制备用于高折射率光学材料的低雾度聚合物组合物的方法与流程

制备用于高折射率光学材料的低雾度聚合物组合物的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年3月30日提交的美国临时申请第63/001,643号的优先权，所述美国临时申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。


背景技术：

3.提供一种制备聚氨酯和聚硫氨酯的方法以及聚氨酯和聚硫氨酯组合物，以及一种评估用于制造高折射率光学器件的异氰酸酯单体的质量的方法。
4.异氰酸酯，例如芳香族聚异氰酸酯(例如，间苯二亚甲基二异氰酸酯(mxdi))或聚异硫氰酸酯(统称为“聚异(硫)氰酸酯”)可用于制造高折射率光学器件，例如镜片。举例来说(但不限于)，异氰酸酯，例如二异氰酸酯，可与二醇或多元醇聚合以产生聚氨酯，且与二硫醇或多硫醇聚合以产生聚硫氨酯(聚(硫)氨酯，共同指聚氨酯和聚硫氨酯两者)。某些异氰酸酯，例如间苯二亚甲基二异氰酸酯，非常不稳定且对极少量的水敏感，导致聚合物产品具有不可接受的特性，例如气泡、雾度和变黄。
5.作为质量控制过程的一部分对光学制品(例如镜片)进行聚合后分析，其中气泡、雾度和变黄可以通过目视检查或特定波长处的吸光度来确定，但这个过程浪费制造时间和费用，且可能导致产品投放市场的重大延误。
6.确定异氰酸酯(例如，聚异(硫)氰酸酯或芳香族二异氰酸酯，例如间苯二亚甲基二异氰酸酯)是否会在最终镜片产品中产生起泡或变色(例如变黄)的方法是合乎需要的。


技术实现要素：

7.根据本公开的一个方面，提供一种制备聚合物组合物的方法。所述方法包括使包括芳香族聚异(硫)氰酸酯材料与至少一种多元醇或多硫醇的混合物的可聚合组合物聚合，其中用于制备所述可聚合组合物的所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的百分透光率(t％)是在310nm
±
2nm波长处测量，且添加到所述混合物中的所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)。
8.在另一方面中，提供一种可聚合组合物，其用于制备聚合物组合物。所述可聚合组合物包括芳香族聚异(硫)氰酸酯组合物与多元醇或多硫醇化合物的混合物，其中用于制备所述混合物的所述聚异(硫)氰酸酯组合物的透光率是在310nm
±
2nm波长处测量，且添加到所述可聚合组合物中的所述芳香族聚异(硫)氰酸酯组合物在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)。
9.在又一方面中，提供一种鉴定在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低气泡和/或低黄度指数(astm方法e313)的高折射率光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一个批料的方法。所述方法包括：用产生310nm
±
2nm处的光的光源照射所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的所述批料的液体样品；获得所述光通过所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的透光率或吸光度值；以及根据所述透光率或吸光度值确定所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材
料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处是否具有至少35百分透光率(t％)，其中当所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)时，其在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低起泡和/或低黄度指数的高折射率光学制品。
10.在另一方面中，提供一种制造模制制品的方法，其包括：制备可聚合组合物；将所述可聚合组合物引入模具中；以及在所述模具内至少部分地固化所述可聚合组合物。所述可聚合组合物包括芳香族聚异(硫)氰酸酯组合物与多元醇或多硫醇化合物的混合物，其中用于制备所述混合物的所述聚异(硫)氰酸酯组合物的透光率是在310nm
±
2nm波长处测量，且添加到所述可聚合组合物中的所述芳香族聚异(硫)氰酸酯组合物在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)。
11.下文提供其它方面。
12.根据第一方面，提供一种制备聚合物组合物的方法，其包括使包括芳香族聚异(硫)氰酸酯材料与至少一种多元醇或多硫醇的混合物的可聚合组合物聚合，其中用于制备所述可聚合组合物的所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的百分透光率(t％)是在310nm
±
2nm波长处测量，且添加到所述混合物中的所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)。
13.根据第二方面，提供根据第一方面的制备聚合物组合物的方法，其中所述芳香族聚异(硫)氰酸酯为芳香族二异氰酸酯。
14.根据第三方面，提供根据第二方面的制备聚合物组合物的方法，其中所述芳香族聚异(硫)氰酸酯为间苯二亚甲基二异氰酸酯。
15.根据第四方面，提供根据第一方面至第三方面中任一项的制备聚合物组合物的方法，其中所述多元醇或多硫醇选自4-巯基甲基-3,6-二硫杂-1,8-辛二硫醇、1,5-二巯基-3-硫杂戊烷、2,3-双((2-((2-巯基乙基)硫基)乙基)硫基)丙-1-醇、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、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或其中两种或更多种的混合物。
16.根据第五方面，提供根据第一方面至第四方面中任一项的制备聚合物组合物的方法，其进一步包括在使所述可聚合组合物聚合之前，将所述可聚合组合物注入模具中以形成光学制品。
17.根据第六方面，提供根据第五方面的制备聚合物组合物的方法，其中所述光学制品为眼科制品。
18.根据第七方面，提供根据第六方面的制备聚合物组合物的方法，其中所述眼科制品为镜片。
19.根据第八方面，提供根据第六方面的制备聚合物组合物的方法，其中所述眼科制品为眼镜镜片。
20.根据第九方面，提供根据第一方面至第八方面中任一项的制备聚合物组合物的方法，其进一步包括在使所述可聚合组合物聚合之前，测定所述聚异(硫)氰酸酯材料的一或多个批料在310nm
±
2nm处的百分透光率；选择在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单
位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)的所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一个批料；以及将来自所述所选批料的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料与所述多硫醇组合以产生所述可聚合组合物。
21.根据第十方面，提供根据第九方面的制备聚合物组合物的方法，其中确定所述聚异(硫)氰酸酯材料的一或多个批料的百分透光率是通过以下进行：用包含310nm
±
2nm波长处的光的光源照射所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一个批料的液体样品；以及测量310nm
±
2nm处的t％。
22.根据第十一方面，提供根据第一方面至第十方面中任一项的制备聚合物组合物的方法，其中所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少40百分透光率(t％)。
23.根据第十二方面，提供根据第一方面至第十方面中任一项的制备聚合物组合物的方法，其中所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少50百分透光率(t％)。
24.根据第十三方面，提供根据第一方面至第十二方面中任一项的制备聚合物组合物的方法，其中所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％且在320nm
±
2nm波长处测量的石英比色杯中在320nm波长处具有至少60百分透光率(t％)。
25.根据第十四方面，提供一种可聚合组合物，其用于制备聚合物组合物，所述可聚合组合物包括芳香族聚异(硫)氰酸酯组合物与多元醇或多硫醇化合物的混合物，其中用于制备所述混合物的所述聚异(硫)氰酸酯组合物的透光率是在310nm
±
2nm波长处测定，且添加到所述可聚合组合物中的所述芳香族聚异(硫)氰酸酯组合物在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)。
26.根据第十五方面，提供根据第十四方面的可聚合组合物，其中所述芳香族聚异(硫)氰酸酯为芳香族二异氰酸酯。
27.根据第十六方面，提供根据第十四方面的可聚合组合物，其中所述芳香族聚异(硫)氰酸酯为间苯二亚甲基二异氰酸酯。
28.根据第十七方面，提供根据第十四方面至第十六方面中任一项的可聚合组合物，其中所述多元醇或多硫醇选自4-巯基甲基-3,6-二硫杂-1,8-辛二硫醇；1,5-二巯基-3-硫杂戊烷；2,3-双((2-((2-巯基乙基)硫基)乙基)硫基)丙-1-醇；或5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷及4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷的混合物。
29.根据第十八方面，提供根据第十四方面至第十七方面中任一项的可聚合组合物，其中添加到所述可聚合组合物中的所述聚异(硫)氰酸酯在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少40百分透光率(t％)。
30.根据第十九方面，提供根据第十四方面至第十七方面中任一项的可聚合组合物，其中添加到所述可聚合组合物中的所述聚异(硫)氰酸酯在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少50百分透光率(t％)。
31.根据第二十方面，提供根据第十四方面至第十九方面中任一项的可聚合组合物，其中添加到所述可聚合组合物中的所述聚异(硫)氰酸酯在具有一厘米光径、校正到水具有
100％的单位t％的石英比色杯中在320nm波长处具有至少60百分透光率(t％)。
32.根据第二十一方面，提供根据第十四方面至第二十方面中任一项的可聚合组合物，其中确定所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一或多个批料的百分透光率是通过以下进行：用包含310nm
±
2nm波长处的光的光源照射所述芳香族异(硫)氰酸酯材料的一个批料的液体样品；以及测量310nm
±
2nm处的t％。
33.根据第二十二方面，提供一种鉴定在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低气泡和/或低黄度指数(astm方法e313)的高折射率光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一个批料的方法，其包括：用产生310nm
±
2nm处的光的光源照射所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的所述批料的液体样品；获得所述光通过所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的透光率或吸光度值；以及根据所述透光率或吸光度值确定所述芳香族异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处是否具有至少35百分透光率(t％)，其中当所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)时，其在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低起泡和/或低黄度指数的高折射率光学制品。
34.根据第二十三方面，提供根据第二十二方面的鉴定在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低气泡和/或低黄度指数(astm方法e313)的高折射率光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一个批料的方法，其进一步包括：根据所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的所述批料在高折射率光学制品中产生可接受或不可接受的起泡和/或低黄度指数的能力对所述批料进行分类，所述高折射率光学制品是由通过使所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料与多元醇或多硫醇共聚产生的共聚物制备，其中当所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料组合物在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)时，所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的所述批料产生可接受的低起泡和/或低黄度指数。
35.根据第二十四方面，提供根据第二十二或第二十三方面的鉴定在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低气泡和/或低黄度指数(astm方法e313)的高折射率光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一个批料的方法，其中当所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料组合物在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在320nm波长处也具有60百分透光率(t％)时，所述芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物的所述批料产生可接受的低起泡和/或黄度指数。
36.根据第二十五方面，提供根据第二十二至第二十四方面的鉴定在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低气泡和/或低黄度指数(astm方法e313)的高折射率光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一个批料的方法，其中所述光学制品为镜片。
37.根据第二十六方面，提供根据第二十二至第二十五方面的鉴定在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低气泡和/或低黄度指数(astm方法e313)的高折射率光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一个批料的方法，其中所述聚异(硫)氰酸酯为间苯二亚甲基二异氰酸酯。
38.根据第二十七方面，提供根据第二十二至第二十六方面的鉴定在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低气泡和/或低黄度指数(astm方法e313)的高折射率光学制
品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的一个批料的方法，其中所述多元醇或多硫醇为4-巯基甲基-3,6-二硫杂-1,8-辛二硫醇；1,5-二巯基-3-硫杂戊烷；2,3-双((2-((2-巯基乙基)硫基)乙基)硫基)丙-1-醇；或5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷及4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷的混合物。
39.根据第二十八方面，提供一种制造模制制品的方法，其包括：制备根据第十四至第二十一方面中任一项的可聚合组合物；将所述可聚合组合物引入模具中；以及在所述模具内至少部分地固化所述可聚合组合物。
附图说明
40.图1：描绘如实例中所描述的mxdi样品的uv-可见光透光率％与波长的图表。
41.图2：描绘如实例中所描述的mxdi样品的聚合产物黄度指数与310nm处的百分透光率(t％)的图表。
具体实施方式
42.除非明确地并且肯定地局限于一个(种)指示物，否则如本文中所用，冠词“一个(种)(a/an)”和“所述(the)”包含多个(种)指示物。
43.除非另外指示，否则本文所公开的所有范围或比率应理解为涵盖其中所包含的任何和所有子范围或子比率。举例来说，所陈述范围或比率“1至10”应被视为包含在最小值1与最大值10之间(且包含最小值1和最大值10)的任何和所有子范围；即，以1或大于1的最小值开始且以10或小于10的最大值结束的所有子范围或子比率，例如(但不限于)1至6.1、3.5至7.8和5.5至10。
44.除在操作实例中之外，或在另外指示的情况下，表述本说明书和权利要求书中所使用的成分的量、反应条件等的所有数字应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。
45.本文所提供的方法使用透光率测量来分析芳香族聚异(硫)氰酸酯组合物的样品，以预测由所述芳香族聚异(硫)氰酸酯(例如mxdi)与适合的多硫醇或多元醇(例如二硫醇或二醇)聚合所产生的共聚物制成的光学制品(例如镜片)中气泡或变黄的存在。芳香族聚异(硫)氰酸酯(例如mxdi)可能对水和杂质高度敏感，这会导致在由芳香族聚异(硫)氰酸酯与适合的多硫醇或多元醇的聚合反应所产生的聚合产物制备的光学制品中形成气泡或变黄。芳香族聚异(硫)氰酸酯组合物(例如mxdi组合物)中的杂质可包含苯酚、二氯苯、双(氯甲基)苯和/或氯苯二亚甲基异氰酸酯，以及其它杂质，例如降解产物，视异(硫)氰酸酯单体化合物而定。关于化合物或组合物的术语“聚异(硫)氰酸酯”共同指聚异氰酸酯化合物或组合物及聚异硫氰酸酯化合物或组合物两者。
46.在各方面中，提供一种制备聚合物组合物的方法。聚合物组合物由前体，例如单体和大分子单体制备。可利用任何适合的反应条件、催化剂、辅因子或交联剂来进行用于制备聚合物组合物的聚合反应。在本文提供的聚合方法中，在进行聚合反应之前，且通常在将芳香族聚异(硫)氰酸酯材料添加到聚合反应混合物(可聚合组合物)中之前，对芳香族聚异(硫)氰酸酯材料进行分析，以确定待用于聚合反应混合物中的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的批料是否具有防止在聚合产物(聚合反应的反应产物)中形成变黄和/或气泡的质量。“批
料”意指任何体积的组合物，并且是指整批组合物，例如如所接收的组合物，或其任何部分。
47.批料的透光率可测试一次或多次，例如在即将制造时、装运时、每隔一定间隔或在即将使用前测试。可使用任何适合的分光光度法来测定百分透光率。同样，与百分透光率相关的特性，例如吸光度值，可转换成百分透光率，以确定样品是否满足例如具有至少35百分透光率(t％)的要求，所述透光率经由校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯以一厘米光径在310nm波长处测量。举例来说(但不限于)，可使用比尔-朗伯定律(beer-lambert law)和适当方程将透光率与吸光度值相互转换。
48.作为芳香族聚异(硫)氰酸酯材料批料质量的测量，所述批料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)、至少40t％或至少50t％的透光率。所测量的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料可为“纯的”，不包含额外溶剂。或者，所述材料可包含溶剂和/或其它成分，只要那些其它成分不干扰如本文所描述的确定芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的质量的能力。
49.透光率可在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm处测量。或者，透光率可在任何适合波长(例如310nm
±
2nm)处且在使用任何适合校正标准或校正方法的任何适合比色杯或分光光度系统中测量，以得到在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处的测量结果的等效值。
50.除了在310nm
±
2nm处测量透光率以外或作为其替代方案，还可以在第二波长，例如320nm
±
2nm处测量芳香族聚异(硫)氰酸酯组合物的批料的透光率。为了用于聚合反应，所述批料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在320nm波长处可具有至少60百分透光率(t％)的透光率。与在310nm处测量透光率一样，可使用任何适合的测量方法来确定所述批料是否满足在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在320nm波长处具有至少60百分透光率(t％)的透光率的要求。
51.在本文所提供之方法和组合物中，可聚合组合物包含芳香族聚异(硫)氰酸酯材料，所述材料在制造之后和聚合之前至少经过一次测试和检验、确认或认证以满足所陈述透光率要求。此检验、确认或认证可在将组合物用于聚合反应之前的任何时间进行。
52.在各方面中，还提供一种鉴定在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时产生低雾度、无气泡和/或低黄度指数(例如astm方法e313)的高折射率光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的批料的方法。所述方法可包括用产生310nm
±
2nm处的光的光源照射芳香族聚异(硫)氰酸酯材料(例如，芳香族聚异(硫)氰酸酯单体组合物)的所述批料的液体样品。接着，可获得所述光通过芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的透光率或吸光度值。根据所述透光率或吸光度值，可确定异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处是否具有至少35百分透光率(t％)。当芳香族聚异(硫)氰酸酯材料在具有一厘米光径、校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯中在310nm波长处具有至少35百分透光率(t％)时，所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料在可聚合组合物中与多元醇或多硫醇聚合时可产生具有极少气泡的低黄度指数、高折射率光学制品。
53.如本文中所用，术语“异氰酸酯”和相关术语是指包含至少一个异氰酸酯基(-nco)的化合物。“聚异氰酸酯”包含至少两个异氰酸酯基(-nco)。“芳香族异氰酸酯”是指包括芳香族基团的异氰酸酯，其中至少一个异氰酸酯基(-nco)直接或间接(例如经由一或多个亚甲基)连接到所述芳香族基团。“芳香族二异氰酸酯”是指包括两个异氰酸酯基(-nco)和芳
香族基团的异氰酸酯(例如mxdi)，且“芳香族聚异氰酸酯”是指包括至少两个异氰酸酯基(-nco)和芳香族基团的异氰酸酯(例如mxdi)。
54.如本文中所用，术语“异硫氰酸酯”和相关术语是指包含至少一个异硫氰酸酯基(-ncs)的化合物。“聚异硫氰酸酯”包含至少两个异硫氰酸酯基(-ncs)。“芳香族异硫氰酸酯”是指包括芳香族基团的异硫氰酸酯，其中至少一个异硫氰酸酯基(-ncs)直接或间接(例如经由一或多个亚甲基)连接到所述芳香族基团。“芳香族二异硫氰酸酯”是指包括两个异硫氰酸酯基(-ncs)和芳香族基团的异硫氰酸酯，且“芳香族聚异硫氰酸酯”是指包括至少两个异硫氰酸酯基(-ncs)和芳香族基团的异硫氰酸酯。
55.可通过本发明的方法评估或在本发明的方法中采用的芳香族聚异(硫)氰酸酯的类别包含(但不限于)：芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物；包含一或多个硫醚键的芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物；包含一或多个二硫键的芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物；以及包含至少一个异硫氰酸酯基和至少一个异氰酸酯基的芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物。
56.可以从中选择芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物的芳香族聚异氰酸酯化合物的实例包含(但不限于)1,2-二异氰酸基苯、1,3-二异氰酸基苯、1,4-二异氰酸基苯、甲苯二异氰酸酯、2,4-二异氰酸基甲苯、2,6-二异氰酸基甲苯、乙基亚苯基二异氰酸酯、异丙基亚苯基二异氰酸酯、二甲基亚苯基二异氰酸酯、二乙基亚苯基二异氰酸酯、二异丙基亚苯基二异氰酸酯、三甲基苯三异氰酸酯、苯三异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、甲苯胺二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、4,4'-亚甲基双(异氰酸2-甲基苯酯)、联苄-4,4'-二异氰酸酯、双(异氰酸基苯基)乙烯、双(异氰酸酯甲基)苯、苯二亚甲基二异氰酸酯、双(异氰酸基乙基)苯、双(异氰酸基丙基)苯、α,α,α',α'-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、双(异氰酸基丁基)苯、双(异氰酸基甲基)萘、双(异氰酸基甲基苯基)醚、双(异氰酸基乙基)邻苯二甲酸酯、2,5-二(异氰酸基甲基)呋喃，和其中两种或更多种的组合。
57.可以从中选择芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物的芳香族聚异氰酸酯化合物的非限制性实例为间苯二亚甲基二异氰酸酯(mxdi)。
58.可以从中选择芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物的芳香族聚异硫氰酸酯化合物的实例包含(但不限于)1,2-二异硫氰酸基苯、1,3-二异硫氰酸基苯、1,4-二异硫氰酸基苯、2,4-二异硫氰酸基甲苯、2,5-二异硫氰酸基-间二甲苯、4,4'-亚甲基双(异硫氰酸苯酯)、4,4'-亚甲基双(异硫氰酸2-甲基苯酯)、4,4-亚甲基双(异硫氰酸3-甲基苯酯)、4,4'-二异硫氰酸基二苯甲酮、4,4'-二异硫氰酸基-3,3'-二甲基二苯甲酮或双(4-异硫氰酸基苯基)醚，和其中两种或更多种的组合。
59.可以从中选择芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物的包含一或多个硫醚键的芳香族聚异氰酸酯化合物的实例包含(但不限于)2-异氰酸基苯基-4-异氰酸基苯基硫醚、双(4-异氰酸基苯基)硫醚、双(4-异氰酸基甲基苯基)硫醚和其组合。
60.可以从中选择芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物的包含一或多个二硫键的芳香族聚异氰酸酯化合物的实例包含(但不限于)双(4-异氰酸基苯基)二硫醚、双(2-甲基-5-异氰酸基苯基)二硫醚、双(3-甲基-5-异氰酸基苯基)二硫醚、双(3-甲基-6-异氰酸基苯基)二硫醚、双(4-甲基-5-异氰酸基苯基)二硫醚、双(4-甲氧基-3-异氰酸基苯基)二硫醚，和其中两种或更多种的组合。
61.如本文所用，对“直链或支链”基团，例如直链或支链烷基的叙述在本文中应理解
为包含亚甲基或甲基；直链的基团，例如直链c
2-c
10
烷基；和适当支链的基团，例如支链c
3-c
10
烷基。
62.适合的多元醇或多硫醇可与本文所描述的芳香族聚异(硫)氰酸酯键合或在可聚合组合物中与本文所描述的芳香族聚异(硫)氰酸酯聚合以产生共聚物，例如聚氨酯和聚硫氨酯聚合物。适合的多元醇的实例包含(但不限于)烷二醇，例如乙二醇、丙二醇(propylene glycol)、二乙二醇、二丙二醇、1,2-丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和新戊二醇；氢化双酚a；环己二醇；丙二醇(propanediol)，包含1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁基乙基丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇；丁二醇，包含1,4-丁二醇、1,3-丁二醇和2-乙基-1,4-丁二醇；戊二醇，包含三甲基戊二醇和2-甲基戊二醇；2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、环己烷二甲醇；己二醇，包含1,6-己二醇；2-乙基-1,3-己二醇、己内酯二醇(例如，ε-己内酯与乙二醇的反应产物)；羟烷基化双酚；聚醚二醇，例如聚(氧四亚甲基)二醇；三羟甲基丙烷、二-三羟甲基丙烷、季戊四醇、二-季戊四醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丁烷、二羟甲基环己烷、甘油、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯等。
63.适合的多硫醇组合物包含包括至少两个硫醇基的多硫醇化合物(a)。在一些实施例中，多硫醇化合物(a)包含至少三个硫醇基。在一些其它实施例中，多硫醇化合物(a)包含2至10个硫醇基，或2至8个硫醇基，或2至6个硫醇基，或2至5个硫醇基，包括所列举数目。在一些额外实施例中，多硫醇化合物(a)包含2、3、4、5或6个硫醇基。在一些实施例中，多硫醇化合物(a)任选地包含至少一个羟基，例如(但不限于)0、1、2或3个羟基。
64.在一些实施例中，多硫醇化合物(a)由下式(a-ii)表示，
[0065][0066]
在一些其它实施例中，多硫醇化合物(a)由下式(a-iii)表示，
[0067]
(a-iii)
[0068][0069]
参考式(a-iii)：p为0至4；且对于各p，x、t、t'、z和z'各自独立地为0至4。在一些实施例中，且进一步参考式(a-iii)：p为0至3；且对于各p，x、t、t'、z和z'各自独立地为0至3。
[0070]
可以从中选择多硫醇化合物(a)的多硫醇的实例包含(但不限于)1,2-乙二硫醇、1,2-丙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,2,3-丙三硫醇、四(巯基甲基)甲烷、三羟甲基丙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基乙烷三(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基乙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、1,2,3-三(巯基甲硫基)丙烷、1,2,3-三(2-巯基乙硫基)丙烷、1,2,3-三(3-巯基丙硫基)丙烷、1,5-二巯基-3-硫杂戊烷、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、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、7-(巯基甲基)-3,6,9,12-四硫杂十四烷-1,
14-二硫醇、四(巯基甲硫基甲基)甲烷、四(2-巯基乙硫基甲基)甲烷、四(3-巯基丙硫基甲基)甲烷、双(2,3-二巯基丙基)硫醚、1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷、1,1,2,2-四(巯基甲硫基)乙烷、4,6-双(巯基甲硫基)-1,3-二硫杂环己烷、三(巯基甲硫基)甲烷、三(巯基乙硫基)甲烷，和其中两种或更多种的组合。
[0071]
包含羟基的多硫醇化合物(a)的实例包含(但不限于)2,3-二巯基-1-丙醇；1,3-二巯基丙-2-醇；2,3-双((2-巯基乙基)硫基)丙-1-醇；1,3-双((2-巯基乙基)硫基)丙-2-醇；3-巯基-2-((2-巯基乙基)硫基)丙-1-醇；2-((2-巯基乙基)硫基)-3-((2-((2-巯基乙基)硫基)乙基)硫基)丙-1-醇；2,3-双((2-((2-巯基乙基)硫基)乙基)硫基)丙-1-醇；甘油双(2-巯基乙酸酯)；甘油双(3-巯基丙酸酯)；1,3-二巯基-2-丙醇；三羟甲基丙烷双(2-巯基乙酸酯)；三羟甲基丙烷双(3-巯基丙酸酯)；季戊四醇双(2-巯基乙酸酯)；季戊四醇三(2-巯基乙酸酯)；季戊四醇双(3-巯基丙酸酯)；和季戊四醇三(3-巯基丙酸酯)。
[0072]
在一些实施例中，多硫醇化合物(a)选自由式(a-3)至(a-8)表示的以下多硫醇化合物中的至少一种：
[0073]
[0074][0075]
和其中两种或更多种的组合。
[0076]
在一些实施例中，可以制备多硫醇化合物(a)的方法可涉及在多硫醇化合物(a)的分离期间使用酸和/或碱。因此，在一些实施例中，多硫醇化合物(a)可具有酸性ph或碱性ph。出于非限制性说明的目的，如果使用过量酸，例如hcl，那么分离的多硫醇化合物(a)可具有酸性ph。出于进一步非限制性说明的目的，如果使用过量碱，例如naoh，那么所得多硫醇化合物(a)可具有碱性ph。
[0077]
本文还提供一种可聚合组合物，其包含(i)如本文上文所描述的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料，和(ii)多硫醇或多元醇组合物，例如多硫醇化合物(a)。所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料包含至少两个异(硫)氰酸酯基。在一些实施例中，所述芳香族聚异(硫)氰酸酯材料包含2至6个、或2至5个、或2至4个、或2个、或3个异(硫)氰酸酯基。
[0078]
本文还提供一种可聚合组合物的聚合产物。所述聚合产物通过使根据本文所描述的多个方面或实施例的可聚合组合物聚合(或固化)来制备。
[0079]
可聚合组合物可通过任何合适的方法固化，以形成聚合产物。在一些其它实施例中，可聚合组合物在介于25℃至90℃范围内的温度下，例如在环境条件下，例如在约25℃的室温下固化。在一些其它实施例中，可聚合组合物通过暴露于高温(超过环境室温)而固化。如本文所用，“固化”是指通过例如在多硫醇组合物的硫醇基与芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的异(硫)氰酸酯基之间形成共价键而形成三维交联网络。可聚合组合物固化的温度是可变的，且部分取决于进行固化的时间量。在一些实施例中，可聚合组合物在90℃至204℃、或
100℃至177℃、或110℃至140℃的高温下固化20至240分钟时间。
[0080]
根据本发明，还提供一种光学元件，其包含可聚合组合物的聚合产物。光学元件的类别包含(但不限于)眼科制品、显示器制品、窗户、镜子、有源液晶胞制品和无源液晶胞制品。
[0081]
眼科制品的实例包含(但不限于)矫正镜片、非矫正镜片、隐形眼镜、人工晶状体、放大镜片、防护镜片和护目镜。显示器制品的实例包含(但不限于)屏幕、监视器和安全元件。
[0082]
本文还提供一种形成模制制品的方法，其包括将满足所描述透光率要求的如本文所描述的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料与多硫醇或多元醇组合物混合在一起，从而形成可聚合组合物。任选地，所述方法包含将所述可聚合组合物引入模具中；以及在所述模具内固化所述可聚合组合物。
[0083]
可使用任何适当的混合方法将芳香族聚异(硫)氰酸酯化合物与多硫醇或多元醇组合物混合在一起。适合的混合方法的实例包含(但不限于)分批混合，例如在适当的容器中，例如包含一或多个叶轮的混合槽；连续混合，例如在静态混合器和/或挤出机中；碰撞混合，例如在模具注射头的混合室内；和这些混合方法的组合。
[0084]
在通过混合形成之后，可聚合组合物可以通过任何适当的方法引入模具中。可聚合组合物可通过包含(但不限于)以下的方法引入模具中：倾倒，例如从烧杯或其它容器倾倒；和/或注射，例如从模具注射头注射。在一些实施例中，模具为多件式模具，例如包含至少一个注射端口和任选地一或多个密封垫的两件式模具。
[0085]
在引入模具后，可聚合组合物可在模具内固化。术语“固化”如本文先前所定义。可聚合组合物可在模具内，在室温例如约25℃下固化；在高温例如90℃至204℃、或100℃至177℃、或110℃至140℃下固化20至240分钟时间；或其任何组合。在一些实施例中，可聚合组合物在模具内基本上完全固化。
[0086]
在一些实施例中，在模具内固化可聚合组合物之后，通常从模具中移出所得聚合产物。聚合产物可经历一或多个额外步骤，例如(但不限于)研磨；表面清洁；表面处理，例如蚀刻和/或等离子体处理；在聚合产物的至少一个表面上形成一或多个层，例如(但不限于)保护层、着色层和/或抗反射层；和其组合。
[0087]
在本文所提供的实例中，使用在300nm至325nm波长范围内或在310nm的单一波长处的光的百分透光率来预测样品用于制备低起泡和黄度指数的聚合产物的适用性。不受理论束缚，据信通过其它标准方法无法检测到的微小杂质与主体样品相比在折射率上表现出轻微的差异，从而导致在紫外线光谱的选定部分上的百分透光率减小。t％可以通过多种方式量化。在一个实例中，可使用不同光学系统。用于获得透光率值的波长的选择可以在一定程度上变化以有效地区分当如本文所描述聚合时可产生具有低起泡和变黄的聚氨酯和聚硫氨酯聚合物组合物以及光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料。经由校正到水具有100％的单位t％的石英比色杯以一厘米光径在310nm波长处测量具有至少35百分透光率(t％)的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料的样品可通过任何等效的透光率或吸光度测量来鉴定。
[0088]
归因于降解的芳香族聚异(硫)氰酸酯中存在的杂质的性质以及透光率和吸光度的物理特性，预期不同于mxdi的芳香族聚异(硫)氰酸酯在与mxdi大致相同的波长范围内具
有改变的透光率。杂质的非限制性实例可包含当聚异(硫)氰酸酯暴露于水分时形成的脲和缩二脲产物。
[0089]
对于本文中的方法，可使用百分透光率(t％)，或可用于测量光谱特性的任何其它光学特性，例如在可测量的300nm至325nm的任何波长处，例如310nm、311nm、312nm、313nm、314nm或315nm处，或范围300nm至325nm内的任何范围，例如300nm至400nm、300nm至375nm、300nm至350nm、300nm至325nm、或305nm至315nm，或前述任一范围的子范围，例如(但不限于)305nm至320nm、306nm至318nm的光的吸光度，来有效地区分产生具有低黄度指数和/或起泡的聚氨酯和聚硫氨酯聚合物组合物以及高折射率(例如η》1.6)光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料与可聚合产生具有不可接受的高黄度指数或起泡的聚氨酯和聚硫氨酯聚合物组合物以及高折射率光学制品的芳香族聚异(硫)氰酸酯材料。
[0090]“光源”发射任何规定光谱的光，且可以是相干的(例如激光)或不相干的(例如灯)。出于本文的目的，光源在300nm至325nm的紫外(uv)范围内发射，但其可以产生更宽或更窄的光谱。可使用广谱光源，例如覆盖大部分可见光范围以及适合用于本文所描述方法的uv发射。典型的分光光度计可用于测量本文所描述方法的透射或吸收光谱，并且可配置成在单一波长处或在一波长范围内进行测量。
[0091]
本发明更具体地描述于以下实例中，所述实例仅意图为说明性的，因为其中的许多修改和变化对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的。除非另外规定，否则所有份数和所有百分比均按重量计。
[0092]
实例
[0093]
mxdi的百分透光率(t％)的测量
[0094]
根据以下程序来评估间苯二亚甲基二异氰酸酯(mxdi)样品在310nm和320nm处的百分透光率。使用cary 300uv-vis分光光度计进行基线校正的百分透光率测量。以 /-0.2nm的波长精度获得800至200nm波长范围内的紫外-可见(uv-vis)百分透光率值。光谱带宽和波长轴数据点间距分别设置为2.0nm和1.0nm。使用一对匹配的1cm光径uv级石英比色杯来进行分析。一个比色杯装满异氰酸酯单体且放置在样品光束位置，且第二个比色杯装满去离子水且放置在仪器的参考光束位置。记录各样品在310nm和320nm处的百分透光率，如表1中所记录。
[0095]
表1：mxdi样品的透光率％
[0096]
mxdi310nm处的t％320nm处的t％样品a55.678.2样品b54.178.7样品c36.763.0样品d27.858.7样品e26.355.9样品f15.141.6
[0097]
图1提供的图表显示了各所测试mxdi批料的t％与波长之间的关系。此图表说明，可使用在310nm处或305与320nm之间，例如在311nm、312nm、313nm、314nm、315nm、316nm、317nm、318nm、319nm或320nm处的t％来区分能够产生可接受的黄度指数和起泡的芳香族聚异(硫)氰酸酯(例如mxdi)批料。
[0098]
铸造程序
[0099]
根据以下一般铸造程序，将样品a至f中的各样品调配成5kg批料，以得到实例1至6的铸造制品。
[0100]
表2.
[0101]
铸造实例mxdi样品实例1样品a实例2样品b实例3样品c实例4样品d实例5样品e实例6样品f
[0102]
首先，根据表2，将所指示的间苯二亚甲基二异氰酸酯(mxdi，52重量份)、二甲基二氯化锡(按总批料计110ppm)和un(购自斯泰潘公司(stepan company)的脱模剂；按总批料计1200ppm)装入设置为18℃的10l反应器中。将内容物在真空(《15托)下混合30分钟。释放真空且引入2,3-双((2-巯基乙基)硫基)-1-丙硫醇(42重量份，含水量为650
±
100ppm)，并且将所得均匀溶液在真空(《15托)下以140rpm混合1小时。释放真空且引入氮气。以40rpm继续混合2.5小时。所得溶液经由5μmpolycap
tm
hd过滤胶囊过滤，且注入用胶带固定的玻璃模具中。玻璃模具被配置为生产直径为85mm且中心厚度为8mm的base 5平光镜片。将模具放入烘箱中且在约16小时的时间内从15℃逐渐加热至120℃，接着在120℃保持足以完成聚合反应的时间，通常至少四小时。聚合完成后，从烘箱中移出模具，且将铸造镜片从模具中取出。实例1至6中的各实例模制了总共55个镜片。
[0103]
结果
[0104]
通过购自亨特联合实验室有限公司(hunter associates laboratory,inc.)的hunterpro仪器来测量各实例组合物的10个镜片的随机样品的黄度指数。通过使用easymatchqc软件获得黄度指数。测量结果由以下等式确认：
[0105]
yi e313＝100(cxx-czz)/y
[0106]
其中cx为d65/10℃的标准系数1.3013，且cz为d65/10℃的标准系数1.1498。x、y和z为与各样品相关的输出值。作为10个代表性样品的平均值的结果显示于表3中。
[0107]
目视检查各铸造组合物的所有55个铸造镜片的气泡。然后从镜片的外边缘测量镜片中存在且肉眼可见的任何气泡。位于镜片外边缘3mm内的任何气泡都被认为是可接受的，从外边缘测量到的镜片内超过3mm的任何气泡都被认为是中心气泡且检测不合格。在3mm边缘区域外没有可见气泡的镜片被视为pass，即使沿着3mm边缘存在气泡。中心气泡测试的结果显示于表3中。
[0108]
表3：根据黄度指数和气泡评估铸造组合物
[0109]
具有不同t％的mxdi样品镜片yi(e313)中心气泡pass％实例11.78100实例21.73100实例31.88100
实例41.85100实例51.967实例62.090
[0110]
图2提供的图表描绘了所测试mxdi批料的黄度指数与t％之间的关系，其说明mxdi的t％增加(例如在310nm处至少35t％和/或在320nm处至少60t％)与可接受的黄度指数相关。
[0111]
除非另外指示，否则本文中所提及的所有文献，例如(但不限于)已发布的专利和专利申请均应视为其整体“通过引用并入”。
[0112]
已经参考各种实例描述了实施例。其它人在阅读和理解前文实例后会想到修改和变化。因此，前文实例不应被解释为限制本公开。