[发明专利]羟基化合物、巯基化合物及其制备方法、用于制备光学树脂的硫醇组合物

说明书

技术领域

本发明属于光学树脂技术领域，尤其涉及一种羟基化合物、巯基化合物及其制备方法和用于制备光学树脂的硫醇组合物。

背景技术

与光学玻璃相比，光学树脂具有质量轻、抗冲击和易加工成型等优点，可更好地应用于眼镜镜片等产品。参见表1，表1为镜片用光学树脂主要类型。

表1 镜片用光学树脂主要类型

目前，市场上以聚硫醇为原料制备的光学树脂主要为聚硫代氨基甲酸乙酯类树脂，其中，聚硫醇是一类含有多活性基团巯基的低聚物，也可称为多硫醇。由表1可见，聚硫代氨基甲酸乙酯类树脂的折射率明显高于市场上其他树脂。由于树脂材料的折射率越高，所制备的镜片可以曲率更大，能使镜片更薄、更轻、更适合佩戴，聚硫代氨基甲酸乙酯类树脂是近年来新型光学树脂的重点发展方向之一。

采用低分子量的硫醇为光学树脂合成原料时，其臭味直接影响生产工人的健康。而制备大分子量的聚硫醇可极大地减小臭味，另外，由于巯基是硫醇的活性反应基团，增加分子上巯基基团的数目不仅可以促进交联反应的进行，缩短树脂的制备过程，而且会提高树脂的折射率，从而合成高端树脂材料。因此，研发具有多巯基的聚硫醇具有重要的意义。目前国内很多厂家均采用国外进口的式I所示的巯基化合物来制备光学树脂，原料品种单一；

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种羟基化合物、巯基化合物及其制备方法和用于制备光学树脂的硫醇组合物，本申请提供的巯基化合物具有很高的折射率，可用于制备光学树脂，从而能丰富光学树脂的原料品种。

本申请提供一种羟基化合物，具有式II结构：

本申请提供一种巯基化合物，具有式III结构：

本申请提供一种上文所述的巯基化合物的制备方法，包括以下步骤：

a)在温度为70℃～100℃的条件下，将2-巯基乙醇和抗氧化剂及碱性化合物溶液混合后进行反应，反应1h得到巯基金属盐；之后降至10℃～25℃加入表氯醇，所述2-巯基乙醇与表氯醇的摩尔当量比为(2.5～3.0)：1，再升温至30℃～60℃进行反应，得到式II所示的羟基化合物；

b)将步骤a)得到的式II所示的羟基化合物和硫脲及盐酸溶液混合，加热回流，得到式IV所示的化合物：

c)将步骤b)得到的式IV所示的化合物进行碱性水解，得到式III所示的巯基化合物；

优选的，所述步骤a)中，所述碱性化合物溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述碱性化合物溶液的浓度为20wt％。

优选的，所述步骤a)中，所述碱性化合物溶液中碱性化合物与表氯醇的摩尔当量比为(1.0～2.5)：1。

优选的，所述步骤b)中，所述硫脲与表氯醇的摩尔当量比为4:1；所述盐酸溶液的浓度为36wt％。

优选的，所述步骤b)中，所述加热回流具体为：加热至110℃下回流3h～4h。

优选的，所述步骤c)中，所述碱性水解使用的化合物为氨水、氨气、氢氧化钠、氢氧化钾或有机胺；所述碱性水解使用的化合物与表氯醇的摩尔当量比为5:1。

优选的，所述步骤c)中，所述碱性水解在60℃下保温2h进行。

本申请还提供一种用于制备光学树脂的硫醇组合物，包含：

具有式I结构的巯基化合物和具有式III结构的巯基化合物；

所述具有式I结构的巯基化合物和具有式III结构的巯基化合物的摩尔比为(7～60)：(37～88)；

与现有技术相比，本申请首先是多羟基化合物的制备：控制温度为70℃～100℃，将2-巯基乙醇和抗氧化剂及碱性化合物溶液混合后进行反应，反应1h制备巯基金属盐；之后将温度降至10℃～25℃的室温，按照所述2-巯基乙醇与表氯醇的摩尔当量比为(2.5～3.0)：1，加入表氯醇，再将温度升高至30℃～60℃进行反应，生成式II所示的羟基化合物；然后是羟基的巯基化反应：将本申请得到的羟基化合物和硫脲及盐酸溶液混合，加热回流，形成式IV所示的化合物，再将其进行碱性水解，得到式III所示的巯基化合物。本申请通过对反应温度和原料比例等反应参数的控制，合成了一种新的羟基化合物，其具有式II结构；由所述式II所示的羟基化合物最终制备出新的具有式III结构的巯基化合物。所述式III所示的巯基化合物含有更多S，使其具有很高的折射率，可用于制备光学树脂，从而能丰富光学树脂的原料品种。