[发明专利]一种耐曝光异氰酸酯组合物和制备方法及其在制备高强度聚氨酯光学树脂中的应用

说明书

本发明提供一种耐曝光异氰酸酯组合物和制备方法及其在制备高强度聚氨酯光学树脂中的应用。耐曝光异氰酸酯组合物其组成包括任意一种或至少两种异氰酸酯和3‑甲基丙烯酰多巴胺(DMA)；之后进一步添加多元硫醇化合物、1‑乙烯基‑1,2,4‑三唑(VTA)、催化剂、紫外吸收剂、脱模剂和引发剂后制备得到一种具有双网络结构的聚氨酯树脂光学材料，不但力学性能和热学性能有明显改善，同时光学树脂的透射比和黄度指数(YI)也能保持在较好的水平。

技术领域

本发明涉及光学树脂领域，具体的涉及一种耐曝光异氰酸酯组合物和制备方法及其在制备高强度聚氨酯光学树脂中的应用。

背景技术

光学树脂镜片的发展主要以安全、高清和防护为三个基准出发点，其中具有防护功能的光学树脂主要为防蓝光光学树脂、防眩光光学树脂、防雾光学树脂和高折射超韧光学树脂等。光学树脂镜片的材料主要包括不饱和聚酯、聚碳酸酯(PC)和聚氨酯(PU)材料，随着异氰酸酯单体的种类不断丰富，聚氨酯型光学树脂是近年来光学树脂的重要发展方向，该类树脂采用异氰酸酯和聚硫醇聚合反应得到。

聚氨酯光学树脂材料优点在于折射率较高如1.60或者1.67，有较高的阿贝数，易于加工等。但是，聚氨酯树脂材料的力学性能比聚碳酸酯略差如抗冲击性能，因此需要对聚氨酯树脂材料的力学性能进行改善。此外，制备聚氨酯光学树脂的异氰酸酯化学性质较为活泼，容易受空气中氧气、水分等因素的影响，并且异氰酸酯自然光照一定时间后出现色号增加，外观泛黄甚至出现白色絮状物等不良反应，严重影响了制备的树脂品质。

因此，异氰酸酯在保存期需要通过添加稳定剂来抑制异氰酸酯变黄和自聚。受阻酚类化合物是常见的异氰酸酯稳定剂，如美国专利US3715381公开了2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)作为异氰酸酯稳定剂，公开号为JP33438/1970的日本专利报道了亚磷酸酯如亚磷酸三苯酯类抗氧剂，这两类稳定剂都具有良好的效果，目前仍在广泛使用。但是由于镜片加工生产商在使用异氰酸酯的过程中易使其受到自然光长期照射，造成色号大幅上涨，因此异氰酸酯的曝光性能依然欠佳，还需进一步优化。

在光学材料领域中主要可以通过共混、树脂表面涂覆加硬膜或者优化程序升温过程等的方式来提高树脂镜片的力学性能。专利CN 110885407 A中通过在不饱和聚酯中加入了硅烷偶联剂和粒径在20μm～50μm的空心玻璃微珠来增强不饱和聚酯的力学性能。专利CN107541021 A通过在镜片表面涂敷改性醋酸纤维素膜制备一种高强度树脂基光学复合材料。专利CN 108773096 A公开一种高强度树脂镜片及其制备方法，包括一次固化工艺和后道工序，其中后道工序主要是依靠高温再次固化的形式来强化特定体系的交联度。

综上，耐曝光性较差的异氰酸酯不仅加剧了镜片生产商的生产成本而且影响产品品质。与此同时，制备力学性能优异的光学树脂往往存在共混工序复杂，膜层涂覆并不能对树脂的内部结构进行根本性优化，程序升温工艺参数的调整具有局限性等问题，所以需要进一步的改善和优化。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的之一在于提供一种耐曝光异氰酸酯组合物和制备方法。

本发明另一目的还在于提供一种由上述耐曝光异氰酸酯组合物制备的高强度聚氨酯光学树脂，不仅制备工艺简单，而且能够较好地改善树脂性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种耐曝光异氰酸酯组合物，其组成包括任意一种或至少两种异氰酸酯和3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA)；

本发明异氰酸酯组合物中，所述3-甲基丙烯酰多巴胺的添加量为任意一种或至少两种异氰酸酯总质量的0.1～10％，优选0.5～5％，更优选1～3％。

所述3-甲基丙烯酰多巴胺(DMA，CAS：471915-89-6)结构如下式所示，能够显著改善异氰酸酯组合物的耐曝光性能。