[發明專利]一種含硫高折光樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201210502463.9
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102993410A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 劉紅波;林峰;肖望東;張武英
• 申請（專利權）人: 深圳職業技術學院
• 主分類號: C08G18/83
• 分類號: C08G18/83;C08G18/67;C08G18/66;C08G18/32;C09D175/14;C09J175/14
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 張英;譚果林

技術領域

本發明屬于有機高分子合成技術領域，尤其涉及一種含硫高折光樹脂的制備方法，該樹脂具有可紫外光聚合的丙烯酸酯雙鍵，應用于光固化膠黏劑、涂料等領域。

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背景技術

光學材料通常分為無機光學材料和有機聚合物光學材料兩大類。隨著聚合物研究的深入和相關工藝的進步，聚合物光學材料在過去數十年得以蓬勃發展，大大拓寬了光學材料的應用層面，正有逐步取代無機光學材料的趨勢。聚合物光學材料具有質輕、抗沖擊、易加工成型、具有優異的光學性能等優點，在光盤、光纖、樹脂鏡片、精密透鏡、液晶顯示器、發光二極管等產品上具有廣泛的應用前景。

目前，得到深入研究并已廣泛應用的幾種常見的光學樹脂包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，折射率n_D＝1.49)、聚苯乙烯(PS，n_D＝1.59)、聚碳酸酯(PC，n_D＝1.58)、聚雙烯丙基二甘醇二碳酸酯(CR，n_D＝1.50)等。聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的透光率和較低的色散，硬度較高，并具有良好的耐紫外線照射和耐侯性，多用于精密光學元件。聚苯乙烯質硬，絕緣，印刷性能好，但是不耐紫外光，耐熱性低，多用于裝飾、照明等。聚碳酸酯具有折射率較高、尺寸穩定性好，力學性能好，耐熱性好等特點，尤其適合應用在對沖擊強度要求高的領域。聚雙烯丙基二甘醇二碳酸酯具有表面硬度高，透光性良好，耐熱性好，紫外透過率低等優點，廣泛應用在各種視力糾正鏡片、光學儀器的透鏡、棱鏡等。

與無機光學材料相比，聚合物光學材料受限于聚合物自身的化學結構，具有折光指數不高、硬度低，耐熱性、耐候性、耐磨性、耐溶劑性、抗吸濕性較差，抗化學性差等缺點，限制其在更深層次更廣領域的發展和應用。但聚合物光學材料也有其獨特的地方，根據使用場合和目的不同，可以有針對性的設計，制備高折光率的光學樹脂，得到新型的適合實際生產和使用的材料，也有通過結構改性，得到特殊功能的光學材料，這也是光學材料的發展方向。

在以往的研究中也發現，有機聚合物分子結構中引入下列官能團有助于提高有機聚合物光學材料的折光率：鹵族元素(除氟)、重金屬離子、苯環和稠環、硫、磷原子。上述基團除會影響樹脂的折光指數外，也會對光學樹脂的另一個基本性能－色散產生影響，當樹脂中含有脂環、硫、溴、碘、磷等基團時，具有較低的色散，而含有苯環、稠環等基團時色散較高。一般來說，向具有高折光指數和低色散的含硫樹脂中引入苯環將會進一步提高樹脂的折光指數。綜合考慮，在聚合物里引入硫元素是提高折射率的最有效的方法。在以往的研究中也發現，有機聚合物分子結構中引入下列官能團有助于提高樹脂材料的折光率：鹵族元素(除氟)、重金屬離子、苯環和稠環、硫、磷原子。上述基團除會影響樹脂的折光指數外，也會對光學樹脂的另一個基本性能－色散產生影響，當樹脂中含有脂環、硫、溴、碘、磷等基團時，具有較低的色散，而含有苯環、稠環等基團時色散較高。

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發明內容

本發明提供了一種同時具有含硫環氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯鏈段的含硫高折光樹脂的制備方法，所得樹脂含有能紫外光固化的丙烯酸酯雙鍵，可應用于要求高折光的紫外光固化涂料、膠黏劑等產品中。

本發明的所述的含硫高折光樹脂的制備方法，具體的合成技術路線如下：

（1）含硫環氧丙烯酸酯鏈段的制備：

在1000ml三口燒瓶中加入一定量的環氧氯丙烷，攪拌加熱至50～100℃，再加入計量的二硫醇，二硫醇的加入量滿足二硫醇與環氧氯丙烷的摩爾比為1：5～10，然后加入相同體積的20%氫氧化鈉溶液，攪拌反應0.5～2h，停止反應，冷卻至室溫，加入2～5倍體積的乙醚和2～5倍體積的蒸餾水，分出有機層，水洗至中性，用無水硫酸鎂干燥，過濾，減壓去除溶劑，得到含硫環氧；將所得的含硫環氧加入1000ml三口燒瓶中，攪拌加熱至90～130℃，然后加入占質量分數為0.1～1.0%的催化劑和0.1～0.8%的阻聚劑對羥基苯甲醚；再加入計量的丙烯酸或甲基丙烯酸，所述丙烯酸或甲基丙烯酸的加入量滿足環氧基團與丙烯酸的摩爾比為1：1；繼續反應2～6h，用0.1mol/L的氫氧化鈉滴定，計算體系的酸值和反應過程中羧酸的轉化率，當反應體系中的酸值小于3mgKOH/g時，即認為酯化反應完成，冷卻后即得到含硫環氧丙烯酸酯鏈段。