[发明专利]高折射率硅氧烷

说明书

一种聚合物材料，其含垂挂于硅氧烷骨架的约束双环桥接结构例如双环(2,2,1)环体系，最优选降冰片基。所述含桥接双环的材料可具有良好的折射率、透明度、气体渗透性和/或使它们适用于多种应用的性能。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月14日递交的美国临时申请No.61/782,138的优先权，在此通过引用其全文并入本文。

技术领域

本技术涉及高折射率聚硅氧烷材料，且特别涉及含桥接双环结构例如与硅原子键合的双环(2,2,1)环体系的改性的聚硅氧烷材料。所述改性的含硅分子和聚合物可具有优异的性能以使它们可用于各种应用，包括但不限于，涂层、隐形眼镜、人工晶状体、固态照明(发光二极管、有机发光二极管、激光二极管)、波导(平面和“纤维”的几何形状)、光计算、光存储介质、增透膜、保形涂料、光学透镜、微透镜、汽车面漆、油漆制剂、头发护理产品、梯度折射率光学元件和动态梯度折射率元件。

背景技术

具有高折射率的硅氧烷聚合物或共聚物已被越来越多地用于各种光学应用中包括，例如隐形眼镜，人工晶状体等。该聚合物也找到了用于要求高传输和高折射率的其他光学应用的方式，所述光学应用包括但不限于固态照明(发光二极管、有机发光二极管、激光二极管)、波导(包括平面和“纤维”结构)、光计算、光存储介质、增透膜、保形涂层、光学透镜、微透镜、汽车面漆、油漆制剂、头发护理产品、梯度折射率光学元件、动态梯度折射率元件等。

根据应用，所述聚合物和由这种聚合物形成的产品可能需要具有广泛的性能，包括充分的结构完整性，强度，弹性和延伸率，折射率等。在一些应用中，聚合物在形成薄膜时必须具有这些性能。例如在人工晶状体中，在人工晶状体应用中晶状体必须薄而且柔软以通过小切口插入，能够在切口后恢复其原来的形状，并拥有足够的结构完整性和强度以在正常使用的情况下保持该形状。

典型的光学级甲基硅氧烷具有优异的光传输，但内在地低折射率(1.41)和差的对水分和气体的阻隔性能。具有改进的阻隔性能的较高折射率硅氧烷的发展以环己基、环戊基和苯基的使用为中心以增加折射率超过1.40。典型的光学级硅氧烷的实例包括环己基甲基-二甲基硅氧烷、环戊基甲基-二甲基硅氧烷、二苯基-二甲基硅氧烷或甲基苯基-二甲基硅氧烷的共聚物。

传统上将芳香基团引入硅氧烷聚合物和常规的共聚合物以增大材料的折射率。这些基团最通常由二甲基硅氧烷-苯基甲基硅氧烷共聚物或二甲基硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物组成。在苯基含量为约15mol％时，聚二甲基硅氧烷/甲基苯基硅氧烷共聚物的折射率为1.462。

已知在聚硅氧烷中引入折射率的改性基团，如苯基，导致一些缺点。由含苯基的硅氧烷形成的材料可具有降低的灵活性、差的机械强度和弹性，并且它们可能变得硬而脆。此外，苯基含量大于40wt％的材料不易处理，并且往往表现出差的机械强度。这限制了可达到约1.54的折射率。此外，已知含苯基的聚合物在紫外光下是不稳定的。

在聚硅氧烷中引入苯基使所形成的聚合物在热和UV暴露条件下更易受损坏。这导致光学材料的黄变和传输损耗从而使传输水平低于可容忍的水平且可导致光学元件中设备的机械故障。需要具有对氧低渗透性和具有高生存性的高RI硅氧烷，这由本发明展示。

发明内容