專利名稱：含硅預聚物及使用其制得的含硅水膠與隱形眼鏡的制作方法
技術領域：
本發明是開發關于一種親水的含硅預聚物，特別是此含硅預聚物具有三度空間(3D)網狀結構，且末端基為親水鏈段，形成內部為含硅鏈段，外部為親水鏈段之含硅預聚物，以應用于硅水膠之隱形眼鏡。
背景技術：
聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA),是第一個用來制作隱形眼鏡的塑料，它具有優良的光學性質、穩定性、低毒性、抗沉淀物的形成，且制程簡單、來源充足，價格低廉等優點，但是PMMA的親水性跟透氧性都不佳，是造成其日后在隱形眼鏡上應用的最大瓶頸。第一副透氣硬式隱形眼鏡就是用醋酸丁酸纖維素(Cellulose acetatebutyrate,CAB)所做成的。CAB不是一種單一化合物,所以它可以利用增加丁酰基的量使材料的柔韌性增加，吸水性降低。CAB的透氧性比PMMA稍好一些，其牢固耐用而且制作性能極佳，但是吸水后易變形，所以CAB鏡片容易遭受外力而扭曲變形。硬式隱形眼鏡聚合物進一步發展，把含有氟的單體加入硅氧烷丙烯酸酯材料中，而得到氟娃丙烯酸酯(Fluorosilicone acrylate, FSA)。與娃氧燒丙烯酸酯相比,氟化單體的存在提高了透氧性，也改善了表面特性，所以其對于蛋白質和脂質的沉淀物也有良好的抵抗性。而目前硬鏡中，就以氟硅丙烯酸酯與氟硅酮材料的透氧性最高(除硅酮彈性體外)。

最早成功將水膠應用在生醫高分子材料上的是Wichterle和Lim(1960)所提出的應用聚甲基丙烯酸_2_輕基乙酯poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA)水膠。水膠是一種三維的網狀結構的高分子材料，具有在水中膨潤但不會溶解的特性，在眾多水膠當中,Poly(hydroxyethyl-methacrylate,PHEMA)毫無疑問地是一種廣泛應用的生物材料，特別是在隱形眼鏡應用上，更是可看到PHEMA的極大功用。然而在其低平衡含水率及低氧穿透度上，一直是限制PHEMA廣泛應用的因素，因此，許多研究學者發展出，結合親水性單體的共聚合PHMEA水膠來改善此缺點。娃氧燒甲基丙烯酸酯(Siloxanyl methacrylate, SMA)是利用甲基丙烯酸酯和含有硅氧烷基團進行共聚合所形成，甲基丙烯酸使其具有良好的強度、穩定度及光學性質，而結合硅酮的主要目的是為了使透氧性提高。許多高透氣硬式鏡片材料就是利用這種原理而研究出許多種的高透氣性鏡片。由于硅酮具有極高的透氧性，所以被應用到隱形眼鏡。一般將硅酮型的鏡片分為硅酮橡膠鏡片及有機硅樹酯鏡片這兩種。硅酮橡膠是一種彈性體，其韌性及強度介于硬式與軟式鏡片之間。而有機硅樹酯是一疏水性的高分子，因此其含水率極低，雖然人們嘗試用不同方式改善其缺點，但是效果有限。所以基于以上原因，硅酮型隱形眼鏡尚未有顯著的發展。為了提高硅水膠隱形眼鏡的配戴舒適性，業界不斷的研究其改進之道，因此有研發出一款利用電漿表面改質并結合親水性物質來增進鏡片的表面親水性，并保有硅水膠高透氧的性質。但此方法的設備成本高、制程繁瑣，在制作鏡片時，親水性物質與硅水膠表面結合不穩定，因此質量參差不一，導致良率不穩定，無法降低生產成本。經由前述可知，隱形眼鏡一直有著高透氧性、高舒適性與可長時間配戴之需求，經由隱形眼鏡業界不斷的改進，最終即以高透氧性軟式之硅膠或硅水膠為一發展主流。目前僅有博士倫(Bausch & Lomb)、視康(CIBA Vision)、嬌生(Johnson & Johnson)、酷柏(Cooper)等少數公司研發出用來制備隱形眼鏡的含硅水膠，因此，仍有需要發展出一種不同于現有技術，但又能制備出兼具良好透氧性且配戴舒適性的隱形眼鏡的含硅預聚物及含硅水膠。鑒于上述的缺失亟待改進，故發明人依業界多年的經驗不斷的思考，如何改進前述的缺失，以達到具高透氧及親水性來增進隱形眼鏡的配戴時間與舒適感，經多次的研究與實驗，終求得一精進的方法者。本發明的方法，是先形成硅水膠的預聚物為主材料，以供制造生產硅水膠隱形眼鏡，其中預聚物的主要成分為具高透氧的疏水硅膠，且末端基為親水鏈段，形成內部為含硅鏈段，外部為親水鏈段的含硅預聚物，結合親水性生醫材料，以增進隱形眼鏡的保水性與配戴舒適性，并解決了因親疏水物質不兼容而引起的相分離。

發明內容
HEMA軟式隱形眼鏡的制備，主要都是以親水性單體的合成為主，因此高含水率是HEMA隱形眼鏡的主要特色，但低透氧是它的缺點，長時間配戴會使眼睛干澀，而限制了使用者的配戴時間。本發明所制備出的硅水膠隱形眼鏡，為了提高透氧量，利用硅單體(疏水單體)與親水性單體進行合成，并解決了親疏水單體不兼容的問題，成功制備出具有高透氧、親水性佳、透明的硅水膠隱形眼鏡，并且可以延長其配戴的時間。本發明主要目的在于開發具有高透氧、親水性佳、配戴性舒適的硅水膠隱形眼鏡，最主要的關鍵技術是在于:1.硅水膠隱形眼鏡在技術上面對「水油兼容」的高難度挑戰，水油不兼容會造成相分離而使得鏡片變得白霧不透明，本發明解決了水油不兼容的問題，使鏡片呈現出透明的狀態。2.硅 水膠隱形眼鏡在親水性方面也是另一個難題，硅水膠為疏水的材料，含水率及表面潤濕性差，利用親水性單體改質硅水膠，會有相分離的情形發生，因此如何讓親疏水單體兼容，且提高硅水膠的透氧量、含水率及表面潤濕性，是本發明所突破的難題。3.硅預聚物利用簡單的水解縮合聚合反應即可得到，并呈現出三度空間網狀結構，使得機械強度良好，此外，也將親疏水鏈段結合，形成內部為硅疏水鏈段及外部為親水鏈段的結構，以制得兼具良好透氧性與親水性的硅水膠隱形眼鏡。本發明所合成出的含硅預聚物，是利用下列親疏水反應物進行水解縮合聚合反應:一具有如下式(I)所示的化學式的四烷氧基硅烷、一具有如下式(II)所示的化學式的反應型硅酮寡聚物、一具有如下式(III)所示的化學式的親水反應性單體
權利要求
1.一種含硅預聚物，由下列成份之一的化合物以一預定濃度經水解縮合聚合反應所形成的混合物,所述化合物包含: 具有如下式(I)所示的化學式的四烷氧基硅烷:
2.如權利要求1所述的含硅預聚物，其中，所述預定濃度以摩爾數計，四烷氧基硅烷:反應型硅酮寡聚物:親水反應性單體在硅預聚物的含量比為I 20: I: I 21。
3.如權利要求2所述的含硅預聚物，其特征是，所述的預定濃度以摩爾數計，四烷氧基硅烷:反應型硅酮寡聚物:親水反應性單體在硅預聚物的含量比為4 14:1: 3 12。
4.如權利要求1所述的含硅預聚物，其特征是，所述的反應型硅酮寡聚物的分子量為1000-4000。
5.如權利要求1所述的含硅預聚物，其特征是，所述的四烷氧基硅烷是四乙氧基硅烷。
6.如權利要求1所述的含硅預聚物，其特征是，所述的親水反應性單體是甲基丙烯酸羥乙酯。
7.—種如權利要求1至6任一所述的含硅預聚物的用途，其特征是所述含硅預聚物是被用于制備含娃水膠。
8.一種含硅水膠，其特征是將下列組成成份混合，經由自由基連鎖共聚合反應所得到的混合物(i)，其中所述的組成成份包含:如權利要求1至6任一所述的含硅預聚物、親水性單體以及含硅疏水單體。
9.如權利要求8所述的含硅水膠，其特征是，以所述混合物(i)總重量計，所述的含硅預聚物的含量是介于IOwt%至50wt%之間。
10.如權利要求8所述的含硅水膠，其特征是，以所述混合物(i)總重量計，所述親水性單體的含量是介于30wt%至45wt%之間。
11.如權利要求10所述的含硅水膠，其特征是，以所述混合物(i)總重量計，所述親水性單體的含量是介于20wt%至35wt%之間。
12.如權利要求8所述的含硅水膠，其特征是，以所述混合物(i)總重量計，所述含硅疏水性單體的含量是介于10wt%至45wt%之間。
13.如權利要求12所述的含硅水膠，其特征是，以所述混合物(i)總重量計，所述含硅疏水性單體的含量是介于15 1:%至35wt%之間。
14.如權利要求8所述的含硅水膠，其特征是，所述含硅疏水性單體選自三(三甲基硅氧烷)-2_甲基丙烯酸丙氧基硅烷、雙三甲基硅氧烷-甲基丙烯酸丙甲基硅烷、五甲基二硅氧烷-甲基丙烯酸丙甲基硅烷、三(三甲基硅氧烷)_甲基氨基甲酸乙酯丙基硅烷、三(三甲基硅氧烷)_甲基丙烯酸丙三醇丙基硅烷或三(聚二甲基硅氧烷)丙烯酸丙基硅烷中的一種或多種。
15.如權利要求14所述的含硅水膠，其特征是，所述含硅疏水性單體選擇三(三甲基硅氧烷)-2_甲基丙烯酸丙氧基硅烷。
16.如權利要求8所述的含硅水膠，其特征是，所述親水性單體選自羥乙基甲基丙烯酸酯、甘油丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、N-乙烯基咯烷酮、N-異丙烯酰胺、2-羥乙基丙烯酸、N，N’ -二乙基丙烯酰酸、N, N’ -二甲基苯胺、乙酸乙烯(vinyl acetate)、N-丙烯酰基嗎琳或2-二甲基氨乙基丙烯酸中的一種或多種。
17.如權利要求16所述的含硅水膠，其特征是，所述親水性單體為羥乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸或甘油丙烯酸甲酯。
18.如權利要求8所述的含娃水膠,其特征是還包含光起始劑或熱起始劑。
19.一種隱形眼鏡，其特征是由一種如權利要求7、8、18所述的含硅水膠所制得。
全文摘要
本發明合成出一種新穎的含硅預聚物，利用下列反應物生成如下反應產物具有如下式(I)所示的化學式的四烷氧基硅烷、具有如下式(II)所示的化學式的反應型硅酮寡聚物、具有如下式(III)所示的化學式的親水反應性單體經水解縮合聚合反應，形成硅預聚物，呈現出三度空間網狀結構，使得機械強度良好，再進行共聚合反應，以制備出兼具有良好透氧性、親水性、配戴性舒適的硅水膠隱形眼鏡。
文檔編號C08G77/46GK103254436SQ201210039079
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月20日 優先權日2012年2月20日
發明者黃國群, 鄭錫聰, 林建宏, 葉怡杏 申請人:翔升科技股份有限公司