CN107418114A - 防紫外线和蓝光的光学防护材料 - Google Patents

防紫外线和蓝光的光学防护材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及到一种防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于包括基料、荧光增白剂、用于吸收所述荧光增白剂所发射蓝光的色剂和紫外线吸收剂；所述荧光增白剂的用量以成品的表面积计为0.025‑20.000克/平方米，所述色剂的用量以成品表面积计为0.001‑10.000克/平方米；所述色剂的颜色与所述荧光增白剂所发射颜色形成互补色；所述紫外线吸收剂的用量以成品的表面积计为0‑5.000克/平方米；所述基料为光学透明树脂。本发明产品不仅能全防紫外线，而且能够防蓝光，从而防止紫外线对人体的伤害，特别是能有效防护日光以及电子显示屏所产生的蓝光对人眼的伤害。尤其对幼儿、学生及女士有较好的预防作用，能保护娇嫩肌肤，减缓衰老。

Description

防紫外线和蓝光的光学防护材料
本申请是申请日为2015年10月22日、申请号为201510690047.X、发明名称为“防紫外线和蓝光的光学防护材料”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及到光学材料，具体指防紫外线和蓝光的光学防护材料。
背景技术
紫外线是一种波长比可见光短的看不见的光线，到达地球表面的波长范围：280nm-400nm，其不单单来自太阳光，各种人造光源，如紫外线灯、电脑、电视等也会产生一定的紫外线。过量的紫外线照射对人的皮肤和眼睛有一定的伤害，导致皱纹、色斑，衰老等现象的发生，严重时会导致日光性皮炎及晒伤，或皮肤和黏膜的日光性角化症，甚至引起癌变。同时紫外线的照射还会伤害到表皮中的Langerhans细胞，而L细胞的主要作用是和T细胞联合对抗外来袭击，这样一来便会破坏人体免疫系统，使免疫能力下降。紫外线所产生的有害光会引起人体疲劳、家具变色及脆化，尤其是对幼儿、学生及女士的伤害更为严重，长时间的有害光照射最终将导致人体产生恶性黑色素细胞癌。蓝光是波长为400～500nm、频率为6.1-6.7×1014Hz的高能量可见光，蓝光辐射对人类眼睛和视力有着很强的伤害。世卫组织WHO爱眼协会公布：2006年至2008年因蓝光辐射每年导致全球超过30000人失明，这些短波蓝光尤其是400nm～450nm的高能区短波蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜，对视网膜造成光化学损害，直接或间接导致黄斑区细胞的损害。
为了防止紫外线对人体的伤害，公告号为CN101831126A的中国发明专利申请公开了一种《全防紫外线抗疲劳及防恶性黑色素细胞癌光学防护材料》，其通过向光学树脂中添加一定量的荧光增白剂和/或紫外线吸收剂以及β-1#分解增透剂，在不损失材料原有透光性和清晰度的前提下，获得全防紫外线的效果。
该技术方案所使用的荧光增白剂加入到基料中虽然能够很好的起到防止400nm以下紫外线的功能，但是，荧光增白剂对进入其中的紫外线进行吸收后使能级变小形成蓝光并发射出来，会刺激人的眼睛，产生二次光污染。如果使用这种材料制造光学透明片，蓝光对人眼睛的伤害非常大，远甚于紫外线对眼睛的伤害；紫外线在穿过透明片或者眼睛角膜时通常会被吸收，而这种高能短波蓝光却能够穿透我们的眼睛达到视网膜底部，直接对眼部神经造成不可逆转伤害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供防紫外线和蓝光的光学防护材料。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于包括基料、荧光增白剂、用于吸收所述荧光增白剂所发射蓝光的色剂和紫外线吸收剂；
所述荧光增白剂的用量以成品的表面积计为0.025-20.000克/平方米，所述色剂的用量以成品表面积计为0.001-10.000克/平方米；所述色剂的颜色与所述荧光增白剂所发射颜色形成互补色；
所述紫外线吸收剂的用量以成品的表面积计为0-5.000克/平方米；
所述成品为所述防紫外线和蓝光的光学防护材料所制备的产品，其为片材或卷材；
所述基料为光学透明树脂，其用量为余量。
较好的，所述色剂可以为橙色类色剂和/或黄色类色剂。
或者，所述色剂可以选自柠檬黄色剂、橙色剂和/或绿色剂。
或者，所述色剂还可以选自黄色剂、蓝色剂、红色剂、紫色剂和黑色剂中的至少两种。
更优选，所述色剂为P.Y.12、P.R.53:1和P.B.15:3的混合物，三者的重量比为7.5～4.5：5～2：2～0.5。
进一步地，上述各方案中所述色剂的吸收波长为410～500nm。
上述各方案中的光学透明树脂可以选自PET、PVC、PVB、PC、PVP、PS、PE、PP、ABS、PA、PPE、PBT、PSF、PAR、PEEK、LCP、PMMA或EVA。
上述各方案中的荧光增白剂可以根据需要选用现有技术中的任意一种，较好的，所述荧光增白剂选择双苯并噁唑类、二苯乙烯基苯类或二苯乙烯基联苯类荧光增白剂。
更好的，所述荧光增白剂可以选用2，5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩、2，2′-(4，4′-二苯乙烯基)双苯并噁唑、荧光增白剂CBS-127、荧光增白剂CBS-127-P、荧光增白剂SP-128、荧光增白剂OB、荧光增白剂OB-28、荧光增白剂OB-1、荧光增白剂OB-12、荧光增白剂KWN、荧光增白剂KCB、荧光增白剂KCB-2、荧光增白剂KSN、荧光增白剂SWN、荧光增白剂CBS-X或荧光增白剂FP。
所述紫外线吸收剂可以选自2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2′-羟基-3′,5′-二戊基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、醚醛、UV326、UV234、UV360、UV164和UV24中的至少一种。
紫外线吸收剂的添加能够进一步提高该光学防护材料的稳定性，并进一步改善防紫外效果。
本发明的上述各方案还可以根据需要添加分散剂，如：聚丙烯腊PP203、乙撑双硬脂酸酰胺EBS、EBS-SF分散剂，等等，以提高色剂在材料中的分散效果，使制成的光学产品颜色更均匀。尤其是EBS-SF分散剂，按0.030克/平方米成品表面积添加EBS-SF分散剂后，能够明显提高产品的颜色均匀性、清晰度和防蓝光效果。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案利用荧光增白剂对光波长的吸收特性解决400-410nm的可见光高能区蓝光对眼睛的伤害。另外荧光增白剂能吸收能量较高的近紫外光线使其分子进入激发态，然后被激分子跃迁到能量较低的基态，并发射出荧光.由于发生了能量损失，幅射的荧光波长变长，一般为410-450nm的可见光；与此同时利用各种色剂对光波长的吸收性不同，配比成与所添加的荧光增白剂型号相匹配的色剂组合，解决波长为410-500纳米的蓝光对眼睛的伤害。
本发明所提供的光学防护材料能够在不损伤原有材料透明度和清晰度的前提下，对目前常用的有机或者无机色剂的研究和实践，发现对各种色剂或者色剂之间的复配能够有效降低荧光增白剂所发射产生的蓝光，不同类型的荧光增白剂和配比的色剂二者之间具有转换和吸收之间的对应关系，从而使本发明的产品不仅能够全防紫外线，而且能够对荧光增白剂所发射产生的蓝光进行吸收，有效避免了二次光污染，同时也可有效吸收外界的有害蓝光，从而达到防蓝光的效果；防紫外线和防蓝光效果稳定持久，制造成本低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1至实施例15为光学防护材料的实施例，其配方如表1所示。
该防紫外线和蓝光光学防护材料的制作方法可以根据需要选用现有技术中的任意一种，例如挤出、注塑、吹塑、压延、压注等等。
本实施例采用挤出法，具体为将各物料按比例混合后，选用与具体的光学透明材料相适配的常规工艺挤出成片材或卷材。
表1
表1中，荧光增白剂、紫外线吸收剂和色剂的用量计算均以制成的片材或卷材的表面积为基准，与成品的厚度无关，在实际应用共混时在确定所用基料和设定成品厚度后计算荧光增白剂、紫外线吸收剂和色剂的添加比例和使用量。实施例14和实施例15为对比例。
表1中P.Y.12化学名为:
2,2'-[[3,3'-dichloro(1,1'-biphenyl)-4,4'diyl]bis(azo)]bis(3-oxo-N-phenyl-Butanamide)，
分子式为:C32H26Cl2N6O4；
P.R.53:1化学名为:
5-chloro-2-[(2-hydroxy-1-naphthalenyl)azo]-4-methyl-Benzenesulfonicacid,barium salt(2:1)
分子式为:C34H24Cl2N4O8S2Ba
P.B.15:3化学名为:
[29H,31H-phthalocyaninato(2-)-N29,N30,N31,NN32]-,(SP-4-1-)-Copper
分子式为:C32H16CuN8。
荧光增白剂CBS-127中文名称为4,4双(2-二甲氧基苯乙基)联苯；
荧光增白剂PB中文名称为2.5-双-(苯并噁唑-2-)噻吩；
荧光增白剂KCB中文名称为1,4-双(苯并恶唑基-2-基)萘；
荧光增白剂OB中文名称为2.5-双-(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩；
荧光增白剂OB-1中文名称为2,2-(4,4-二苯乙烯基)双苯并恶唑；
荧光增白剂KCB中文名称为1,4-双(苯并恶唑基-2-基)萘；
荧光增白剂KSN中文名称为4,4-双(5甲基-2-苯并恶唑基)二苯乙烯；
荧光增白剂CBS-X中文名称为4,4'-双(2-磺酸钠苯乙烯基)联苯；
荧光增白剂EBF中文名称为2.5-二-双(苯并恶唑-2-)噻吩；
荧光增白剂FP中文名称：4,4双(2-二甲氧基苯乙基)联苯；
紫外线吸收剂UV326中文名称为2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑；
紫外线吸收剂UV234中文名称为2-(2'-羟基-3',5'双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑；
紫外线吸收剂UV326中文名称为2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑；
紫外线吸收剂UV234中文名称为2-(2'-羟基-3',5'双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑。
实施例1至实施例15中制成的成品抗紫外线的测试方法为：
将人民币平放在水平桌面上，正面朝上，用UV400紫外线灯照射在人民币上，紫外线灯与纸币之间的距离在5cm左右，在"人民"字的正下方会出现一个明显的水印。这时，在人民币与紫外线灯之间放入(除实施例14、15外)的上述片材，水印瞬间完全消失，紫外线没能穿透片材，被全部阻挡在该片材外面，而实施例14、15的片材用相同方法测试，水印没有变化。说明本发明所制成的光学防护材料达到了抗紫外线UV400。
防蓝光测试方法为：
将白纸平放在水平桌面上，用中心波长在420纳米灯照射在白纸上，灯与白纸之间的距离在5cm左右，白纸上出现一个明显的蓝紫光。这时，在白纸与灯之间放入(除实施例14、15外)的上述片材，白纸上的蓝光消失，蓝光被片材吸收后被阻隔，不能通过片材，达到了阻隔蓝光的效果，而实施例14、15的片材用相同方法测试，白纸上的蓝光几乎没有变化，说明本发明所制成的光学防护材料有效防护蓝光对人眼视网膜的伤害。

Claims (10)

1.防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于包括基料、荧光增白剂、用于吸收所述荧光增白剂所发射蓝光的色剂和紫外线吸收剂；
所述荧光增白剂的用量以成品的表面积计为0.025-20.000克/平方米，所述色剂的用量以成品表面积计为0.001-10.000克/平方米；所述色剂的颜色与所述荧光增白剂所发射颜色形成互补色；所述紫外线吸收剂的用量以成品的表面积计为0-5.000克/平方米；
所述成品为所述防紫外线和蓝光的光学防护材料所制备的产品，成品为片材或卷材；
所述基料为光学透明树脂。
2.根据权利要求1所述的防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于所述色剂为橙色类色剂和/或黄色类色剂。
3.根据权利要求1所述的防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于所述色剂选自柠檬黄色剂、橙色色剂和/或绿色剂。
4.根据权利要求1所述的防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于所述色剂选自黄色剂、蓝色剂、红色剂、紫色剂和黑色剂中的至少两种。
5.根据权利要求4所述的防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于所述色剂为P.Y.12、P.R.53:1和P.B.15:3的混合物，三者的重量比为7.5～4.5：5～2：2～0.5。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于所述色剂的吸收波长为410～500nm。
7.根据权利要求6所述的防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于所述光学透明树脂选自PET、PVC、PVB、PC、PVP、PS、PE、PP、ABS、PA、PPE、PBT、PSF、PAR、PEEK、LCP、PMMA或EVA。
8.根据权利要求7所述的防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于所述荧光增白剂选择双苯并噁唑类、二苯乙烯基苯类或二苯乙烯基联苯类荧光增白剂。
9.根据权利要求8所述的防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于所述荧光增白剂选用2，5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩、2，2′-(4，4′-二苯乙烯基)双苯并噁唑、荧光增白剂CBS-127、荧光增白剂CBS-127-P、荧光增白剂SP-128、荧光增白剂OB、荧光增白剂OB-28、荧光增白剂OB-1、荧光增白剂OB-12、荧光增白剂KWN、荧光增白剂KCB、荧光增白剂KCB-2、荧光增白剂KSN、荧光增白剂SWN、荧光增白剂CBS-X或荧光增白剂FP。
10.根据权利要求6所述的防紫外线和蓝光的光学防护材料，其特征在于所述紫外线吸收剂选自2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2′-羟基-3′,5′-二戊基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑和醚醛中的至少一种。
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