本发明专利技术公开了一种单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体，在无溶剂助溶的情况下它和各种亲水性单体互混优良，能够制备高透氧性、高亲水性的硅水凝胶材料。本发明专利技术还提供了一种硅水凝胶，包含该单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体和下列组分通过聚合反应制成：单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体5～60份，小分子硅单体0～30份，亲水性单体10～70份，引发剂和交联剂；该硅水凝胶具有良好的亲水性能、高透光性能和高透氧性能。同时本发明专利技术还提供一种角膜接触镜，由该硅水凝胶材料制成，具有良好的透氧性、透光性、强亲水性和配戴舒适性等优点。强亲水性和配戴舒适性等优点。强亲水性和配戴舒适性等优点。
【技术实现步骤摘要】
单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法
[0001]本专利技术涉及一种单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法，属于隐形眼镜镜片的材料制备领域。
技术介绍
[0002]传统水凝胶角膜接触镜是由亲水性单体如甲基丙烯酸羟基乙酯，N
‑
乙烯基吡咯烷酮等共聚而成的，普遍存在着透氧率较低，长期配戴会造成角膜缺氧，从而导致眼干、结膜充血、角膜水肿等眼表问题。
[0003]硅水凝胶是将有机硅结构单元引入到水凝胶中得到的新型材料，结合了有机硅的高透氧性和水凝胶的柔软性特点，拥有比水凝胶更高的氧气透过能力，近些年来用作角膜接触镜的材料之一。对于长时间配戴角膜接触镜者及容易眼干者，硅水凝胶角膜接触镜有着巨大的优势。近几年角膜接触镜市场快速从水凝胶向硅水凝胶转变，目前全球市场大约半数以上的角膜接触镜为硅水凝胶镜片。
[0004]硅水凝胶镜片一般是由有机硅单体和亲水性单体共聚而成，通常含有一种或两种以上的小分子量有机硅单体或分子量较大的有机硅齐聚物。小分子有机硅单体例如甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷(TRIS)、甲基
‑
二(三甲基硅氧烷基)
‑
甲硅烷基丙基甲基丙烯酸甘油酯(SIGMA)等，亲水性较好，与亲水性单体具有良好的相溶性，但是它们对材料透氧值的提升作用有限。分子量较大的有机硅齐聚物一般是由聚二甲基硅氧烷(PDMS)接枝反应性官能团得到的，PDMS分子呈螺旋状立体结构，分子间的作用力小，内聚能密度低，结构疏松，因此这种材料具有较高的透气性。将具有反应活性的PDMS齐聚物引入到水凝胶结构中，可以大大提高硅水凝胶的透氧率。但是，由于PDMS具有高疏水性，与亲水性单体的相溶性较差，因而PDMS的加入量有限，限制了镜片材料透氧值的提高，同时得到的硅水凝胶表面疏水性较强，影响了镜片的配戴舒适性。
[0005]因此，开发一种有效的两亲性有机硅氧烷大分子单体，能够用于制备兼具高透氧性和高亲水性的硅水凝胶镜片，是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体，在无溶剂助溶的情况下它和各种亲水性单体互混优良，能够制备高亲水性和高透氧性的硅水凝胶；同时还提供一种硅水凝胶材料以及角膜接触镜，具有良好的透氧性、透光性、强亲水性，配戴舒适。
[0007]本专利技术提供一种单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体，具有如式(I)所示的结构：
[0008][0009]其中，X结构为
[0010][0011]或者为
[0012][0013]其中，R1为氢原子或甲基，R2为C1‑
C
10
的烷基，m的取值范围为5
‑
20之间的整数，n的取值范围为5
‑
100之间的整数。
[0014]本专利技术提供一种所述单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体的制备方法，包括：由羟基封端的聚醚改性聚二甲基硅氧烷和(甲基)丙烯酸异氰酸酯，在催化剂的作用下，在20～80℃区间温度内反应生成。
[0015]所述的单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体用于制备硅水凝胶和角膜接触镜。
[0016]本专利技术还提供一种硅水凝胶，包含所述的单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体和下列组分，按照质量份数计，通过聚合反应制成：
[0017]式(I)的单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体
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5～60份，
[0018]小分子硅单体
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0～30份，
[0019]亲水性单体
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10～70份，
[0020]引发剂和交联剂；
[0021]其中，单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体为式(I)所示的两种结构中的一种或两种的组合；单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、小分子硅单体和亲水性单体的质量份数之和为100份；引发剂占单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、小分子硅单体和亲水性单体重量和的0.5～3％；交联剂占单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、小分子硅单体和亲水性单体重量和的0.5～3％。
[0022]根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述的小分子硅单体是甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、甲基
‑
二(三甲基硅氧烷基)
‑
甲硅烷基丙基甲基丙烯酸甘油酯、3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基甲基三(三甲基硅氧基)硅烷中的一种或任意组合。
[0023]根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述的亲水性单体是N
‑
乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟丙酯、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、N
‑
乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟丁酯和N
‑
乙烯基甲基乙酰胺中的一种或几种的组合。
[0024]根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述的引发剂是光引发剂或热引发剂；所述的光引发剂是2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮、1
‑
羟基环己基苯基酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑
丙烷
‑1‑
酮和2，4，6
‑
三甲基苄基二苯基氧化膦中的至少一种；所述的热引发剂是偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、偶氮二异庚氰、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯和过氧化二碳酸双(2
‑
苯基乙氧基)酯中的至少一种。
[0025]根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述的交联剂是聚乙二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、异氰脲酸三烯丙酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、二乙二醇二乙烯基醚、甲基丙烯酸乙烯酯、二乙烯基聚乙二醇酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或任意组合。
[0026]另一方面，本专利技术还提供一种角膜接触镜，由以上所述的硅水凝胶制成。
[0027]同时，本专利技术还提供一种所述角膜接触镜的制备方法，包括：将式(I)的单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体5～60份、小分子硅单体0～30份、亲水单体10～70份、引发剂和交联剂混合均匀，注入角膜接触镜模具中，光引发或热引发聚合固化，水合后制得角膜接触镜；其中，单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、小分子硅单体和亲水性单体的质量份数之和为100份；引发剂占单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、小分子硅单体和亲水性单体重量和的0.5～3％；交联剂占单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、小分子硅单体和亲水性单体重量和的0.5～3％。
[0028]本专利技术的有益效果主要体现在：...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体，具有如式(I)所示的结构：其中，X的结构式如下：或者为其中，R1为氢原子或甲基，R2为C1‑
C
10
的烷基，m的取值范围为5
‑
20之间的整数，n的取值范围为5
‑
100之间的整数。2.一种如权利要求1所述的单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体的制备方法，包括：由羟基封端的聚醚改性聚二甲基硅氧烷和(甲基)丙烯酸异氰酸酯，在催化剂的作用下，在20～80℃区间温度内反应生成。3.权利要求1所述的单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体用于制备硅水凝胶和角膜接触镜。4.一种硅水凝胶，包含权利要求1所述的单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体和下列组分，按照质量份数计，通过聚合反应制成：式(I)的单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体
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5～60份，小分子硅单体
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0～30份，亲水性单体
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10～70份，引发剂和交联剂；其中，单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体为式(I)所示的两种结构中的一种或两种的组合；单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、小分子硅单体和亲水性单体的质量份数之和为100份；引发剂占单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、小分子硅单体和亲水性单体重量和的0.5～3％；交联剂占单封端两亲性有机硅氧烷大分子单体、小分子硅单体和亲水性单体重量和的0.5～3％。5.根据权利要求4的硅水凝胶，其中，所述的小分子硅单体是甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、甲基
‑
二(三甲基硅氧烷基)
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甲硅烷基丙基甲基丙烯酸甘油酯、3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基甲基三(三甲基硅氧基)硅烷中的一种或任意组合。6.根据权利要求4的硅水凝胶，其中，所述的亲水性单体是N
‑
乙烯基吡咯烷酮、甲基丙<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雪勤，吴姝，陈平，韩雪莲，王玉东，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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