[发明专利]制备用于高硬度透明树脂的可聚合单体的方法

说明书

本发明是关于制备透明树脂的领域，该树脂具有高表面硬度并有优良的耐擦伤、耐热、和耐化学性;本发明还涉及含上述树脂的一种上光材料、显像器的防护罩、光学透镜及硬质涂层材料;并涉及制备这种树脂的方法及提供制备可聚合单体的方法，该单体用作高硬度透明树脂的原料。

甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、及聚苯乙烯树脂，在透明性、抗冲击性、可加工性及大量生产方面均是极好的材料，因而，至今它们已被用来作为车辆、住房、学校和体育馆等的窗玻璃、走廊的护壁板、楼厅的上光材料、显示设备（例如各种仪表盘、计算机和液晶电视显示器及自动售货机前面档板等）的防护罩、光学透镜、照明器的罩子、标牌、防护眼镜、光学光盘基座等，特别是当上述树脂用来作为上光材料、显示设备防护罩及光学透镜时，从可见度和美观的角度来说，这种树脂除了需要具有好的透明性、光学物理性、机械强度、韧性等之外，还需要具有高度的耐擦伤性（即高表面硬度）、耐化学性、耐热性等。

但是上述普通的透明树脂都是线型聚合物，因此它们的表面硬度、耐化学性、耐热性不够，另外，这些树脂即使涂以硬质涂层材料来改善它们的表面硬度和耐化学性，也总是没有达到足够满意的程度。

为了解决这些问题，现在已经提出了一种透明树脂，它是一种具有交联结构的聚合物，例如二乙二醇二烯丙基碳酸酯树脂或氨基甲酸乙酸聚丙烯酸酯（日本专利公开，公开号为3610/1986和75022/1988）。

但是，所提出的这些树脂是由烯丙基，丙烯酸基，或甲基丙烯酸基相互进行聚合而制得的，它们的聚合速率都在相同的水平上，因而存在下列一些问题，即聚合反应难以控制，有反应失控的倾向，并且为了得到表面状态好和聚合应变少的聚合物，聚合周期需要长。

本发明涉及提供一种用于制备高硬度，透明树脂的方法，该树脂具备以下性能：高表面硬度、优良的耐化学性和耐热性、聚合反应容易控制等。

本发明的目的是提供一种制备可聚合单体的方法，该单体具有可聚合的基团，其聚合反应速率比丙烯酸基、甲基丙烯酸基及乙烯基苯基低、并且该单体与这些基团的共聚性很好。这样的单体能聚合得到一种具有高表面硬度，透明性和耐热性和/或耐化学性均很好的聚合物。

本发明的发明人为解决上述问题，已经进行了充分的研究。

研究结果已经发现，在聚合反应期间所不易控制的反应能很容易地进行控制，聚合反应时间可明显缩短;并且该透明树脂（具有高表面硬度的、含有本发明所要求的交联的聚合物）可以通过有低聚合速率的异丙烯基苯基这种可聚合基团与另一种具有高聚合速率的可聚合基团相结合的方法来得到，也就是将一个分子中有2个或多个异丙烯苯基的化合物与有一个或多个丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯苯基的另一化合物进行共聚合，后者的基团其自由基聚合性能要高于异丙烯基苯基。

此外，业已发现，本发明的树脂具有高表面硬度即耐擦伤性、耐热和耐化学性。因此，该树脂的板材可用于车辆、住房、学校及体育馆的窗玻璃、走廊的护壁板、楼厅的上光材料、显示设备（例如各种仪表盘、计算机和液晶电视的显示器、及自动售货机前挡板等）的防护罩、以及由透镜状成型聚合物做的光学透镜。另外还发现，本发明的树脂也可以用作涂层薄膜，即硬质涂层材料。将该树脂被涂敷在树脂、金属或木板材料上，经聚合后所得到的硬质涂层具有优异的耐擦伤和耐化学性。

并且本发明也已经发现了有这样一种新颖的单体，它能制备高硬度透明树脂，该单体具有异丙烯基二甲基苄基和异丙烯基苯氧基。本发明还找到了制备该新颖单体的方法。

按照本发明，制备含交联的、高硬度、透明的树脂的方法是包括单体（A）和单体（B）的共聚合，单体（A）用下列式（I）表示：

其中，R是有或没有一个氧原子、脂环、杂环或芳香环的一种脂族基、或者是一种脂环族基，1为0或1，i和j各自为1或大于1的整数。当l＝0时，i＝j＝1，当l＝1时，（i+j）为4或小于4，当j＝1时，X为氧或硫，当j≥2时，所有的X为氧或硫，或者一个X是氧而其它所有的X是硫，或者一个X是硫而其它所有的X是氧;

单体（B）具有1个或多个官能基，其中至少有一类选自由下列基团所组成的组，即：

CH₂＝CH-C（O）-O-，CH₂＝C（CH₃）-C（O）-O-及

CH₂=CH

该交联聚合物可以含下列（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）和/或（Ⅴ）的结构单元：