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CN107721892A - 一种硫代多元硫醇、制备方法及在透明聚氨酯材料中的应用 - Google Patents

一种硫代多元硫醇、制备方法及在透明聚氨酯材料中的应用 Download PDF

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CN107721892A
CN107721892A CN201711044489.2A CN201711044489A CN107721892A CN 107721892 A CN107721892 A CN 107721892A CN 201711044489 A CN201711044489 A CN 201711044489A CN 107721892 A CN107721892 A CN 107721892A
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Abstract

本发明公开了一种硫代多元硫醇的制备方法及其在透明聚氨酯制备中的应用,首先,通过一种较简单且污染较小的方法得到含硫量较高,折射率较大的硫代多元硫醇,然后通过合适的方法与扩链剂、催化剂、抗氧剂等其他助剂混合,加入IPDI,搅拌脱泡后得到透明聚氨酯。本发明的方法简单,原料易得,S单体制备过程中不使用任何有机试剂,大大减轻对环境和人体的危害,制得的聚氨酯透光率高、折射率高、硬度大、化学性质较稳定。

Description

一种硫代多元硫醇、制备方法及在透明聚氨酯材料中的应用
技术领域
本发明涉及一种硫代多元硫醇、制备方法及在透明聚氨酯材料中的应用。
背景技术
随着技术的进步和应用领域的拓宽,聚氨酯成为了全能型聚合物,在全球范围内被广泛使用。而新型的透明聚氨酯作为聚氨酯的一种,克服了传统聚氨酯的不透明性,耐热性较差等缺点,可以用作透明涂料、隔热材料、光学材料等,是近年来新的研究方向。
近年来,聚氨酯在基础研究和应用开发上快速发展,使得其在光学领域的应用越来越广泛,而作为光学材料中最重要的一部分——光学塑料的开发研究尤为突出,已在很多领域代替无机光学玻璃的使用,透明聚氨酯的研究进入实用化阶段。传统的无机光学玻璃虽然有较大的折光率、较低的色散力、良好的透光性等优点,但由于玻璃材料本身脆性比较大,加工难度较大、容易碎裂,这些都限制了无机光学玻璃在很多方面的应用。同无机光学玻璃相比,光学塑料具有加工性良好、冲击强度高、价格低廉等优点。当然由于高分子材料本身所存在的折光性较差、硬度低、耐磨性差、线膨胀系数大、表面硬度低等缺点,限制了其在某些领域的应用。
折射率和色散力是光学材料的基本性能,高折射低色散型聚氨酯光学塑料可以消除相对孔径光学系统的色差,从而制备出更加轻薄、易加工的材料。目前市场上使用的高折射光学材料主要聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、丙烯基二甘醇碳酸酯(Allyl DiethyleneGlycol Carbonate CR-39)和聚甲基丙烯酸酯(Polymethacrylate,PMMA)等几种。其中使用最多的是CR-39树脂镜片,主要是因为它的高折光率和较高的耐冲击性。PC具有较高的折光率,但其色散较大;而另外两种色散较小,但折光率也小,这类光学玻璃的折射率最高的也只有1.590,且其他方面的性能也不尽如人意,所以合成一种高性能的光学塑料成为光学材料发展的必然趋势。
在分子结构中引入芳环和稠环、含硫基团、卤素原子(除氟原子外)、重金属离子等摩尔折射度较高、分子体积较小的基团是目前使用最多的提高材料折射率的方法。
发明内容
本发明的目的在于设计一种含S量较高的单体,并作为反应型原材料,通过简单的方法加入到聚氨酯材料中,从而得到一种高透明高折射率低色散的光学树脂。在文献查阅过程我们发现,对于不对称结构的含S单体鲜有报道,而这种分子结构的不对称性可以有效的阻止软段(碳碳主链聚合物多元醇,柔顺性较好,在聚氨酯主链中为柔性链段。)和硬段(聚氨酯分子主链上由异氰酸酯、扩链剂、交联剂反应所形成的链段,这些基团内聚能较大、空间体积较大、刚性较大)的结晶,可以在很大程度上提高材料的透光性和折光性。本发明的技术解决方案是:(1)从分子、电子水平上通过大数据库等大量实验数据,结合现代理论方法,改正以往实验中的不足之处,设计合成一种新型的具有高折射率的多元硫醇单体;(2)将硫元素的高折射性质与聚氨酯的高强度性能结合起来,通过合适的反应条件合成硫代聚氨酯树脂,获得高折射率低色散率高强度的聚合物光学材料。
本发明的第一个方面,提供了:
一种硫代多元硫醇,其具有如式(I)所示的结构:
(I)。
本发明的第二个方面,提供了:
一种硫代多元硫醇的制备方法,包括如下步骤:
第1步,硫代多元醇的制备:在碱和相转移催化剂存在下,以水为溶剂,巯基乙醇对环氧氯丙烷进行开环加成,反应结束后,进行产物纯化,得到硫代多元醇;
第2步,多元硫代硫醇的制备:酸催化剂作用下,将第1步得到的硫代多元醇与硫脲反应得到异硫脲鎓盐,反应结束后加入碱进行水解,取下层有机层,进行产物纯化,得到硫代多元硫醇。
在一个实施例中,所述的第1步中,巯基乙醇、环氧氯丙烷、碱、相转移催化剂的重量比是1:2~3:0.8~1.2:0.1~0.3。
在一个实施例中,所述的第1步中,所用的碱为NaOH、KOH、NH3•H2O、Na2CO3等其中的一种或任意几种的组合。
在一个实施例中,所述的第1步中,相转移催化剂为三乙基苄基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种或任意几种的组合。
在一个实施例中,所述的第1步中,进行产物纯化的步骤是先用酸中和反应体系的pH至5~6,再蒸馏除水、抽滤除盐、蒸去乙醇。
在一个实施例中,所述的第1步中,反应是在冰水浴下进行,反应温度低于10℃。
在一个实施例中,所述的第2步中,硫代多元醇、硫脲的重量比是1:0.7~1.3,反应温度是100~120℃。
在一个实施例中,所述的第2步中,酸催化剂为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或者几种的任意组合。
在一个实施例中,所述的第2步中,进行产物纯化的步骤是先用盐酸对反应物进行酸化,再依次用水和乙醇洗涤产物,减压蒸馏除溶剂和小分子物质。
本发明的第三个方面,提供了:
一种透明聚氨酯材料,是由硫代多元硫醇与异氰酸酯、聚醚多元醇相互交联得到。
本发明的第四个方面,提供了:
透明聚氨酯材料的制备方法,包括如下步骤:
将硫代多元硫醇与异氰酸酯、聚醚多元醇、扩链剂和助剂混合后,混合均匀后,微波高火预热2min,机械搅拌进行反应,再经过真空脱泡后倒入模具中,室温下固化得到无色透明的聚氨酯。
透明聚氨酯材料的各个原料的质量百分比是:硫代多元硫醇10~20%、异氰酸酯30~50%、聚醚多元醇25~40%、扩链剂1~10%、助剂1~3%。
所述的异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),六亚甲基二异氰酸酯(HDI),二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)中的一种或任意组合。
所述的聚醚多元醇为PPG2000、PPG3000、PEG2000、PEG300中的一种或任意组合。
所述的小分子扩链交联剂为1,4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、三缩四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、三羟甲基丙烷中的一种或任意几种组合。
所述的助剂包括催化剂、防霉剂、消泡剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂中的一种或任意几种组合。
本发明的第五个方面,提供了:
硫代多元硫醇在制备透明聚氨酯材料中的应用。
有益效果
(1)通过对参考文献的理解和对以往实验的总结,选择巯基化合物和硫脲作为反应原料,通过简单的取代反应得到含S量较高的单体,操作简单,反应条件温和,对设备要求不高,适合工业化生产。(2)利用分子理论设计并制备出的含S单体,S含量超过60%,不仅可以在很大程度上提高聚氨酯的折射率降低色散力,且分子结构的不对称性,可以在很大程度上阻止聚氨酯软段和硬段的微相分离。(3)制备过程中原料的分子利用率较高,大部分转化为产物,副产物均为环境无毒无害的无机盐,符合绿色化学的理念。(4)合成聚氨酯的过程简单,易于扩大生产。
附图说明
图1 是实施例1中硫代多元醇的质谱图
图2 是实施例1中硫代多元醇的红外谱图
图3 是实施例1中硫代多元硫醇的质谱图
图4 是实施例1中硫代多元硫醇的红外谱图
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
在本说明书中所述及到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施方式”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本申请所要保护的范围内。
本文使用的词语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他变体意欲 涵盖非排它性的包括。例如,包括列出要素的工艺、方法、物品或设 备不必受限于那些要素,而是可以包括其他没有明确列出或属于这种 工艺、方法、物品或设备固有的要素。
本发明中所述的百分比在无特别说明的情况下是指质量百分比。
本发明提供了一种硫代多元硫醇,它作为单体可以显著提高透明聚氨酯材料的性能,硫代多元硫醇具有如式(I)的结构。
(I)。
其制备方法步骤是:(1)在碱和相转移催化剂存在下,以水为溶剂,冰水浴下,使用巯基乙醇对环氧氯丙烷进行开环加成,反应结束后,加入酸中和反应体系的pH,蒸馏除水,吸滤除盐,蒸去乙醇,得到硫代多元醇。(2)酸催化剂作用下,将(1)中产物与计量的硫脲在一定温度下反应得到异硫脲鎓盐,反应结束后加入碱水解,机械搅拌,萃取下层有机层,得到硫代多元硫醇粗产物。得到的粗产物先用盐酸酸化,70℃去离子水洗三次,无水乙醇洗一次,减压蒸馏,除去小分子得到硫代多元硫醇。
在一个实施例中,所述的第1步中,巯基乙醇、环氧氯丙烷、碱、相转移催化剂的重量比是1:2~3:0.8~1.2:0.1~0.3。所用的碱为NaOH、KOH、NH3•H2O、Na2CO3等其中的一种或任意几种的组合。相转移催化剂为三乙基苄基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种或任意几种的组合。进行产物纯化的步骤是先用酸中和反应体系的pH至5~6,再蒸馏除水、抽滤除盐、蒸去乙醇。反应是在冰水浴下进行,反应温度低于10℃。
在一个实施例中,所述的第2步中,硫代多元醇、硫脲的重量比是1:0.7~1.3,反应温度是100~120℃。酸催化剂为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或者几种的任意组合。进行产物纯化的步骤是先用盐酸对反应物进行酸化,再依次用水和乙醇洗涤产物,减压蒸馏除溶剂和小分子物质。
上述的硫代多元硫醇与异氰酸酯、聚醚多元醇相互交联后可以得到透明聚氨酯材料。
透明聚氨酯材料的制备方法,包括如下步骤:
将硫代多元硫醇与异氰酸酯、聚醚多元醇、扩链剂和助剂混合后,混合均匀后,微波高火预热2min,机械搅拌进行反应,再经过真空脱泡后倒入模具中,室温下固化得到无色透明的聚氨酯。透明聚氨酯材料的各个原料的质量百分比是:硫代多元硫醇3~6%、异氰酸酯40~50%、聚醚多元醇30~40%、扩链剂1~10%、助剂1~3%。所述的异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),六亚甲基二异氰酸酯(HDI),氢化二苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)中的一种或任意组合。所述的聚醚多元醇为PPG2000、PPG3000、PEG2000、PEG300中的一种或任意组合,也可以对聚乙二醇的端基采用活性基团修饰,以提高材料的硬度、耐冲击性等 物理性能。所述的小分子扩链交联剂为1,4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、三缩四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、三羟甲基丙烷中的一种或任意几种组合。所述的助剂包括催化剂、防霉剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂中的一种或任意几种组合。所用的小分子扩链交联剂为1,4-丁二醇,乙二醇,一缩二乙二醇,三缩四乙二醇,1,2-丙二醇,1,3-丁二醇,三羟甲基丙烷等其中的一种或任意几种组合。所用的助剂为催化剂,消泡剂,抗氧化剂,紫外线吸收剂,催化剂为有机锡类化合物,包括二月桂酸二丁基锡、醋酸二丁基、二(十二烷基硫)二丁基锡;抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚;消泡剂可以是聚硅氧烷消泡剂;紫外线吸收剂为N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲脒(UV-1)。
实施例1 硫代多元硫醇的制备
硫代多元醇的制备:
(1)准确称取10g NaOH,三乙基苄基氯化铵(TEBA)2g,40 ml水溶解后转移至250 ml三口烧瓶内;(2)将三口烧瓶置于冰水浴中,待温度降到小于5℃,加入9.75 g 2-巯基乙醇,机械搅拌,控制反应器内混合溶液的温度低于10℃,逐滴加入23 g环氧氯丙烷。(3)TLC监测至原料完全反应,使用浓盐酸中和反应后混合溶液至pH = 5-6,减压蒸馏,除去小分子,抽滤除盐,得到17.2 g 无色无臭的透明液体,产率64.9%。
硫代多元醇的质谱图如图1所示,红外光谱图如图2所示。
1H NMR表征结果:(400MHz,D2O) δ 3.82-3.77 (m,1H),3.61(t,J=6.4 Hz,4H),2.75(d,J=4.8 Hz,1H),2.71(d,J=8.8 Hz,1H),2.64(t,J=13.6 Hz,4H),2.57(d,J=6.4 Hz,1H)。
硫代多元硫醇的制备:
(1)取1中产物10.6g于三口烧瓶中,依次加入11.7g 硫脲和30ml盐酸,快速升温至110℃,TLC监测至反应结束。(2)反应结束后降温至60℃,氮气保护下加入20wt% NaOH中和至溶液弱碱性pH8~9,氮气氛围下水解1h,停止搅拌,静置分层,取下层有机相,得到硫代多元硫醇粗产物。(3)反应粗产物使用3×30 ml乙醇萃取,合并萃取相,减压蒸馏除去小分子,得到无色透明的硫代多元硫醇10.13 g,产率78%。
硫代多硫元醇的质谱图如图3所示,红外光谱图如图4所示。
1H NMR表征结果: (400 MHz,CDCl3) δ 2.99-2.94(m,1H),2.91(t,J=8 Hz,4H),2.82(t,J=6.8 Hz,4H),2.76(d,J=6.8 Hz,4H),1.81(s,3H)。
实施例2 硫代多元硫醇的制备
硫代多元醇的制备:
(1)准确称取12g NaOH,三乙基苄基氯化铵(TEBA)2.4g,50 ml水溶解后转移至250 ml三口烧瓶内;(2)将三口烧瓶置于冰水浴中,待温度降到小于5℃,加入9.00 g 2-巯基乙醇,机械搅拌,控制反应器内混合溶液的温度低于10℃,逐滴加入25 g环氧氯丙烷。(3)TLC监测至原料完全反应,使用浓盐酸中和反应后混合溶液至pH = 5-6,减压蒸馏,除去小分子,抽滤除盐,得到16.8 g 无色无臭的透明液体,产率60.2%。
硫代多元醇的结构表征结果同实施例1。
硫代多元硫醇的制备:
(1)取1中产物10.8g于三口烧瓶中,依次加入12.4g 硫脲和40ml盐酸,快速升温至115℃,TLC监测至反应结束。(2)反应结束后降温至65℃,氮气保护下加入20wt% NaOH中和至溶液弱碱性pH8~9,氮气氛围下水解1h,停止搅拌,静置分层,取下层有机相,得到硫代多元硫醇粗产物。(3)反应粗产物使用3×30 ml乙醇萃取,合并萃取相,减压蒸馏除去小分子,得到无色透明的硫代多元硫醇9.98g,产率74%。
硫代多硫元醇的结构表征结果同实施例1。
实施例3 硫代多元硫醇的制备
硫代多元醇的制备:
(1)准确称取8g NaOH,三乙基苄基氯化铵(TEBA)1.8g,35 ml水溶解后转移至250 ml三口烧瓶内;(2)将三口烧瓶置于冰水浴中,待温度降到小于5℃,加入10.05g 2-巯基乙醇,机械搅拌,控制反应器内混合溶液的温度低于10℃,逐滴加入26 g环氧氯丙烷。(3)TLC监测至原料完全反应,使用浓盐酸中和反应后混合溶液至pH = 5-6,减压蒸馏,除去小分子,抽滤除盐,得到18.1 g 无色无臭的透明液体,产率68.4%。
硫代多元醇的结构表征结果同实施例1。
硫代多元硫醇的制备:
(1)取1中产物11.0g于三口烧瓶中,依次加入13.5g 硫脲和30ml盐酸,快速升温至105℃,TLC监测至反应结束。(2)反应结束后降温至60℃,氮气保护下加入20wt% NaOH中和至溶液弱碱性pH8~9,氮气氛围下水解1h,停止搅拌,静置分层,取下层有机相,得到硫代多元硫醇粗产物。(3)反应粗产物使用3×30 ml乙醇萃取,合并萃取相,减压蒸馏除去小分子,得到无色透明的硫代多元硫醇10.78 g,产率80.1%。
硫代多硫元醇的结构表征结果同实施例1。
实施例4透明聚氨酯的制备
采用实施例1中的硫代多元硫醇,取1,4-丁二醇8g,PPG 2000 35g、硫代多元硫醇15g份于三口烧瓶中,加入催化剂0.4g、抗氧剂0.4g、紫外吸收剂0.4g、防霉剂0.4g、消泡剂0.4g,105℃真空脱水2h后加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)40g,混合均匀后,微波高火预热2min,机械搅拌至一定粘度后出料,50℃真空干燥箱脱泡20 min,取出倒入预热后的模具中,室温下固化成型,得到透明聚氨酯。
实施例5透明聚氨酯的制备
采用实施例2中的硫代多元硫醇,取乙二醇3g,PEG 300 40 g、硫代多元硫醇10g份于三口烧瓶中,加入催化剂0.5g、抗氧剂0.3g、紫外吸收剂0.3g、防霉剂0.5g、消泡剂0.4g,115℃真空脱水2h后加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)45g,混合均匀后,微波高火预热2min机械搅拌至一定粘度后出料,55℃真空干燥箱脱泡25 min,取出倒入预热后的模具中,室温下固化成型,得到透明聚氨酯。
实施例6透明聚氨酯的制备
采用实施例2中的硫代多元硫醇,取乙二醇10g,PEG 2000 30g、硫代多元硫醇12g份于三口烧瓶中,加入催化剂0.4g、抗氧剂0.4g、紫外吸收剂0.4g、防霉剂0.4g、消泡剂0.4g,110℃真空脱水1h后加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)46g,混合均匀后,微波高火预热2min机械搅拌至一定粘度后出料,60℃真空干燥箱脱泡15 min,取出倒入预热后的模具中,室温下固化成型,得到透明聚氨酯。
实施例7透明聚氨酯的制备
本实施例中采用马来酸酯端基的聚乙二醇作为聚氨酯原料。制备方法是:将PEG2000与马来酸酐按照重量比4:1混合,采用甲苯作为带水剂和溶剂,在氮气气氛中170℃下反应7h,产物冷却至室温后,产物经水洗涤之后,得到了改性PEG2000。
采用实施例2中的硫代多元硫醇,取乙二醇10g,改性PEG 2000 30g、硫代多元硫醇12g份于三口烧瓶中,加入催化剂0.4g、抗氧剂0.4g、紫外吸收剂0.4g、防霉剂0.4g、消泡剂0.4g,110℃真空脱水1h后加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)46g,混合均匀后,微波高火预热2min机械搅拌至一定粘度后出料,60℃真空干燥箱脱泡15 min,取出倒入预热后的模具中,室温下固化成型,得到透明聚氨酯。
以上实施例制备的透明聚氨酯材料的表征结果如下:
从上表中可以看出,本发明制备的透明聚氨酯材料具有较高的透过率和较低的折射率(nd),同时也具有较好的硬度和抗冲击性。

Claims (10)

1.一种硫代多元硫醇,其特征在于,其具有如式(I)所示的结构:
(I)。
2.权利要求1所述的硫代多元硫醇的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
第1步,硫代多元醇的制备:在碱和相转移催化剂存在下,以水为溶剂,巯基乙醇对环氧氯丙烷进行开环加成,反应结束后,进行产物纯化,得到硫代多元醇;
第2步,多元硫代硫醇的制备:酸催化剂作用下,将第1步得到的硫代多元醇与硫脲反应得到异硫脲鎓盐,反应结束后加入碱进行水解,取下层有机层,进行产物纯化,得到硫代多元硫醇。
3.根据权利要求2所述的硫代多元硫醇的制备方法,其特征在于,所述的第1步中,巯基乙醇、环氧氯丙烷、碱、相转移催化剂的重量比是1:2~3:0.8~1.2:0.1~0.3;所述的第1步中,所用的碱为NaOH、KOH、NH3•H2O、Na2CO3等其中的一种或任意几种的组合;所述的第1步中,相转移催化剂为三乙基苄基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种或任意几种的组合。
4.根据权利要求2所述的硫代多元硫醇的制备方法,其特征在于,所述的第1步中,进行产物纯化的步骤是先用酸中和反应体系的pH至5~6,再蒸馏除水、抽滤除盐、蒸去乙醇;所述的第1步中,反应是在冰水浴下进行,反应温度低于10℃。
5.根据权利要求2所述的硫代多元硫醇的制备方法,其特征在于,所述的第2步中,硫代多元醇、硫脲的重量比是1:0.7~1.3,反应温度是100~120℃;所述的第2步中,酸催化剂为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或者几种的任意组合;所述的第2步中,进行产物纯化的步骤是先用盐酸对反应物进行酸化,再依次用水和乙醇洗涤产物,减压蒸馏除溶剂和小分子物质。
6.一种透明聚氨酯材料,其特征在于,是由权利要求1所述的硫代多元硫醇与异氰酸酯、聚醚多元醇相互交联得到。
7.权利要求6所述的透明聚氨酯材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将硫代多元硫醇与异氰酸酯、聚醚多元醇、扩链剂和助剂混合后,混合均匀后,微波高火预热2min,机械搅拌进行反应,再经过真空脱泡后倒入模具中,室温下固化得到无色透明的聚氨酯。
8.根据权利要求7所述的透明聚氨酯材料的制备方法,其特征在于,透明聚氨酯材料的各个原料的质量百分比是:硫代多元硫醇10~20%、异氰酸酯30~50%、聚醚多元醇25~40%、扩链剂1~10%、助剂1~3%。
9.根据权利要求8所述的透明聚氨酯材料的制备方法,其特征在于,所述的异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),六亚甲基二异氰酸酯(HDI),二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)中的一种或任意组合;所述的聚醚多元醇为PPG2000、PPG3000、PEG2000、PEG300中的一种或任意组合;所述的小分子扩链交联剂为1,4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、三缩四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、三羟甲基丙烷中的一种或任意几种组合;所述的助剂包括催化剂、防霉剂、消泡剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂中的一种或任意几种组合。
10.权利要求1所述的硫代多元硫醇在制备透明聚氨酯材料中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109180926A (zh) * 2018-11-28 2019-01-11 山东益丰生化环保股份有限公司 一种聚醚型多硫醇化合物的制备方法
CN111018756A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 山东益丰生化环保股份有限公司 一种2-2-二巯甲基-1-3-丙二硫醇的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187865A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Seiko Epson Corp 光学用樹脂組成物およびその製造方法および光学用製品
CN101228203A (zh) * 2005-08-18 2008-07-23 三井化学株式会社 聚氨酯·硫氨酯类光学用树脂及其制备方法
CN104321307A (zh) * 2012-08-14 2015-01-28 三井化学株式会社 多硫醇化合物的制造方法、光学材料用聚合性组合物及其用途
CN105777596A (zh) * 2016-04-27 2016-07-20 江苏视客新材料股份有限公司 一种聚氨酯型高折射含硫光学树脂单体及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101228203A (zh) * 2005-08-18 2008-07-23 三井化学株式会社 聚氨酯·硫氨酯类光学用树脂及其制备方法
JP2007187865A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Seiko Epson Corp 光学用樹脂組成物およびその製造方法および光学用製品
CN104321307A (zh) * 2012-08-14 2015-01-28 三井化学株式会社 多硫醇化合物的制造方法、光学材料用聚合性组合物及其用途
CN105777596A (zh) * 2016-04-27 2016-07-20 江苏视客新材料股份有限公司 一种聚氨酯型高折射含硫光学树脂单体及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱立新等: "用活性端基聚乙二醇对高交联度不饱和聚酯的增韧改性研究I合成与表征", 《绝缘材料》 *
秦岩等: "马来酸酐改性聚乙二醇的结晶特性与增稠机理", 《武汉理工大学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109180926A (zh) * 2018-11-28 2019-01-11 山东益丰生化环保股份有限公司 一种聚醚型多硫醇化合物的制备方法
CN111018756A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 山东益丰生化环保股份有限公司 一种2-2-二巯甲基-1-3-丙二硫醇的制备方法

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