專利名稱：光致變色聚合物組合物的制備方法、由此獲得的聚合物組合物和其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光致變色聚合物組合物的制備方法，由此獲得的聚合物組合物，由通過根據(jù)本發(fā)明的方法制備的光致變色聚合物組合物制成的光致變色制品，和通過根據(jù)本發(fā)明的用于制造光致變色制品的方法制備的光致變色組合物的用途。
背景技術：
光致變色現(xiàn)象是眾所周知的物理現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在某些類別的化合物的情況下被觀察到。在多色光或單色光的照射下，光致變色染料將從無色轉(zhuǎn)變成有色或從一種顏色轉(zhuǎn)變成另一種顏色。當移除照射時，或在與所述第一多色光或單色光不同的照射下，光致變色染料將變回到它們的原始顏色。這種現(xiàn)象的詳細描述可以參見"Photochromism Molecules and systems"(光至文變色現(xiàn)象分子與體系)，Studies in Organic Chemistry 40(有機化學研究 40)，編者 H. Durr 和 H. Bouas-Laurent，Elsevier, 1990。眾所周知，2H-萘并[1，2-b]吡喃化合物能夠發(fā)揮光致變色效應。例如，美國專利號4，826，977描述了在2-位含螺-金剛烷基的一系列黃色/橙色著色性2H-萘并[1，2_b] 吡喃，和異構的萘并吡喃體系。另外，一定范圍的紫色/藍色著色性2- (4-氨基苯基)-2-烷基-2H-萘并[l，2-b]吡喃也已經(jīng)公開在美國專利號4，818，096中。本萘并吡喃化合物的缺點在于它們的用于光致變色效應的波長不足夠長，這意味著所產(chǎn)生的顏色不是理想的綠色或藍綠色。市場上目前可得的具有最長波長的萘并吡喃是JAMES ROBINSON公司的具有商品名REVERSACOL GRAPHITE的產(chǎn)品。然而，所述產(chǎn)品在甲苯中的第一吸收峰λ max是486nm， 在甲苯中的第二吸收峰λΜΧ是593nm，其中僅所述第一 λ _發(fā)揮主要作用。如上所述，理想的商業(yè)光致變色透鏡推想在陽光下呈現(xiàn)帶有稍許藍綠色的灰色的顏色。對這種問題的通常的解決方案是與吩P惡’嗪結合使用萘并吡喃。所述吩，悉嗪的實例是JAMES ROBINSON以商品名REVRSACOL SEA GREEN的產(chǎn)品。但是所述吩惡嗪化合物具有相當差的耐熱性當溫度高于40°C時，其光致變色效應急劇地下降并且不能與萘并吡喃化合物結合使用。US 2005/0254003公開了光致變色聚合物組合物的制備方法。該發(fā)明提供具有光致變色性能并能夠過濾入射在其上的至少一部分藍色光的具有不足夠的機械性能的聚合物。因此，嘗試解決上述技術問題，S卩，使萘并吡喃光致變色化合物的吸收波長變得更長，并另外保持良好的耐熱性。為此目的的傳統(tǒng)方法是改變萘并吡喃化合物的取代基。然而，所得產(chǎn)物不能確保在將該染料與聚合物基體混合而形成制品之后能如預期的那樣達到吸收波長紅移的效果。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明的發(fā)明人在光致變色聚合物材料領域中進行了廣泛和深入的研究，并驚奇地發(fā)現(xiàn)，當將少量的(甲基)丙烯酰胺化合物結合到傳統(tǒng)的光致變色組合物配方中時，所述技術問題能被解決。如此制備的光致變色聚合物組合物不但具有帶有稍許藍綠色的灰色或帶有稍許藍色的灰色的顏色，而且保持光致變色化合物的良好的耐熱性。根據(jù)第一個方面，本發(fā)明提供光致變色聚合物組合物的制備方法，其中使包含以下組分(A)、(B)和(C)的反應混合物M聚合以致獲得所述光致變色聚合物組合物(A)O. 1-20重量％的一種或多種式(I)的化合物
權利要求
1.制備光致變色聚合物組合物的方法，其中使包含以下組分(A)、(B)和(C)的反應混合物M聚合以致獲得所述光致變色聚合物組合物(A)O. 1-20重量％的一種或多種式(I)的化合物
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述光致變色染料是由式(II)和/或(III)表示的萘并吡喃光致變色染料
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述光致變色染料是REVERSAC0L·GRAPHITE或 REVERSACOL· MidnightGrey 或它們的組合。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項的方法，其中式(I)的化合物是一種或多種選自以下的物質(zhì)丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲氧基-丙烯酰胺、N-甲氧基-甲基丙烯酰胺、N- 丁氧基-甲基丙烯酰胺、N- 丁氧基甲基-甲基丙烯酰胺、N-異丙基-丙烯酰胺和N-異丙基-甲基丙烯酰胺，優(yōu)選地，式(I)的化合物是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-異丙基-甲基丙烯酰胺，或所述三種化合物的任何組合。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項的方法，其中所述可聚合組分是選自以下物質(zhì)中的一種或多種(甲基)丙烯酸C1-C3tl-烷基酯，它們的實例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯和(甲基)丙烯酸三甲基環(huán)己酯；(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸芐基酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯；含2-10個乙氧基重復單元的乙氧基化雙酚-A 二甲基丙烯酸酯；含2-25個乙二醇重復單元的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯；和苯乙烯。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項的方法，其中反應混合物M的聚合在自由基引發(fā)劑存在下進行，該自由基引發(fā)劑優(yōu)選是偶氮引發(fā)劑，特別是偶氮二異丁腈(AIBN)、2，2'-偶氮雙 (2-甲基丁腈)(AMBN)或2，2 ‘-偶氮雙0，4- 二甲基戊腈)(ADVN)。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項的方法，其中所述反應混合物M包含(A)O.5-15重量％，優(yōu)選1-6重量％，尤其優(yōu)選3-5重量％的一種或多種式(I)的化合物；(B)85-99. 5重量％，優(yōu)選94-99重量％，尤其優(yōu)選95-97重量％的可聚合組分；和(C)O.01-1重量％，優(yōu)選0. 01-0. 05重量％，尤其優(yōu)選0. 015-0. 035重量％的光致變色染料。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項的方法，其中組分㈧是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺 (MAA)、NIPMAA或所述三種化合物的任何組合，組分(B)是E2BADMA、E3BADMA, E4BADMA 或它們的任何組合，和/或是PEG400DMA、PEG200DMA或它們的任何組合，組分(C)是 REVERSACOL GRAPHITE或REVERSACOL MidnightGrey或它們的任何組合，此外，反應混合物M含有HEMA作為輔助單體。
9.根據(jù)權利要求8的方法，其如下進行在10-50°C的溫度下將55-65重量％的一種或多種選自E2BADMA、E3BADMA和E4BADMA 的化合物，35-45重量％的一種或多種選自PEG400DMA和PEG200DMA的化合物，1-5重量％ 的 HEMA，1-5 重量％ 的 MAA 和 0. 01-0. 1 重量％ 的 REVERSACOL* GRAPHITE 或 REVERSACOL· MidnightGrey混合以使染料完全溶解，然后將0. 15重量％的ADVN或AIBN添加到所得的混合物中，接著將它裝填入模具，并在25-45°C下反應4-5小時，在60-70°C下再反應4_5小時，然后在80-90°C下再反應4-5小時，然后冷卻到約60-70°C并保持在該溫度下1_2小時。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一項的方法制備的光致變色聚合物組合物。
11.由通過根據(jù)權利要求1-9中任一項的方法制備的光致變色聚合物組合物制成的或由根據(jù)權利要求10的光致變色聚合物組合物制成的光致變色制品，它們是光學元件，例如太陽鏡、眼科透鏡(包括視力校正透鏡和平透鏡)，窗玻璃(尤其是建筑、火車和汽車的窗玻璃)，透明聚合物片材，自動光致變色擋風板，飛行器透明件和建筑用的裝飾材料。
12.通過根據(jù)權利要求1-9中任一項的方法制備的光致變色聚合物組合物或根據(jù)權利要求10的光致變色聚合物組合物用于制造光致變色制品的用途，所述光致變色制品是光學元件，例如太陽鏡、眼科透鏡(包括視力校正透鏡和平透鏡)，窗玻璃(尤其是建筑、火車和汽車的窗玻璃)，透明聚合物片材，自動光致變色擋風板，飛行器透明件和建筑用的裝飾材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了光致變色聚合物組合物的制備方法，其特征在于通過在可用于制備所述光致變色聚合物組合物的反應混合物中包含(甲基)丙烯酰胺化合物而制備所述光致變色聚合物組合物。本發(fā)明還涉及如此獲得的聚合物組合物，由所述聚合物組合物制成的光致變色制品，和所述聚合物組合物用于制備光致變色制品的用途。根據(jù)本發(fā)明的光致變色聚合物組合物使其中的光致變色染料的吸收峰變得更長，從而顯示具有稍許藍綠色的所需灰色或具有稍許藍色的灰色。
文檔編號C08F2/44GK102216353SQ200980145680
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權日2008年12月8日
發(fā)明者蘭文田, 張正風 申請人:贏創(chuàng)羅姆有限公司