一种用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物制造技术

本发明专利技术属于高分子材料领域，涉及提供了一种用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物，该组合物由环硫化合物、具有2个以上活泼氢、且连续脂肪链亚甲基数量≤2的化合物组成。应用该组合物制备的光学镜头材料的折射率可达1.60～1.75，适用于更高端的光学镜头材料；线膨胀系数在25～50

【技术实现步骤摘要】
一种用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物


[0001]本专利技术涉及光学材料领域，具体提供了一种用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物。

技术介绍

[0002]光学塑料的优点有许多，能进行大批量生产，降低制造成本；可以设计非常复杂的形状；密度小，所以重量轻质；相比玻璃易碎缺点，其耐冲击性能好；光学塑料透过率高，在紫外区和红外区的光谱吸收情况有别于玻璃，而且可以通过助剂调节；可以同时压出光学面和定位面，减少系统装配成本；零件的质量一致性更高。
[0003]目前市售的塑料镜头材料十余种，其折射率偏低，线膨胀系数基本在70～100
×
10
‑6℃
‑1。具体如下表所示：
[0004]品类NdVd线膨胀胀系数*10
‑6/℃聚甲基丙烯酸甲酯PMMA1.49157.283聚苯乙烯PS1.59
‑
1.61030.865
‑
67聚碳酸酯PC1.5863465.3
‑
70环烯烃共聚物COC1.5355660
‑
70环烯烃聚合物COP1.52555.870
[0005]材料热膨胀系数越高，受温度的影响，产品的使用条件就会受到限制。一般来讲塑料光学零件的最高连续工作温度不得高于80～120℃。
[0006]但是高端市场的需求在于高折射且低热膨胀系数，现有的塑料镜头材料已经不能满足上述需求，因此，急需一种高折射率且低热膨胀系数的光学镜头材料。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有含硫光学材料组合物存在的诸多不足之处，提供了一种用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物，该组合物由环硫化合物、具有2个以上活泼氢、且连续脂肪链亚甲基数量≤2的化合物组成。应用该组合物制备的光学镜头材料的折射率可达1.60～1.75，适用于更高端的光学镜头材料；线膨胀系数在25～50
×
10
‑6/℃，材料的尺寸更稳定，设计更灵活，同时降低成本。
[0008]本专利技术与现有技术的最大不同之处，就是首次采用了环硫化合物和具有2个以上活泼氢、且连续脂肪链亚甲基数量≤2的化合物的这种组合形式，其中环硫化合物中含硫量高，其引入可以提升材料的折射率及阿贝数，满足市场高折射率的要求；而具有2个以上活泼氢，且连续脂肪链亚甲基数量≤2的化合物，其中2个以上活泼氢，满足高交联度要求，尺寸稳定性好，连续亚甲基数量≤2，满足高玻璃化温度要求，实现在较宽的温度范围内具有较低的热膨胀系数，两者组合即可满足高端市场高折射且低热膨胀系数的需求。
[0009]本申请的具体技术方案是：
[0010]一种用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物，按重量份计组分如
下：组分A：环硫化合物50份
‑
100份；组分B：具有2个以上活泼氢，且连续脂肪链亚甲基数量≤2的化合物，0.001份
‑
30份；
[0011]优选的上述组合物中还含有组分C：异氰酸酯0
‑
20份；
[0012]最优选的，组分A为65
‑
90份；组分B为1
‑
20份；组分C为4
‑
16份。
[0013]上述各组分中，环硫化合物组分A选自双(β
‑
环硫丙基)硫醚、双(β
‑
环硫丙基)二硫醚、双(β
‑
环硫丙基)三硫醚、双(β
‑
环硫丙基硫)甲烷、1,2
‑
双(β
‑
环硫丙基硫)乙烷、1,3
‑
双(β
‑
环硫丙基硫)丙烷、1,4
‑
双(β
‑
环硫丙基硫)丁烷、双(β
‑
环硫丙基硫乙基)硫醚其中一种或多种。
[0014]所述的具有2个以上活泼氢，且连续脂肪链亚甲基数量≤2的化合物组分B选自1,3
‑
金刚烷二醇、3
‑
胺基
‑1‑
金刚烷醇、3
‑
氨基环己醇、1
‑
(氨基甲基)环己烷甲醇、双环[2.2.1]庚烷
‑
2,6
‑
二硫醇、(2
‑
巯基乙基)环己硫醇、1,4
‑
二噻烷
‑
2,5
‑
二硫醇、1,4
‑
二噻烷
‑
2,5
‑
二甲硫醇、1,6
‑
二巯基己烷、2,2'
‑
硫代二乙烷硫醇、2,3
‑
二(2
‑
巯基乙基硫代)
‑3‑
丙基
‑1‑
硫醇、季戊四醇四(3
‑
巯基丙酸)酯中的一种或多种。
[0015]所述的异氰酸酯组分C选自4,4
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚甲基双环己基二异氰酸酯和1,4
‑
环己烷二甲基二异氰酸酯的一种或多种。
[0016]与现有技术相比，本申请限定了组分B为含有具有2个以上活泼氢、且连续脂肪链亚甲基数量≤2的这一组分，这种化合物中含有2个以上活泼氢，使得其要么是刚性结构要么是多官能度，从而满足高交联度要求的同时满足高玻璃化温度要求，Tg在120℃以上，最终获得的试样尺寸稳定性好，加工温度进而也可以提高到160℃，经测试热膨胀系数明显降低，为25～50
×
10
‑6/℃，填补了高折射光学材料领域的低膨胀系数的性能新优势的空白，而上述采用的组分A环硫化合物本身含硫量比较高，赋予了材料高折射的性能，两者采用上述组合即可获得两种性能兼顾的材料。
[0017]其中最优选的，组分A选自双(β
‑
环硫丙基)硫醚、双(β
‑
环硫丙基)二硫醚其中一种或两种；组分B选自3
‑
胺基
‑1‑
金刚烷醇、1,4
‑
二噻烷
‑
2，5
‑
二甲硫醇、2,3
‑
二硫代(2
‑
基)
‑1‑
丙烷硫醇中的一种或多种；组分C选自降冰片烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种。
[0018]其他组分为本领域的常规组分，在具体制备光学材料产品时，还可以根据需要添加如蓝色或红色剂等其他助剂，专利技术人举例如下：
[0019]所述原料中还可以包括：
[0020]引发剂选自四丁基溴化铵、四丁基溴化鏻、三苯基膦中的一种或多种，更优选为四丁基溴化鏻；
[0021]紫外吸收剂选UV
‑
326、UV
‑
327、UV
‑
329、UV
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物，其特征在于：按重量份计组分如下：组分A：环硫化合物50份
‑
100份；组分B：具有2个以上活泼氢，且连续脂肪链亚甲基数量≤2的化合物，0.001份
‑
30份。2.根据权利要求1所述用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物，其特征在于：组合物中还含有组分C：异氰酸酯0
‑
20份。3.根据权利要求2所述用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物，其特征在于：组分A为65
‑
90份；组分B为1
‑
20份；组分C为4
‑
16份。4.根据权利要求1或2所述用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物，其特征在于：环硫化合物组分A选自双(β
‑
环硫丙基)硫醚、双(β
‑
环硫丙基)二硫醚、双(β
‑
环硫丙基)三硫醚、双(β
‑
环硫丙基硫)甲烷、1,2
‑
双(β
‑
环硫丙基硫)乙烷、1,3
‑
双(β
‑
环硫丙基硫)丙烷、1,4
‑
双(β
‑
环硫丙基硫)丁烷、双(β
‑
环硫丙基硫乙基)硫醚其中一种或多种。5.根据权利要求1或2所述用于高折射率低热膨胀系数的光学镜头材料的组合物，其特征在于：所述的具有2个以上活泼氢，且连续脂肪链亚甲基数量≤2的化合物组分B选自1,3
‑
金刚烷二醇、3
‑
胺基
‑1‑
金刚烷醇、3
‑
氨基环己醇、1
‑
(氨基甲基)环己烷甲醇、双环[2.2.1]庚烷
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹帅，刘洋，曹飞羽，李迎春，侯小敏，邢莹莹，张金国，高云龙，
申请(专利权)人：益丰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：