【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子光学材料，具体涉及改性聚氨酯聚合物光学材料及在光学元器件领域内的应用。
技术介绍
1、在当今科技高速发展的时代，光学材料在各个领域都发挥着至关重要的作用。从日常生活中的眼镜镜片、光学仪器，到高科技领域的光纤通信、激光技术等，都离不开高性能的光学材料。例如，在智能手机、平板电脑等电子设备中，高分辨率的显示屏需要使用高质量的光学材料来提高图像的清晰度和色彩还原度。在相机镜头、望远镜等光学仪器中，优质的光学材料可以提高成像质量和观测效果。此外，在光纤通信领域，高性能的光学材料可以提高信号传输的效率和稳定性。
2、随着人们对光学材料性能要求的不断提高，传统的光学材料逐渐暴露出一些不足之处。例如，一些材料的折射率不够高，影响了光学系统的成像质量；有些材料的硬度较低，容易被划伤，降低了使用寿命。聚硫代氨基甲酸酯光学材料作为一种新型的光学材料，具有许多独特的优势。它具有较高的折射率，可以提高光学系统的成像清晰度和亮度。同时，该材料还具有较好的硬度和耐磨性，能够有效抵抗外界的划伤和磨损，延长光学元件的使用寿命。此外，聚硫代氨基甲酸酯光学材料还具有良好的耐候性，能够在不同的温度、湿度和光照条件下保持稳定的性能。
3、然而，目前的聚硫代氨基甲酸酯光学材料在实际应用中仍存在一些问题。一方面，其性能还有待进一步提高，以满足更高端的光学应用需求。另一方面，现有的制备方法可能存在成本较高、工艺复杂等问题，限制了其大规模的生产和应用。在这样的背景下，通过对合成聚氨酯单体成分的选择和优化，可以改善光学材料的性能，提高
4、综上所述，开发一种新型的改性聚氨酯聚合物光学材料，具有广阔的应用前景和重要的社会价值。通过不断的研究和创新，可以提高光学材料的性能，降低生产成本，推动光学材料技术的发展，为各个领域的光学应用提供更好的解决方案。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述问题，本专利技术提供一种改性聚氨酯聚合物光学材料及其制备方法和应用，该改性聚氨酯组合物光学材料由多巯基硫醇化合物、异氰酸酯、含硫环氧化合物、丙烯酸酯四元交联固化体系构成。根据本专利技术方法所制备的改性聚氨酯组合物光学材料，在保持高折射率光学性能的同时，具有抗冲击性强和硬度高的优点，其中，可见光透射比≥89％，折射率≥1.62，表面硬度≥3h，适用于制作对光学和力学性能要求较高的光学元器件，如棱镜、透镜及防护屏等，为高端光学元器件的应用提供更广泛的材料选择范围。
2、一种改性聚氨酯聚合物光学材料，该材料由以下组分聚合而成：
3、
4、
5、如上所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，优选地，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基醚二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、4，4’-二异氰酸酯二环己基甲烷、二亚乙基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二硫代二丙基二异氰酸酯、二硫代二乙基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、硫代二己基二异氰酸酯、硫代二丙基二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯、邻联甲苯胺二异氰酸酯和间苯二甲基异氰酸酯中的至少一种。
6、如上所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，优选地，所述多巯基硫醇为含3个及以上巯基官能团的化合物。
7、如上所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，优选地，所述多巯基硫醇选自：甲烷三硫醇、1，2，3-三巯基丙烷、1，1，1-三(巯基甲基)丙烷、二巯基甲基-1，4-硫杂环己烷、2-(2,2-双双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷、4,6-双(巯基甲基硫基)1,3-二硫杂环己烷、4-巯基甲基-1，8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、4,7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、5,7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、季戊四醇四巯基乙酸酯、2,3-二硫代(2-巯乙基)-1-丙烷和2,3-二巯基乙基硫代丙硫醇等中的至少1种。
8、如上所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，优选地，所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化壬基酚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、双酚a环氧丙烯酸酯和乙氧化双酚a二丙烯酸酯等中的至少一种。
9、另一方面，本专利技术提供如上所述改性聚氨酯聚合物光学材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
10、(1)将多巯基硫醇化合物加入到盛有含硫环氧化合物单体a的反应器中，以低于95转/分钟搅拌，再分别加入丙烯酸酯类单体、异氰酸酯和催化剂，搅拌均匀形成预聚物；
11、(2)将预聚物真空脱除气泡，注入到钢化模具中，将含有预聚物的模具置于固化炉中，升温30～45℃固化1～3小时，然后升温至45～55℃保温固化2～5小时，自然冷却至室温后脱模取样，即得改性聚氨酯聚合物光学材料。
12、如上所述的制备方法，优选地，所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二丁基二氯化锡和二丁基氧化锡中的一种。
13、如上所述的制备方法，优选地，所述催化剂用量为异氰酸酯的0.1～0.3wt％。
14、如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(1)还包括添加光吸收剂、调色剂、脱模剂、引发剂和/或固化剂。
15、又一方面，本专利技术提供如上所述改性聚氨酯聚合物光学材料作为棱镜、透镜或防护屏的应用。
16、本专利技术所述的含硫环氧化合物(a)可以采用以下方法制备：将环氧氯丙烷和三巯基硫醇加入到盛有甲醇的反应容器中，搅拌滴加浓度为6～10wt％的氢氧化钠水溶液，10～30分钟内滴完，在0～15℃温度条件下反应6～10小时，其中环氧氯丙烷、三巯基硫醇和甲醇三者重量比为(25～60)：(30～70)：(100～150)，氢氧化钠溶液加入量为为甲醇含量的5～10wt％；相同速率继续滴加30～40wt％氢氧化钠水溶液，温度升至25～35℃，出现沉淀后停止滴加，反应1～3小时，加入三氯甲烷和水萃取有机层，洗脱、旋蒸，得到无色透明含硫环氧化合物单体(a)。
17、本专利技术的有益效果：
18、1.本专利技术采用含硫环氧化合物(a)作为合成改性聚氨酯聚合物的单体，该化合物具有较高的可见光透射比、折射率，由其制备的改性聚氨酯组合物光学材料具有优异的光学性能，在可见光和特定波长范围内具有高透明度和高透射比，提高光学系统的效率。同时含硫环氧化合物(a)可增强聚合物的强度和耐磨性能，且成本较低，从而降低了聚氨酯聚合物的整体成本。
19、2.本专利技术的改性聚氨酯聚合物光学材料由多巯基硫醇化合物、异氰酸酯、含硫环氧化合物、丙烯酸酯四元交联固化体系构成。与常规聚氨酯聚合物光学材料相比，增强了材料的强度和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性聚氨酯聚合物光学材料，其特征在于，该材料由以下组分聚合而成：
2.如权利要求1所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，其特征在于，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基醚二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、4，4’-二异氰酸酯二环已基甲烷、二亚乙基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二硫代二丙基二异氰酸酯、二硫代二乙基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、硫代二己基二异氰酸酯、硫代二丙基二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯、邻联甲苯胺二异氰酸酯和间苯二甲基异氰酸酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，其特征在于，所述多巯基硫醇为含3个及以上巯基官能团的化合物。
4.如权利要求3所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，其特征在于，所述多巯基硫醇选自：甲烷三硫醇、1,2,3-三巯基丙烷、1,1,1-三(巯基甲基)丙烷、二巯基甲基-1,4-二硫杂环己烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1，3-二硫杂环丁烷、
5.如权利要求1所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化壬基酚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、双酚A环氧丙烯酸酯和乙氧化双酚A二丙烯酸酯等中的至少一种。
6.如权利要求1-5中任一项所述改性聚氨酯聚合物光学材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二丁基二氯化锡和二丁基氧化锡中的一种。
8.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂用量为异氰酸酯的0.1～0.3wt％。
9.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括添加光吸收剂、调色剂、脱模剂、引发剂和/或固化剂。
10.如权利要求1-5中任一项所述改性聚氨酯聚合物光学材料作为棱镜、透镜或防护屏的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种改性聚氨酯聚合物光学材料，其特征在于，该材料由以下组分聚合而成：
2.如权利要求1所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，其特征在于，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基醚二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、4，4’-二异氰酸酯二环已基甲烷、二亚乙基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二硫代二丙基二异氰酸酯、二硫代二乙基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、硫代二己基二异氰酸酯、硫代二丙基二异氰酸酯、赖氨酸三异氰酸酯、邻联甲苯胺二异氰酸酯和间苯二甲基异氰酸酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，其特征在于，所述多巯基硫醇为含3个及以上巯基官能团的化合物。
4.如权利要求3所述的改性聚氨酯聚合物光学材料，其特征在于，所述多巯基硫醇选自：甲烷三硫醇、1,2,3-三巯基丙烷、1,1,1-三(巯基甲基)丙烷、二巯基甲基-1,4-二硫杂环己烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1，3-二硫杂环丁烷、4，6-双(巯基甲基硫基)1，3-二硫杂环己烷、4-巯基甲基-1，8-二巯基-3，6-二硫杂辛烷、4，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫杂十一烷、4，8-二巯基甲基-...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明华，纪立军，毕志刚，唐创，蹇锡高，王锦艳，宗立率，陶淞源，郑永华，吴潇，
申请(专利权)人：江苏视科新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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