[发明专利]亲水性硅胶预聚物的制造方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种隐形眼镜的材料，特别是涉及一种用于隐形眼镜的亲水性硅胶预聚物(Hydrophilic Silicone Prepolymer)的制造方法。 

背景技术

长期以来，传统隐形眼镜因为透氧量不足，造成角膜缺氧的问题，且不宜长时间配戴。目前已在市面上贩卖的硅水凝胶(silicone hydrogel)镜片具有高度透氧性，即使长时间配戴，也不会因角膜缺氧而造成眼睛不适的症状。由于硅水凝胶镜片可以让充分的氧气能直接穿过镜片接触角膜，使角膜有足够的含氧量，因此硅水凝胶已成为隐形眼镜较佳的成分之一。 

然而硅水凝胶的主要结构为硅胶(silicone)，且硅胶本身是一种疏水物质，易使角膜水分流失而造成眼睛干涩，因此如何使硅水凝胶镜片保持湿润将是最大的课题。目前已知让硅水凝胶镜片保持湿润的方法包括，以等离子处理富含硅胶的疏水镜片表面、于硅胶结构中加入聚乙烯吡咯酮、以及使用具有聚氧乙烯侧链的硅胶预聚物。 

硅水凝胶镜片通常是由一种或二种硅胶单体、高聚物(macromer)或预聚物(prepolymer)所组成，而这些成分本身为疏水性。上述硅胶单体是以分子量小于500且最多包含4个硅原子为之(例如甲基丙烯酸-三(三甲基硅氧)硅丙酯(3-(methacryloyloxypropyl)-tris(trimethylsiloxy)silane，TRIS))。上述高聚物的分子量约为500至1100，并且具有线性多重硅烷单元和单一的乙烯化不饱和(ethylenically unsaturated)基团。上述预聚物则具有至少二个乙烯化不饱和基团，并且具有线性多重硅烷重复单元。虽然上述部分硅胶单体、高聚物或预聚物的结构已在1981年公告的美国专利公告第4259467号被揭露(Keogh团队)，其中只有具有聚氧乙烯侧链的亲水硅胶预聚物被合成，且应用于硅水凝胶镜片的制造上，其它衍生的亲水硅胶预聚物的制造方法并未揭露。 

发明内容

因此本发明的目的之一在于提供一种亲水性硅胶预聚物的制造方法。 

本发明提供的制造方法包含环硅氧烷的开环聚合反应、聚硅氧烷的硅氢化反应、共聚合反应以及封端反应。藉由上述反应过程，得到亲水性硅胶预聚物。 

首先进行环硅氧烷的开环聚合反应。藉由强酸催化让环硅氧烷(cyclosiloxane)及环氢硅氧烷开环，再插入两端具有羟基(hydroxyl)的二硅氧烷(disiloxane)之中，产生具有硅氢键(Si-H)且二端为羟基的聚硅氧烷。 

再进行上述聚硅氧烷的硅氢化反应(hydrosilylation)。在含铑(rhodium)催化剂的作用下，让亲水性反应物的C＝C双键与上述聚硅氧烷的硅氢键进行加成反应，使亲水性反应物连接于聚硅氧烷上，形成具有亲水侧链且二端为羟基的硅胶二醇(silicone diol)，其中亲水性反应物具有酰胺键或磷酸胆碱官能基。 

接着进行共聚合反应。在二月桂酸二丁基锡(dibutyltin dilaurate，DBTDL)的催化下，将上述硅氢化反应产生的硅胶二醇(摩尔数为p)与二异氰酸酯(diisocynate，摩尔数为q)以不同摩尔数比分别进行聚合反应，产生二种共聚物。当p＞q时，得到两端为羟基的二醇共聚物；当p＜q时，得到两端为异氰基的二异氰基共聚物。 

然后进行封端反应(end-capping)。一方面，将上述二醇共聚物与具有亲电子基(electrophile)的乙烯化不饱和(ethylenically unsaturated)反应物进行封端反应，产生两端具有乙烯化不饱和基团的亲水性硅胶预聚物。另一方面，上述二异氰基共聚物与具有亲核基的乙烯化不饱和反应物进行封端反应，也可得到两端具有乙烯化不饱和基团的亲水硅胶预聚物。 

根据本发明的一实施例，环硅氧烷为八甲基环四硅氧烷(octamethylcyclotetrasiloxane，D4)，而环氢硅氧烷为1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷(1，3，5，7-tetramethyltetrasiloxane，D4h)。 

根据本发明的又一实施例，二硅氧烷为1，3-双[3-(2-羟基乙烯氧基)丙基]四甲基二硅氧烷(1，3-bis[3-(2-hydroxyethoxy)propyl]tetramethyldisiloxane)或1，3-双(羟基丁基)四甲基二硅氧烷(1，3-bis(hydroxybutyl)tetramethyldisiloxane)。