二异氰酸酯组合物、其制备方法以及使用其的光学材料技术

本发明专利技术公开了一种二异氰酸酯组合物、其制备方法以及使用其的光学材料。在实施方案中，在从二胺通过二胺盐酸盐制备二异氰酸酯的过程中可以使用盐酸水溶液代替氯化氢气体以及固体三光气代替光气气体。另外，实施方案提供了制备二异氰酸酯组合物以及高品质光学镜片的方法，其中将二胺盐酸盐组合物与三光气的反应中使用的有机溶剂中的水含量、阳离子含量或含有3个或更多个氯(Cl)的芳族化合物的含量调节至特定范围。节至特定范围。节至特定范围。

【技术实现步骤摘要】
二异氰酸酯组合物、其制备方法以及使用其的光学材料


[0001]实施方案涉及二异氰酸酯组合物、其制备方法、使用其的光学材料。更具体地，实施方案涉及使用二胺盐酸盐组合物制备二异氰酸酯组合物的方法、由此制备的二异氰酸酯组合物、以及使用其的光学镜片。

技术介绍

[0002]与由无机材料(诸如玻璃)制成的光学材料相比，由于塑料光学材料轻量、不易破损、且染色性优异，各种树脂的塑料材料被广泛用作光学材料，用于眼镜镜片、照相机镜头等。近年来，对于光学材料的更高性能，特别是在高透明度、高折射率、低比重、高耐热性、高耐冲击性、等方面存在不断增加的需求。
[0003]用作塑料光学镜片原料的异氰酸酯通过光气法、非
‑
光气法、热解法等来制备。
[0004]在光气法中，使胺作为原料与光气(COCl2)气体反应以合成异氰酸酯。另外，在非
‑
光气法，使二溴甲基苯与氰酸钠在催化剂存在下反应以合成异氰酸酯。在热解法中，使胺与氯甲酸烷基酯反应，以制备氨基甲酸酯，将其在催化剂的存在下在高温下热解以合成异氰酸酯。
[0005]在以上制备异氰酸酯的方法中，光气法是最广泛使用的。特别地，通常使用直接使胺与光气气体反应的直接方法。但是它具有以下问题，即要求多个用于光气气体直接反应的装置。同时，为了补充直接方法，已经开发了盐酸盐法，其中使胺与氯化氢气体反应以得到胺盐酸盐作为中间体，将其与光气反应，如韩国专利公开号1994
‑
0001948中所披露的。
[0006]在用于合成异氰酸酯的常规光气方法中，在通过使胺与氯化氢气体反应获得盐酸盐作为中间体的方法中，盐酸盐在大气压下以细颗粒产生，使得反应器内部的搅拌不能顺利进行。因此，要求升高温度以增加反应器内部的压力的额外方法，并且还存在最终产物的产率低的问题。
[0007]另外，在常规的光气法中使用的光气气体是高毒性的并且是受环境法规管制的物质。由于要求单独的冷却装置来储存它，因此存在储存和管理上的困难。
[0008]另外，聚硫代氨基甲酸酯由于其优异的光学特性以及优异的机械特性被广泛用作光学材料。聚硫代氨基甲酸酯可以通过使硫醇与异氰酸酯反应来制备。由聚硫代氨基甲酸酯制得的镜片由于其高折射率、轻量、以及相对高耐冲击性被广泛使用。
[0009]用作聚硫代氨基甲酸酯原料的异氰酸酯能够生产具有不同结构的聚硫代氨基甲酸酯，取决于异氰酸酯中官能基的数目以及位置。因此，异氰酸酯对由聚硫代氨基甲酸酯生产的产品的物理特性具有显著影响。因此，使用可以赋予最终产品所希望特性的某类异氰酸酯。
[0010]具体而言，由于苯二甲基二异氰酸酯(XDI)具有脂环族异氰酸酯(例如，耐黄变、易于控制的反应性等)以及脂族异氰酸酯(例如优异的机械特性、高折射率等)二者的特性，它有利地用作光学材料。
[0011]将苯二甲基二异氰酸酯分类为邻苯二甲基二异氰酸酯(o
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XDI)、间苯二甲基二异
氰酸酯(m
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XDI)和对苯二甲基二异氰酸酯(p
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XDIA)，取决于二异氰酸酯基团的相对位置。在这些之中，m
‑
XDI被最广泛地用作光学镜片的原料，因为它适合于光学镜片的物理特性并且在市场上可得。
[0012]然而，即使当将m
‑
XDI用于光学材料时，由于在光学材料中出现条纹、浑浊、或黄变，在实现令人满意的光学特性方面存在限制。即使满足关于条纹、浑浊、或黄色指数的光学特性，耐冲击性也可能劣化。可能出现二异氰酸酯组合物或最终产物产率和纯度可能降低的问题。
[0013]因此，为了通过解决以上问题来获得高品质的光学材料，迫切需要开发二异氰酸酯组合物或其制备方法。

技术实现思路

[0014]技术问题
[0015]因此，本专利技术诸位专利技术人能够通过以下方式解决从二胺通过其盐酸盐制备主要用作塑料光学镜片原料的二异氰酸酯的过程中常规的环境、产率、以及品质问题：通过使用盐酸水溶液代替氯化氢气体以及固体三光气代替光气气体同时调整反应条件。
[0016]另外，本专利技术诸位专利技术人已经关注了二胺盐酸盐组合物与三光气的反应中使用的有机溶剂在反应、运输、以及储存期间可能含有水。此种水与三光气反应从而减少反应的当量数，并且它还与二异氰酸酯反应形成脲，这显著降低了最终产物的产率和纯度。
[0017]因此，实施方案的目的是提供制备二异氰酸酯组合物以及高品质的光学镜片的方法，其中将在二胺盐酸盐组合物与三光气的反应中使用的有机溶剂中的水含量调节至特定范围。
[0018]另外，本专利技术设计为解决现有技术的问题。已经发现了当二异氰酸酯组合物制备中将有机溶剂中阳离子的总含量或含有3个或更多个氯(Cl)的芳族化合物的含量调节至特定水平或更低时，二异氰酸酯组合物的产率以及纯度以及使用其制备的光学材料的物理特性可以有效地满足。
[0019]因此，实施方案的一个目的是提供一种高品质的二异氰酸酯组合物，其中在二异氰酸酯组合物的制备中调节在有机溶剂中的阳离子的总含量或含有3个或更多个氯(Cl)的芳族化合物的含量从而防止在光学材料中出现条纹以及浑浊，降低黄色指数并且提高透射率；及其制备方法。
[0020]实施方案的另一个目的是提供一种由所述二异氰酸酯组合物制备的高品质光学材料以及其制备方法。
[0021]问题的解决方案
[0022]根据一个实施方案，提供了一种制备二异氰酸酯组合物的方法，其包括(1)使二胺与盐酸水溶液反应，以得到二胺盐酸盐组合物；以及(2)使所述二胺盐酸盐组合物与三光气在有机溶剂中反应以得到二异氰酸酯组合物，其中调节在所述有机溶剂中的水含量，阳离子含量或含有3个或更多个氯(Cl)的芳族化合物的含量。
[0023]根据另一个实施方案，提供了一种光学材料，其包含从二异氰酸酯组合物以及硫醇或环硫化物聚合的聚硫代氨基甲酸酯，其中所述二异氰酸酯组合物通过使二胺盐酸盐组合物与三光气在有机溶剂中反应而获得，并且所述有机溶剂包含5,000ppm或更低量的含有
3个或更多个氯(Cl)的芳族化合物。
[0024]根据还另一个实施方案，提供了一种二异氰酸酯组合物，其包含二异氰酸酯，其中所述组合物中的阳离子的总含量是100ppm或更低,所述组合物通过使二胺盐酸盐组合物与三光气在有机溶剂中反应而获得，并且将所述有机溶剂中的阳离子的总含量调节为1ppm至5ppm。
[0025]本专利技术的有益效果
[0026]在根据以上实施方案制备二异氰酸酯的方法中，不使用高毒性并且具有储存以及管理困难的光气气体。作为替代，使用三光气，其毒性较小并且由于其在室温下为固体，因此不要求单独的冷却储存装置；因此，它在处理便利性和可加工性方面是优异的。另外，在根据以上实施方案制备二异氰酸酯的方法中，使用盐酸水溶液而不使用氯化氢气体来制备二胺盐酸盐作为中间体。由于即使在大气压下也可以进行反应，所以不要求用于高温加热和冷却的额外装置，并且可以提高产率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备二异氰酸酯组合物的方法，其包括：(1)使二胺与盐酸水溶液反应，以得到二胺盐酸盐组合物；以及(2)使所述二胺盐酸盐组合物与三光气在有机溶剂中反应以得到二异氰酸酯组合物，其中调节在所述有机溶剂中的水含量，阳离子含量或含有3个或更多个氯(Cl)的芳族化合物的含量。2.如权利要求1所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，所述有机溶剂中的水含量是200ppm或更低。3.如权利要求1所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，所述有机溶剂包含1,2
‑
二氯苯(ODCB)并且所述有机溶剂包含其量为5,000ppm或更低的含有3个或更多个氯(Cl)的芳族化合物。4.如权利要求1所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，所述有机溶剂包含1,2
‑
二氯苯(ODCB)，并且其中将在所述有机溶剂中阳离子的总含量调节为1ppm至5ppm。5.如权利要求1所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，通过减压下的脱水调节在所述有机溶剂中的水含量，所述脱水在20℃至40℃的温度以及0.5托或更低的压力下进行1小时至3小时，所述脱水以90％或更高的产率进行，并且在所述脱水之后，所述有机溶剂中的水含量是100ppm或更低。6.如权利要求1所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其还包括在步骤(2)之前测量在所述有机溶剂中的水含量，其中，如果在所述有机溶剂中的水含量超过200ppm，则通过减压下的脱水调节所述水含量。7.如权利要求1所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，在所述二胺盐酸盐组合物与三光气的反应之后通过蒸馏而获得所述二异氰酸酯组合物，所述蒸馏包括在100℃至130℃的温度以及2托或更低的压力下二异氰酸酯的蒸馏，所述二异氰酸酯的蒸馏的产率是85％或更高，并且在所述二异氰酸酯的蒸馏后，所述二异氰酸酯组合物包含99.9重量％或更高量的二异氰酸酯。8.如权利要求1所述的制备二异氰酸酯组合物的方法，其中，所述含有3个或更多个氯(Cl)的芳族化合物包括1,2,3
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三氯苯、1,2,4
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三氯苯、或其混合物并且1,2,3
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三氯苯与1,2,4
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三氯苯的重量比是1:0.0001至0.5。9.如权利要求1所述的制备二异氰酸酯组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：裵栽荣，金正武，明正焕，韩赫熙，郑周永，甄明玉，
申请(专利权)人：宇利精密化学株式会社，
类型：发明
国别省市：