[发明专利]一种高折射率聚氨酯光学树脂材料、其制备方法和光学元件

说明书

本发明提供了一种高折射率聚氨酯光学树脂材料，包括：式(I)～式(IV)中任意一种或几种所示的环状异氰酸酯；式(V)所示的丙烯酸羟基酯类化合物；含巯基的硫醇类化合物；其中，n1～n10独立的选自0～2的整数；R1～R10独立的选自C1～C5的烷基、硫基和双硫基中的一种或几种；R11和R12独立的选自H或C1～C5的烷基。本发明通过特定的环状异氰酸酯中环形结构的加入，改进了材料的耐热性能，提高了玻璃化温度，便于加工；通过丙烯酸羟基酯类化合物的引入，协同提高了材料的抗冲击性能；通过含硫异氰酸酯和硫醇的引入，提高了光学材料的折射率。本发明高折射率聚氨酯光学树脂材料耐热性好、折射率高、抗冲击性能好。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种高折射率聚氨酯光学树脂材料、其制备方法和光学元件。

背景技术

与无机材料材料相比，光学树脂材料质轻、容易染色、易切割、抛光等优异的加工性能。相对于传统的亚克力、聚碳酸酯材料，聚氨酯材料具有不可比拟的优势，越来越受到市场的重视，尤其是折射率1.65以上的高折光学树脂材料，发挥着不可替代的作用。

光学材料用树脂逐渐要求高折射率化、高阿贝数化、低比重化、高耐热性化等。根据上述要求，目前为止已经开发并使用了多种光学材料用树脂。其中关于聚氨酯类树脂的提案逐渐兴起。

聚氨酯是异氰酸酯化合物由含活泼氢的化合物加成聚合反应制成的光学树脂材料。异氰酸酯化合物又可分为两类，即含NC0的普通异氰酸酯和含NCS的异硫氰酸酯。在这其中，含有脂肪环和芳香环异氰酸酯更为重要。含活泼氢化合物主要是含OH的醇、酚和含SH的硫醇、硫酚。聚氨酯类树脂中，作为最具代表性的树脂，现有技术公开了众多将多硫醇化合物和多异(硫)氰酸酯化合物反应得到的树脂。但上述聚氨酯光学树脂镜片加工过程中，由于玻璃化温度偏低，容易出现变形，膜层高温裂膜、不牢固等问题。同时其抗冲击性能和折射率也不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高折射率聚氨酯光学树脂材料，本发明提供的高折射率聚氨酯光学树脂材料耐热性好、折射率高、抗冲击性能好。

本发明提供了一种高折射率聚氨酯光学树脂材料，包括：

式(I)～式(IV)中任意一种或几种所示的环状异氰酸酯；

式(V)所示的丙烯酸羟基酯类化合物；

含巯基的硫醇类化合物；

其中，n1～n10独立的选自0～2的整数；

R1～R10独立的选自C1～C5的烷基、硫基和双硫基中的一种或几种；

R11和R12独立的选自H或C1～C5的烷基。

优选的，所述R1～R10独立的选自甲基、异丙基、叔丁基、硫基和双硫基中的一种或几种；所述R11和R12独立的选自H、甲基或乙基。

优选的，所述环状异氰酸酯选自间苯二亚甲基二异氰酸酯、a,a,a,a-四甲基间二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、双(异氰酸乙酯基)硫醚、双(异氰酸丙酯基)硫醚、双(异氰酸己酯基)硫醚、双(异氰酸甲酯基)砜、双(异氰酸甲酯基)二硫醚、双(异氰酸丙酯基)二硫醚、双(异氰酸甲酯基硫基)甲烷、双(异氰酸乙酯基硫基)甲烷、双(异氰酸乙酯基硫基)乙烷、双(异氰酸甲酯基硫基)乙烷、1，5-二异氰酸酯基-2-异氰酸甲酯基-3-硫杂戊烷中的一种或几种。

更优选的，所述异氰酸酯选自苯二亚甲基二异氰酸酯、a,a,a,a-四甲基间二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯中一种或两种。