[发明专利]聚硫氨酯类光学材料用聚合性组合物

说明书

技术领域

本发明涉及聚硫氨酯化反应用催化剂。更详细而言，涉及与迄今为止被广泛用作聚硫氨酯化反应用催化剂的有机锡类催化剂相比安全性高、催化活性高的催化剂及使用该催化剂制造的聚硫氨酯类光学材料。 

背景技术

近年，与地球环境的协调、降低环境负荷在制造业界逐渐成为课题，并正在加速开发顾虑到环境的产品和技术。这样的外部环境变化使得在化学业界也自发地抑制使用毒性高的化合物或重金属化合物，并开展了开发代替技术的行动。 

作为本发明技术领域的聚氨酯业界也开展了这样的行动，特别是针对广泛用作聚氨酯制造催化剂的有机锡催化剂的使用限制逐渐以发达国家为中心不断被强化。因此，近年，代替催化剂的开发也越发活跃。 

通过异氰酸酯化合物和含有羟基或巯基的活性氢化合物的反应来制造聚氨酯或聚硫氨酯时，主要使用叔胺类催化剂或有机金属类催化剂作为反应催化剂。作为叔胺类催化剂，例如使用三亚乙基二胺、N，N-二甲基乙醇胺，三乙基胺、N-乙基吗啉等化合物，作为有机金属类催化剂，使用二氯化二丁基锡(DBC)、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、二乙酸二丁基锡等有机锡类催化剂或铁、镍、锌等有机酸盐类或乙酰丙酮配位化合物等。比较两种催化剂，就反应性而言，有机金属类催化剂通常活性较高，使用频率高(非专利文献1)。另外，使用上述公知的催化剂制造的聚氨酯或聚硫氨酯树脂被用于各种领域。其中，特别是本发明技术领域的聚硫氨酯制透明树脂被广泛用 作塑料透镜材料(专利文献1)。近年，与迄今为止使用的无机透镜相比，塑料透镜由于轻质、难以破裂、能染色而迅速普及于眼镜透镜、相机透镜等光学材料。 

目前，从催化活性高的观点来看，形成上述有用的光学材料的聚硫氨酯树脂的制造反应中所用的催化剂广泛使用以DBC或DBTDL为代表的有机锡类催化剂。但是，如前面所述，近年，指出了这些有机锡类催化剂在毒性方面存在问题。 

例如，DBTDL中作为杂质所含的三丁基锡或DBC中作为杂质所含的氯化三丁基锡作为内分泌扰乱化学物质对人体的危害已成为问题。另外，已经以欧州为中心开展了限制有机锡化合物使用的行动。因此，在使用聚硫氨酯树脂的眼镜透镜业界，目前迫切需要开发出代替锡的催化剂。今后，不仅仅在欧州，在世界范围内也可能进一步加强限制有机锡催化剂的使用，在聚氨酯业界，越来越需要开发出能代替有机锡催化剂的安全性高、活性高的催化剂。 

例如，作为聚氨酯领域中的代替有机锡的催化剂，已知有由羧酸金属化合物和季铵盐化合物形成的催化剂(专利文献2)、由2环式叔胺化合物和季铵盐化合物形成的催化剂(专利文献3)、在配位基中具有烷氧基或羧基的钛、铝金属催化剂(专利文献4)等。上述催化剂主要是由聚异氰酸酯类和多元醇类制造的、用作聚氨酯树脂制造用催化剂的催化剂，未见作为由聚异氰酸酯类和多硫醇类制造的聚硫氨酯类光学材料的催化剂的使用例。在作为本发明领域的含硫塑料透镜的领域中，报道了将金属的二硫代氨基甲酸盐类用于催化剂的例子(专利文献5)。但是，未见能用于制造作为塑料透镜用材料被广泛普及的聚硫氨酯树脂的非锡类催化剂的报告例。 

制造作为塑料透镜用材料的聚硫氨酯树脂时，通常采用在铸型中注入聚合性组合物使其加热固化的浇铸聚合法，边慢慢从低温升至高温，边进行聚合反应数小时至数十小时。此时，为了得到光学性均匀的塑料透镜，必须通过添加催化剂使受热控制的聚硫氨酯化反应缓慢进行，以便在升温过程中不产生热不均。另外，为了充分获得光学物 性、耐热性、强度之类树脂物性而必须使聚合完毕。为了使聚合完毕，可以举出使用聚合活性强的催化剂或增加催化剂量的方法，但上述方法存在以下问题：在将调制的聚合性组合物注入铸型之前的期间进行聚合反应，即无法确保充分的适用期(pot life)的问题，进而在聚合中发生局部放热，导致透镜易发生光学不均的问题。作为消除该问题的方法，例如报道有通过并用活性强的叔胺和路易斯酸来抑制低温活性的例子(专利文献6)。 

专利文献1：特公平4-58489号公报 

专利文献2：特开2005-105084号公报 

专利文献3：特开2005-105085号公报 

专利文献4：特开2004-277621号公报 

专利文献5：特开2004-269673号公报 

专利文献6：专利第3220614号公报 

非专利文献1：“最新聚氨酯应用技术”CMC，1983年发行，p.27-31