CN106749806B - 一种防蓝光护眼镜片及其制备方法 - Google Patents

一种防蓝光护眼镜片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防蓝光护眼镜片及其制备方法，所述防蓝光护眼镜片的制备方法包括以下步骤：(1)将纳米氧化物与偶联剂混合制备改性氧化物；(2)将步骤(1)制备的改性氧化物与过渡金属氧化物核壳型纳米粒子加入到高分子单体中，然后加入紫外吸收剂混合均匀，再加入引发剂进行聚合反应，得到预聚混合物；(3)一次固化；(4)二次固化，即得。本发明考察了防蓝光护眼镜片的最佳工艺条件，不添加黑色素、黄色素等有机染色剂，对镜片制备工艺中的各原料对蓝光降低效果进行了层层筛选，添加偶联剂降低了改性纳米氧化物的用量，实现了减少蓝光伤害和增加透光率的效果，能有效减轻用眼疲劳，减少色差，降低由于蓝光和电磁辐射对人眼的伤害。

Description

一种防蓝光护眼镜片及其制备方法
技术领域
本发明涉及镜片技术领域，尤其涉及一种防蓝光护眼镜片及其制备方法。
背景技术
蓝光是可见光的重要组成部分，自然界本身没有单独的白光，蓝光与绿光、黄光混合后呈现出白光。绿光与黄光能量较小，对眼睛刺激较小，蓝光波短，能量高，能够直接穿透晶体直达眼底视网膜上。
LED、电脑背景光等人造光源中保留了大量的蓝光，这样使得人工光更白，更亮，有些特别白亮的光给人一直泛蓝的感觉，这就是蓝光比例过高引起的。各类电脑、电视机屏幕、节能灯等各种新型人造光源发出的可见光中都含有大量的不规则频率的短波蓝光。长期的蓝光照射视网膜会产生自由基，而这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，从而引起视网膜病变等多种眼科疾病。
因此，对于我们正常人而言，阻隔蓝光长时间照射是减少损伤最有效方法，而使用防蓝光眼镜能有效的解决这一点，普通的防辐射眼镜只能过滤紫外线及一定的电磁辐射，而不能过滤蓝光。专用防蓝光眼镜不但能够有效的隔离紫外线与辐射而且能够过滤蓝光，适合在看电脑或者电视时用，可以大大减轻蓝光对眼睛的刺激，消除眼睛酸涩、发热或者疼痛等不适症状，缓解眼睛疲劳。
但是并不是所有的蓝光都是有害的，波长400-455nm的蓝光是有害的，会伤害人的视网膜；而波长465-495nm的蓝光为有益蓝光，是可见光不可缺的组成部分，可以帮助瞳孔收缩，帮助眼睛正常显示物体的颜色。
目前市场上的防蓝光镜片在吸收有害蓝光的同时也过反射或者吸收掉了有益蓝光，导致物体颜色的显示失真。因此，需要研制一种能在吸收有害蓝光的同时能透过有益蓝光的镜片以解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种一种防蓝光护眼镜片及其制备方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种防蓝光护眼镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.1-0.5重量份的纳米氧化物与0.01-0.05重量份的偶联剂混合制备改性氧化物；
(2)将步骤(1)制备的改性氧化物与1-2重量份的过渡金属氧化物核壳型纳米粒子加入到95-105重量份的高分子单体中以转速为300-500转/分搅拌5-15分钟，然后加入1.5-3.5重量份的紫外吸收剂以转速为300-500转/分搅拌5-15分钟，再加入0.5-1.5重量份引发剂以转速为100-300转/分、温度为70-90℃下搅拌2.5-3.5小时进行聚合反应，得到预聚混合物；
(3)将预聚混合物经1μm滤网过滤，抽真空去除气泡后浇注到玻璃模具中，在固化炉中经20小时从室温升至80-90℃，完成一次固化；
(4)一次固化结束后，开模洗净，在固化炉中120-150℃下恒温2-3小时，完成二次固化，即得。
优选地，所述纳米氧化物为纳米氧化铝、纳米二氧化硅、纳米二氧化锆中的至少一种。
进一步优选地，所述纳米氧化物为纳米二氧化硅。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种，所述硅烷偶联剂可以选自3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，所述钛酸酯偶联剂可以选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯，所述铝酸酯偶联剂可以选自铝酸酯偶联剂821、铝酸酯偶联剂DL-411。
进一步优选地，所述偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
优选地，所述过渡金属氧化物核壳型纳米粒子为核壳型二氧化钛纳米粒子、核壳型氧化钴纳米粒子、核壳型三氧化二铁纳米粒子中的至少一种。
本发明实施例中核壳型二氧化钛纳米粒子制备方法为：配制四氯化钛水溶液1000mL，浓度为0.6mol/L，滴加1mol/L的硫酸水溶液至溶液呈透明状，然后滴加0.2mol/L的氢氧化钠水溶液至沉淀析出，水溶液pH在9-11之间；在50℃下滴加0.5mol/L的盐酸使沉淀溶解，得到氧化钛水溶胶，pH在2-6之间；加入正丁酸钠水溶液100mL，正丁酸钠的浓度为1mol/L，300转/分搅拌8分钟即有纳米粒子生成，经分离脱水，80℃下烘干即得。
本发明实施例中核壳型氧化钴纳米粒子制备方法为：配制二氯化钴水溶液2000mL，浓度为0.8mol/L；加入正丙酸钠水溶液100mL，正丙酸钠的浓度为3mol/L，300转/分搅拌8分钟即有纳米粒子生成，经分离脱水，80℃下烘干至恒重即得。
本发明实施例中核壳型三氧化二铁纳米粒子制备方法为：配制三氯化铁水溶液2000mL，浓度为1mol/L；加入正丙酸钠水溶液100mL，正丙酸钠的浓度为3mol/L，300转/分搅拌10分钟即有纳米粒子生成，经分离脱水，60℃下烘干即得。
进一步优选地，所述过渡金属氧化物核壳型纳米粒子为核壳型二氧化钛纳米粒子。
优选地，所述高分子单体为甲基丙烯酸甲酯、折光指数为1.49的双烯丙基二甘醇二碳酸酯单体、折光指数为1.56的丙烯酸酯类高分子单体、折光指数为1.60的丙烯酸酯类高分子单体中的至少一种。
进一步优选地，所述高分子单体为折光指数为1.49的双烯丙基二甘醇二碳酸酯单体。
优选地，所述紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、2-(2'-羟基-3'，5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2,4,6-三(2'正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪中的至少一种。
优选地，所述引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的至少一种。
本发明还提供了一种防蓝光护眼镜片，采用上述方法制备而成。
本发明的有益效果是：本发明防蓝光护眼镜片的制备方法，考察了防蓝光护眼镜片的最佳工艺条件，不添加黑色素、黄色素等有机染色剂，对镜片制备工艺中的各原料对蓝光降低效果进行了层层筛选，添加偶联剂降低了改性纳米氧化物的用量，实现了减少蓝光伤害和增加透光率的效果。本发明能有效减轻用眼疲劳，减少色差，降低由于蓝光和电磁辐射对人眼的伤害，使光线变得柔和和舒适，起到真正护眼的作用。
具体实施方式
铝酸酯偶联剂821由南京轩浩新材料科技有限公司提供，分子式及技术指标如下：
分子式：(C3H7O)xAL(OCOR1)(OCOR2)n
技术指标：
项目 指标 项目 指标
外观 白色或浅黄色蜡状固体 熔融温度 40-60度
降粘幅度 98％ 融化时间 ≤5.0分
分解温度 300度 灰份 ≥0.7％
实施例1-3
防蓝光护眼镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.3重量份的纳米氧化铝(采用南京天行新材料有限公司提供的型号为TAP-A26的纳米氧化铝，晶形为α相，粒径D50为40nm)与0.02重量份的偶联剂(见表1)在高速混匀机中80℃温度下800转/分搅拌10min混合均匀，得到改性氧化铝；
(2)将步骤(1)制备的改性氧化铝与1.5重量份的核壳型二氧化钛纳米粒子加入到100重量份的甲基丙烯酸甲酯单体中以转速为400转/分搅拌10分钟，然后加入2重量份的2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮以转速为400转/分搅拌8分钟，再加入1重量份引发剂过氧化二碳酸二异丙酯以转速为200转/分、温度为8℃下搅拌3小时进行聚合反应，得到预聚混合物；
(3)将预聚混合物经1μm滤网过滤，抽真空去除气泡后浇注到模具中，模具的厚度为2mm，在固化炉中经20小时从室温20℃升至84℃，完成一次固化；
(4)一次固化结束后，开模洗净，在固化炉中140℃下恒温2.5小时，完成二次固化，即得防蓝光护眼镜片。
表1：偶联剂种类及防蓝光护眼镜片性能测试结果表
Figure BDA0001210039360000041
Figure BDA0001210039360000051
实施例4-6
防蓝光护眼镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.3重量份的纳米二氧化硅(采用南京天行新材料有限公司提供的型号为TSP-F03的纳米二氧化硅，粒径为20nm)与0.02重量份的偶联剂(见表2)在高速混匀机中80℃温度下800转/分搅拌10min混合均匀，得到改性二氧化硅；
(2)将步骤(1)制备的改性二氧化硅与1.5重量份的核壳型二氧化钛纳米粒子加入到100重量份的甲基丙烯酸甲酯单体中以转速为400转/分搅拌10分钟，然后加入2重量份的2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮以转速为400转/分搅拌8分钟，再加入1重量份引发剂过氧化二碳酸二异丙酯以转速为200转/分、温度为8℃下搅拌3小时进行聚合反应，得到预聚混合物；
(3)将预聚混合物经1μm滤网过滤，抽真空去除气泡后浇注到模具中，模具的厚度为2mm，在固化炉中经20小时从室温20℃升至84℃，完成一次固化；
(4)一次固化结束后，开模洗净，在固化炉中140℃下恒温2.5小时，完成二次固化，即得防蓝光护眼镜片。
表2：偶联剂种类及防蓝光护眼镜片性能测试结果表
Figure BDA0001210039360000052
Figure BDA0001210039360000061
实施例7-9
防蓝光护眼镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.3重量份的纳米二氧化锆(采用广州长裕化工科技有限公司提供的型号为CY-R30的单斜高纯纳米二氧化锆，粒径为30nm)与0.02重量份的偶联剂(见表3)在高速混匀机中80℃温度下800转/分搅拌10min混合均匀，得到改性二氧化锆；
(2)将步骤(1)制备的改性二氧化锆与1.5重量份的核壳型二氧化钛纳米粒子加入到100重量份的甲基丙烯酸甲酯单体中以转速为400转/分搅拌10分钟，然后加入2重量份的2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮以转速为400转/分搅拌8分钟，再加入1重量份引发剂过氧化二碳酸二异丙酯以转速为200转/分、温度为8℃下搅拌3小时进行聚合反应，得到预聚混合物；
(3)将预聚混合物经1μm滤网过滤，抽真空去除气泡后浇注到模具中，模具的厚度为2mm，在固化炉中经20小时从室温20℃升至84℃，完成一次固化；
(4)一次固化结束后，开模洗净，在固化炉中140℃下恒温2.5小时，完成二次固化，即得防蓝光护眼镜片。
表3：偶联剂种类及防蓝光护眼镜片性能测试结果表
Figure BDA0001210039360000062
本发明实施例1-9制备的防蓝光护眼镜片能100％滤除380纳米以下的紫外线，添加异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂后，有益光透过率大幅提高，并通过对偶联剂与改性氧化物进行筛选和防蓝光护眼镜片性能测试表明采用二氧化硅作为改性纳米氧化物，异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯作为偶联剂，防蓝光护眼镜片性能最优。
实施例10-12
防蓝光护眼镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.3重量份的纳米二氧化硅(采用南京天行新材料有限公司提供的型号为TSP-F03的纳米二氧化硅，粒径为20nm)与0.02重量份的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯在高速混匀机中80℃温度下800转/分搅拌10min混合均匀，得到改性二氧化硅；
(2)将步骤(1)制备的改性二氧化硅与1.5重量份的核壳型二氧化钛纳米粒子加入到100重量份的单体(单体种类见表4)中以转速为400转/分搅拌10分钟，然后加入2重量份的2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮以转速为400转/分搅拌8分钟，再加入1重量份引发剂过氧化二碳酸二异丙酯以转速为200转/分、温度为8℃下搅拌3小时进行聚合反应，得到预聚混合物；
(3)将预聚混合物经1μm滤网过滤，抽真空去除气泡后浇注到模具中，模具的厚度为2mm，在固化炉中经20小时从室温20℃升至84℃，完成一次固化；
(4)一次固化结束后，开模洗净，在固化炉中140℃下恒温2.5小时，完成二次固化，即得防蓝光护眼镜片。
表4：单体种类及防蓝光护眼镜片性能测试结果表
Figure BDA0001210039360000071
Figure BDA0001210039360000081
本发明实施例10-12制备的防蓝光护眼镜片能100％滤除380纳米以下的紫外线，通过对高分子单体进一步筛选和防蓝光护眼镜片性能测试表明采用折光指数为1.49的双烯丙基二甘醇二碳酸酯单体作为高分子单体，防蓝光护眼镜片性能最优。
实施例13-14
防蓝光护眼镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.3重量份的纳米二氧化硅(采用南京天行新材料有限公司提供的型号为TSP-F03的纳米二氧化硅，粒径为20nm)与0.02重量份的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯在高速混匀机中80℃温度下800转/分搅拌10min混合均匀，得到改性二氧化硅；
(2)将步骤(1)制备的改性二氧化硅与1.5重量份的过渡金属氧化物核壳型纳米粒子(过渡金属氧化物核壳型纳米粒子种类见表5)加入到100重量份的折光指数为1.49的双烯丙基二甘醇二碳酸酯单体中以转速为400转/分搅拌10分钟，然后加入2重量份的2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮以转速为400转/分搅拌8分钟，再加入1重量份引发剂过氧化二碳酸二异丙酯以转速为200转/分、温度为8℃下搅拌3小时进行聚合反应，得到预聚混合物；
(3)将预聚混合物经1μm滤网过滤，抽真空去除气泡后浇注到模具中，模具的厚度为2mm，在固化炉中经20小时从室温20℃升至84℃，完成一次固化；
(4)一次固化结束后，开模洗净，在固化炉中140℃下恒温2.5小时，完成二次固化，即得防蓝光护眼镜片。
表5：过渡金属氧化物核壳型纳米粒子种类及防蓝光护眼镜片性能测试结果表
Figure BDA0001210039360000082
Figure BDA0001210039360000091
本发明实施例13-14制备的防蓝光护眼镜片能100％滤除380纳米以下的紫外线，通过对过渡金属氧化物核壳型纳米粒子进一步筛选和防蓝光护眼镜片性能测试表明采用核壳型二氧化钛纳米粒子，防蓝光护眼镜片性能最优。
实施例15
防蓝光护眼镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.3重量份的纳米二氧化硅(采用南京天行新材料有限公司提供的型号为TSP-F03的纳米二氧化硅，粒径为20nm)与0.02重量份的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯在高速混匀机中80℃温度下800转/分搅拌10min混合均匀，得到改性二氧化硅；
(2)将步骤(1)制备的改性二氧化硅与1.5重量份的核壳型二氧化钛纳米粒子加入到100重量份的折光指数为1.49的双烯丙基二甘醇二碳酸酯单体中以转速为400转/分搅拌10分钟，然后加入2重量份的2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮以转速为400转/分搅拌8分钟，再加入1重量份引发剂过氧化二碳酸二异丙酯以转速为200转/分、温度为8℃下搅拌3小时进行聚合反应，得到预聚混合物；
(3)将预聚混合物经1μm滤网过滤，抽真空去除气泡后浇注到模具中，模具的厚度为2mm，在固化炉中经20小时从室温20℃升至84℃，完成一次固化；
(4)一次固化结束后，开模洗净，在固化炉中140℃下恒温2.5小时，完成二次固化，即得防蓝光护眼镜片。镜片性能检测结果：透过率(405nm)0.08％，透过率(440nm)0.24％，透过率(475nm)72.53％，透过率(500nm)90.25％，电磁辐射屏蔽率(50MHz)99.1％。
实施例16
进一步优选地，所述紫外吸收剂由40-60wt％2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和40-60wt％2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮组成。
防蓝光护眼镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.3重量份的纳米二氧化硅(采用南京天行新材料有限公司提供的型号为TSP-F03的纳米二氧化硅，粒径为20nm)与0.02重量份的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯在高速混匀机中80℃温度下800转/分搅拌10min混合均匀，得到改性二氧化硅；
(2)将步骤(1)制备的改性二氧化硅与1.5重量份的核壳型二氧化钛纳米粒子加入到100重量份的折光指数为1.49的双烯丙基二甘醇二碳酸酯单体中以转速为400转/分搅拌10分钟，然后加入1重量份的2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、1重量份的2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮以转速为400转/分搅拌8分钟，再加入1重量份引发剂过氧化二碳酸二异丙酯以转速为200转/分、温度为8℃下搅拌3小时进行聚合反应，得到预聚混合物；
(3)将预聚混合物经1μm滤网过滤，抽真空去除气泡后浇注到模具中，模具的厚度为2mm，在固化炉中经20小时从室温20℃升至84℃，完成一次固化；
(4)一次固化结束后，开模洗净，在固化炉中140℃下恒温2.5小时，完成二次固化，即得防蓝光护眼镜片。镜片性能检测结果：透过率(405nm)0.02％，透过率(440nm)0.18％，透过率(475nm)76.23％，透过率(500nm)93.46％，电磁辐射屏蔽率(50MHz)99.7％。

Claims (2)

1.一种防蓝光护眼镜片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将0.1-0.5重量份的纳米氧化物与0.01-0.05重量份的偶联剂混合制备改性氧化物；
(2)将步骤(1)制备的改性氧化物与1-2重量份的过渡金属氧化物核壳型纳米粒子加入到95-105重量份的高分子单体中以转速为300-500转/分搅拌5-15分钟，然后加入1.5-3.5重量份的紫外吸收剂以转速为300-500转/分搅拌5-15分钟，再加入0.5-1.5重量份引发剂以转速为100-300转/分、温度为70-90℃下搅拌2.5-3.5小时进行聚合反应，得到预聚混合物；
(3)将预聚混合物经1μm滤网过滤，抽真空去除气泡后浇注到玻璃模具中，在固化炉中经20小时从室温升至80-90℃，完成一次固化；
(4)一次固化结束后，开模洗净，在固化炉中120-150℃下恒温2-3小时，完成二次固化，即得；
所述纳米氧化物为纳米二氧化硅；
所述偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯；
所述过渡金属氧化物核壳型纳米粒子为核壳型二氧化钛纳米粒子，所述核壳型二氧化钛纳米粒子制备方法为：配制四氯化钛水溶液1000mL，浓度为0.6mol/L，滴加1mol/L的硫酸水溶液至溶液呈透明状，然后滴加0.2mol/L的氢氧化钠水溶液至沉淀析出，水溶液pH在9-11之间；在50℃下滴加0.5mol/L的盐酸使沉淀溶解，得到氧化钛水溶胶，pH在2-6之间；加入正丁酸钠水溶液100mL，正丁酸钠的浓度为1mol/L，300转/分搅拌8分钟即有纳米粒子生成，经分离脱水，80℃下烘干即得；
所述高分子单体为折光指数为1.49的双烯丙基二甘醇二碳酸酯单体；
所述紫外吸收剂由40-60wt％2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和40-60wt％2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮组成。
2.一种防蓝光护眼镜片，其特征在于，采用权利要求1所述方法制备而成。
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