專利名稱：液態(tài)鑄造用組合物、生產(chǎn)方法和光致變色光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)光致變色光學(xué)元件的液態(tài)鑄造用組合物(liquid casting composition)、生產(chǎn)包含所述組合物的光學(xué)元件的方法以及利用所述組合物和/或方法生產(chǎn)的光致變色光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
光致變色光學(xué)元件(如鏡片)響應(yīng)光線變化而自動顏色加深或褪色，具有廣泛的用途。光學(xué)元件包含光致變色化合物，一旦暴露于陽光，該化合物從褪色的基態(tài)變?yōu)轭伾由畹募せ顟B(tài)。該化合物從基態(tài)到激活態(tài)的轉(zhuǎn)變是可逆的，這樣當(dāng)從陽光中移走時，該化合物回復(fù)至透明的(或最低程度顯色的)基態(tài)。通常，光致變色光學(xué)元件通過在光學(xué)元件的基材內(nèi)或光學(xué)元件的表面上包含光致變色化合物而形成；通常，該光學(xué)元件通過將光致變色化合物直接包含至光學(xué)元件的基材中而形成，或者通過用包含光致變色化合物的層涂布該光學(xué)元件而形成。從制造的觀點來說，優(yōu)選光致變色化合物位于光學(xué)元件的基材內(nèi)，因為在制造中將光致變色化合物包含在基材內(nèi)比用包含光致變色化合物的層對光學(xué)元件進(jìn)行涂布成本更低。通常，在光學(xué)元件基材中包含光致變色化合物以下述兩種方式之一實現(xiàn)(i)通過將光致變色化合物吸入成形的或半成形的光學(xué)元件中(所謂的“吸入(imbibition)” 法)；或(ii)通過將光致變色化合物包含入含有可聚合單體的鑄造用組合物中，然后將所述組合物固化以生產(chǎn)光學(xué)元件(所謂的“鑄入(cast-in)”法)。無論哪種情況，公認(rèn)的是將光致變色化合物包含入光學(xué)元件中存在困難。例如，用吸入法難以控制引入到光學(xué)元件中的光致變色化合物的量。相反，用鑄入法比較容易控制光學(xué)元件中光致變色化合物的量， 但是光致變色化合物常常會受到聚合條件的不利影響，導(dǎo)致該光致變色化合物降解，使得產(chǎn)生的鏡片元件的光致變色性能不佳。在光致變色光學(xué)元件的制造中，進(jìn)一步考慮的是光致變色化合物位于光學(xué)元件基材中時的性能。通常希望光致變色光學(xué)元件在褪色和顏色加深狀態(tài)間呈現(xiàn)快速的轉(zhuǎn)變，從而使得它們盡可能快地對照明條件的任何變化作出反應(yīng)。已經(jīng)得知，包圍著光致變色化合物的基材基質(zhì)的化學(xué)和物理性質(zhì)強(qiáng)烈地影響光致變色性質(zhì)，如顏色加深和褪色速率以及顏色加深的深度。用于生產(chǎn)光致變色光學(xué)元件的許多現(xiàn)有方法也導(dǎo)致光學(xué)元件的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)。 例如，許多方法導(dǎo)致光學(xué)元件呈現(xiàn)裂痕和/或表面缺陷。當(dāng)利用液態(tài)鑄造用組合物制造不同厚度的光學(xué)元件時經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況。例如，可成功用于2mm平光鏡片的組合物可能生產(chǎn)出質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)的IOmm厚半成品鏡片。因此，希望有一種足夠堅固(robust)的可聚合組合物，來生產(chǎn)出具有不同厚度的光致變色光學(xué)元件而不損害該光學(xué)元件的質(zhì)量。從前面的描述可明顯地看到，制造商業(yè)上可行的光致變色光學(xué)元件需要考慮許多因素。對于形成聚合的光致變色光學(xué)元件，需要經(jīng)改進(jìn)的和/或替代的液態(tài)鑄造用組合物和方法。本申請文件對任何現(xiàn)有技術(shù)的引用既不是、也不應(yīng)視為承認(rèn)或者以任何形式暗示該現(xiàn)有技術(shù)在任何國家構(gòu)成公知常識的一部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是由下述發(fā)現(xiàn)而作出的通過使用特定的液態(tài)鑄造用組合物，能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量、高性能的光致變色光學(xué)元件。本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)光致變色光學(xué)元件的液態(tài)鑄造用組合物，所述組合物包含(i)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體；(ii)光致變色化合物；(iii)基于異松油烯的(terpinolene-based)自由基鏈轉(zhuǎn)移劑；和(iv)熱自由基引發(fā)劑。本文使用的術(shù)語“液態(tài)鑄造用組合物”意在表示可加入至模具中、并經(jīng)過熱聚合反應(yīng)形成固態(tài)光致變色光學(xué)元件的可聚合鑄造用組合物。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體與基于異松油烯的自由基鏈轉(zhuǎn)移劑的組合是有益的，因為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體相對容易聚合，因此光致變色化合物對該聚合作用的任何影響都減至最低，并且所述異松油烯鏈轉(zhuǎn)移劑調(diào)節(jié)聚合動力學(xué)，使所形成的光學(xué)元件具有適當(dāng)?shù)娜彳浂葟亩沟霉庵伦兩衔镌陬伾由詈屯噬珷顟B(tài)間快速轉(zhuǎn)換，同時具有適當(dāng)?shù)挠捕仁顾龉鈱W(xué)元件可被涂布層所涂布。另外，異松油烯鏈轉(zhuǎn)移劑控制著聚合反應(yīng)速度，以得到均一且無條紋的光學(xué)元件。在某些實施方式中，所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體可包括聚氨酯丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體。例如，所述聚氨酯丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體可包括選自于由NK Oligo U-4HA, NK Oligo U-6HA和具有下述結(jié)構(gòu)的單體所組成的組中的任意一種或多種單體
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)光致變色光學(xué)元件的液態(tài)鑄造用組合物，所述組合物包含(i)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體；( )光致變色化合物；(iii)基于異松油烯的自由基鏈轉(zhuǎn)移劑；以及(iv)熱自由基引發(fā)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體包括選自于由亞烷基丙烯酸酯、亞烷基甲基丙烯酸酯、聚(環(huán)氧烷烴)丙烯酸酯、聚(環(huán)氧烷烴)甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚氨酯甲基丙烯酸酯組成的組中的一種或多種單體。
3.如權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述一種或多種單體包括一種或多種單丙烯酸酯、單甲基丙烯酸酯、二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三丙烯酸酯或三甲基丙烯酸酯。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的組合物，其中所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體包括選自于由下列物質(zhì)組成的組中的一種或多種單體癸二醇二丙烯酸酯、NK Ester A200 (聚乙二醇200 二丙烯酸酯)、NK hterA400(聚乙二醇400 二丙烯酸酯)、NK Ester A600(聚乙二醇 600 二丙烯酸酯)、NK Ester APG-200 (三丙二醇二丙烯酸酯)、NK Ester APG-400 (聚丙二醇 400 二丙烯酸酯)、NK Ester 14G、NK Ester 9G、NK Ester 9PG、NK Ester 4G、NK Ester 2G、NK Oligo U_4HA、NK Oligo U_6HA、NK 01igoU_2PPA 和 NK Ester LA。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的組合物，其中所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體包括選自于由下列物質(zhì)組成的組中的一種或多種單體NKEster 14G、NK Ester 9PG、NK Ester 9G、NK Ester 2G、1，12-十二烷二醇二甲基丙烯酸酯、1，10-癸二醇二甲基丙烯酸酯、1， 9-壬二醇二甲基丙烯酸酯(Light Ester 1.9ND)、十二烷基(甲基)丙烯酸酯(NK Ester LA)、異十八烷基(甲基)丙烯酸酯；以及每分子具有1-10個乙氧基的乙氧基化雙酚A 二甲基丙烯酸酯。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的組合物，其中所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體還包括聚氨酯丙烯酸酯或聚氨酯甲基丙烯酸酯單體。
7.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述聚氨酯丙烯酸酯或聚氨酯甲基丙烯酸酯單體包括選自于由NK Oligo U-4HA.NK Oligo U-6HA和具有如下結(jié)構(gòu)的單體組成的組中的一種或多種單體CJh CH,O CJi-O T- ’CIt XH C C) ClI CIb () C C CIIvR1.一——ICiL C C O CH； CIl O C Ml OClb O其中Rl代表氫原子或甲基。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的組合物，其中所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體包括下述物質(zhì)的組合-相對硬的聚合物，由聚環(huán)氧烷烴丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體形成；-相對柔性的聚合物，由聚環(huán)氧烷烴丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體形成；和-聚氨酯丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體。
9.如權(quán)利要求8所述的組合物，其中所述相對硬的聚合物由二乙二醇二甲基丙烯酸酯或類似單體形成。
10.如權(quán)利要求8或9所述的組合物，其中所述相對柔性的聚合物由每單體分子具有 14個環(huán)氧烷烴單元的單體形成。
11.如權(quán)利要求8-10任一項所述的組合物，其中所述相對柔性的聚合物由Light Ester 14EG或類似單體形成。
12.如權(quán)利要求1-7任一項所述的組合物，其中所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體包括下述物質(zhì)的組合-相對柔性的聚合物，由下述物質(zhì)形成聚環(huán)氧烷烴丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體； 聚丙二醇丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體；十二烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體；或者異十八烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體；-相對硬的聚合物，由雙酚A乙氧基化二丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯形成；和 -聚氨酯丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體。
13.如權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述相對柔性的聚合物由每單體分子具有9個環(huán)氧烷烴單元的單體形成。
14.如權(quán)利要求12或13所述的組合物，其中所述相對柔性的聚合物由NKEster 9G或類似單體形成。
15.如權(quán)利要求12或13所述的組合物，其中所述相對柔性的聚合物由NKEster 9PG 或類似單體形成。
16.如權(quán)利要求1-15任一項所述的組合物，其中所述組合物包含-在可聚合組合物中按重量計30-60份式(II)的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體
17.如權(quán)利要求1-15任一項所述的組合物，其中所述組合物包含-在可聚合組合物中按重量計20-60份式(I)的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體
18.如權(quán)利要求17所述的組合物，其中所述組合物進(jìn)一步包含在可聚合組合物中按重量計5-20%份1，9_壬:.甲基丙烯酸酯<
19.如權(quán)利要求17所述的組合物，其中所述組合物進(jìn)一步包含在可聚合組合物中按重量計5-20%份正十二烷基甲基丙烯酸酯。
20.如權(quán)利要求1-15任一項所述的組合物，其中所述組合物包含-在可聚合組合物中按重量計30-50份式(I)的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯單體
21.如權(quán)利要求1-20任一項所述的組合物，其中所述光致變色化合物包括選自于由螺-萘并噁嗪、螺吡喃、萘并吡喃、三芳基甲烷、芪、氮雜芪、硝酮、俘精酸酐、螺吡喃、螺噁嗪、醌和色烯組成的組中的一種或多種光致變色化合物。
22.如權(quán)利要求1-21任一項所述的組合物，其中所述基于異松油烯的自由基鏈轉(zhuǎn)移劑包括選自于由異松油烯、1-異丙基-4-甲基-1，4-環(huán)己二烯和1-異丙基-4-甲基-1，3-環(huán)己二烯組成的組中的一種或多種鏈轉(zhuǎn)移劑。
23.如權(quán)利要求1-22任一項所述的組合物，其中所述基于異松油烯的自由基鏈轉(zhuǎn)移劑以基于可聚合組合物總重的0. 01wt% -2wt%的量添加至所述可聚合組合物中。
24.如權(quán)利要求1-23任一項所述的組合物，其中所述基于異松油烯的自由基鏈轉(zhuǎn)移劑以基于可聚合組合物總重的0. 01wt% -Iwt%的量添加至所述可聚合組合物中。
25.如權(quán)利要求I-M任一項所述的組合物，其中所述熱自由基引發(fā)劑包括有機(jī)的過氧化物熱自由基引發(fā)劑或偶氮自由基引發(fā)劑。
26.如權(quán)利要求I-M任一項所述的組合物，其中所述熱自由基引發(fā)劑包括過氧化-2-乙基己酸叔丁酯。
27.如權(quán)利要求116任一項所述的組合物，其中所述組合物包含一種或多種另外的佐劑。
28.如權(quán)利要求27所述的組合物，其中所述一種或多種另外的佐劑包括光穩(wěn)定劑和/ 或紫外吸收劑。
29.如權(quán)利要求觀所述的組合物，其中所述光穩(wěn)定劑包括受阻胺光穩(wěn)定劑。
30.如權(quán)利要求觀或四所述的組合物，其中所述紫外吸收劑包括下述類的成員或衍生物二苯甲酮類、苯并三唑類、氰基丙烯酸酯類、三嗪類或前述的任意組合。
31.如權(quán)利要求27-30任一項所述的組合物，其中所述一種或多種另外的佐劑包括抗氧化劑。
32.如權(quán)利要求31所述的組合物，其中所述抗氧化劑包括丁基化羥基甲苯(BHT)、受阻酚、磷酸鹽/酯、硫酯或前述的任意組合。
33.如權(quán)利要求27-32任一項所述的組合物，其中所述一種或多種另外的佐劑包括持久染料。
34.如權(quán)利要求33所述的組合物，其中所述持久染料以掩蔽所述組合物和/或光學(xué)元件中的殘留色、而不另外使所述組合物和/或光學(xué)元件顯色的量包含于所述組合物中。
35.如權(quán)利要求1-34任一項所述的組合物，其中所述組合物適于形成巴氏硬度為 60-80的光致變色光學(xué)元件。
36.如權(quán)利要求1-35任一項所述的組合物，其中所述組合物適于形成光致變色T3/4褪色時間小于300s的光致變色光學(xué)元件。
37.如權(quán)利要求1-36任一項所述的組合物，其中所述組合物適于形成光致變色T3/4褪色時間小于250s的光致變色光學(xué)元件。
38.如權(quán)利要求1-37任一項所述的組合物，其中所述組合物適于形成無裂痕且無表面缺陷、中心厚度為1. 5mm-17mm的第一和第二光致變色光學(xué)元件，其中所述第一光學(xué)元件的中心厚度比所述第二光學(xué)元件的中心厚度厚至少6mm。
39.如權(quán)利要求1-38任一項所述的組合物，其中所述組合物適于形成無裂痕且無表面缺陷、中心厚度為1. 5mm-17mm的第一和第二光致變色光學(xué)元件，其中所述第一光學(xué)元件的中心厚度比所述第二光學(xué)元件的中心厚度厚至少12mm。
40.制造光致變色光學(xué)元件的方法，所述方法包括-將權(quán)利要求1-38任一項所述的組合物引入模具中；以及-使所述組合物經(jīng)過熱固化步驟，以提供固態(tài)光致變色光學(xué)元件。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中所述熱固化步驟包括在7-14h的時間段中，將所述組合物的溫度從約50°C升至80°C -120°C。
42.如權(quán)利要求40或41所述的方法，其中所述熱固化步驟包括-在52 °C將所述組合物加熱池；-在1.證的時間段中，將所述組合物從52°C加熱至53. 5°C ；-在4.證的時間段中，將所述組合物從53. 5°C加熱至62. 50C ；-在4h的時間段中，將所述組合物從62. 5°C加熱至80°C ；并且-將溫度在80°C保持他。
43.由權(quán)利要求1-39任一項所述的組合物或根據(jù)權(quán)利要求40-42任一項所述的方法形成的光學(xué)元件。
44.如權(quán)利要求43所述的光學(xué)元件，其中所述光學(xué)元件為鏡片。
45.如權(quán)利要求42所述的光學(xué)元件，其中所述鏡片為眼科鏡片。
46.如權(quán)利要求43-45任一項所述的光學(xué)元件，其中所述光學(xué)元件的光致變色T3/4褪色時間小于300s。
47.如權(quán)利要求43-46任一項所述的光學(xué)元件，其中所述光學(xué)元件的光致變色T3/4褪色時間小于250s。
48.如權(quán)利要求43-47任一項所述的光學(xué)元件，其中所述光學(xué)元件的巴氏硬度為 60-80。
49.如權(quán)利要求43-48任一項所述的光學(xué)元件，其中所述光學(xué)元件的中心厚度為 1. 5mm-17mm ο
50.如本文所述的和實質(zhì)上如所附實施例所述的液態(tài)鑄造用組合物。
51.如本文所述的和實質(zhì)上如所附實施例所述的方法。
52.如本文所述的和實質(zhì)上如所附實施例所述的光學(xué)元件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)光致變色光學(xué)元件的液態(tài)鑄造用組合物，所述組合物包含(i)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體；(ii)光致變色化合物；(iii)基于異松油烯的自由基鏈轉(zhuǎn)移劑；和(iv)熱自由基引發(fā)劑。本發(fā)明還提供了利用所述液態(tài)鑄造用組合物生產(chǎn)光致變色光學(xué)元件的方法以及由該方法生產(chǎn)得到的光致變色光學(xué)元件。所述光致變色光學(xué)元件包括例如眼科鏡片。
文檔編號C08F2/44GK102421806SQ201080021112
公開日2012年4月18日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者陳方 申請人:卡爾蔡司視覺澳大利亞控股有限公司