ES2557635T3 - Método para la fabricación de resina para un material óptico a base de tiouretano usando un compuesto universal de poliisocianato, composición de resina y material óptico fabricado con el mismo - Google Patents

Método para la fabricación de resina para un material óptico a base de tiouretano usando un compuesto universal de poliisocianato, composición de resina y material óptico fabricado con el mismo Download PDF

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Abstract

Un método para la producción de una resina para un material óptico a base de tiouretano, comprendiendo el método (a) preparar un compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7 incluyendo ajustar el pH de un compuesto de politiol, en donde el producto se obtiene a partir de una capa orgánica que se consigue después del lavado con un ácido inorgánico y a continuación el lavado con una solución básica acuosa, y (b) mezclar el compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7 con un compuesto de poliisocianato y un compuesto de organoestaño como catalizador para preparar una composición de resina, seguido de polimerización por colada, en donde el compuesto de poliisocianato es al menos un tipo seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), diisocianato de hexametileno y sus mezclas.

Description

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DESCRIPCION
Metodo para la fabrication de resina para un material optico a base de tiouretano usando un compuesto universal de poliisocianato, composition de resina y material optico fabricado con el mismo
Campo tecnico
La presente invention se refiere a un metodo para la production de un material optico mediante la polimerizacion de una composicion de resina que incluye un compuesto que contiene tiol y un compuesto que tiene grupos isocianato. Mas en particular, la presente invencion se refiere a un metodo para la produccion de un material optico a base de tiouretano de alta calidad usando un compuesto de poliisocianato para fines generales, una composicion de resina para un material optico a base de tiouretano, y un material optico a base de tiouretano que incluye una resina producida mediante el metodo.
Antecedentes en la tecnica
Los materiales opticos plasticos son ligeros, apenas fragiles y coloreables en comparacion con los materiales opticos inorganicos. Actualmente, en materiales opticos se usan diversos materiales plasticos, tales como resinas, y cada vez es mas necesario que tengan unas mejores propiedades flsicas.
Las resinas opticas de politiouretano producidas usando compuestos de politiol y compuestos de isocianato se usan de forma generalizada como materiales para lentes opticas debido a sus excelentes propiedades opticas, incluyendo una transparencia, un numero de Abbe, una transmitancia y una resistencia a la traction elevadas. No obstante, los materiales opticos producidos mediante el curado de composiciones de resina que incluyen compuestos de politiol y compuestos de isocianato para fines generales adolecen de una polimerizacion no uniforme o un blanqueamiento frecuentes, lo que empeora las propiedades opticas de las resinas opticas. Los compuestos de isocianato para fines generales y los compuestos de politiol como componentes principales de las composiciones de resina para lentes de tiouretano son propensos a la polimerizacion no uniforme, al blanqueamiento y a la opacidad dependiendo de su miscibilidad. En contraste, las resinas opticas producidas mediante curado termico de compuestos de isocianato y compuestos de politiol muy miscibles esencialmente no adolecen de los problemas de polimerizacion no uniforme y blanqueamiento, incluso cuando los compuestos de politiol no se someten a tratamiento especial. Dichos compuestos de isocianato incluyen, por ejemplo, 3,8-bis(isocianatometil)triciclo[5.2.1.026]decano, 3,9-
bis(isocianatometil)triciclo[5.2.1.026]decano, 4,8-bis(isocianatometil)triciclo[5.2.1.026]decano, 4,9-
bis(isocianatometil)triciclo[5.2.1.026]decano, 2,5-bis(isocianatometil)biciclo[2.2.1]heptano, y 2,6-
bis(isocianatometil)biciclo[2.2.1]heptanos. No obstante, los compuestos de isocianato son diflciles de preparar, con lo que se incurre en costes de preparation considerables. En consecuencia, el uso de los compuestos de isocianato inevitablemente incrementa los costes de produccion de las lentes de tiouretano. Al mismo tiempo, las resinas opticas obtenidas mediante el curado de isocianatos baratos para fines generales y compuestos de politiol adolecen de una polimerizacion no uniforme o un blanqueamiento frecuentes. Dichos compuestos de isocianato incluyen, por ejemplo, diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), y diisocianato de 1,6- hexametileno. En particular, en algunos casos se produce el blanqueamiento y la formation de burbujas en la cinta. Estos fenomenos afectan de forma perjudicial al comportamiento de los materiales opticos y son la causa de una proportion elevada de defectos y lentes de baja calidad.
Divulgacion de la invencion
Problema tecnico
La presente invencion se ha realizado en un esfuerzo por prevenir que se produzca la polimerizacion no uniforme y el blanqueamiento cuando se producen materiales opticos mediante la polimerizacion de compuestos de isocianato para fines generales, y es un objetivo de la presente invencion proporcionar un material optico a base de tiouretano de alta calidad que no adolezca de los problemas de polimerizacion no uniforme y blanqueamiento, a pesar del uso de un compuesto de poliisocianato para fines generales. En la presente invencion, se produce un material optico mediante la polimerizacion de un compuesto de isocianato barato para fines generales seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), y diisocianato de 1,6- hexametileno, y sus mezclas, un compuesto de organoestano como catalizador y un compuesto de politiol que tiene un pH que se ajusta dentro del intervalo de 3,1 a 7. El ajuste del pH impide que se produzca la disolucion de una cinta adhesiva sensible a la presion y el blanqueamiento de los bordes de la lente optica. Especlficamente, los presentes inventores han comprobado que el acido inorganico que permanece en una composicion despues del tratamiento con acidos inorganicos en la produccion de un compuesto de politiol deteriora la actividad de un catalizador de polimerizacion para la produccion de una resina optica, y como resultado, se reduce la velocidad de reaction, provocando que se produzcan los fenomenos de disolucion y blanqueamiento. Basandose en estos hallazgos, la presente invencion proporciona una solution a los problemas mediante el ajuste del pH. En la presente invencion, a pesar del uso de un compuesto de isocianato barato para fines generales, el incremento de la reactividad mediante el ajuste del pH hace que la composicion polimerizable sea viscosa impidiendo que se produzca la disolucion de una cinta adhesiva sensible a la presion y el blanqueamiento de los bordes de la lente
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optica.
Solution tecnica
De acuerdo con un aspecto de la presente invention, se proporciona un metodo para la production de una resina para un material optico a base de tiouretano, que incluye
(a) la preparation de un compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7 que incluye el ajuste del pH de un compuesto de politiol, en el que el producto se obtiene a partir de una capa organica que se consigue despues del lavado con un acido inorganico y a continuation el lavado con una solucion basica acuosa, y
(b) la mezcla del compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7 con un compuesto de poliisocianato y un compuesto de organoestano como catalizador para preparar una composition de resina, seguido de polimerizacion por colada, en el que el compuesto de poliisocianato es al menos un tipo seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), diisocianato de 1,6- hexametileno, y sus mezclas.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invencion, se proporciona una composicion de resina para un material optico a base de tiouretano que incluye un compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7, un compuesto de organoestano como catalizador, y un compuesto de poliisocianato seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), diisocianato de 1,6-hexametileno, y sus mezclas.
En la presente invencion, el pH del compuesto de politiol como componente principal de la composicion de resina para una lente optica se ajusta mediante el tratamiento con una sustancia basica para controlar la velocidad de reaction de la composicion de resina. Este ajuste del pH impide que se produzca el blanqueamiento, que es un problema de la tecnica anterior. Los compuestos de organoestano se usan habitualmente como catalizadores para la produccion de resinas de politiouretano. El uso de los catalizadores para la produccion de resinas de politiouretano retarda la velocidad de reaccion, y en consecuencia, las cintas adhesivas sensibles a la presion se disuelven, dando lugar a que se produzca el blanqueamiento. En la presente invencion destinada a resolver los problemas de la tecnica anterior, el pH del compuesto de politiol incluido en la composicion de resina para una lente optica se ajusta de 3,1 a 7 mediante el tratamiento con una sustancia basica organica o inorganica. El ajuste del pH incrementa la velocidad de reaccion de la composicion de resina, haciendo la composicion de resina viscosa. Como resultado, la solubilidad de la composicion de resina se reduce para prevenir la disolucion de una cinta adhesiva sensible a la presion, que es la causa de que se produzca el blanqueamiento.
De acuerdo con la presente invencion, se puede producir un material optico de politiouretano con calidad estable usando un compuesto de poliisocianato seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona, 4,4- diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), diisocianato de 1,6-hexametileno, y sus mezclas, y un compuesto de organoestano, que se ha usado como catalizador para la produccion de resinas de politiouretano. Para la produccion de una resina de politiouretano, normalmente se realiza la polimerizacion por colada en la que la composicion de resina optica se inyecta en un molde y se cura por calentamiento. Se deja que prosiga la polimerizacion mientras se eleva lentamente la temperatura desde baja a alta temperatura entre varias horas y varias decenas de horas. En ese momento, es necesario detener la polimerizacion para conseguir caracterlsticas suficientes de la resina. Para ello, se considera el uso de un catalizador muy activo para la polimerizacion o el uso de un catalizador en una gran cantidad. No obstante, un incremento en la cantidad de catalizador para una polimerizacion rapida da lugar a una alta proportion de lentes defectuosas. Al mismo tiempo, el uso de un catalizador en una pequena cantidad provoca una velocidad de reaccion baja, y como consecuencia, de una cinta se disuelve el adhesivo sensible a la presion, dando lugar a que se produzca el blanqueamiento de los bordes de las lentes.
Los presentes inventores han comprobado que la acidez de los catalizadores metalicos que afectan a la actividad de polimerizacion es una de las causas de la aparicion de la deformation optica o de la opacidad, que impide la produccion de resinas con una calidad estable. Es decir, los presentes inventores han comprobado que la variation de la velocidad de polimerizacion que resulta de aditivos de diferente acidez es un impedimento para la produccion de resinas con una calidad estable. En particular, los agentes de liberation internos a base de fosfato acido o compuestos de politiol usados para la produccion de materiales de lentes plasticas para gafas pueden tener diversos grados de acidez segun sus lotes de produccion. Se estima que esa variacion en el pH es un obstaculo para la produccion de lentes plasticas con una calidad estable. El lavado con un acido inorganico es una etapa esencial en la produccion de un compuesto de politiol. El acido inorganico permanece inalterado despues del lavado para reducir el pH del compuesto de politiol. El bajo pH reduce la actividad del catalizador, dando lugar a una reduction en la velocidad de reaccion de una composicion de resina curable que incluye el compuesto de politiol. Esta es una de las causas de la alta solubilidad de la composicion de resina curable. Asl, de una cinta se disuelve el adhesivo sensible a la presion y los bordes de las lentes se blanquean. Estos problemas son particularmente graves cuando se usan los compuestos de poliisocianato para fines generales, diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), y diisocianato de 1,6-hexametileno, que son poco miscibles con el poliol. Como consecuencia de la investigation realizada en vista de los problemas anteriores, los presentes inventores han comprobado que cuando durante el lavado se ajusta el pH de un compuesto de politiol de 3,1 a 7, la velocidad de
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reaccion y la viscosidad inicial se incrementan minimizando la disolucion de un adhesivo sensible a la presion de una cinta, que es la causa del blanqueamiento, y al mismo tiempo no se produce una polimerizacion no uniforme. La presente invention se ha conseguido basandose en este hallazgo.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invencion, se proporciona una resina para un material optico a base de tiouretano que se produce mediante el metodo.
De acuerdo con otro aspecto mas de la presente invencion, se proporciona una lente optica que incluye la resina. La lente optica es, en particular, una lente para gafas.
Efectos ventajosos
De acuerdo con la presente invencion, se puede producir una lente a base de politiouretano sin opacidad usando un compuesto de politiol que tiene un pH que se ajusta dentro del intervalo de 3,1 a 7 y un compuesto de organoestano como catalizador, a pesar del uso de un compuesto de poliisocianato seleccionado entre diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), y diisocianato de 1,6-hexametileno. Ademas, el ajuste del pH reduce la variation en la velocidad de polimerizacion que resulta de la acidez del compuesto de politiol superando el problema de falta de polimerizacion uniforme. Por otra parte, se puede eliminar un acido inorganico, tal como acido clorhldrico, que permanece durante el transcurso de la production del compuesto de politiol, evitando as! el peligro de corrosion de un reactor de acero inoxidable y de un filtro. De acuerdo con la presente invencion, el ajuste del pH puede incrementar la velocidad de reaccion al tiempo que mantiene las caracterlsticas de un catalizador de organoestano sin deteriorar el grado de actividad del catalizador. Por tanto, se puede producir un material optico a base de politiouretano que no adolece de blanqueamiento ni de polimerizacion no uniforme.
Descripcion de las realizaciones
La presente invencion se refiere a la produccion de un compuesto de politiol cuyo pH se ajusta a un intervalo predeterminado, siendo as! adecuado para su uso en una composition de resina para una lente optica. El compuesto de politiol no provoca ni blanqueamiento ni polimerizacion no uniforme, que son problemas de la tecnica anterior.
El blanqueamiento es el principal responsable de la alta proportion de defectos de la resinas a base de politiouretano. Basandose en el hallazgo de que el pH de un compuesto de politiol como componente principal de una lente a base de politiouretano esta asociado a la velocidad de reaccion del compuesto de politiol, la presente invencion pretende producir una resina sin blanqueamiento. El pH del compuesto de politiol se ajusta de la forma siguiente. En primer lugar, en la produccion de un compuesto de politiol, normalmente la capa organica se lava con un acido inorganico y se lava varias veces con una solution basica acuosa para ajustar el pH al menos a 7 (tratamiento alcalino). A continuation, el disolvente diluido se concentra y se filtra para obtener el compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7. Como alternativa, se anade una solucion basica al compuesto de politiol tratado para obtener el compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7. Si el compuesto de politiol tiene un pH de 2 a 3, se produce un blanqueamiento severo. Si el compuesto de politiol tiene un pH que es igual o superior a 7, se produce una polimerizacion no uniforme severa. En contraste, cuando el compuesto de politiol tiene un pH de 3,1 a 7, no se produce ni blanqueamiento ni polimerizacion no uniforme. Mas preferentemente, el compuesto de politiol tiene un pH en el intervalo de 3,5 a 6. Dentro de este intervalo, el compuesto de politiol no adolece de blanqueamiento ni de polimerizacion no uniforme.
No existe restriction en cuanto al estado de la sustancia basica usada para tratar el politiol. Por ejemplo, la sustancia basica puede ser un gas, un llquido, un solido o una de sus mezclas. En particular son adecuadas las aminas, incluyendo amoniaco acuoso. Ejemplos representativos de las aminas incluyen: compuestos de aminas primarias monofuncionales, tales como etilamina, n-propilamina, isopropilamina, n-butilamina, sec-butilamina, t-butilamina, pentilamina, hexilamina, heptilamina, octilamina, decilamina, laurilamina, miristilamina, 3-pentilamina, 2- etilhexilamina, 1,2-dimetilhexilamina, alilamina, aminometilbicicloheptano, ciclopentilamina, ciclohexilamina, 2,3- dimetilciclohexilamina, aminometilciclohexano, anilina, bencilamina, fenetilamina, 2-, 3- y 4-metilbencilamina, o-, m- y p-metilanilina, o-, m- y p-etilanilina, aminomorfolina, naftilamina, furfurilamina, a-aminodifenilmetano, toluidina, aminopiridina, aminofenol, aminoetanol, 1-aminopropanol, 2-aminopropanol, aminobutanol, aminopentanol, aminohexanol, metoxietilamina, 2-(2-aminoetoxi)etanol, 3-etoxipropilamina, 3-propoxipropilamina, 3- butoxipropilamina, 3-isopropoxipropilamina, 3-isobutoxipropilamina, y 2,2-dietoxietilamina; compuestos de poliaminas primarias, tales como etilendiamina, 1,2- y 1,3-diaminopropano, 1,2-, 1,3- y 1,4-diaminobutano, 1,5-diaminopentano, 1,6-diaminohexano, 1,7-diaminoheptano, 1,8-diaminooctano, 1,10-diaminodecano, 1,2-, 1,3- y 1,4-
diaminociclohexano, o-, m- y p-diaminobenceno, 3,4- y 4,4'-diaminobenzofenona, 3,4- y 4,4'-diaminodifenileter, 4,4'- diaminodifenilmetano, 4,4'-diaminodifenilsulfuro, 3,3'- y 4,4'-diaminodifenilsulfona, 2,7-diaminofluoreno, 1,5-, 1,8- y 2,3-diaminonaftaleno, 2,3-, 2,6- y 3,4-diaminopiridina, 2,4- y 2,6-diaminotolueno, m- y p-xililendiamina, isoforondiamina, diaminometilbicicloheptano, 1,3- y 1,4-diaminometilciclohexano, 2- y 4-aminopiperidina, 2- y 4- aminometilpiperidina, 2- y 4-aminoetilpiperidina, N-aminoetilmorfolina, y N-aminopropilmorfolina; compuestos de aminas secundarias monofuncionales, tales como dietilamina, dipropilamina, di-n-butilamina, di-sec-butilamina, diisobutilamina, di-n-pentilamina, di-3-pentilamina, dihexilamina, dioctilamina, di(2-etilhexil)amina, metilhexilamina,
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dialilamina, N-metilalilamina, piperidina, pirrolidina, difenilamina, N-metilamina, N-etilamina, dibencilamina, N- metilbencilamina, N-etilbencilamina, diciclohexilamina, N-metilanilina, N-etilanilina, dinaftilamina, 1-metilpiperazina, y morfolina; y compuestos de poliaminas secundarias y terciarias, tales como N,N'-dimetiletilendiamina, N,N'-dimetil- 1,2-diaminopropano, N,N'-dimetil-1,3-diaminopropano, N,N'-dimetil-1,2-diaminobutano, N,N'-dimetil-1,3- diaminobutano, N,N'-dimetil-1,4-diaminobutano, N,N'-dimetil-1,5-diaminopentano, N,N'-dimetil-1,6-diaminohexano, N,N'-dimetil-1,7-diaminoheptano, N,N'-dietiletilendiamina, N,N'-dietil-1,2-diaminopropano, N,N'-dietil-1,3- diaminopropano, N,N'-dietil-1,2-diaminobutano, N,N'-dietil-1,3-diaminobutano, N,N'-dietil-1,4-diaminobutano, N,N'- dietil-1,5-diaminopentano, N,N'-dietil-1,6-diaminohexano, N,N'-dietil-1,7-diaminoheptano, piperazina, 2- metilpiperazina, 2,5-dimetilpiperazina, 2,6-dimetilpiperazina, homopiperazina, 1,1-di-(4-piperidil)metano, 1,2-di-(4- piperidil)etano, 1,3-di-(4-piperidil)propano, 1,4-di(4-piperidil)butano, y tetrametilguanidina. Estas aminas se pueden usar solas o como mezcla de dos o mas de las mismas. Ademas de estas aminas, tambien se pueden usar soluciones basicas, tales como soluciones alcalinas acuosas.
Como compuesto de isocianato que reacciona con el compuesto de politiol, se usa un compuesto de poliisocianato barato para fines generales, que contribuye a reducir los costes de produccion de un material optico de tiouretano. El compuesto de isocianato es diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), diisocianato de 1,6-hexametileno, o sus mezclas.
Tambien se puede usar una mezcla del compuesto de isocianato con otro compuesto de iso(tio)cianato. Ejemplos de dichos compuestos de iso(tio)cianato incluyen: compuestos de isocianato alifaticos, tales como diisocianato de 2,2- dimetilpentano, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexano, diisocianato de buteno, 1,4-diisocianato de 1,3-butadieno, diisocianato de 2,4,4-trimetilhexametileno, 1,6,11-undecatriisocianato, triisocianato de 1,3,6-hexametileno, 1,8- diisocianato de 4-isocianatometiloctano, bis(isocianatoetil)carbonato, y bis(isocianatoetil)eter; compuestos aliclclicos de isocianato, tales como diisocianato de isoforona, 1,2-bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,3- bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano, diisocianato de diciclohexilmetano, diisocianato de ciclohexano, diisocianato de metilciclohexano, isocianato de diciclohexildimetilmetano, e isocianato de 2,2- dimetildiciclohexilmetano; compuestos aromaticos de isocianato, tales como bis(isocianatoetil)benceno, bis(isocianatopropil)benceno, bis(isocianatobutil)benceno, bis(isocianatometil)naftaleno,
bis(isocianatometil)difenileter, diisocianato de fenileno, diisocianato de etilfenileno, diisocianato de isopropilfenileno, diisocianato de dimetilfenileno, diisocianato de dietilfenileno, diisocianato de diisopropilfenileno, triisocianato de trimetilbenceno, triisocianato de benceno, diisocianato de bifenilo, diisocianato de toluidina, diisocianato de 4,4- difenilmetano, 4,4-diisocianato de 3,3-dimetildifenilmetano, 4,4-diisocianato de bibencilo, bis(isocianatofenil)etileno, 4,4-diisocianato de 3,3-dimetoxibifenilo, diisocianato de hexahidrobenceno, y 4,4-diisocianato de hexahidrodifenilmetano; compuestos alifaticos de isocianato que contienen azufre, tales como bis(isocianatoetil)sulfuro, bis(isocianatopropil)sulfuro, bis(isocianatohexil)sulfuro, bis(isocianatometil)sulfona, bis(isocianatometil)disulfuro, bis(isocianatopropil)disulfuro, bis(isocianatometiltio)metano,
bis(isocianatoetiltio)metano, bis(isocianatoetiltio)etano, bis(isocianatometiltio)etano, y 1,5-diisocianato de 2- isocianatometil-3-tiapentano; compuestos aromaticos de isocianato que contienen azufre, tales como 2,4- diisocianato de difenilsulfuro, 4,4-diisocianato de difenilsulfuro, 4,4-diisocianato de 3,3-dimetoxi-dibenciltioeter, bis(4- isocianatometilbenceno)sulfuro, 3,3-diisocianato de 4,4-metoxibencenotioetilenglicol, 4,4-diisocianato de difenildisulfuro, 5,5-diisocianato de 2,2-dimetildifenildisulfuro, 5,5-diisocianato de 3,3-dimetildifenildisulfuro, 6,6- diisocianato de 3,3-dimetildifenildisulfuro, 5,5-diisocianato de 4,4-dimetildifenildisulfuro, 4,4-diisocianato de 3,3- dimetoxidifenildisulfuro, y 3,3-diisocianato de 4,4-dimetoxidifenildisulfuro; y compuestos heteroclclicos de isocianato que contienen azufre, tales como 2,5-diisocianatotiofeno, 2,5-bis(isocianatometil)tiofeno, 2,5- diisocianatotetrahidrotiofeno, 2,5-bis(isocianatometil)tetrahidrotiofeno, 3,4-bis(isocianatometil)tetrahidrotiofeno, 2,5- diisocianato de 1,4-ditiano, 2,5-bis(isocianatometil)-1,4-ditiano, 4,5-diisocianato de 1,3-ditiolano, 4,5- bis(isocianatometil)-1,3-ditiolano, y 4,5-bis(isocianatometil)-2-metil-1,3-ditiolano. Estos compuestos de iso(tio)cianato se pueden usar solos o como mezclas de dos o mas de los mismos.
El compuesto de politiol preferentemente se selecciona del grupo que consiste en 4-mercaptometil-1,8-dimercapto- 3,6-ditiaoctano, 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propano-1-tiol, 2,2-bis(mercaptometil)-1,3-propanoditiol, bis(2- mercaptoetil)sulfuro, tetraquis(mercaptometil)metano; 2-(2-mercaptoetiltio)propano-1,3-ditiol, 2-(2,3-bis(2- mercaptoetiltio)propiltio)etanotiol, bis(2,3-dimercaptopropanil)sulfuro, bis(2,3-dimercaptopropanil)disulfuro, 1,2-bis(2- mercaptoetiltio)-3-mercaptopropano, 1,2-bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropiltio)etano, bis(2-(2-mercaptoetiltio)- 3-mercaptopropil)sulfuro, 2-(2-mercaptoetiltio)-3-2-mercapto-3-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]propiltio- propano-1-tiol, ester de 2,2-bis-(3-mercaptopropioniloximetil)-butilo, 2-(2-mercaptoetiltio)-3-(2-(2-[3-mercapto-2-(2- mercaptoetiltio)-propiltio]etiltio)etiltio)propano-1-tiol, (4R,11S)-4,11-bis(mercaptometil)-3,6,9,12-tetratiatetradecano- 1, 14-ditiol, (S)-3-((R-2,3-dimercaptopropil)tio)propano-1,2-ditiol, (4R,14R)-4,14-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-
pentatiaheptano-1,17-ditiol, (S)-3-((R-3-mercapto-2-((2-mercaptoetil)tio)propil)tio)propil)tio)-2-((2-
mercaptoetil)tio)propano-1-tiol, 3,3'-ditiobis(propano-1,2-ditiol), (7R,11S)-7,11-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-
pentatiaheptadecano-1,17-ditiol, (7R,12S)-7,12-bis(mercaptometil)-3,6,9,10,13,16-hexatiaoctadecano-1,18-ditiol, 5,7- dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4,7-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4,8-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, pentaeritritol tetraquis(3-mercaptopropionato), trimetilolpropano tris(3-mercaptopropionato), pentaeritritol tetraquis(2-mercaptoacetato), bispentaeritritol-eter- hexaquis(3-mercaptopropionato), 1,1,3,3-tetraquis(mercaptometiltio)propano, 1, 1,2,2-
tetraquis(mercaptometiltio)etano, 4,6-bis(mercaptometiltio)-1,3-ditiano, 2-(2,2-bis(mercaptodimetiltio)etil)-1,3-
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ditietano, y sus mezclas.
Tambien se puede usar una combinacion del compuesto de politiol tratado con la sustancia basica y uno o mas compuestos de politiol sin tratar con la sustancia basica.
Para unas mejores propiedades opticas de la resina optica de politiouretano, es necesario controlar la resistencia al impacto y la gravedad especlfica de la resina optica de politiouretano y la viscosidad de los monomeros. Para ello, se puede anadir un modificador de resina reactivo a la composicion de resina.
Como modificador de resina se puede anadir un compuesto oleflnico. Ejemplos de dichos compuestos oleflnicos incluyen, pero no estan limitados a: compuestos de (met)acrilato tales como acrilato de bencilo, metacrilato de bencilo, acrilato de butoxietilo, metacrilato de butoximetilo, acrilato de ciclohexilo, metacrilato de ciclohexilo, acrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2-hidroximetilo, acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo, acrilato de fenoxietilo, metacrilato de fenoxietilo, metacrilato de fenilo, diacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, diacrilato de dietilenglicol, dimetacrilato de dietilenglicol, diacrilato de trietilenglicol, dimetacrilato de trietilenglicol, diacrilato de tetraetilenglicol, dimetacrilato de tetraetilenglicol, diacrilato de polietilenglicol, dimetacrilato de polietilenglicol, diacrilato de neopentilglicol, dimetacrilato de neopentilglicol, acrilato de bisglicidiletilenglicol, metacrilato de bisglicidiletilenglicol, diacrilato de bisfenol A, dimetacrilato de bisfenol A, 2,2-bis(4-acriloxietoxifenil)propano, 2,2- bis(4-metacriloxietoxifenil)propano, 2,2-bis(4-acriloxidietoxifenil)propano, 2,2-bis(4-metacriloxidietoxifenil)propano, diacrilato de bisfenol F, dimetacrilato de bisfenol F, 1,1-bis(4-acriloxietoxifenil)metano, 1,1 -bis(4- metacriloxietoxifenil)metano, 1,1-bis(4-acriloxidietoxifenil)metano, 1,1-bis(4-metacriloxidietoxifenil)metano, diacrilato de dimetilol triciclodecano, triacrilato de trimetilol propano, trimetacrilato de trimetilol propano, diacrilato de glicerol, dimetacrilato de glicerol, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de pentaeritritol, tioacrilato de metilo, tiometacrilato de metilo, tioacrilato de fenilo, tiometacrilato de bencilo, ditioldiacrilato de xilileno, dimetacrilato de xililenditiol, diacrilato de sulfuro de mercaptoetilo, y dimetacrilato de sulfuro de mercaptoetilo; compuestos alllicos, tales como alil glicidil eter, ftalato de dialilo, tereftalato de dialilo, isoftalato de dialilo, carbonato de dialilo, y carbonato de bisalildietilenglicol; compuestos vinllicos, tales como estireno, cloroestireno, metilestireno, bromoestireno, dibromoestireno, divinilbenceno, y 3,9-divinilspirobi(m-dioxano). Estos compuestos oleflnicos se pueden usar solos o como mezclas de dos o mas de los mismos.
En la presente invencion se pueden usar el compuesto de isocianato y el compuesto de politiol, como materias primas, y el modificador de resina en cantidades tales que la relacion molar de los grupos funcionales (NCO+nCs)/(SH+OH) normalmente se encuentre en el intervalo de 0,5 a 3,0, preferentemente de 0,6 a 2,0, mas preferentemente de 0,8 a 1,5.
La composicion de resina de la presente invencion opcionalmente ademas puede incluir uno o mas aditivos seleccionados entre agentes de liberacion internos, absorbentes de luz UV, colorantes, estabilizantes, y agentes de soplado. Por ejemplo, la resina para un material optico a base de uretano se puede producir mediante la inyeccion de la composicion de resina, que incluye el compuesto de politiol, el compuesto de poliisocianato y opcionalmente los aditivos, en un molde, y el curado de la composicion de resina en el molde. A la composicion de resina ademas se le pueden anadir uno o mas compuestos copolimerizables con la resina de uretano. Ejemplos de dichos compuestos copolimerizables incluyen compuestos epoxi, compuestos tioepoxi, compuestos que tienen grupos vinllicos o insaturados, y compuestos metalicos.
El compuesto de isocianato, el compuesto de politiol y el catalizador y los aditivos normalmente se mezclan a una temperatura no superior a 25 °C para preparar la composicion de resina para una lente optica. En algunos casos, se prefiere una temperatura muy inferior a 25 °C en vista de la vida util de la composicion de resina. Si el catalizador y los aditivos no son facilmente solubles en los monomeros, se pueden disolver en el isocianato, el tiol o en una mezcla de los monomeros mediante precalentamiento.
La resina de politiouretano de la presente invencion se produce mediante polimerizacion por colada. En primer lugar, la composicion polimerizable de acuerdo con la presente invencion se inyecta en un molde, que se mantiene mediante una junta o una cinta. En muchos casos, se prefiere realizar una desgasificacion a presion reducida, filtracion a presion o a presion reducida, etc., dependiendo de las propiedades flsicas necesarias a obtener para la lente de plastico. Las condiciones de polimerizacion pueden variar enormemente dependiendo de la composicion polimerizable, el tipo y la cantidad de catalizador, la forma del molde etc. La polimerizacion se realiza a una temperatura de -50 a 150 °C aproximadamente durante 1 a 50 horas, pero no esta limitada a estas condiciones. El curado preferentemente se realiza durante 1 a 48 horas manteniendo la temperatura o elevando lentamente la temperatura en el intervalo de 10 a 150 °C.
Si es necesario, la resina de politiouretano obtenida se puede tratar, por ejemplo, mediante recocido. El tratamiento termico normalmente se realiza a una temperatura de 50 a 150 °C, preferentemente de 90 a 140 °C, mas preferentemente de 100 a 130 °C.
La resina de politiouretano de la presente invencion se puede moldear en diversas formas cambiando el molde despues de la polimerizacion por colada. Los productos moldeados se pueden usar en diversas aplicaciones opticas,
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incluyendo lentes para gafas, lentes para camaras, y diodos de emision de luz (LED). La resina de politiouretano de la presente invencion es particularmente adecuada para su uso en materiales opticos y dispositivos opticos, tales como lentes para gafas, lentes para camaras, y diodos de emision de luz.
Sobre una o las dos superficies de una lente de plastico se pueden formar capas de revestimiento usando la resina de politiouretano de la presente invencion. Como capas de revestimiento, se puede hacer mencion a capas de imprimacion, capas de revestimiento duras, capas antirreflectantes, capas de pellcula de revestimiento anti-turbidez, capas antiincrustantes, y capas para repeler el agua. Estas capas de revestimiento se pueden usar individualmente o se pueden usar en combinacion para formar una estructura multicapa. Cuando se pretende formar las capas de revestimiento sobre las dos superficies de una lente de plastico, las capas de revestimiento pueden ser iguales o diferentes entre si.
El material optico compuesto de la resina a base de uretano de acuerdo con la presente invencion se caracteriza por menos blanqueamiento o burbujas de la cinta. Ademas, el material optico se puede producir con un alto rendimiento. El material optico de la presente invencion opcionalmente se puede tratar flsica o qulmicamente, por ejemplo, mediante pulido superficial, tratamiento anti-estatico, tratamiento de revestimiento duro, tratamiento de revestimiento antirreflectante, tratamiento de coloracion o fotocromico, con el fin de conferir propiedades antirreflectantes, dureza, resistencia al desgarro, resistencia qulmica, anti-turbidez o un aspecto elegante al material optico. La resina de uretano de la presente invencion tiene un alto Indice de refraccion que indica una baja dispersidad, es ventajosa en terminos de resistencia termica y durabilidad, y presenta una buena resistencia al impacto a pesar de su peso ligero. La resina de uretano es satisfactoria en cuanto al color. Debido a estas ventajas, la resina de uretano de la presente invencion es adecuada para su uso en materiales opticos, tales como lentes y prismas, y puede tener aplicaciones particulares en lentes, incluyendo lentes para gafas y lentes para camaras.
Ejemplos
La presente invencion se explica con detalle con referencia a los siguientes ejemplos. No obstante, estos ejemplos se proporcionan unicamente con fines ilustrativos y no se pretende que limiten el ambito de la invencion.
Metodos de ensavo
Se evaluo la vida util, el blanqueamiento de la resina, la polimerizacion no uniforme y el comportamiento de las lentes (Indice de refraccion, numero de Abbe y resistencia termica) con los siguientes metodos de ensayo.
Se observo un cambio la viscosidad a 30 °C usando un viscoslmetro (SV-10, A&D Company Limited), y el tiempo necesario para alcanzar una viscosidad de 300 mPas se define como vida util.
El blanqueamiento de la resina se evaluo como transparencia de la resina. La resina obtenida se irradio con un proyector en un lugar oscuro. La turbidez de la lente y la presencia de materiales opacos se determinan mediante observacion visual. Se considero que la lente era 'o' (sin blanqueamiento) cuando no se observo turbidez ni materiales opacos y se considero que era '*' (blanqueamiento) cuando se observo turbidez y materiales opacos.
La polimerizacion no uniforme (estriacion) se evaluo observando si se producla deformacion optica en la lente despues de que la lente se irradiase con una lampara de arco de mercurio (USH-102D, USHIO). Se considero que la lente era 'o' (sin polimerizacion no uniforme) cuando se observo un patron no heterogeneo en un radio de 300 mm desde el centro de la lente y se considero que era '*' (polimerizacion no uniforme) cuando se observo un patron heterogeneo en un radio de 30 mm desde el centro de la lente.
El Indice de refraccion (nE) y el numero de Abbe se midieron usando refractometros de Abbe (IT y DR-M4, Atago) a 20 °C.
La temperatura de transicion vltrea (Tg) se determino midiendo con un metodo de penetracion (carga 20 g, punta de perforacion de 0,5 mm O, velocidad de calentamiento 5 °C/min) (TMAQ400, TA instruments) en nitrogeno de alta pureza.
Ejemplo de sfntesis 1
532 g de 2-mercaptoetanol y 1010 g de hidroxido sodico (solucion acuosa al 25 %) se mezclaron para preparar una solucion homogenea, y a continuacion se anadieron gota a gota 300 g de epiclorhidrina a la solucion a 40 °C o inferior. Despues de completar la adicion gota a gota, la mezcla se agito adicionalmente a 45 °C durante 1 hora. La mezcla se dejo enfriar a temperatura ambiente, y se le anadieron 2040 g de una solucion acuosa de acido clorhldrico al 35 % y 926 g de tiourea. La mezcla se calento con agitacion a 108 °C durante 4 horas. A continuacion, la mezcla resultante se enfrio a 30 °C o inferior, y se le anadio gota a gota 2000 g de una solucion acuosa de amoniaco al 25 % mientras se mantenla la temperatura a 30 °C o inferior. Despues de completar la adicion gota a gota, se realizo la hidrolisis a una temperatura interna de 65 °C durante 1 hora. A continuacion, la mezcla de reaccion se extrajo en una capa organica con 1000 g de tolueno. La capa organica se lavo con 500 ml de una solucion acuosa de acido
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clorhidrico al 35 %, se lavo una vez con 1000 g de agua, y se sometio a tratamiento alcalino con una solucion acuosa de amoniaco al 0,5 % (1000 g). La capa acuosa se descarto y la capa organica se concentro a presion reducida, dando 760 g de 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propano-1-tiol (GST) que tiene un pH de 4,0.
Ejemplo de sfntesis 2
532 g de 2-mercaptoetanol y 1010 g de hidroxido sodico (solucion acuosa al 25 %) se mezclaron para preparar una solucion homogenea, y a continuacion se anadieron gota a gota 300 g de epiclorhidrina a la solucion a 40 °C o inferior. Despues de completar la adicion gota a gota, la mezcla se agito adicionalmente a 45 °C durante 1 hora. La mezcla se dejo enfriar a temperatura ambiente, y se le anadieron 2040 g de una solucion acuosa de acido clorhidrico al 35 % y 926 g de tiourea. La mezcla se calento con agitacion a 108 °C durante 4 horas. A continuacion, la mezcla resultante se enfrio a 30 °C o inferior, y se le anadio gota a gota 2000 g de una solucion acuosa de amoniaco al 25 % mientras se mantenla la temperatura a 30 °C o inferior. Despues de completar la adicion gota a gota, se realizo la hidrolisis a una temperatura interna de 65 °C durante 1 hora. A continuacion, la mezcla de reaccion se extrajo en una capa organica con 1000 g de tolueno. La capa organica se lavo con 500 ml de una solucion acuosa de acido clorhidrico al 35 % y se lavo una vez con 1000 g de agua. La capa acuosa se descarto. La capa organica se concentro a presion reducida, y se le anadio amoniaco acuoso, dando 763 g de 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propano-1- tiol (GST) que tiene un pH de 4,5.
Ejemplo de sfntesis 3
Se anadieron lentamente gota a gota 560 g de epiclorhidrina a una mezcla de 295 g de etanoditiol y 10 ml de trietilamina a una temperatura de reaccion ajustada a 40 °C mientras se mantiene la temperatura a 45 °C. Despues de completar la adicion gota a gota, la mezcla se agito adicionalmente durante 1 hora. A la solucion se le anadio lentamente gota a gota una solucion homogenea de 473 g de 2-mercaptoetanol y 968 g de NaOH acuoso al 25 % mientras se mantiene la temperatura a 45 °C. Despues de completar la adicion gota a gota, la mezcla se agito adicionalmente a 45 °C durante 1 hora. La mezcla se dejo enfriar a temperatura ambiente, y se le anadieron 1577 g de una solucion acuosa de acido clorhidrico al 35 % y 1013 g de tiourea. La mezcla se calento con agitacion a 108 °C durante 4 horas. A continuacion, la mezcla resultante se enfrio a 30 °C o inferior, y se le anadio gota a gota 1500 g de una solucion acuosa de amoniaco al 25 % mientras se mantenia la temperatura a 30 °C o inferior. Despues de completar la adicion gota a gota, se realizo la hidrolisis a una temperatura interna de 65 °C durante 1 hora. A continuacion, la mezcla de reaccion se extrajo en una capa organica con 1000 g de tolueno. La capa organica se lavo con 500 ml de una solucion acuosa de acido clorhidrico al 35 % y se lavo una vez con 1000 g de agua. La capa acuosa se descarto. La capa organica se concentro a presion reducida, y se le anadio amoniaco acuoso, dando 1203 g de 1,2-bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropiltio)etano (ETS-4) que tiene un pH de 5,0.
Ejemplo de sfntesis comparativo 1
532 g de 2-mercaptoetanol y 1010 g de hidroxido sodico (solucion acuosa al 25 %) se mezclaron para preparar una solucion homogenea, y a continuacion se anadieron gota a gota 300 g de epiclorhidrina a la solucion a 40 °C o inferior. Despues de completar la adicion gota a gota, la mezcla se agito adicionalmente a 45 °C durante 1 hora. La mezcla se dejo enfriar a temperatura ambiente, y se le anadieron 2040 g de una solucion acuosa de acido clorhidrico al 35 % y 926 g de tiourea. La mezcla se calento con agitacion a 108 °C durante 4 horas. A continuacion, la mezcla resultante se enfrio a 30 °C o inferior, y se le anadio gota a gota 2000 g de una solucion acuosa de amoniaco al 25 % mientras se mantenia la temperatura a 30 °C o inferior. Despues de completar la adicion gota a gota, se realizo la hidrolisis a una temperatura interna de 65 °C durante 1 hora. A continuacion, la mezcla de reaccion se extrajo en una capa organica con 1000 g de tolueno. La capa organica se lavo con 500 ml de una solucion acuosa de acido clorhidrico al 35 % y se lavo una vez con 1000 g de agua. La capa acuosa se descarto y la capa organica se concentro a presion reducida, dando 755 g de 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propano-1-tiol (GST) que tiene un pH de 2,8.
Ejemplo de sfntesis comparativo 2
532 g de 2-mercaptoetanol y 1010 g de hidroxido sodico (solucion acuosa al 25 %) se mezclaron para preparar una solucion homogenea, y a continuacion se anadieron gota a gota 300 g de epiclorhidrina a la solucion a 40 °C o inferior. Despues de completar la adicion gota a gota, la mezcla se agito adicionalmente a 45 °C durante 1 hora. La mezcla se dejo enfriar a temperatura ambiente, y se le anadieron 2040 g de una solucion acuosa de acido clorhidrico al 35 % y 926 g de tiourea. La mezcla se calento con agitacion a 108 °C durante 4 horas. A continuacion, la mezcla resultante se enfrio a 30 °C o inferior, y se le anadio gota a gota 2000 g de una solucion acuosa de amoniaco al 25 % mientras se mantenia la temperatura a 30 °C o inferior. Despues de completar la adicion gota a gota, se realizo la hidrolisis a una temperatura interna de 65 °C durante 1 hora. A continuacion, la mezcla de reaccion se extrajo en una capa organica con 1000 g de tolueno. La capa organica se lavo con 500 ml de una solucion acuosa de acido clorhidrico al 35 % y se lavo una vez con 1000 g de agua. La capa acuosa se descarto. La capa organica se concentro a presion reducida, y se le anadio amoniaco acuoso, dando 769 g de 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propano-1- tiol (GST) que tiene un pH de 7,5.
5
10
15
20
25
30
35
40
Ejemplo 1
Se homogeneizaron 56 g de diisocianato de isoforona, 44 g de 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propano-1-tiol (GST) que tiene un pH de 4,0, 0,1 g de dicloruro de dibutilestano, HTAQ (20 ppm) y PRD (10 ppm) como colorantes organicos,
1.5 g de HOPBT como absorbente UV, y 0,1 g de un agente de liberacion interno (Zelec UN, STEPAN) y se disolvieron a 20 °C. La solucion homogenea se desgasifico a 400 Pa durante 1 h, se filtro a traves de un filtro de PTFE de 1 pm, y se inyecto en un molde que consiste en un molde de vidrio y una cinta. El molde se coloco en un horno de polimerizacion y se calento gradualmente de 25 °C a 130 °C durante 21 horas, y se polimerizo. Despues de que la polimerizacion hubo concluido, el molde se extrajo del horno. La capacidad de liberacion de la resina del molde era buena. La resina obtenida se recocio a 130 °C durante 4 horas. Las propiedades flsicas de la resina obtenida tenlan un Indice de refraccion (nE) de 1,610, un numero de Abbe de 39, y una resistencia termica (Tg) de 116 °C. Se determino el estado de la solucion antes de la inyeccion en el molde mediante observacion visual. No se observaron anomallas como resultado de confirmar la presencia de impurezas despues de la liberacion del molde. No se observo blanqueamiento y se comprobo que la resina tiene una calidad estable. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1.
Ejemplos 2-6
Se prepararon las composiciones que se muestran en la Tabla 1 de la misma manera que en el Ejemplo 1 y se usaron para producir lentes. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 1
Se homogeneizaron 56 g de diisocianato de isoforona, 44 g de 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propano-1-tiol (GST) que tiene un pH de 2,8, 0,1 g de dicloruro de dibutilestano, HTAQ (20 ppm) y PRD (10 ppm) como colorantes organicos,
1.5 g de HOPBT como absorbente UV, y 0,1 g de un agente de liberacion interno (Zelec UN, STEPAN) y se disolvieron a 20 °C. La solucion homogenea se desgasifico a 400 Pa durante 1 h, se filtro a traves de un filtro de PTFE de 1 pm, y se inyecto en un molde que consiste en un molde de vidrio y una cinta. El molde se coloco en un horno de polimerizacion y se calento gradualmente de 25 °C a 130 °C durante 21 horas, y se polimerizo. Despues de que la polimerizacion hubo concluido, el molde se extrajo del horno. La capacidad de liberacion de la resina del molde era buena. La resina obtenida se recocio a 130 °C durante 4 horas. Las propiedades flsicas de la resina obtenida eran de un Indice de refraccion (nE) de 1,602, un numero de Abbe de 39, y una resistencia termica (Tg) de 116 °C. Se determino el estado de la solucion antes de la inyeccion en el molde mediante observacion visual. No se observaron anomallas como resultado de confirmar la presencia de impurezas despues de la liberacion del molde, pero se observo un blanqueamiento severo. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 2
Se prepararon las composiciones que se muestran en la Tabla 1 de la misma manera que en el Ejemplo comparativo 1 y se usaron para producir lentes. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1.
TABLA 1
Ejemplo n.° Ejemplo Comparativo n.°
1
2 3 4 5 6 1 2
Composicion de monomero (g)
GST (pH 4,0) 44,00 47,04
GST (pH 4,5)
48,45 44,00
ETS-4 (pH 5,0)
48,90 52,09
GST (pH 2,8)
44,00
GST (pH 7,5)
44,00
IPDI
56,00 51,10 30,15 18,63 27,28 56,00 56,00 56,00
HDI
22,81 32,90 20,64
Agente de liberacion (g)
Zelec UN 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Absorbente UV (g)
HOPBT 15 15 15 15 15 15 15 15
Iniciador de polimerizacion (g)
BTC 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Colorantes
HTAQ 20 20 20 20 20 20 20 20
5
10
15
20
25
30
35
40
organicos (ppm)
PRD 10 10 10 10 10 10 10 10
Propiedades flsicas de las lentes
Indice de refraction (NE, 20 °C) 1,601 1,611 1,608 1,609 1,614 1,601 1,60 1,601
Numero de Abbe
39 38 38 38 38 38 38 38
Temperatura de transition vltrea (Tg, °C)
116 115 97 82 96 116 116 116
Polimerizacion no uniforme
O O O O O O O X
Blanqueo
O O O O O O X O
Como se puede observar de los resultados en la Tabla 1, el uso de los compuestos de politiol de la presente invencion (pH 3,1 a 7) tratados con amoniaco acuoso como solucion basica o a los cuales se le anadio la solucion basica pudo prevenir la aparicion de blanqueamiento, que es un problema que se da con el uso del compuesto de politiol que tiene un pH de 2,8 y el compuesto de organoestano como catalizador. Ademas, los compuestos de politiol son muy miscibles con los isocianatos y se pueden usar para producir resinas de politiouretano adecuadas para su uso como resinas transparentes para lentes opticas. En particular, los compuestos de politiol eran muy miscibles con los isocianatos, experimentaron pequenas variaciones en la velocidad de polimerizacion, y se podlan usar para producir lentes opticas sin blanqueamiento sustancial. Si los valores de pH de los compuestos de politiol de los Ejemplos 1 y 2 no se hubiesen ajustado con la solucion basica organica o inorganica, tal como hidroxido alcalino o amina (incluyendo solidas y gaseosas), los compuestos de politiol se hubieran polimerizado lentamente y tendrlan vidas utiles prolongadas. No obstante, el ajuste del pH de los compuestos de tiol mediante el tratamiento con la solucion basica mejora la miscibilidad de los compuestos de politiol con los isocianatos, incrementa en cierta medida las velocidades de polimerizacion de los compuestos de politiol, y podrla resolver los problemas de blanqueamiento y polimerizacion no uniforme. Estos resultados dan lugar a la conclusion de que los compuestos de politiol cuyos valores de pH se ajustan con la solucion basica son muy miscibles y son adecuados para su uso en la produccion de resinas de politiouretano con una calidad estable.
Abreviaturas
Monomeros
IPDI: Diisocianato de isoforona
HDI: 1,6-diisocianato de hexametileno
GST: 2,3-Bis(2-mercaptoetiltio)propano-1-tiol
ETS-4: 1,2-Bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropiltio)etano
Agente de liberation
Zelec UN: Compuesto de fosfato (Zelec UN™, Stepan) Absorbente UV
HOPBT: 2-(2'-hidroxi-5'-t-octilfenil)benzotriazol Colorantes organicos
HTAQ: 1-hidroxi-4-(p-toluidina)antraquinona PRD: colorante de perinona
Iniciador de la polimerizacion
BTC: Dicloruro de dibutilestano

Claims (11)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para la produccion de una resina para un material optico a base de tiouretano, comprendiendo el metodo
    (a) preparar un compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7 incluyendo ajustar el pH de un compuesto de politiol, en donde el producto se obtiene a partir de una capa organica que se consigue despues del lavado con un acido inorganico y a continuacion el lavado con una solucion basica acuosa, y
    (b) mezclar el compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7 con un compuesto de poliisocianato y un compuesto de organoestano como catalizador para preparar una composicion de resina, seguido de polimerizacion por colada, en donde el compuesto de poliisocianato es al menos un tipo seleccionado del grupo que consiste en diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), diisocianato de hexametileno y sus mezclas.
  2. 2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el pH del compuesto de politiol se ajusta de 3,1 a 7 mediante la adicion de una sustancia basica organica o inorganica.
  3. 3. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la sustancia basica organica o inorganica es amoniaco, amoniaco gaseoso, una amina primaria, una amina secundaria, una amina terciaria, una amina cuaternaria, una poliamina, una solucion alcalina acuosa o una de sus mezclas.
  4. 4. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la sustancia basica organica o inorganica se selecciona del grupo que consiste en: compuestos de aminas primarias monofuncionales, que incluyen amoniaco, amoniaco gaseoso, etilamina, n-propilamina, isopropilamina, n-butilamina, sec-butilamina, t-butilamina, pentilamina, hexilamina, heptilamina, octilamina, decilamina, laurilamina, miristilamina, 3-pentilamina, 2-etilhexilamina, 1,2- dimetilhexilamina, alilamina, aminometilbicicloheptano, ciclopentilamina, ciclohexilamina, 2,3-dimetilciclohexilamina, aminometilciclohexano, anilina, bencilamina, fenetilamina, 2-, 3- y 4-metilbencilamina, o-, m- y p-metilanilina, o-, m- y p-etilanilina, aminomorfolina, naftilamina, furfurilamina, a-aminodifenilmetano, toluidina, aminopiridina, aminofenol, aminoetanol, 1-aminopropanol, 2-aminopropanol, aminobutanol, aminopentanol, aminohexanol, metoxietilamina, 2- (2-aminoetoxi)etanol, 3-etoxipropilamina, 3-propoxipropilamina, 3-butoxipropilamina, 3-isopropoxipropilamina, 3- isobutoxipropilamina y 2,2-dietoxietilamina; compuestos de poliaminas primarias, incluyendo etilendiamina, 1,2- y 1,3-diaminopropano, 1,2-, 1,3- y 1,4-diaminobutano, 1,5-diaminopentano, 1,6-diaminohexano, 1,7-diaminoheptano, 1,8-diaminooctano, 1,10-diaminodecano, 1,2-, 1,3- y 1,4-diaminociclohexano, o-, m- y p-diaminobenceno, 3,4- y 4,4'- diaminobenzofenona, 3,4- y 4,4'-diaminodifenileter, 4,4'-diaminodifenilmetano, 4,4'-diaminodifenilsulfuro, 3,3'- y 4,4'- diaminodifenilsulfona, 2,7-diaminofluoreno, 1,5-, 1,8- y 2,3-diaminonaftaleno, 2,3-, 2,6- y 3,4-diaminopiridina, 2,4- y 2,6-diaminotolueno, m- y p-xililendiamina, isoforondiamina, diaminometilbicicloheptano, 1,3- y 1,4- diaminometilciclohexano, 2- y 4-aminopiperidina, 2- y 4-aminometilpiperidina, 2- y 4-aminoetilpiperidina, N- aminoetilmorfolina y N-aminopropilmorfolina; compuestos de aminas secundarias monofuncionales, que incluyen dietilamina, dipropilamina, di-n-butilamina, di-sec-butilamina, diisobutilamina, di-n-pentilamina, di-3-pentilamina, dihexilamina, dioctilamina, di(2-etilhexil)amina, metilhexilamina, dialilamina, N-metilalilamina, piperidina, pirrolidina, difenilamina, N-metilamina, N-etilamina, dibencilamina, N-metilbencilamina, N-etilbencilamina, diciclohexilamina, N- metilanilina, N-etilanilina, dinaftilamina, 1-metilpiperazina y morfolina; compuestos de poliaminas secundarias y terciarias, que incluyen N,N'-dimetiletilendiamina, N,N'-dimetil-1,2-diaminopropano, N,N'-dimetil-1,3-diaminopropano, N,N'-dimetil-1,2-diaminobutano, N,N'-dimetil-1,3-diaminobutano, N,N'-dimetil-1,4-diaminobutano, N,N'-dimetil-1,5- diaminopentano, N,N'-dimetil-1,6-diaminohexano, N,N'-dimetil-1,7-diaminoheptano, N,N'-dietiletilendiamina, N,N'- dietil-1,2-diaminopropano, N,N'-dietil-1,3-diaminopropano, N,N'-dietil-1,2-diaminobutano, N,N'-dietil-1,3- diaminobutano, N,N'-dietil-1,4-diaminobutano, N,N'-dietil-1,5-diaminopentano, N,N'-dietil-1,6-diaminohexano, N,N'- dietil-1,7-diaminoheptano, piperazina, 2-metilpiperazina, 2,5-dimetilpiperazina, 2,6-dimetilpiperazina, homopiperazina, 1,1 -di-(4-piperidil)metano, 1,2-di-(4-piperidil)etano, 1,3-di-(4-piperidil)propano, 1,4-di(4- piperidil)butano y tetrametilguanidina; y una solucion alcalina acuosa; y sus mezclas.
  5. 5. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el compuesto de politiol se selecciona del grupo que
    consiste en 4-mercaptometil-1,8-dimercapto-3,6-ditiaoctano, 2,3-bis(2-mercaptoetiltio)-3-propano-1-tiol, 2,2- bis(mercaptometil)-1,3-propanoditiol, bis(2-mercaptoetil)sulfuro, tetraquis(mercaptometil)metano; 2-(2- mercaptoetiltio)propano-1,3-ditiol, 2-(2,3-bis(2-mercaptoetiltio)propiltio)etanotiol, bis(2,3-dimercaptopropanil)sulfuro, bis(2,3-dimercaptopropanil)disulfuro, 1,2-bis(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropano, 1,2-bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3- mercaptopropiltio)etano, bis(2-(2-mercaptoetiltio)-3-mercaptopropil)sulfuro, 2-(2-mercaptoetiltio)-3-2-mercapto-3-[3- mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]propiltio-propano-1-tiol, ester de 2,2-bis-(3-mercapto-propioniloximetil)-butilo, 2-(2-mercaptoetiltio)-3-(2-(2-[3-mercapto-2-(2-mercaptoetiltio)-propiltio]etiltio)etiltio)propano-1-tiol, (4R,11S)-4,11- bis(mercaptometil)-3,6,9,12-tetratiatetradecano-1,14-ditiol, (S)-3-((R-2,3-dimercaptopropil)tio)propano-1,2-ditiol, (4R,14R)-4,14-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-pentatiaheptano-1,17-ditiol, (S)-3-((R-3-mercapto-2-((2-
    mercaptoetil)tio)propil)tio)propil)tio)-2-((2-mercaptoetil)tio)propano-1-tiol, 3,3'-ditiobis(propano-1,2-ditiol), (7R,11S)- 7,11-bis(mercaptometil)-3,6,9,12,15-pentatiaheptadecano-1,17-ditiol, (7R,12S)-7,12-bis(mercaptometil)-
    3,6,9,10,13,16-hexatiaoctadecano-1,18-ditiol, 5,7-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4,7- dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, 4,8-dimercaptometil-1,11-dimercapto-3,6,9-tritiaundecano, pentaeritritol tetraquis(3-mercaptopropionato), trimetilolpropano tris(3-mercaptopropionato), pentaeritritol tetraquis(2-
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    mercaptoacetato), bispentaeritritol-eter-hexaquis(3-mercaptopropionato), 1, 1,3,3-tetraquis(mercaptometiltio)propano, 1,1,2,2-tetraquis(mercaptometiltio)etano, 4,6-bis(mercaptometiltio)-1,3-ditiano, 2-(2,2-bis(mercaptodimetiltio)etil)-1,3- ditietano, y sus mezclas.
  6. 6. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la composicion de resina ademas comprende uno o mas compuestos de politiol no tratados con una sustancia basica.
  7. 7. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la composicion de resina ademas comprende al menos un
    compuesto de iso(tio)cianato seleccionado del grupo que consiste en: compuestos alifaticos de isocianato, que incluyen diisocianato de 2,2-dimetilpentano, diisocianato de 2,2,4-trimetilhexano, diisocianato de buteno, 1,4- diisocianato de 1,3-butadieno, diisocianato de 2,4,4-trimetilhexametileno, 1,6,11-undecatriisocianato, triisocianato de 1,3,6-hexametileno, 1,8-diisocianato de 4-isocianatometiloctano, bis(isocianatoetil)carbonato y bis(isocianatoetil)eter; compuestos aliclclicos de isocianato que incluyen 1,2-bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,3- bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano, diisocianato de ciclohexano, diisocianato de metilciclohexano, isocianato de diciclohexildimetilmetano e isocianato de 2,2-dimetildiciclohexilmetano; compuestos aromaticos de isocianato que incluyen bis(isocianatobutil)benceno, bis(isocianatometil)naftaleno, bis(isocianatometil)difenileter, diisocianato de fenileno, diisocianato de etilfenileno, diisocianato de isopropilfenileno, diisocianato de dimetilfenileno, diisocianato de dietilfenileno, diisocianato de diisopropilfenileno, triisocianato de trimetilbenceno, triisocianato de benceno, diisocianato de bifenilo, diisocianato de toluidina, diisocianato de 4,4- difenilmetano, 4,4-diisocianato de 3,3-dimetildifenilmetano, 4,4-diisocianato de bibencilo, bis(isocianatofenil)etileno, 4,4-diisocianato de 3,3-dimetoxibifenilo, diisocianato de hexahidrobenceno y 4,4-diisocianato de hexahidrodifenilmetano; compuestos alifaticos de isocianato que contienen azufre que incluyen
    bis(isocianatoetil)sulfuro, bis(isocianatopropil)sulfuro, bis(isocianatohexil)sulfuro, bis(isocianatometil)sulfona,
    bis(isocianatometil)disulfuro, bis(isocianatopropil)disulfuro, bis(isocianatometiltio)metano,
    bis(isocianatoetiltio)metano, bis(isocianatoetiltio)etano, bis(isocianatometiltio)etano y 1,5-diisocianato de 2-
    isocianatometil-3-tiapentano; compuestos aromaticos de isocianato que contienen azufre que incluyen 2,4- diisocianato de difenilsulfuro, 4,4-diisocianato de difenilsulfuro, 4,4-diisocianato de 3,3-dimetoxi-dibenciltioeter, bis(4- isocianatometilbenceno)sulfuro, 3,3-diisocianato de 4,4-metoxibencenotioetilenglicol, 4,4-diisocianato de
    difenildisulfuro, 5,5-diisocianato de 2,2-dimetildifenildisulfuro, 5,5-diisocianato de 3,3-dimetildifenildisulfuro, 6,6- diisocianato de 3,3-dimetildifenildisulfuro, 5,5-diisocianato de 4,4-dimetildifenildisulfuro, 4,4-diisocianato de 3,3- dimetoxidifenildisulfuro y 3,3-diisocianato de 4,4-dimetoxidifenildisulfuro; y compuestos heteroclclicos de isocianato que contienen azufre que incluyen 2,5-diisocianatotiofeno, 2,5-bis(isocianatometil)tiofeno, 2,5- diisocianatotetrahidrotiofeno, 2,5-bis(isocianatometil)tetrahidrotiofeno, 3,4-bis(isocianatometil)tetrahidrotiofeno, 2,5- diisocianato de 1,4-ditiano, 2,5-bis(isocianatometil)-1,4-ditiano, 4,5-diisocianato de 1,3-ditiolano, 4,5-
    bis(isocianatometil)-1,3-ditiolano y 4,5-bis(isocianatometil)-2-metil-1,3-ditiolano.
  8. 8. Una composicion de resina para un material optico a base de tiouretano, que comprende:
    (a) un compuesto de politiol que tiene un pH de 3,1 a 7;
    (b) un compuesto de poliisocianato, en donde el compuesto de poliisocianato es al menos un tipo seleccionado
    del grupo que consiste en diisocianato de isoforona, 4,4-diisocianato de diciclohexilmetano (H12MDI), diisocianato
    de hexametileno y sus mezclas; y
    (c) un compuesto de organoestano como catalizador.
  9. 9. Una resina de material optico a base de tiouretano producido mediante el metodo de acuerdo con la reivindicacion 1.
  10. 10. Una lente optica para un material optico a base de tiouretano que comprende la resina de acuerdo con la reivindicacion 9.
  11. 11. La lente optica de acuerdo con la reivindicacion 10, en donde la lente optica es una lente para gafas.
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