用于眼镜片的定制单体聚合物

申请号 CN200780010193.7 申请日 2007-03-20 公开(公告)号 CN101405624A 公开(公告)日 2009-04-08
申请人 欧弗搜尼克斯股份有限公司; 发明人 J·杰莎马拉尼; G·阿布戴尔-沙德克; J·乔米恩; E·斯汀; L·H·斯弗德鲁普; S·迈克卡蒂; 葛俊豪;
摘要 揭示了用于制备眼镜片的 单体 和 聚合物 。揭示了一种热 固化 法,其包括潜在的热致阳离子型酸生成剂和任选的阳离子型光引发剂。
权利要求

1.一种制备光学元件的方法,该方法通过使用热引发的阳离子开环聚合 反应形成聚合物层,从而制备光学元件,所述方法包括:
a.将一种或多种单体和热引发剂混合起来,
b.形成(a)的混合物的层,
c.对所述层进行加热,使其固化
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述单体是环化物、氧杂 环丁烷、或其混合物。
3.如权利要求1所述的方法,所述方法还包括将光引发剂加入(a)的混合 物。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述光引发剂是芳基锍、烷 基锍、或芳基碘鎓光致酸生成剂。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述热引发剂是潜在的热致 阳离子型酸生成剂。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述潜在的热致阳离子型酸 生成剂是六氟合锑酸铵。
7.一种制备光学元件的方法,该方法通过使用热引发的阳离子开环聚合 反应形成聚合物层,从而制备光学元件,所述方法包括:
a.将一种或多种单体,潜在的热致阳离子型酸生成剂,以及阳离子型光引 发剂混合起来;
b.形成(a)的混合物的层;
c.对所述层进行加热,使其部分固化;
d.对所述层进行辐照,在层中形成可变的折射率分布;
e.对所述层进行加热,以使得所有未反应的单体完全固化。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述单体是环氧化物、氧杂 环丁烷、或其混合物。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述光引发剂是芳基锍、烷 基锍、或芳基碘鎓光致酸生成剂。
10.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述热引发剂是潜在的热致 阳离子型酸生成剂。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述潜在的热致阳离子型 酸生成剂是六氟合锑酸铵。
12.一种制备具有变化的折射率分布的光学元件的方法,该方法包括:
a.形成包含两种或更多种单体的混合物的层,所述单体具有不同的初始折 射率以及不同的固化后折射率;
b.在层的特定位点使得特定的单体固化,产生Δn最高为0.30的折射率图 案。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,在所述(a)的混合物中包含 两种或更多种以下的单体:
R(SH)n
R(X)n和
R(Y)n。
14.一种制备镜片材料的方法,该方法包括:
a.制备所需形状的模具,
b.使得选自R(SH)n,R(X)n和R(Y)n的单体混合物熔化
c.通过加热使得所述单体固化。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述镜片材料是板,即片 材。
16.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述镜片材料是镜片毛坯。
17.一种用来制备光学元件的制剂,其包含:
a.选自环氧单体、氧杂环丁烷单体、以及它们的混合物的一种或多种单体,
b.热引发剂。
18.如权利要求17所述的制剂,所述制剂还包含光引发剂。
19.如权利要求18所述的制剂,其特征在于,所述热引发剂是潜在的热 致阳离子型酸生成剂,所述光引发剂是芳基锍、烷基锍,或者芳基碘鎓光致酸 生成剂。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于,所述潜在的热致阳离子型 酸生成剂是六氟合锑酸铵。

说明书全文

相关技术

Bruns在美国专利第6,989,938号(′938专利)和第6,813,082号中描述了波 前像差器及其制造方法。′938专利描述了如何能够通过控制在表面上不同的区 域内的单体固化程度,在单体层中产生独特的折射率分布图,从而制得波前 像差器。′938专利还描述了一种方法,该方法允许通过产生具有各种固化程度 的区域而产生独特的折射率分布图。另外,公布号为WO 2006/029264的PCT 申请更详细地描述了可用来校正高级像差的材料。

作低级像差和高级像差方面的校正的波前像差器(Wavefront aberrator)是 人们已知的。这些像差器包含聚合物层,其中可通过固化对聚合物层编程,而 使得整个像差器中具有变化的折射率分布或者恒定的折射率。例如参见以下美 国专利:6,813,082;6,989,938;6,712,466;6,840,619;6,942,339和7,021,764,所有 这些专利都参考结合入本文中。

共同待审的美国申请系列号第10/936,030号,文件号第2006/0052547号 揭示了可用来制备光学元件的单体和聚合物,这些文件都全文参考结合入本文 中。

发明内容

优选的实施方式提供了一种用来形成光学元件或镜片材料的组合物,其包 含:基质聚合物,所述基质聚合物中分散有单体混合物,所述基质聚合物选自 环单体、氧杂环丁烷单体,以及环氧单体和氧杂环丁烷单体的混合物。另一 优选的实施方式提供了用来制备该组合物和所述光学元件的方法。该方法可包 括按照任意的顺序将以下组分混合:所述基质单体,用于环氧官能团和氧杂环 丁烷官能团阳离子开环聚合反应的潜在热致阳离子型酸生成剂(latent thermal cationic acid generator),以及/或者选自芳基和烷基锍和碘鎓光致酸生成剂的阳 离子型光引发剂。所述单体可以通过加热而部分或完全地固化。如果部分固化, 则加入光引发剂将允许通过曝光(紫外光、激光等),以变化的折射率分布对光 学元件编程和/或按标志蚀刻。在编程或标志蚀刻(logo etching)(书写(write))之 后,对组合物进行加热,以便进一步使基本上所有剩余的未反应的单体都发生 固化。

另一个优选的实施方式提供了一种组合物,该组合物可包含:多环氧化物 (polyepoxy)和/或多环硫化物和/或多异氰酸酯,以及至少一种多硫醇(polythiol) 化合物和烯封端的单体作为各个组分(或者混合为市售的诺兰德光学粘合剂 (Norland Optical Adhesive)),并存在胺催化剂和光引发剂。

其它优选的实施方式提供了制备可编程镜片的方法。该方法可包括在用隔 离物隔开的两片CR-39片材之间使用很好脱气的制剂,在适宜的温度下使得所 述组件热固化合适的时间,对所述组件进行研磨,使其与所需的镜片框配合, 书写所需的能量(power),并使能量充满(flood)组件,对其进行加热,使得两片 CR-39片材脱离,将最终设计的镜片固定在镜片框内。

另外的优选的实施方式提供了一种组合物,该组合物包含:多环氧化物和 /或多环硫化物和/或多异氰酸酯,以及至少一种多硫醇化合物,并存在胺催化 剂。

另一优选的实施方式提供了制备镜片毛坯的方法。该方法包括使用:两片 CR-39,聚酸酯,或研磨至所需的几何形状的1.6镜片毛坯,其中一个在靠近 边缘处具有两个孔,以允许注入气泡和除去气泡;胶合的环,其全部相互叠置, 形成所需的厚度,用作两个镜片毛坯之间的间隔物,以制备模具形状构造; 带,其围绕所述模具包好,以防所述模具发生任何几何形状变化;夹在第一镜 片和第二镜片之间的选自以下的多官能单体的混合物:多环氧化物和/或多环硫 化物和/或多异氰酸酯,以及至少一种多硫醇化合物,并存在胺催化剂。

一个优选的实施方式提供了一种组合物,该组合物包含:多环氧化合物和 /或多环流化合物,以及至少一种多硫醇化合物和烯烃封端的单体,并存在胺催 化剂、光引发剂和稳定剂。

另一优选的实施方式提供了制备这种眼镜镜片(spectacle lens)的方法。该 方法可包括使用在用500微米的可光致固化隔离物分隔的两片镜片毛坯(底和 盖)之间注入的很好均化和脱气的制剂,在适宜的温度下使所述组件固化合适 的时间,对所述组件进行研磨和抛光,使得盖、凝胶和底分别为0.5+0.5+0.8毫 米。书写所需的能量,然后进行泛光固化(flood curing),施加硬涂层和减折射 涂层,将其研磨至与所需眼镜框配合的最终形状,安装眼镜框。

本文中还描述了用来制备眼镜镜片的可聚合组合物。可以将高级像差校正 写在该镜片上。所述组合物可包含多环氧化合物、多环硫化合物和/或异氰酸酯, 以及至少一种多硫醇化合物和烯烃封端的单体,并存在胺催化剂、光引发剂和 稳定剂。所述组合物可包含60%的烯烃(Ene)+硫醇(Thiol)和40%的环氧化物 (Epoxy)+硫醇(Thiol)。所述凝胶可以是软的,提供0.019的Δn,提供游离单体 的快速扩散。

优选实施方式的详细描述

在本文中,所用的术语“眼镜镜片”为其常用的含义,其包括例如:通过 将单体材料的多官能较小分子混合在一起形成的可聚合的制剂,预聚物,低聚 物,交联聚合物,混合物,和互穿聚合物网络。

用于本发明的通式(1)表示的化合物的特征是具有巯基:

其中当n=3时,R是有机残基:

当n=4,R是有机残基:

用于本发明的通式(2)表示的化合物的特征是包含环氧基、环硫基和/或异 氰酸酯基:

对于环氧基

其中当n=2,R是有机残基:

或/和

当n=3,R是有机残基:

当n=3.6,R是有机残基:

对于多异氰酸酯,

X=*-NCO

其中,当n=2,R是有机残基:

对于多环硫化物,

其中,当n=3,R是有机残基:

其中当n=3.6,R是有机残基:

用于本发明的通式(3)表示的化合物的特征是包含烯基(烯丙氧基或丙烯酸 酯基):

对于烯丙基封端的烯烃,

其中当n=2,R是有机残基:

其中当n=3,R是有机残基:

催化量的胺选自下组:包括但不限于溴化四丁基铵,二甲基苄基胺,三乙 胺或丙胺。

以下实施例说明了本发明的实施,但是不应视为对本发明的范围的限制。

在以下实施例中,通过以下方法对制备的实施例的制剂和树脂的物理性质 进行评价:(1)使用数字Reichert Mark II Plus折射计在25℃下测量折射率(nD)。 (2)使用数字Brookfield DV-II+粘度计在25℃下测量粘度。(3)使用DeFelsco精 密粘合性测试仪在室温下测量两个粘合/胶合的镜片毛坯之间聚合膜的粘合强 度。(4)使用Bushi Rotavapor R-114在70±5℃对制剂进行制备/混合。(5)耐 冲击性:根据USA FDA标准,如下进行落球试验,将球(11克,16.33克和 66.75克)从120厘米的高度落在中心厚度4.0毫米的镜片上。用以下三种等级 中的一种对结果进行评级:A:无变化,B:星状裂纹,C:钢球贯穿。

实施例1

材料:原材料从市场上购得或者合成得到。以下材料购自阿尔德瑞奇公司 (Aldrich):三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)和季戊 四醇四(3-巯基丙酸酯),溴化四丁基铵(TBABr),二甲基苄基胺(DMBA),二 [4-(缩甘油氧基)苯基]甲烷(双酚F二缩水甘油醚),双酚A二缩水甘油醚,二 (乙二醇)二(烯丙基碳酸酯)(CR 39),二苯甲,三烯丙基三嗪三酮和三烯丙氧 基三嗪。4-巯基甲基-3,6-二硫代-1,8-辛烷二硫醇(MDO)通过众所周知的合成技 术合成。聚[(苯基缩水甘油醚)-甲]共聚物(环氧酚醛清漆树脂,D.E.N.438)购 自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)。Araldite RD-2(丁二醇二缩水甘 油醚)购自航特曼公司(Huntsman)。1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷三缩水甘油醚 THPE/GE购自化学家电子材料L.P.公司(Chemist Electronic Materials L.P.)。 来酸二烯丙酯(DIAM),偏苯三酸三烯丙酯(TATM)和二烯丙基醚双酚A购自 BiMax公司。1-羟基-环己基-苯基-酮(Irgacure 184)购自希巴公司(Ciba)。N-亚硝 基苯基羟基胺铝盐(N-PAL)购自阿伯马公司(Albemarle Corp.)。

称取5.3486克D.E.N.438,2.6433克二烯丙基醚双酚A,6.8139克三羟甲基 丙烷三(3-巯基丙酸酯),0.0148克Irgacure 184,0.1485克溴化四丁基铵,以及 0.003克N-PAL,加入清洁的小瓶中,在70℃下(水浴)用磁搅拌器混合10分 钟,将其称为部分I。

向另一个清洁的小瓶中加入5.9456克三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯), 2.4001克二烯丙基醚双酚A,4.0001克二(乙二醇)二(烯丙基碳酸酯),0.0026克 N-PAL,和0.0191克二苯甲酮,在70℃(水浴)下用磁力搅拌器混合10分钟, 将其称为部分II。

将部分I和部分II很好混合并脱气,形成单体/聚合物混合物。通过可紫 外固化的胶合剂将两片折射率1.6的镜片毛坯(底和盖)相互胶合,所述胶合剂 包含直径500微米的聚苯乙烯珠粒。将所述包含珠粒的胶合剂分布在盖的边缘 附近,然后将其压在底之上,进行光固化,在底和盖之间形成500微米的间隔, 用来将所述单体/聚合物混合物注入其中,以形成镜片组件。将所述镜片组件转 移到具有很好控制的温度的烘箱中,在75℃下加热5-8小时,使得单体/聚合 物混合物部分固化。然后将所述镜片组件研磨和抛光至所需的厚度。将其转移 到镜片书写实验室(Lens Writer lab),用激光书写(蚀刻)标志(logo)。然后用紫外 光对镜片组件进行泛光固化,使得剩余的单体固化。对眼镜镜片进行研磨、抛 光,将其置于眼镜框中。

镜片毛坯

本文还描述了用于高折射率的镜片毛坯的可聚合组合物,其包含多环氧化 合物和/或多环硫化合物和/或多异氰酸酯化合物,以及至少一种多硫醇化合物, 并存在胺催化剂。

在本文中,所用的术语“镜片毛坯”为常用的含义,其包括例如:通过将 单体材料的多官能较小分子混合在一起形成的可聚合的制剂,预聚物,低聚物, 交联聚合物,混合物,和互穿聚合物网络。

催化量的胺选自下组,包括但不限于溴化四丁基铵,三乙胺或丙胺。

实施例2-镜片毛坯

实施例1中所述的原材料也用于本实施例。另外,研磨至所需几何形状的 CR-39镜片毛坯购自印度尼西亚的视觉-舒适公司(Vision-Ease)。使用胶带的胶 合环作为组件隔离物——购自西洛胶带公司(Cellotape)的产品#100-00089-01。 Irganox 1010购自希巴公司。

Epoxy D.E.N.438在烘箱中,于75℃的温度下加热,以熔融所述材料。将 28.7克Epoxy D.E.N.438,34.2克三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)和0.063克 TBABr置于清洁的500毫升容量的平底烧瓶中。将所述烧瓶置于旋转蒸发仪 上,浸没在温度为60±5℃的水浴中。使烧瓶在旋转蒸发仪的最大速度下旋转 45-60分钟,直至形成均匀而透明的混合物。将烧瓶从旋转蒸发仪取下,将热 的粘性混合物倒入清洁的300毫升的玻璃烧杯中。立即测量混合物的固化层的 折射率。使用被10密耳的金属丝隔离物隔开的两载片(slide)制备混合物的层。 然后使得所述混合物层固化,然后进行折射率测量。将装有混合物的烧杯置于 干燥器中,施加真空,直至除去所有的气泡。用干燥的氩气缓慢地降低真空。 将前两句的操作重复三次。

将胶合环全部相互叠置,形成所需厚度的垫圈,用作两个镜片毛坯之间的 隔离物,以形成夹层镜片构造。将两个CR-39镜片毛坯研磨至所需的几何形状。 在一个所述CR-39镜片毛坯中,在镜片的两条对边旁钻两个小孔。这些孔用来 允许容易地注入单体/聚合物制剂混合物以及从制剂中除去空气和气泡。另一个 CR-39镜片毛坯保持原状。使用胶合环制成的隔离物设置在边缘的位置,将这 两个研磨过的CR-39镜片毛设置在一起,形成模具形状。将铝带设置在模具周 围,以将制剂液体固定在模具之内。通过在CR-39镜片毛坯中制成的两个孔中 的一个缓慢地注入所述制剂,直至模具内的整个空间被填满,通过另一个孔除 去气泡。使得所述装有制剂的模具水平放置10-15分钟。

将所述装有材料的模具转移到干燥器内,施加真空,直至模具中观察不到 气泡为止。用干燥的氩气缓慢地降低真空。将前两句的操作重复三次。将脱气 的模具和两个载片小心地转移到烘箱中,在75-80℃的温度下加热5-6小时。将 烘箱中的温度升高到100℃,对模具继续加热两小时,然后在120℃再继续加 热1小时。使得所述烘箱冷却,然后取出模具和显微镜载片。除去围绕在模具 周围的铝带。将模具组件转移到镜片机械加工车间,研磨至所需的几何形状。 测量固化的材料的折射率和紫外透光率。

厚片(slab)/镜片

本文还揭示了用来制备具有高折射率的眼镜片的可聚合组合物。在一些变 化中,所述镜片可在短时间内书写(write on)。所述组合物可包含多环氧化合物 和/或多环硫化合物和/或多异氰酸酯,以及至少一种多硫醇化合物和烯烃封端 的单体,并存在胺催化剂和光引发剂。所述组合物可包含Norland粘合剂,提 供快速固化和提供游离单体的缓慢扩散。

催化量的胺选自以下组,包括但不限于溴化四丁基铵,二甲基苄基胺,三 乙胺或丙胺。

实施例3-厚片/镜片

实施例1和2中所述的原材料也用于本实施例。另外,CR-39偏苯三酸三 烯丙基酯购自阿尔德瑞奇公司。Norland光学粘合剂NOA购自诺兰产品有限公 司(Norland Products Inc.)。CR-39片材购自法斯特特科光学有限公司(Fasta Tek Optics Inc.)。用作镜片组件隔离物的直径0.040″的金属丝购自小零件有限公司 (Small Parts,Inc.)。双涂布陶瓷胶带购自3M公司。

称取以下组分,将其加入清洁的小瓶中,在70℃下(水浴)用磁力搅拌器混 合10分钟:4.9886克1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷三缩水甘油醚(Epo #4)+4.1647 克二[4-(缩水甘油氧基)苯基]甲烷(双酚F二缩水甘油醚)(Epo #7)+4.0330克 Norland光学粘合剂NOA-6I+0.9899克马来酸二烯丙基酯(DIAM)+7.9160克季 戊四醇四(2-巯基乙酸酯)(Thiol #27)。使用微量移液管加入0.0217克二甲基苄 基胺(DMBA),该混合物再进行搅拌。该制剂在室温下,在真空下脱气,形成 制剂混合物。

使用两个透明的CR-39片、厚度0.04″的金属丝间隔物,陶瓷双涂布胶带 制备了尺寸为3″×2″×1毫米的模具。在模具处于垂直取向的情况下,将脱气 之后的制剂混合物注入模具中,以除去气泡。对整个组件进行脱气,将其转移 到清洁的良好温控的烘箱中,在75℃的温度下烘焙4-5小时,使得制剂混合物 转化为凝胶材料。然后对包含胶凝的材料的模具进行切割和研磨,形成眼镜框 的形状。将研磨后的组件转移到镜片书写机(Lens Writer)进行书写,使用合适 的紫外光源对其进行泛光固化。将该组件加热至110-120℃,使得两片CR-39 片材分离,将所谓的编程的镜片与眼镜框重新配合。通过使两个重量分别为 16.33克和66.75克的钢球落下而进行耐冲击性测试。每个球从120厘米的高度 落在镜片上,结果为“A”(未观察到变化、星状裂纹,球也没有砸穿镜片)。

热引发的阳离子开环聚合反应

本文还描述了单体和低聚物材料以及单体和低聚物材料的稳定化的混合 物,它们可以用来使用潜在的热致阳离子型引发剂或者根据需要独立地同时使 用潜在的热致和光致阳离子型引发剂,通过热引发的阳离子开环聚合反应来制 造镜片之类的光学元件。

在本发明的一个实施方式中,通过制备包含以下组分的制剂混合物来制造 光学元件:环氧单体、氧杂环丁烷单体,或者环氧单体与氧杂环丁烷单体的混 合物,以及热引发剂,例如潜在的热致阳离子型酸生成剂。然后使得该制剂形 成一层,该层的厚度约小于5毫米,优选约小于1毫米,优选约为0.5毫米。 优选的是,所述层形成于两个眼镜片毛坯之间,所述镜片毛坯是例如折射率1.6 的塑料镜片毛坯。然后对该层进行加热,使得制剂中存在的单体固化。所述热 固化可以是完全固化或部分固化。如果该层是部分固化,则当还将光引发剂加 入制剂的时候,可使用辐射(紫外光,激光等)能进一步使该层固化。可以通过 进一步固化对该层进行编程,使其具有变化的折射率,以作高级光学像差方面 的校正。另外,可以将标志书写在层上的不影响光学元件性能的难以觉察的区 域。完成了在层上的编程或标志书写之后,使该层进一步受到加热,以基本上 完全固化层中所有的单体。由此形成了稳定的光学元件。

另一个优选的实施方式提供了一种组合物,该组合物可包含环氧单体、氧 杂环丁烷单体,以及环氧-氧杂环丁烷聚合物单体混合物,该混合物除了包含 潜在的热致阳离子型光致酸生成剂以外,还包含选自芳基和烷基锍和碘鎓光致 酸生成剂的阳离子型光引发剂。另一优选的实施方式提供了制备这种组合物 的方法。该方法可包括:提供组合物,该组合物包含基质聚合物,所述基质聚 合物中分散有单体混合物;所述基质聚合物选自环氧单体,氧杂环丁烷单体, 以及环氧单体和氧杂环丁烷单体的混合物,这些单体发生环氧单体或氧杂环丁 烷或环氧-氧杂环丁烷热致开环聚合反应和共聚反应。较佳的是,所述单体混 合物的聚合反应包括在50-100℃的温度范围内活化的热聚合。另一个优选的实 施方式提供了一种使得所述环氧单体或氧杂环丁烷或环氧/氧杂环丁烷单体混 合物聚合的方法,其同时包括能够引发阳离子开环聚合反应的热致和光致酸引 发剂。另一个优选的实施方式包括这些同时包含光致和热致阳离子型酸生成剂 的环氧、氧杂环丁烷或环氧/氧杂环丁烷基质在60-75℃的优选温度范围内部分 固化。另一种优选的实施方式包括通过在常温或升高的温度下,用光化辐照使 得部分固化的基质发生光化学固化,形成光可编程的基质。另一个实施方式包 括选择光致酸生成剂,例如芳基和烷基锍光致酸生成剂,其在60-100℃的热固 化条件下具有高的热稳定性,不会发生热分解而产生超酸。另一个优选的实施 方式包括加入选自以下的潜在的热致阳离子型引发剂:购自国王工业公司 (King Industries)的NacureSuper XC-7231,六氟合锑酸铵,以及Nacure Super A233。

另一个优选的实施方式包括二聚的、低聚的或聚合的环氧和氧杂环丁烷官 能团。这些环氧材料通过双酚A(4,4′-异亚丙基二苯酚)和表氯醇的反应形成, 或者通过双酚A-二缩水甘油醚环氧化物与另一双酚A单体反应形成。本发明 优选的环氧单体包括Araldite L Y-564,Araldite GY-6004,双酚A-二缩水甘油 醚环氧化物,以及购自陶氏化学公司的聚[(苯基缩水甘油醚)-甲醛]共聚物(环氧 酚醛清漆树脂,D.E.N.438)。优选实施方式中的活性环氧稀释剂来自二氧化-4- 乙烯基环己烯,氧化-4-乙烯基环己烯,Araldite RD-2,Cyracure UVR-6105(3,4- 环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷-羧酸酯),以及Cyracure UVR-6128。氧杂环丁 烷稀释剂、单体和低聚物可来自Cyracure UVR-6000(3-乙基-3-(羟基甲基)氧杂 环丁烷)和OXT-121(1,4-二([(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯,二甲苯 胺氧杂环丁烷(xylilene oxetane),n=1-3)。在本发明中,Cyracure UVR-6000是优 选的氧杂环丁烷。

另一个优选的实施方式包括加入一些稳定剂,例如本领域技术人员众所周 知的购自希巴化学品公司的商品名为Irganox的稳定剂。

实施例4

以上实施例中所述的原材料也用于本实施例。另外,Araldite LY-564购自 航特曼化学公司。Cyracure UVR-6000,(3-乙基-3-(羟基甲基)氧杂环丁烷)和 Cyracure UVR-6976得自陶氏化学公司。NacureSuper XC-7231,亚锑酸铵购 自国王工业有限公司。

Araldite LY 564在25℃的粘度约为1400厘泊。Araldite LY-564用不同量 的Cyracure UVR 6000稀释,以得到粘度曲线。下表总结了观察到的粘度对于 加入到Araldite LY-564中的Cyracure UVR 6000的重量百分数的变化关系。

 Cyracure UVR 6000的量(重量%)  η(厘泊,25℃,10rpm,心轴=40)  15.0  560  7.5  750  4.86  920  3.96  1025

实施例5

用Cyracure UVR-6000和NacureSuper XC-7231配制Araldite LY-564以 测试热固化曲线。根据Araldite LY 564的重量加入Cyracure UVR 6000。加入 量为3.88重量%。根据制剂的总重量加入NacureSuper XC-7231(0.78重量 %)。下表显示了归一到100%的所有重量百分数。

该制剂搅拌过夜。制备厚度500微米的由显微镜载片形成的三个夹层载片 以及三个含20滴所述制剂的小瓶。样品在对流烘箱中,在75℃下保存。制剂 的折射率为nD25=1.5491,5.5小时之后,固化的膜的折射率nD25=1.5709(δ= 0.022)。制剂在25℃的粘度为1078厘泊(10rpm,41.2%扭矩,心轴=40)。固化的 膜很硬,载片与玻璃具有极佳的粘合性。固化的膜是无色透明的,具有高透光 率,不会发生散射。未观察到扭曲线条(或者鳄鱼皮状线条)。

实施例6

与实施例5类似,制备了另一种制剂,用来测试制剂的可重复性和储存寿 命。下表给出了制剂的详细描述。

根据Araldite LY 564的重量加入Cyracure UVR 6000。加入量为3.87重量 %。根据制剂的总重量加入NacureSuper XC-7231(0.82重量%)。该制剂搅拌 过夜。制备厚度500微米的由显微镜载片形成的三个夹层载片以及三个含20 滴所述制剂的小瓶。样品在对流烘箱中,在75℃下保存。该制剂的折射率为 nD25=1.5493,z=22.9。制剂在25℃的粘度为1096厘泊(10rpm,41.9%扭矩,心 轴=40)。固化的膜很硬,载片与玻璃具有极佳的粘合性。固化的膜是无色透明 的,具有高透光率,不会发生散射。未观察到扭曲线条(或者鳄鱼皮状线条)。 在75℃固化5.5小时后,与玻璃具有极佳的粘合性。

6天后测量制剂的粘度和折射率,无任何变化(η=1015厘泊,38.8%扭矩,10 rpm,心轴=40,nD25=1.5493,z=22.9)。在三个月的时间内进一步取样,进行检 查。粘度和折射率测量未显示出显著的变化。证明引发剂是用于阳离子开环聚 合反应,CROP的潜在的热引发剂,所述制剂在常温下是稳定的。

实施例7

用Araldite LY 564,Cyracure UVR 6000和NacureSuper XC-7231制备制 剂来测量中间范围可量测性(见下表中组分的比例)。还使用按比例放大的制剂 得到足够的材料进行拉伸测试,收缩测量,储存寿命稳定性,以及由折射率为 1.6的镜片材料制备的夹层形式的眼镜片组件。制剂的详细情况列于下表。小 心地称量所有的组分,加入装有磁力搅拌器的预先洗涤过的250毫升的圆底烧 瓶。对制剂的物料搅拌混合20小时。该制剂在真空下过滤通过Stericup过滤 器(0.45微米)。将透明的制剂倒入预先清洗过的干燥的氩气吹扫的安剖瓶内。 产率为60.15克(85.06%)。在向Stericup过滤器转移的过程中烧瓶中的损失为 1.69克(2.39%)。余下的的机械损失在过滤期间以及Stericup过滤器中发生。制 备了厚度500微米的四个夹层的显微镜载片,在75℃下固化17小时。与玻璃 基材具有极佳的粘合性。不可能将固化的膜从夹层结构上剥离。制备敞开面 (open face)样品,在75℃固化17小时。即使敞开面的膜也能够很好地粘合于玻 璃基材。小心地测量膜的折射率。使用高折射率接触流体重复一些结果。在25 ℃测得膜的折射率为1.5794。粘度和物理数据总结在下表中。与玻璃基材和折 射率1.6的镜片毛坯具有极佳的粘合性。

粘度(厘泊,25℃,心轴=40)   %扭矩  rpm   nD25 1088   20.8  5   1.5492,z=22.9 1096   41.9  10   1.5794(膜) 1112   85.0  20   Δn=0.030

实施例8

在固化5.5小时和18小时之后,实施例7的制剂通过了拉伸测试(粘合性 >1200psi)。在拉伸测试过程中,粘合剂和料破坏,但是制剂材料未显示出与 折射率1.6的镜片材料分离,或任何种类的破坏的任何迹象。测得总收缩率为 3.0%(在每个方向上的线性收缩为1.0%)。可能需要对更大的块体样品重复该 试验,以获得更精确的收缩情况。在23℃测得液体密度为1.1480克/毫升。

实施例9

通过将实施例7的制剂以0.5毫米的设定厚度夹在两块折射率1.6的镜片 毛坯之间,形成了镜片组件。充入所述制剂,在两块镜片毛坯之间形成厚0.5 毫米的层,在75℃固化17小时。该镜片用于实施例8进行粘合性测试。然后, 在进行了拉伸测试之后,将其切成两半,测定盖、膜和底的厚度。在每种情况 下,膜厚度约为0.50毫米。

实施例10

将包含Araldite LY 564,Cyracure UVR和NacureSuper XC-7231的制剂 按比例放大到700克。制剂的详细情况列于下表。小心地称量所有的组分,加 入装有磁力搅拌器的预先洗涤过的2升的圆底烧瓶。制剂的物料在常温下搅拌 混合3天。该制剂在真空下通过Stericup过滤器(0.45微米)过滤到一升安剖瓶 内。将透明的制剂倒入预先清洗过的干燥的氩气吹扫的安剖瓶内。产率为 696.68克(96.85%)。过滤和转移过程中的总机械损失为3.15%。该制剂可以重 复,在环境条件下,储存寿命大于三个月。

粘度(厘泊,25℃,心轴=40)   %扭矩   rpm   nD25 1020   19.5   5   1.5497,z=22.9 1036   39.6   10 1045   79.9   20

实施例11

与以上实施例类似,制备了另一种制剂。组成列于下表。使用该制剂以折 射率1.6的镜片毛坯之间的厚度为0.5毫米的夹层形式制备了指定镜片。对所 述镜片热固化17小时,并研磨。对镜片涂覆减反射涂层和硬涂层。最后,为 镜片安装框。

粘度(厘泊,25℃,心轴=40)   %扭矩  rpm   nD25 1110   21.2  5   1.5494 1120   42.9  10 1135   86.8  20

实施例12

对实施例11制得的制剂取10.00克的等份进行重新配制。将基于锍的 Cyracure UVR-6976(一种阳离子型光引发剂)以0.25重量%和0.5重量%的量分 别加入各10.00克的等份中。使用显微镜载片,通过将0.5毫米厚的液体夹在 3M陶瓷胶带之间,形成样品载片。样品载片在75℃下热固化0,1,2,3,4, 5,6和17小时。试图用空间有滤光片的三重态YAG激光器(在25千赫,8纳 秒脉冲,355纳米,平均功率23mW下工作)将标志通过光化学方法书写在固 化的载片上。激光经过三次,从而书写所述标志。然后对所述载片进行检查。 除了固化17小时的载片以外,在所有的载片上都成功完成标志书写。从试验 明显看出,17小时固化之后没留下任何残余的单体,无法为标志书写提供足够 的动力学范围。聚合反应大部分是通过潜在的热致酸引发剂进行的。锍光致酸 生成剂在试验条件下是稳定的,不会释放出酸。仅使用Araldite LY- 564/Cyracure UVR-6000和Araldite LY-564/Cyracure UVR-6000/Cyracure UVR- 6976独立地制备了对照试验样品,在75℃下保持17小时。这些样品没有发生 明显的固化。将载片置于75℃的烘箱中再处理2小时,使得剩余的单体扩散, 再次对载片进行检查。除了固化0小时的载片以外,其它载片上的标志图像都 被增强,而固化0小时的载片上的图像有一些被洗去。另外,除了固化17小 时的载片以外,其他的载片在烘箱中再保持15-16小时。除了固化0小时的载 片以外,在所有的载片上,标志图像都变得模糊,但是仍然可见。包含0.5重 量%的光致酸生成剂,且初始固化时间约为4-6小时的样品测得最佳结果。书 写标志的固化时间优选为6小时。

又另外制备了五个载片,在75℃固化6小时。在3天和7天后试图书写 标志。在3天和7天后成功地书写标志,表明阳离子型热引发剂在75℃活化6 小时并未完全消耗掉书写标志可用的动力学范围。在75℃又处理2个小时之 后,书写的标志表现出提高的特性。载片在75℃再保持17个小时,显示出一 定的减弱现象,但是质量仍然极佳,标志仍然可见。标志书写次数不限于三次, 可以改为任意次数,以调节所需的图像书写和书写后图像固定性质。

本申请要求2006年3月20日提交的美国临时申请系列号第60/784,394 号的权益,该临时申请参考结合入本文中。

QQ群二维码
意见反馈