[发明专利]高折射率、高硬度含硫光学树脂材料及其制备方法

说明书

一种高折射率、高硬度含硫光学树脂材料及其制备方法，制备方法包括如下步骤：1，3，5‑三环氧丙基巯甲基苯与硫氰化物反应，以乙醇、二氯甲烷、水混合溶剂作反应溶剂，用三氯甲烷萃取，用凹凸棒土吸附杂质，得到高纯度无色1，3，5‑三环硫丙基巯甲基苯；1，3，5‑三环硫丙基巯甲基苯与三元硫醇进行聚合反应，制备高折射率、高硬度含硫光学树脂材料。本发明方法制备的1，3，5‑三环硫丙基巯甲基苯化合物纯度高，单体及树脂材料不仅具有高折射率，而且还具有高透过率等优点，其中1，3，5‑三环硫丙基巯甲基苯透光率≥89％，折射率≥1.65，黄色指数≤1；树脂材料透光率≥90％，折射率≥1.66，黄色指数≤1.50。

技术领域

本发明涉及一种高透过率、高折射率含硫树脂单体的制备方法，具体涉及1，3，5-三环硫丙基巯甲基苯的制备方法，并与三元硫醇进行固化反应，制备高透过率、高折射率含硫树脂材料。

背景技术

聚合物中引入硫元素可提高其折射率，相比于其他基团，是最有效的途径，同时有着色散小、环境稳定性良好等优点。硫元素在聚合物中通常以硫醚、硫酯、砜基等形式存在，也有以环硫的形式存在并以环硫基团进行聚合的，这一形式对聚合物硫含量的提高是十分显著的。环硫形式的存在不仅进一步地提高了聚合物中的硫含量，其本身就可以在固化剂作用下交联聚合成热固性树脂，具有高折射、低色散、耐热性耐候性较好等优点。环硫树脂一般是指分子中含有硫原子的三元环，可与固化剂交联反应后形成一类热固性树脂。制备环硫树脂的方法很多，例如：①由环氧化合物制备，通过环氧化合物中的氧与硫交换来得到环硫化合物；②由环酯类化合物制备，用环酯类化合物制备环硫化合物；③由羟烷基氯化物制备，羟烷基氯化物与硫脲在极性溶剂中反应生成异硫脲络合阳离子盐，这种络合盐在碱性环境下可以转化为环硫化合物。传统由环氧制备环硫，通过环上的氧硫交换进行，但是由于反应时间过长，产物容易泛黄，副产物也较多，或者反应温度过高，往往造成副产物的生成，导至产物纯度不够，降低了光学性能。

发明内容

本发明通过制备1，3，5-三环硫丙基巯甲基苯单体，并与三元硫醇进行聚合加成反应，制备高折射率、高硬度含硫光学树脂材料及镜片。本发明所述方法制备产品折射率、硬度、透光率高，黄色指数低。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高折射率、高硬度含硫光学树脂材料的制备方法，该方法包含以下步骤：

I.开环、闭环反应：在反应器中加入1，3，5-三环氧丙基巯甲基苯、硫氰化物和混合溶剂，在55-60℃搅拌溶解，连续搅拌4-5小时，得到1，3，5-三环硫丙基巯甲基苯；其中该混合溶剂由C1-C3一元醇、二氯甲烷和水组成，1，3，5-三环氧丙基巯甲基苯、硫氰化物、混合溶剂三者质量比为1∶(2-5)∶(15-25)；

II.萃取分离：步骤I获得的混合物用三氯甲烷萃取，有机相水洗，干燥，蒸馏得到淡黄色透明液体；

III.脱色提纯：将三氯甲烷、凹凸棒土吸附剂加入到1，3，5-三环硫丙基巯甲基苯中，其中三氯甲烷、吸附剂与1，3，5-三环硫丙基巯甲基苯质量比为(3-5)∶(3-10)∶100，升温至40-50℃搅拌混合15-20分钟后，静置2-2.5小时，溶液中少量杂质类生色团被吸附，分层过滤去除下层凹凸棒土吸附剂和三氯甲烷，最后得到无色透明1，3，5-三环硫丙基巯甲基苯；

VI.固化反应：1，3，5-三环硫丙基巯甲基苯与三元硫醇进行固化反应制备高折射率、高硬度含硫光学树脂材料。

如上所述的制备方法，优选地，所述硫氰化物为硫氰化钠、硫氰化钾或硫氰化胺。

如上所述的制备方法，优选地，所述C1-C3一元醇、二氯甲烷和水的重量比为2∶(1.5-2.5)∶(0.8-1.5)。

如上所述的制备方法，优选地，所述C1-C3一元醇为甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。