[发明专利]光致变色聚合物

说明书

技术领域

本申请要求美国临时专利申请61/492,831的优先权，将其内容通过参考并入本申请。本发明涉及光致变色的聚合物，具体地涉及包含连接至少两个光致变色部分的聚酯聚合物的线性或支化聚合物，和涉及包含主体聚合物和光致变色聚合物的聚合物组合物，以及涉及光致变色聚合物和包含该光致变色聚合物的聚合物组合物的制备方法。

背景技术

光致变色是多年来已用于生产可传输光的制品的一种性能。若化合物在被照射时改变颜色且在照射停止时恢复到其原来的颜色，则认为这种化合物是光致变色的。在生产眼镜镜片中使用光致变色材料是特别有益的，这是因为它能够使过滤辐射的效率随着辐射强度而变化。光致变色材料也具有潜力用于在以下产品或应用中的其它聚合物组合物领域，如建筑、汽车和航空器窗户以及透明物；油墨、漆以及涂层组合物；光学传感器、滤光片、开关以及数据存储器件；以及用于安全和UV暴露的检测应用。

尽管光致变色化合物已成功用于诸如镜片的应用中，但是仍然存在着降低这种技术的多功能性和潜力的限制。控制光致变色的聚合物组合物在暴露于照射时转变为其有色态和停止该照射时褪色的速率是有利的。在许多情况下，重要的是提供快速的变色和褪色的动力学，尤其是对于镜片和眼镜。在过去，对基材的组分和性能必须进行折衷，从而提高变色和褪色的速率。例如，在软材料中多种光致变色物质变色和褪色更为快速，然而对于诸如眼镜的应用，耐磨损性和硬度是重要的。这种在转变速率和硬度之间的权衡，导致制造商在刚性和光致变色效率之间陷入困境。在聚合物镜片中，多种光致变色物质表现出的褪色速率慢于所期望的。

国际申请WO2004/041961描述了包含光致变色部分和一种或多种聚醚或硅氧烷低聚物的光致变色加成物。低聚物的存在可以显著地改进变色和褪色的速率，尤其是在聚二烷基硅氧烷低聚物的情况中。国际专利申请WO2009/146509公开了包括通过聚二烷基硅氧烷链连接的两个或更多个光致变色部分的光致变色聚合物。含有单个光致变色物的聚二烷基硅氧烷加成物随着在用于镜片材料的主体聚合物中的载量的增加，显示出相分离的倾向。对于由两个或更多个光致变色部分取代的硅氧烷，相分离减少，但我们发现在高载量时相分离的倾向可能仍然是一个问题。对于硅氧烷光致变色聚合物，我们发现的另一问题是它们易于发生酸降解，从而需要特殊的合成方法，这对于工业生产降低了吸引力。

发明内容

现在我们已发现包含由线性或支化的聚合物(包括聚酯聚合物)连接的两个或更多个光致变色部分的光致变色聚合物的褪色速率具有良好的光致变色性能、相容性、稳定性和易合成性。

提供了包含由直链或支化的聚酯链聚合物连接的至少两个光致变色部分的光致变色聚合物。聚酯聚合物的实例可以选自聚酯均聚物、共聚酯、和聚酯-共聚-聚醚。

在一组实施方式中，光致变色聚合物选自聚(C₁-C₁₀酰氧基)；聚[(C₁-C₁₀酰氧基)-共聚-(C₁-C₁₀酰氧基)]；聚(酰氧基)烷氧化物；聚[(C₁-C₁₀亚烷基)-共聚-(C₁-C₁₀酰氧基)]；聚(C₁-C₁₀亚烷基)-嵌段-聚(C₁-C₁₀酰氧基)；聚[(C₁-C₁₀环氧烷烃)-共聚-(C₁-C₁₀酰氧基)]；和聚(C₁-C₁₀环氧烷烃)-嵌段-聚(C₁-C₁₀酰氧基)。

在一组实施方式中，光致变色聚合物具有式I：

(PC-L^a-(Q)_n-L^b)_ZX      (I)

其中(Q)_n是包含聚酯的聚合物，(Q)_n的n是1-50的整数；

Z是2-8的整数；

L^a和L^b各自独立地为键或连接基；

PC是独立选择的光致变色部分；和