光致變色聚合物的制作方法
【專利摘要】光致變色聚合物包含由直鏈或支鏈聚合物連接的至少兩個(gè)光致變色部分，所述直鏈或支鏈聚合物選自聚酯均聚物、共聚酯和聚酯-共聚-聚醚。
【專利說(shuō)明】光致變色聚合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/492，831的優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容通過(guò)參考并入本申請(qǐng)。本發(fā)明涉及光致變色的聚合物，具體地涉及包含連接至少兩個(gè)光致變色部分的聚酯聚合物的線性或支化聚合物，和涉及包含主體聚合物和光致變色聚合物的聚合物組合物，以及涉及光致變色聚合物和包含該光致變色聚合物的聚合物組合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光致變色是多年來(lái)已用于生產(chǎn)可傳輸光的制品的一種性能。若化合物在被照射時(shí)改變顏色且在照射停止時(shí)恢復(fù)到其原來(lái)的顏色，則認(rèn)為這種化合物是光致變色的。在生產(chǎn)眼鏡鏡片中使用光致變色材料是特別有益的，這是因?yàn)樗軌蚴惯^(guò)濾輻射的效率隨著輻射強(qiáng)度而變化。光致變色材料也具有潛力用于在以下產(chǎn)品或應(yīng)用中的其它聚合物組合物領(lǐng)域，如建筑、汽車和航空器窗戶以及透明物；油墨、漆以及涂層組合物；光學(xué)傳感器、濾光片、開關(guān)以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件；以及用于安全和UV暴露的檢測(cè)應(yīng)用。
[0003]盡管光致變色化合物已成功用于諸如鏡片的應(yīng)用中，但是仍然存在著降低這種技術(shù)的多功能性和潛力的限制。控制光致變色的聚合物組合物在暴露于照射時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槠溆猩珣B(tài)和停止該照射時(shí)褪色的速 率是有利的。在許多情況下，重要的是提供快速的變色和褪色的動(dòng)力學(xué)，尤其是對(duì)于鏡片和眼鏡。在過(guò)去，對(duì)基材的組分和性能必須進(jìn)行折衷，從而提高變色和褪色的速率。例如，在軟材料中多種光致變色物質(zhì)變色和褪色更為快速，然而對(duì)于諸如眼鏡的應(yīng)用，耐磨損性和硬度是重要的。這種在轉(zhuǎn)變速率和硬度之間的權(quán)衡，導(dǎo)致制造商在剛性和光致變色效率之間陷入困境。在聚合物鏡片中，多種光致變色物質(zhì)表現(xiàn)出的褪色速率慢于所期望的。
[0004]國(guó)際申請(qǐng)W02004/041961描述了包含光致變色部分和一種或多種聚醚或硅氧烷低聚物的光致變色加成物。低聚物的存在可以顯著地改進(jìn)變色和褪色的速率，尤其是在聚二烷基硅氧烷低聚物的情況中。國(guó)際專利申請(qǐng)W02009/146509公開了包括通過(guò)聚二烷基硅氧烷鏈連接的兩個(gè)或更多個(gè)光致變色部分的光致變色聚合物。含有單個(gè)光致變色物的聚二烷基硅氧烷加成物隨著在用于鏡片材料的主體聚合物中的載量的增加，顯示出相分離的傾向。對(duì)于由兩個(gè)或更多個(gè)光致變色部分取代的硅氧烷，相分離減少，但我們發(fā)現(xiàn)在高載量時(shí)相分離的傾向可能仍然是一個(gè)問(wèn)題。對(duì)于硅氧烷光致變色聚合物，我們發(fā)現(xiàn)的另一問(wèn)題是它們易于發(fā)生酸降解，從而需要特殊的合成方法，這對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)降低了吸引力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]現(xiàn)在我們已發(fā)現(xiàn)包含由線性或支化的聚合物(包括聚酯聚合物)連接的兩個(gè)或更多個(gè)光致變色部分的光致變色聚合物的褪色速率具有良好的光致變色性能、相容性、穩(wěn)定性和易合成性。
[0006]提供了包含由直鏈或支化的聚酯鏈聚合物連接的至少兩個(gè)光致變色部分的光致變色聚合物。聚酯聚合物的實(shí)例可以選自聚酯均聚物、共聚酯、和聚酯-共聚-聚醚。[0007]在一組實(shí)施方式中，光致變色聚合物選自聚(C1-Cltl酰氧基)；聚[(C1-Cltl酰氧基)_共聚_ (C1-Cltl酸氧基)];聚(酸氧基)燒氧化物；聚[(C1-Cltl亞烷基)-共聚-(C1-Cic^jt氧基)];聚(c「cltl亞烷基)-嵌段-聚(C「C1(I酸氧基)；聚[(C1-Cltl環(huán)氧烷烴)-共聚-(C1-Cltl酸氧基)];和聚(C1-Cltl環(huán)氧烷烴)-嵌段_聚(C1-Cltl酸氧基)。
[0008]在一組實(shí)施方式中，光致變色聚合物具有式1:
[0009](PC-La-(Q)n-Lb)zX⑴
[0010]其中(Q)n是包含聚酯的聚合物，(Q)n的η是1-50的整數(shù)；
[0011]Z是2-8的整數(shù)；
[0012]La和Lb各自獨(dú)立地為鍵或連接基；
[0013]PC是獨(dú)立選擇的光致變色部分；和
[0014]X是鍵，或者線性或支化的包含I至20個(gè)碳原子(優(yōu)選2至6個(gè)碳原子)的烴，或者具有2、3或4個(gè)烴單元的多醚或烴醚，所述烴單元的每一個(gè)具有通過(guò)醚連接基連接的3-6個(gè)碳原子并且共同提供共價(jià)鍵，形成2-8個(gè)(PC-L1-(Q)n-L2)z單元。
[0015]在另一組實(shí)施方式中，提供了源自二羥基聚(己內(nèi)酯)、聚[己二酸二甘醇酯]、或聚己內(nèi)酯三醇的光致變色聚合物。
[0016]在另一組實(shí)施方 式中，提供了包含光致變色聚合物和主體聚合物的光致變色聚合物組合物。
[0017]在另一組實(shí)施方式中，提供了不含聚二烷基硅氧烷聚合物的光致變色聚合物組合物。
[0018]在另一組實(shí)施方式中，提供了包含光致變色聚合物組合物的光致變色鏡片?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]光致變色聚合物結(jié)合了由直鏈或支鏈聚酯聚合物連接的至少兩個(gè)光致變色部分。聚酯聚合物是在聚合物鏈的重復(fù)單元中包含酰氧基團(tuán)(也指羧酸酯)(PD的一類聚合物。聚酯聚合物將根據(jù)單體或單體的組合、以及所用的聚合方法而變化。另外，聚酯可以是熱塑性的或熱固性的，和任選地是可生物降解的。
[0020]
【權(quán)利要求】
1.光致變色聚合物，其包含由直鏈或支鏈聚合物連接的至少兩個(gè)光致變色部分，所述直鏈或支鏈聚合物選自聚酯均聚物、共聚酯和聚酯-共聚-聚醚。
2.權(quán)利要求1的光致變色聚合物，其中所述聚合物是聚(C1-Cltl酰氧基)；聚[(C1-Cltl酰氧基)_共聚_ (C1-Cltl酸氧基)];聚(酸氧基)燒氧化物；聚[(C1-Cltl亞烷基)-共聚-(C1-Cltl酸氧基)];聚(C1-Cltl亞烷基)-嵌段-聚(C1-Cltl酸氧基)；聚[(C1-Cltl環(huán)氧烷烴)-共聚-(C1-Cltl酸氧基)];和聚(C1-Cltl環(huán)氧烷烴)-嵌段_聚(C1-Cltl酸氧基)。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的具有式I的光致變色聚合物:
4.權(quán)利要求3的光致變色 聚合物，其中X是具有下式的烴:
5.權(quán)利要求3-4任一項(xiàng)的光致變色聚合物，其中Z為2至8，X選自:乙基、丙基、丁基、戊基、己基、-(CH2) F8O(CH2) B-，其中 Z 是 2 ;
6.權(quán)利要求3-5的任一項(xiàng)的光致變色聚合物，其中所述光致變色聚合物具有式Ilia、IIIb 或 IIIc:
PC1-Lal-(Q1) ^-Lbl-X1-Lb2- (Q2) n2-La2-PC2 (IIIa)A 其中X1選自乙基、丙基、丁基、戊基、己基、-(CH2) ^8O (CH2) !_8-；和 PC1-La1—(Q1)n1-Lb1-X^-Lb2--(Q2)n2-La2-PC2
I

Lb3-(Q3)n3-La3-PC3(IIIb) 其中X2是具有式C111H2nrl的線性或支化的烴；其中m為I至6 ;優(yōu)選地，X2選自:
7.權(quán)利要求6的光致變色聚合物，其中式IIIa的 -(Q1)nl-Lbl-X1-Lb2-(Q2)n2- 是二羥基聚(己內(nèi)酯)或聚[己二酸二甘醇酯]。
8.權(quán)利要求6的光致變色聚合物，其中式IIIb的
9.權(quán)利要求3的光致變色聚合物，其中式I中的La和Lb可以是鍵或連接基；其中所述連接基選自 _ (CH2) χ-, -O-, -N (R4) -, S~, -S1-, -C ( = O) -, -C ( = S) -, -OC ( = O) -N (R4)C( = O)-,-O (CH2)xC-,-OC ( = 0)-(CH2)x-C( = O) 0-,-0C( = 0) -O-C ( = 0)0-，線性或支化的包含I至20個(gè)碳原子(優(yōu)選2至6個(gè)碳原子)的烴，具有2、3或4個(gè)烴單元的多醚或烴醚，該烴單元的每一個(gè)具有通過(guò)醚連接基連接的3-6個(gè)碳原子，具有2、3或4個(gè)烴單元的多酯或烴酯，該烴單元的每一個(gè)具有通過(guò)酯連接基連接的3-6個(gè)碳原子；其中R4是H或具有I至6個(gè)碳原子的烷基，χ是I至10的整數(shù)。
10.權(quán)利要求9的光致變色聚合物，其中La是選自下式的基團(tuán):
11.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的光致變色聚合物，其中所述光致變色部分獨(dú)立地選自萘并吡喃、螺吡喃和螺》惡嗪。
12.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的光致變色聚合物，其中所述光致變色部分獨(dú)立地選自具有式IVa至IVd的部分:
13.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的具有式I的光致變色聚合物，其中所述光致變色部分(PC)獨(dú)立地選自 . 1，3_ 二氫-3，3-二甲基-1-新戊基-6’ -(4"-N-乙基，N-(羥基乙基)苯胺基)螺[211-吲哚-2，3’ -3H-萘并[l，2-b] [1,4]喝嗪；.3_(4’ -甲氧基苯基)，3-(4”_(羥基乙氧基)苯基)-6-嗎啉代-3H萘并[2，l_b]吡喃；.3_(4’ -甲氧基苯基)，3-(4”_(羥基乙氧基)苯基)-6-嗎啉代-3H萘并[2，l_b]吡喃；.1，3_ 二氫-3，3-二甲基-1-異丁基-9’-羥基-螺[2H-吲哚-2，3’-3H 萘并[2，l_b][1.4]Φ秦； .2-(4’-吡咯烷基苯基)-2-苯基-5-羥甲基-6-茴香基-9-甲氧基-2H萘并[l，2_b]吡喃； . 2，2-雙(4’ -甲氧基苯基)-5-羥甲基-6-甲基-2H-萘并[l，2_b]吡喃； (2- (4’_吡咯烷基苯基)-2-苯基-5-羥甲基-6-茴香基-9-甲氧基-2H萘并[1，2_b]吡喃； . 3-苯基-3-(4’_(羥基乙氧基)苯基)-6-嗎啉代-3H-萘并[2，l_b]吡喃； I，3_ 二氧-3, 3_ 二甲基-1-新戍基-9’-羥基-螺[2H-吲噪-2, 3’-3H蔡并[2, l_b][1.4]嗤嗪];和 .2，2-雙(4’ -甲氧基苯基)-5-羥甲基-6-甲基-2H-萘并[l，2_b]吡喃。
14.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的光致變色聚合物，其中所述聚合物的分子量為200至.10，000。
15.前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的光致變色聚合物，其中玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于25°C、優(yōu)選地小于0°C、和最優(yōu)選地小于-25 °C。
16.光致變色的聚合物組合物，其包含前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的光致變色聚合物和主體聚合物。
17.權(quán)利要求16的光致變色的聚合物組合物，其不含聚二烷基硅氧烷聚合物。
18.光致變色的鏡片，其包含權(quán)利要求15的光致變色的聚合物組合物。
【文檔編號(hào)】C08G65/329GK103597006SQ201280027306
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月3日
【發(fā)明者】R.A.伊萬(wàn)斯, N.馬利克, I.J.達(dá)格利 申請(qǐng)人:薇薇美德實(shí)驗(yàn)室歐洲有限公司