[发明专利]四硫基多元硫醇制法和采用该硫醇制备聚氨酯基树脂镜片的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及聚氨酯基树脂技术领域，具体地说，是一种四硫基多元硫醇 制法和采用该硫醇制备聚氨酯基树脂镜片的方法。

【背景技术】

聚合物光学材料以其质轻、耐破损、易加工成型等优点，近年来在光信 息存储、光通信等领域得到广泛应用，是被用来制作眼镜、照相机等产品中 的各种透镜和军事上光学仪器的导光器件。在制作这类器件中，具有高折光 指数和高强度的聚合物光学材料尤为重要，可进一步降低器件的曲率和厚度， 减轻重量而不影响其折射能力。

聚合物光学材料以其质轻、耐破损、易加工成型等优点，近年来在光信 息存储、光通信等领域得到广泛应用，是被用来制作眼镜、照相机等产品中 的各种透镜和军事上光学仪器的导光器件。然而，以CR-39(n_D＝1.499)和德 山的TS-46、清水的NK56(n_D＝1.56)为原料聚合得到的树脂是中国光学材料 生产的主流产品。该类产品折射率比较低，在制作过程中，为了获得相同的 光学性能，必须增加透镜的中心厚度和曲率，这样整个透镜就不可避免的变 厚。具有高折光指数和高冲击强度的聚合物光学材料尤为重要，可进一步降 低光学产品的曲率和厚度，减轻重量而不影响其使用。因此，提高聚合物的 折光指数和冲击强度具有十分重要的意义。根据经典的电磁理论，折射率n可 以由loentz-lorenz关系式给出：

n＝[(1+2RLL/V)/(1-RLL/V)]^1/2

在公式中，R为摩尔折射度，n为折射率M为分子量，ρ为密度，V为摩 尔体积，NA为阿佛加德罗常数，γ为介质极化率。由此可见，折射率与分子 体积成反比，与摩尔折射度成正比，而摩尔折射度与介质极化率成正比。所 以为了提高树脂的折射率，主要是通过在聚合物分子结构中引入具有较高的 摩尔折射度和较小分子体积的基团(如硫、苯环、卤素、重金属等)。特别是硫 元素，它既具有较高的折射率又具有较低的分子色散，因而将硫元素引入聚 合物中是实现高折光指数的最佳方法。这类树脂的主要优点在于：折光指数 的提高程度最大而色散和密度的增大相对最小(含卤族元素的树脂密度较大， 含苯环和稠环的树脂色散较大)，环境稳定性好(含Br、I的树脂则易受光、热 的影响而变色)，无毒害性(含Pb、La等重金属元素的树脂毒性较大)，单体的 设计可选范围大，合成路线较为简单。普通的聚氨酯材料具有很好的抗冲击 性能，但是其折射率并不高。为了提高其折射率，可以从两个方面入手，一 方面是提高醇的含硫率，另一方面是提高异氰酸酯的含硫率。三井东亚化学 (现为三井化学)株式会社的冈崎光树1999年在中国对多元硫醇及其制法和 由其制得的含硫的聚氨酯基树脂及制法和透镜申请了发明专利，专利公开号 为CN1215737A。MR系列树脂是该公司于20世纪80年代后期研制出的新型 光学树脂，它是由带有芳环的异氰酸酯和多硫醇化合物通过加聚反应得到一 类硫代氨基甲酸酯树脂，商品牌号为MR，现已有MR-6、MR-7、MR-9等上 市，其中MR-6、MR-9折光指数为1.594，MR-7折光指数为1.66。MR-7就 是以三硫醇作为提高折射率的原料之一，其含硫率(质量比)为61.5％。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种四硫基多元硫醇制法 和采用该硫醇制备聚氨酯基树脂镜片的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的目的之一是提供一种四硫基多元硫醇，其结构通式为：

式中R1、R2、R3和R4选自H、SH、-CH₂SH、-CH₂CH₂SH、-CH₂CH₂CH₂SH 中的一种，其中R1、R2、R3和R4中任何三个不能同时为H。

本发明的目的之二是提供一种四硫基多元硫醇的制备方法，其具体步骤 为：当式中R1、R2分别是H、SH；R1＝R3，R2＝R4，所述二(22-巯基)乙基 四硫可以按照下述方法合成：以一氯化硫和2巯基乙醇为原料，石油醚作溶 剂经缩合合成了二(22羟基)乙基四硫；二(22羟基)乙基四硫在盐酸中与硫脲 反应，得到了异硫脲鎓盐，随后，向反应液中加入氨水水解所述盐，得到二 (22-巯基)乙基四硫；化学反应的过程为：