℃的条件下，反 应1
‑
3h；
[0030]步骤三：接着将扩链剂和促进剂加入到反应容器中搅拌混合物，混合均匀 后，在温度为150
‑
200℃的条件下，反应15
‑
25h，制得透明聚氨酯光学材料。
[0031]本专利技术的有益效果：通过以异氰酸酯和聚合物多元醇作为反应物，同时加 入了小分子多元醇，扩链剂，添加剂，促进剂以及催化剂这些物质反应制得； 在异氰酸酯上选择了1,4
‑
双(异氰酸甲酯基)环己烷、异佛尔酮二异氰酸酯和对 苯撑二异氰酸酯，其中异佛尔酮二异氰酸酯简称IPDI，是常见的原料之一，其 具有较好的耐化学性，同时不泛黄，易于生产高光学性能的聚氨酯材料，而1,4
‑ꢀ
双(异氰酸甲酯基)环己烷具有优异的耐黄变性和机械物性，苯二亚甲基二异 氰酸酯由于苯环的存在，能够进一步提高聚氨酯材料的机械性能；
[0032]在这3种异氰酸酯的共同作用下，能够赋予了聚氨酯优良的物理机械性能以 及优异的光学性能，保证材料具有较高的折光率和较大的拉伸强度和硬度；
[0033]在聚合物多元醇上选择了聚四氢呋喃二醇和聚碳酸酯多元醇，其中聚碳酸 酯多元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明聚氨酯光学材料，其特征在于：包括下列重量份物质组成：异氰酸酯10
‑
30份；聚合物多元醇10
‑
30份；小分子多元醇5
‑
10份；催化剂0.1
‑
0.4份；扩链剂2
‑
6份；添加剂1
‑
4份；促进剂1
‑
4份；所述异氰酸酯为1,4
‑
双(异氰酸甲酯基)环己烷、异佛尔酮二异氰酸酯和对苯撑二异氰酸酯的混合物，其质量比为2:2:1；所述聚合物多元醇为聚四氢呋喃二醇和聚碳酸酯多元醇的混合物，其质量比为3:1。2.根据权利要求1所述的一种透明聚氨酯光学材料，其特征在于：所述添加剂为2,3
‑
双(2
‑
疏基乙硫基)
‑1‑
丙硫醇和5
‑
乙丙基硫代
‑
1,3,4
‑
噻二唑
‑2‑
硫醇的混合物，其质量比为3:2。3.根据权利要求1所述的一种透明聚氨酯光学材料，其特征在于：所述促进剂包括下列摩尔份物质组成：4
‑
(10H
‑
吩噻嗪
‑
10
‑
基)苯胺0.5
‑
1.5份；4
‑
(10H
‑
吩噻嗪
‑
10
‑
基)苯胺0.5
‑
1.5份；聚甲氢硅氧烷0.8
‑
2.5份。4.根据权利要求3所述的一种透明聚氨酯光学材料，其特征在于：所述促进剂的制备方法包括以下步骤：S1：根据设定的摩尔份配备原料，将4
‑
(10H
‑
吩噻嗪
‑
10
‑
基)苯胺和4
‑
(10H
‑
吩噻嗪
‑
10
‑
基)苯胺加入到装有...

【专利技术属性】
技术研发人员：任宝东，晁国库，章宗判，郑丽雅，赵亚娟，
申请(专利权)人：温州大学新材料与产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：