将可聚合组合物转变为具有改善的黄度指数的热塑性聚氨酯的方法和由此方法得到的制品

摘要

可用于眼科应用的具有光稳定性的热塑性聚氨酯的生产方法，包含将聚氨酯前体和至少一种抗氧剂结合，并在聚合之前、期间或之后向其中加入至少一种光稳定剂，所述方法的特征在于抗氧剂是二[3(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯丙酸]三聚乙二醇酯并且光稳定剂是二(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-[[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟苯基]甲基]丁基丙二酸酯和至少一种选自2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1，1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚和2，2′-亚甲基双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚)的额外的组分。

说明书

技术领域

本发明涉及将可聚合组合物转变为热塑性聚氨酯的方法。本发明特别地涉 及通过将由该方法可得到的热塑性聚氨酯成形而得到的制品。这些制品用于眼 镜镜片，如在太阳镜、眼科产品、安全眼镜、安全罩和护目镜中。

背景技术

当热塑性聚氨酯是热塑性芳族聚氨酯时，可聚合组合物通常包含至少一种 多元醇、至少一种芳族异氰酸酯、至少一种扩链剂和例如抗氧剂和光稳定剂的 稳定剂。

用于生产眼镜镜片的材料必须是光学透明的。另外，成品必须满足关于产 品的颜色的规格标准。尤其是在产品使用期限内颜色必须保持稳定。某些材 料不适合于应用在眼镜应用中，这是因为高的初始黄度指数(YI)和/或因为由其 对紫外光的不稳定性造成的逐渐增大的YI。

这是在市场上可买到的由LUBRIZOL ADVANCED MATERIALS生产的热塑性聚 氨酯ISOPLAST301的状况。此材料用于多种要求高的韧性、耐化学性和透明 度的其他应用。

因此，仍然存在对生产可用于眼镜应用的热塑性聚氨酯的方法的需求，该 方法克服已知的热塑性聚氨酯的局限，同时不损害其他光学和机械性能。有利 地，本发明涉及解决以上讨论的问题的方法。根据如下所述的本发明获得这些 及其他优点。

发明内容

本发明提供将可聚合组合物转变为热塑性聚氨酯的方法，所述组合物包含 聚氨酯的前体和至少一种抗氧剂，

所述方法包含在转变步骤期间在所述组合物或反应性混合物中引入至少一 种光稳定剂，

所述方法的特征在于：抗氧剂是二[3(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯 丙酸]三聚乙二醇酯，并且光稳定剂是二(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)- [[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟苯基]甲基]丁基丙二酸酯和至少一种选自 2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1，1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚和2，2′-亚甲基 双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚)的成分的结合，其中 2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1，1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚是优选存在的。

转变通常是聚合反应。

化合物″二[3(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯丙酸]三聚乙二醇酯″可 以是商品Irganox245，由BASF的Ciba部门出售。Irganox245是受阻酚 抗氧剂，其CAS号为CAS No.：36443-68-2。

化合物″二(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-[[3，5-二(1，1-二甲基乙 基)-4-羟苯基]甲基]丁基丙二酸酯″可以是商品Tinuvin144，由BASF的Ciba 部门出售。该化合物的CAS号是CAS No.：63843-89-0。它是受阻胺光稳定剂(或 HALS)。

化合物″2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1，1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚″ 可以是商品Tinuvin326，由BASF的Ciba部门出售。该化合物的CAS号是CAS  No.：3896-11-5。它是紫外线吸收剂(或UVA)。

化合物″2，2′-亚甲基双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-1，1，3，3-四甲基丁基) 苯酚)″可以是商品Tinuvin360，由BASF的Ciba部门出售。该化合物的CAS 号是CAS No.：103597-45-1。它是紫外线吸收剂(或UVA)。

当热塑性聚氨酯是热塑性芳族聚氨酯时，热塑性聚氨酯的前体是：至少一 种多元醇、至少一种扩链剂和至少一种芳族异氰酸酯。

根据本发明，二[3(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯丙酸]三聚乙二醇酯 按重量计算以0.1至1％的量存在并且优选0.1至0.5％；二(1，2，2，6，6-五甲基 -4-哌啶基)-[[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟苯基]甲基]丁基丙二酸酯按重量 计算以0.1至1％的量存在并且优选0.1至0.5％；并且选自2-(5-氯-2H-苯并三 唑-2-基)-6-(1，1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚或2，2′-亚甲基双(6-(2H-苯并三唑 -2-基)-4-1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚)的一种或多种组分，优选2-(5-氯-2H-苯 并三唑-2-基)-6-(1，1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚，被选择时各自按重量计算以 0.1至1％的量存在并且优选0.1至0.5％。

例如，可用于制备聚氨酯的本发明方法中的组合物包含：约0.33wt％的二 [3(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯丙酸]三聚乙二醇酯；约0.33wt％的二 (1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-[[3，5-二(1，1-二甲基乙基)-4-羟苯基]甲基] 丁基丙二酸酯；和约0.33wt％的选自2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1，1-二甲 基乙基)-4-甲基苯酚或2，2′-亚甲基双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-1，1，3，3-四 甲基丁基)苯酚)的一种或多种组分。

根据本发明，热塑性聚氨酯是由Lubrizol Advanced Materials出售的商 品ISOPLAST301、ISOPLAST2530和ISOPLAST2531中的至少一种，优选 ISOPLAST301。

根据本发明的方法是快速、可重复的并且容易实施。

热塑性聚氨酯优选是市售产品，或它可以刚好在转变之前或期间生产。

优选地，除上述用于生产本发明的聚氨酯的组分之外，可聚合组合物可以进 一步包含一种或多种其他成分如载体、染料或本领域技术人员公知的任何其他 成分。

根据本发明的上述稳定性添加剂及其他组分可以以任何组合或顺序加入到 热塑性聚氨酯的前体中，例如，单独的或一起的，或在反应挤出机中在转变步 骤期间加入，例如从侧面加料装置或在后续的挤出机中在聚合反应之后。

光稳定化的TPU通常是粒状和/或粉末状的形式。

根据本发明的三种稳定性添加剂通常在转变步骤期间加入，如下所述：

在第一种情况中，将热塑性聚氨酯的前体和抗氧剂混合在一起，并且将反 应混合物加入到反应挤出机中，其实施根据本发明的转变(TPU聚合)并且提供 光稳定化的TPU粒。光稳定剂可以与抗氧剂的加入独立地或非独立地加入到前 体中，或光稳定剂可以在反应性挤出期间从侧面加料装置加入到反应挤出机中。

在第二种情况中，将热塑性聚氨酯的前体和抗氧剂混合在一起，并且将混 合物加入到反应挤出机中，其实施TPU聚合并提供TPU粒。将这些用抗氧剂稳 定化的TPU粒与光稳定剂加入到第二挤出机中来实施根据本发明的转变，并且 提供光稳定化的TPU粒。在该情况下，光稳定剂通常是粒状的形式。

本发明还涉及根据该方法可制得的热塑性聚氨酯。

有利地，根据本发明，特定的稳定性添加剂的组合(即抗氧剂和光稳定剂)， 例如大约0.33wt％的含量的各个添加剂，比其它已知的添加剂更好地改善热塑性 聚氨酯全面的UV稳定性。根据本发明的稳定性添加剂与聚氨酯的组合显现出 协同效应。

本发明还涉及通过将本发明的热塑性聚氨酯成形为期望的形状或构造而形 成的任何制品，优选眼科镜片。

该制品一般单独使用或作为产品或设备的部分，其中光穿过该制品，并且 穿过该制品的光将被眼睛或用于检验光的质量或其他性能的设备检测到。最优 选地，该制品用作眼镜镜片，如在太阳镜、眼科镜片、安全眼镜、安全罩和护 目镜中。

从本发明的意义来说，该制品应该理解为未涂覆制品。该制品可以特别地 是具有光学制品的形状的光学透明材料。

所述制品可以进一步包含在该制品的表面的至少一部分上的涂层。所述制 品有利地用通常用于眼科光学领域的涂层涂覆，如耐磨涂层、抗刮涂层或防反 射涂层。

本发明因此还涉及进一步包含至少部分涂层的所述制品。

根据一种优选的实施方案，在日光检测下曝光200小时，该制品具有不超 过4.0的增幅的黄度指数，优选不超过2.5。

日光检测是涉及使具有2.0mm厚度的平的(plano)测试样品在氙灯(通过 调整设备中的Wcm²，60+/-6Klux)下曝光200小时的测试。滤光器提供从295 到780纳米的完整的日光光谱(涂覆的石英玻璃/特殊的UV玻璃/反射镜UV/光)。

根据ASTM D 1925测量黄度指数。

本发明的方法有利地提供在使用期限内具有改善的黄度指数的热塑性聚氨 酯：初始黄度指数不太高且其不会在热塑性聚氨酯的使用期限内增加太多。

附图说明

本发明的技术可以通过考虑附图来容易的理解：

图1是说明一种镜片(对比的)的黄度指数(YI)相对于UV曝光时间(T， 以小时为单位)的测量结果的曲线的图表；

图2表示在相同图表上的三种曲线来说明三种镜片(两个镜片A和B用来 对比，一个镜片C是根据本发明的)的黄度指数(YI)相对于UV曝光时间(T， 以小时为单位)的测量结果。

具体实施方式

图1和2将在下文的实施例中解释。

本发明进一步由以下非限制性实施例来说明，这些实施例仅仅用于说明的 目的。

实施例

在全部的实施例中，制品是从Lubrizol Advanced Materials公司得到的 市售化合物ISOPLAST301。

实施例1(对比例)

使用标准紫外线稳定性测量方法，在上文中解释的200小时日光检测下， 一个2.0mm的由ISOPLAST301制成的平镜经受紫外光照射。

图1给出在所述眼科镜片上的测量结果，其中YI是表示黄度指数(YI)的纵 坐标，T是表示紫外线曝光时间的横坐标(以小时为单位)。

镜片显示出增大的YI值。

实施例2

将ISOPLAST301注塑为第一个2.00毫米的C.T.镜片(镜片A，对比例)。

将ISOPLAST301与单独的Irganox245注塑为第二个2.00毫米的C.T. 镜片(镜片B，对比例)。

将全部购自Ciba Additives的Irganox245、Tinuvin144和Tinuvin326，以各添加剂大约3000ppm的含量水平混入ISOPLAST301中并且将由此 得到的混合物注塑为第三个2.00毫米的C.T.镜片(镜片C，根据本发明)。

对于这三个镜片的每一个，曝光后以特定的间隔测量YI，以模拟在200小 时日光检测中加快的对日光的曝光。

图2给出了在所述眼科镜片上的测量结果，其中YI表示黄度指数(YI)的纵 坐标，T为表示紫外线曝光时间的横坐标(以小时为单位)。曲线A针对镜片 A(ISOPLAST301，不含添加剂)，曲线B针对镜片B(ISOPLAST301和仅 仅抗氧剂Irganox245作为添加剂)，曲线C是根据本发明的，镜片C具有 ISOPLAST301和上文解释的三种添加剂。

镜片A和B显示出增大的YI值。

镜片C显示出稳定的YI值，具有在200小时的日光检测下不超过2.0的YI 的增大。

实施例3

实施用于紫外线稳定的其他添加剂的额外筛选并与本发明的特定添加剂组 合对比。对比包括由Ciba出售的最好的市售紫外线稳定添加剂混合物： TinuvinPUR 866。以类似于上述实施例的方式调制混合物，并且注塑得到 1.0的C.T.镜片并且在200小时的日光检测期间测量其YI。

下表中给出了测量结果，对比例显示在该表的前两行，根据本发明的实施 例在该表的后两行。

上述数据清楚的表明根据本发明的添加剂的使用在两个例子中得到更好的 结果，即200小时日光检测中最低的YI增大(1.9和3.8相对于9.0和17.3)。 相对于Ciba TinuvinPUR 866的使用，根据本发明的三种添加剂的组合的使 用减少了60％的YI增大。相对于Irganox245、Tinuvin144和Tinuvin360 (3.8)的使用，Irganox245、Tinuvin144和Tinuvin326的使用(1.9) 得到更好的结果。