CN107936182A - Uvled固化1.500折射率树脂镜片及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及UVLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法：镜片树脂配方采用了2‑5官能度的脂肪族丙烯酰化聚氨酯，分子量在1200‑80000，环己烷二甲醇二丙烯酸酯，二己二醇二甲基丙烯酸酯，二缩三丙二醇二丙烯酯，双季戊四醇六丙烯酸酯五种树脂复配，同时加入光催化剂、调色染料和光稳定剂。镜片树脂和助剂复配后，搅拌、脱泡后浇注到玻璃磨具中，通过UVLED光进行固化。固化后得到树脂镜片折射率为1.500±0.004，镜片可见光透视比≥90%。本发明通过对树脂配方的改进，改变了传统1.500折射率树脂镜片的固化成型方式，实现了光固化成型，成型过程中的效率有极大增加，能耗和污染有明显降低。
Description
技术领域
本发明涉及树脂镜片生产技术领域，具体的说，是UVLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法。
背景技术
当前光学树脂材料的品种繁多，2005年在市场上可见的就已超过2400种，然而光学镜片对材料要求很高，要具有高透光性能、优良的抗老化性能、较高的玻璃化温度和容易染色灯性能，所以，在众多的光学树脂材料中真正运用到光学镜片领域的却很少。迄今为止，聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )、聚双烯丙基二甘醇碳酸酯( CR-39 )作为传统光学塑料仍占据着光学树脂市场的主导地位。
CR39（别名1.500）是一种光学树脂的商品牌号,是美国PPG公司哥伦比亚化学实验室研制成的，其化学名称为烯丙基二甘醇碳酸酯又名二甘醇双（丙烯基碳酸酯），化学式为（CH2=CHCH2OCOOCH2CH2）2O。它为无色透明的液体( 似甘油状 )对皮肤和眼睛有刺激性。它是一种热固性树脂，在热和催化剂或热和压力的作用下发 生化学反应而变成透明坚硬体。1.500镜片是上述单体经过化学配制、浇铸而成。具有重量轻(比玻璃约轻一半)、不易碎、易成形、可染色 等特点。这种镜片属热固性塑胶类型。具有网状体型结构，受热不再软化, 强热则分解破坏, 能经受住酸碱和有机溶剂的浸蚀。它是塑胶镜片中的佼佼者,颇受广大户欢迎。迄今为止，1.500镜片仍然是欧洲树脂镜片中主流产品之一。
UVLED光固化原理是指在紫外光的照射下，光引发剂吸收特定波长的光子，激发到激发状态，形成自由基或阳离子，然后通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感光性单体等变成激发态，产生电荷转移络合体，这些结合体不断交联聚合，在极短的时间里产生固化成三维网状结构的高分子聚合物。其中，吸收辐射能，引发单体、低聚物的不饱和双键交联固化，是UV固化体系的关键部分。UVLED光固化技术是一项绿色工业的新技术，该技术主要优势在于： UVLED固化可以在数秒之内实现完全的固化，生产效率更高； UV产品是常温快速固化，其能耗一般只有热固化的1/10～1/5；紫外光固化材料中不含或只含少量溶剂，同时紫外固化所用能源为电能，不燃油或燃气，无CO2产生，故紫外光固化被誉为“绿色技术”；紫外固化装置紧凑，流水线生产，加工速度快，因而节省场地空间，劳动生产率高，紫外固化工艺保证膜层更薄，并有优良的性能从而减少原材料消耗，有利于降低经济成本。
从文献检索来看，1.500树脂镜片的专利和文献主要集中在镀膜和光线吸收等方面，专利103257377A公开了一种镀膜CR39树脂镜片，其中参杂核壳结构氧化钛纳米颗粒，该镀膜方法成本低、工艺简单，制备的树脂镜片镀膜附着力强、镜片透光率高、膜层稳定性好、抗反射、抗紫外线性能优良，主要实现了1. 499镜片的精细化加工性能。专利105690783A公开了一种树脂镜片的光固化成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：原料调配、原料浇注、紫外线光固化、开模、后固化，主要实现镜片的光固化成型的工艺过程。对于UVLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法，尤其是1.500折射率树脂镜片的UVLED固化的树脂配方并未见发明的申请和文献报道。本发明公开了一种UVLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法，尤其是镜片树脂的配方设计。固化后得到树脂镜片折射率为1.500±0.004，镜片可见光透视比≥90%。本发明通过对树脂配方的改进，改变了传统1.500折射率树脂镜片的固化成型方式，实现了1.500折射率树脂镜片的光固化成型，对1.500折射率树脂镜片成型过程中的效率有极大增加，能耗和污染有明显降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种UVLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法。
本发明的目的是解决现有技术中所存在的上述问题，提供一种UVLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法。热固化1.500折射率树脂镜片的原材料是烯丙基二甘醇二碳酸酯，一次固化成型时间在20-40个小时之间，固化成型时间较长。本发明提供一种采用采用了2-5官能度的脂肪族丙烯酰化聚氨酯，分子量在1200-80000，环己烷二甲醇二丙烯酸酯，二己二醇二甲基丙烯酸酯，二缩三丙二醇二丙烯酯，双季戊四醇六丙烯酸酯五种树脂复配，同时加入光催化剂、调色染料和光稳定剂。镜片树脂和助剂复配后，搅拌、脱泡后浇注到玻璃磨具中，通过UVLED光进行固化。固化后得到树脂镜片折射率为1.500±0.004，将此基片加硬镀膜后获得的镜片可见光透视比≥96%。本发明通过对树脂配方的改进，改变了传统1.500折射率树脂镜片的固化成型方式，实现了1.500折射率树脂镜片的光固化成型，对1.500折射率树脂镜片成型过程中的效率有极大增加，能耗和污染有明显降低。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
UVLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法，其由单体和助剂组成，其中，
单体的原料，其质量百分比为：
脂肪族丙烯酰化聚氨酯 20-50% ；
环己烷二甲醇二丙烯酸酯 15-30% ；
二己二醇二甲基丙烯酸酯 10-50% ；
二缩三丙二醇二丙烯酯 15-35% ；
双季戊四醇六丙烯酸酯 15-25% ；
光引发剂 0.1-5% ；
染料 0.01～0.4‰；
光稳定剂 0.1～6‰。
脂肪族丙烯酰化聚氨酯官能度为2-5个，分子量1200-80000。光引发剂为4-(N,N-二甲氨基 ) 苯甲酸乙酯、2- 异丙基硫杂蒽酮、三甲基苯甲酰基 - 二苯基氧化膦、苯甲酮中的一种或几种。染料为溶剂蓝、溶剂红、溶剂黄中的一种或几种。光稳定剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑、 2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、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'-二甲基-4-甲氨基二苯甲酮中的一种或几种。UVLED光源为高功率半导体发光二级管，其发射光光强在100-5000cd，发射光波长在300-500nm。
UVLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法的制造方法，其具体步骤为：
根据上述配方所得混合物用0.5μm的滤盘进行过滤后，浇注到玻璃模具内，放入UVLED光源下面，镜片在30秒到10分钟就可以完成一次固化。固化后拆除模具，即可获得1.500折射率树脂镜片。制作方案，简单方便，并赋予了镜片优异的性能，其特征在于原料配方中采用了脂肪族丙烯酰化聚氨酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、二己二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酯、双季戊四醇六丙烯酸酯五种树脂材料进行复配，通过原料比例的选择可以对树脂固化速度，树脂镜片的硬度和抗冲击强度进行有效的调配，从而得到最佳的使用效果。选择性加入苯并三唑类、取代丙烯腈类、二苯甲酮类，提高镜片的对紫外线的吸收，从而对眼睛进行有效的保护。加入光固化剂，有效控制聚合反应的速度，结合UVLED的光强和功率，有效的保证聚合过程的稳定性。加入光稳定剂，提升镜片的抗老化性能。
根据制作方案所得的1.500折射率树脂镜片，可见光透视比大于等于93%。
镜片的抗冲击强度可高达60kJ/M2，可装配无框眼镜。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
通过本树脂聚合后得到树脂镜片的基片，一次固化时间可以从20-40小时降低到30秒到10分钟的范围内。在做个性化生产镜片过程中，镜片固化需要能耗和场地都有较大幅度的降低，同时UVLED光固化配合设备的使用，可以实现全自动化连续生产，以达到以机器代替人的目标。
具体实施方式
以下提供本发明一种UVLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法的具体实施方式。
实施例1
VLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法的具体实施方式是通过树脂配制、浇注、固化和脱模等工序完成的，树脂配方的比例如下：
三官能度分子量为2000的脂肪族丙烯酰化聚氨酯 300.0克；
环己烷二甲醇二丙烯酸酯 200.0克；
二己二醇二甲基丙烯酸酯 180.0克；
二缩三丙二醇二丙烯酯 170.0克；
双季戊四醇六丙烯酸酯 150.0克；
4-(N,N- 二甲氨基 ) 苯甲酸乙酯 1.0克；
溶剂蓝 0.8克
溶剂红 0.2克
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 1.3克
树脂原料按照比例混合好，放置在配料罐中密闭搅拌2小时后，进行脱泡。根据上述配方所得混合物用0.5μm的滤盘进行过滤后，浇注到事先准备好的玻璃模具内过滤好的原料直接浇注到事先准备好的模具中。将浇注有原料的模具放置到UVLED固化台上，其中UVLED光源为高功率半导体发光二级管，其发射光光强在500cd，发射光波长在380-430nm。光固化后，拆除模具，清洗干净后即可获得1.500折射率树脂镜片。
所制备的镜片，采用ISO8980.3-1999《毛边眼镜镜片 第三部分：透过性能的要求和测试方法》、QB2506-2001《光学树脂眼镜片》规定的方法进行检测，结果如下：
1 原始透射比：91%；
2紫外线投射比：UV-3；
3 镜片折射率：1.501。
实施例2
VLED固化1.500折射率树脂镜片及制造方法的具体实施方式是通过树脂配制、浇注、固化和脱模等工序完成的，树脂配方的比例如下：
三官能度分子量为2000的脂肪族丙烯酰化聚氨酯 300.0克；
环己烷二甲醇二丙烯酸酯 200.0克；
二己二醇二甲基丙烯酸酯 180.0克；
二缩三丙二醇二丙烯酯 170.0克；
双季戊四醇六丙烯酸酯 150.0克；
2- 异丙基硫杂蒽酮 5.0克；
溶剂蓝 0.8克
溶剂红 0.2克
2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑 6.3克
树脂原料按照比例混合好，放置在配料罐中密闭搅拌2小时后，进行脱泡。根据上述配方所得混合物用0.5μm的滤盘进行过滤后，浇注到事先准备好的玻璃模具内过滤好的原料直接浇注到事先准备好的模具中。将浇注有原料的模具放置到UVLED固化台上，其中UVLED光源为高功率半导体发光二级管，其发射光光强在500cd，发射光波长在380-430nm。光固化后，拆除模具，清洗干净后即可获得1.500折射率树脂镜片。
所制备的镜片，采用ISO8980.3-1999《毛边眼镜镜片 第三部分：透过性能的要求和测试方法》、QB2506-2001《光学树脂眼镜片》规定的方法进行检测，结果如下：
1 原始透射比：90%；
2紫外线投射比：UV-1；
3 镜片折射率：1.499。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.UVLED固化1.500折射率树脂镜片，其特征在于，树脂镜片原材料配方为：
脂肪族丙烯酰化聚氨酯 20-50%
环己烷二甲醇二丙烯酸酯 15-30% ；
二己二醇二甲基丙烯酸酯 10-50% ；
二缩三丙二醇二丙烯酯 15-35% ；
双季戊四醇六丙烯酸酯 15-25% ；
光引发剂 0.1-5% ；
染料 0.01～0.4‰；
光稳定剂 0.1～6‰。
2.如权利要求1所述的UVLED固化1.500折射率树脂镜片，其特征在于，所述脂肪族丙烯酰化聚氨酯官能度为2-5个，分子量1200-80000。
3.如权利要求1所述的UVLED固化1.500折射率树脂镜片，其特征在于，所述光引发剂为4-(N,N- 二甲氨基 ) 苯甲酸乙酯、2- 异丙基硫杂蒽酮、三甲基苯甲酰基 - 二苯基氧化膦、苯甲酮中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的UVLED固化1.500折射率树脂镜片，其特征在于，染料为溶剂蓝、溶剂红、溶剂黄中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的UVLED固化1.500折射率树脂镜片，其特征在于，光稳定剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑、 2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、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'-二甲基-4-甲氨基二苯甲酮中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的UVLED固化1.500折射率树脂镜片，其特征在于，所述UVLED光源为高功率半导体发光二级管，其发射光光强在100-5000cd，发射光波长在300-500nm。
7.如权利要求1-6之一所述的UVLED固化1.500折射率树脂镜片的制造方法，包括如下步骤：根据上述配方所得混合物用0.5μm的滤盘进行过滤后，浇注到玻璃模具内，放入UVLED光源下面，镜片在30秒到10分钟完成一次固化，固化后拆除模具，即可获得1.500折射率树脂镜片。
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