[发明专利]一种高折射率光学树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高透明的高折射率的光学树脂，具体涉及由含稠环及其衍生物的可聚合单体所制得的树脂。

背景技术

诸如(甲基)丙烯酸类树脂(如聚甲基丙烯酸甲酯)、苯乙烯树脂、透明环氧树脂和透明聚氨酯树脂，在亮度、透明度以及可加工性能都优于玻璃，已经广泛的用于飞机挡风玻璃，玻璃幕墙替代物、透明容器等领域。近年来，高折射率树脂在光学领域中正发挥越来越重要的作用。比如用透明的树脂眼镜镜片替代传统的玻璃镜片。另外，光学透镜、LED显示屏的减反涂层，太阳能电池板的光学透明涂层，以及发光二极管等产业对高折射率树脂的需求越来越多。

目前，得到深入研究并已广泛应用的几种常见的光学树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，折射率n_D＝1.49)、聚苯乙烯(PS，n_D＝1.59)、聚碳酸酯(PC，n_D＝1.58)、聚双烯丙基二甘醇二碳酸酯(CR，n_D＝1.50)等。CR-39是由美国哥伦比亚研究室研制成功的高透过型树脂，目前在镜片市场上占有主导地位。但其折射率偏低仅为1.49，而传统的聚苯乙烯也只达到1.59。而根据眼镜市场流行款式的要求，镜片材料除了具有较好的透光性之外，还要求把镜片制得又轻又薄。因此，合成高性能透明的树脂成为光学树脂发展的必然趋势，制备高折射率、高性能光学树脂成为研究的热点。

通常获得高折射率树脂的方法包括在树脂中添加高折射率的无机氧化物颗粒，使无机颗粒均匀的分散在有机树脂中。由于无机氧化物具有较高的折射率，使得所获得树脂的折射率得到改善。这些无机氧化物包括二氧化钛、氧化锌等，但这些无机氧化物与有机树脂兼容性一直是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高折射率光学树脂，主要是通过将含有稠环或含硫稠环的可聚合单体引入到常用的树脂中，使其共聚制成高折射率树脂，该方法不需引入无机氧化物粒子也能产生具有高折射率的树脂。为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：

一种高折射率光学树脂，其是由含双键可聚合单体I与含稠环可聚合单体II共聚制成；其中，

该含双键可聚合单体I选自乙烯基单体、丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、苯乙烯及其衍生物、烯丙基单体和马来酸单体中的一种或多种；

该含双键可聚合单体I与含稠环可聚合单体II的重量比为10-50：50-90。

如上所述的高折射率树脂，优选地，所述含稠环可聚合单体II的稠环选自萘、蒽、芘、咔唑及其衍生物。

如上所述的高折射率树脂，优选地，所述含稠环可聚合单体II的结构如式A所示：

R₁选自以下基团中的一种或多种：

R₂可以是一个或多个，选自H、烷基、烷氧基、烷硫基、烷氨基、芳基、芳香醚基、芳香胺基和芳香硫醚基，当R₂为多个时，可以相同或不同。

另一方面，本发明提供如上所述的高折射率树脂的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)按所述重量比称取含双键可聚合单体I与含稠环可聚合单体II，并加入聚合引发剂，搅拌均匀，获得聚合反应混合物；相对于100重量份该含双键可聚合单体I和含稠环可聚合单体II的总量，聚合引发剂的加入量为0.1-10重量份；

(2)步骤1获得的聚合反应混合物经20～90分钟升温到50～80℃，在该温度下保持1～5小时，然后经30～90分钟升温至100～150℃并保持1～3小时，得到透明高折射率树脂。

如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(2)的具体操作如下：步骤1获得的聚合反应混合物经30～50分钟升温到50～80℃，在该温度下保持1～5小时，然后经50～70分钟升温至100～120℃并保持1～3小时，得到透明高折射率树脂。

如上所述的制备方法，优选地，所述聚合引发剂为有机过氧化物聚合引发剂或偶氮类聚合引发剂。

如上所述的制备方法，优选地，所述聚合引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁氰。

如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(1)还包括向所述聚合反应混合物中加入交联剂，相对于100重量份所述含双键可聚合单体I和含稠环可聚合单体II的总量，交联剂的加入量为1-10重量份。

如上所述的制备方法，优选地，所述交联剂选自含有2个或2个以上的双键的化合物。