CN108059805A - 一种抗蓝光磺化有机膜及其制造方法 - Google Patents

一种抗蓝光磺化有机膜及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗蓝光磺化有机膜及其制造方法，该抗蓝光磺化有机膜以蓝光柔化材料为基，蓝光柔化材料具体为0.03mm‑0.05mm厚、经稳定化改性后再经氢致硬化的聚酯光学薄膜，基体表面还复合有一层厚度0.01mm‑0.02mm、经紫外光固化并稳定化改性的松香基聚酯丙烯酸酯膜层。本发明的抗蓝光磺化有机膜采用聚酯光学薄膜为基材，一次性加工成型、化学性质稳定、抗老化性能强、表面抗划伤、使用寿命长，能降低高能量的蓝光对人眼的伤害。

Description

一种抗蓝光磺化有机膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及有机光学材料领域，尤其涉及一种抗蓝光磺化有机膜及其制造方法。
背景技术
防蓝光材料是一种能够预防蓝光刺激眼睛的材料，能够有效的隔离紫外线与辐射而且能够过滤蓝光，适合在电脑、电视或手机上使用。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、红光混合后呈现出白光。绿光与红光能量较小，对眼睛刺激较小，蓝光波短，能量高，能够直接穿透晶状体直达眼部黄斑区，导致黄斑病变。
现有技术中的防蓝光材料一般是以镀金属膜等为主的有色膜，多通过多次加工成型且会随着时间延长逐渐氧化失效，使用寿命短且随着时间延长会降低抗蓝光效果，更重要的是，现有技术中的抗蓝光材料多用于制作眼镜，没有直接用于光源的抗蓝光材料。
因此，市面上急需一种一次性加工成型、化学性质稳定、抗老化性能强、表面抗划伤、使用寿命长，能降低高能量的蓝光对人眼的伤害的抗蓝光磺化有机膜及其制造方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种一次性加工成型、化学性质稳定、抗老化性能强、表面抗划伤、使用寿命长，能降低高能量的蓝光对人眼的伤害的抗蓝光磺化有机膜及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种抗蓝光磺化有机膜的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：按重量份准备聚萘二甲酸乙二醇酯100份-120份、二氧化硅5份-8份、氢氧化钙2份-3份、碳酸钡1份-2份、氧化铝1份-2份、二氧化钛1份-2份；
②改性工艺材料准备：准备三氧化硫0.3份-0.5份、足量氢气、镍粉0.1份-0.2份、足量松香基聚酯丙烯酸酯；
③设备及工装准备：准备压力容器、真空加热炉、超声波振动设备、内部设置循环水通道直径不低于2m圆柱表面固定有碳化钨层的铜制辊、紫外光发生装置；
2)聚酯膜制造
①将阶段1)中步骤①准备的聚萘二甲酸乙二醇酯、二氧化硅、氢氧化钙、碳酸钡、氧化铝、二氧化钛和1)中步骤②准备的三氧化硫、镍粉加入1)中步骤③准备的压力容器中并混合均匀；
②在步骤①获得的压力容器内通入阶段1)中步骤②准备的氢气气体，至压力容器中压力4.2MPa-4.5MPa；
③升温至255℃-260℃，采用阶段1)中步骤③准备的超声波振动设备以200W-300W的功率振动，持续4h-5h，获得预制料；
④将预制料降温至210℃-230℃，然后卸压至0.1MPa，持续3h-4h，获得混合熔体；
⑤在阶段1)中步骤③准备的铜制辊内循环通入水温85℃-90℃的循环热水，待铜制辊表面升温至80℃时获得待用铜制辊；
⑥采用步骤⑤获得的待用铜制辊将步骤④获得的混合熔体拉延成厚度0.03mm-0.05mm的膜层，该膜层即为所需聚酯膜；
3)表面强化
①将阶段1)中步骤②准备的松香基聚酯丙烯酸酯单面涂覆在阶段2)获得的聚酯膜上，然后采用阶段1)中步骤③准备的紫外光发生装置以10Gy/min-15Gy/min的辐照剂量进行持续照射，待松香基聚酯丙烯酸酯第一次固化后重复涂覆并紫外光辐照一次，即获得厚度0.01mm-0.02mm的强化膜，表面固定有强化膜的聚酯膜即为所需抗蓝光磺化有机膜。
采用上述方法制造的抗蓝光磺化有机膜，基体为0.03mm-0.05mm厚、经稳定化改性后再经氢致硬化的聚酯光学薄膜，基体表面还复合有一层厚度0.01mm-0.02mm、经紫外光固化并稳定化改性的松香基聚酯丙烯酸酯膜层。
与现技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：(1)本发明的抗蓝光磺化有机膜是一种以聚酯膜为基的磺化有机膜(本发明的透光率约为68％-75％，在所有抗蓝光材料中透光率适中)，根据相关研究，聚萘二甲酸乙二醇酯的机械性能远远高于一般的PET材料(一般用于制造透光膜的材料)。由于萘的双环结构具有很强的紫外线吸收能力，它可以完全阻隔波长小于380nm的紫外线，其光稳定性约为PET的5倍，在真空和氧气中的耐放射性的能力分别可达PET的10倍和5倍，因此是一种本质耐磨的高稳定性且自抗高能光线的材料，而本发明的聚萘二甲酸乙二醇酯通过添加二氧化硅、氢氧化钙、碳酸钡、氧化铝、二氧化钛等材料，一方面大大提升了本发明的成膜性能(提升机械性能并防止粘连)，一方面提升了本发明的抗蓝光性能(不经氢至硬化前的本发明即可过滤约40％左右、波长400-500nm的高能蓝光)，同时还大大提升了本发明的耐酸蚀性能。(2)掺杂在上述改性中的三氧化硫即本发明所述磺化的来源，它使本发明基体的有机成份部分硫酸盐化(由于使用量的原因，转化比例不高，约为10％左右)，主要目的是为了增强与后续涂覆膜的结合力、减少中间气泡、提升稳定性并大大加强生产出的膜层与使用对象间的结合力(根据相关研究，磺化后的有机材料具有相当强的活性及一定的酸性和水溶性，使用在显示屏上时的直观表现为如同静电膜般直接粘连贴合，且不会随着时间延长而脱落，减少了胶粘工序，节省了时间成本、人工成本和材料成本)，另有相关研究证实，经磺化的聚萘二甲酸乙二醇酯对蓝光的屏蔽效果大幅增强，可以增加本发明的抗蓝光性能。(3)采用了氢至硬化本质改性，虽然降低了本发明的韧性和抗冲击性能，但大大提升了本发明的耐磨性和抗划伤能力，同时由于氢的作用，不饱合键比例降低，也明显提升了本发明的化学稳定性，同时根据相关研究，氢至硬化后的有机材料也会有一定的抗蓝光性能，与本发明其它抗蓝光功能相重合后效果更加明显(实测本发明氢至硬化后可过滤不低于55％的高能蓝光，本发明使用后会有轻微的失真感，稍降低其实际使用价值，但对于眼睛畏光的人群特别适用)。(4)表面耐磨改性采用的是与基体聚萘二甲酸乙二醇酯亲和的松香基聚酯丙烯酸酯，结合力更好，由于松香基聚酯丙烯酸酯硬化后莫氏硬度约为3.5H，高于人手指甲的2H-3H，可以起到明显的防划伤效果，更重要的是，本发明的松香基聚酯丙烯酸酯是通过紫外光改性固化的，并会随着时间推移不断吸收紫外线固化稳定自身同时隔绝基体的聚萘二甲酸乙二醇酯与氧化，大大减缓本发明的老化过程，明显提升使用寿命。(5)不同于现有技术的抗蓝光眼镜(用眼镜则看任何有色物体均会失真，包括对人眼无害的不发光自然界物质)，本发明为有机膜层，可以简单地固定在电脑、电视、手机等家用光源显示屏表面，直接从源光进行高能蓝光及紫外光的吸收屏蔽，应用范围广、市场前景好，集成度高的电子产品可以在出厂时直接将本发明固定在屏幕表面，消费者使用方便。
具体实施方式
实施例1：
一种抗蓝光磺化有机膜，基体为0.03mm厚、经稳定化改性后再经氢致硬化的聚酯光学薄膜，基体表面还复合有一层厚度0.01mm、经紫外光固化并稳定化改性的松香基聚酯丙烯酸酯膜层。
上述抗蓝光磺化有机膜的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：按重量份准备聚萘二甲酸乙二醇酯100Kg、二氧化硅5Kg、氢氧化钙2Kg、碳酸钡1Kg、氧化铝1Kg、二氧化钛1Kg；
②改性工艺材料准备：准备三氧化硫0.3Kg、足量氢气、镍粉0.1Kg、足量松香基聚酯丙烯酸酯；
③设备及工装准备：准备压力容器、真空加热炉、超声波振动设备、内部设置循环水通道直径2m圆柱表面固定有碳化钨层的铜制辊、紫外光发生装置；
2)聚酯膜制造
①将阶段1)中步骤①准备的聚萘二甲酸乙二醇酯、二氧化硅、氢氧化钙、碳酸钡、氧化铝、二氧化钛和1)中步骤②准备的三氧化硫、镍粉加入1)中步骤③准备的压力容器中并混合均匀；
②在步骤①获得的压力容器内通入阶段1)中步骤②准备的氢气气体，至压力容器中压力4.2MPa；
③升温至255℃，采用阶段1)中步骤③准备的超声波振动设备以200W的功率振动，持续4h，获得预制料；
④将预制料降温至210℃，然后卸压至0.1MPa，持续3h，获得混合熔体；
⑤在阶段1)中步骤③准备的铜制辊内循环通入水温85℃的循环热水，待铜制辊表面升温至80℃时获得待用铜制辊；
⑥采用步骤⑤获得的待用铜制辊将步骤④获得的混合熔体拉延成厚度0.03mm的膜层，该膜层即为所需聚酯膜；
3)表面强化
①将阶段1)中步骤②准备的松香基聚酯丙烯酸酯单面涂覆在阶段2)获得的聚酯膜上，然后采用阶段1)中步骤③准备的紫外光发生装置以10Gy/min的辐照剂量进行持续照射，待松香基聚酯丙烯酸酯第一次固化后重复涂覆并紫外光辐照一次，获得厚度0.01mm的强化膜，表面固定有强化膜的聚酯膜即为所需抗蓝光磺化有机膜。
根据本实施例生产的抗蓝光磺化有机膜可完全屏蔽紫外线，对波长400-500nm的高能蓝光屏蔽率为58％。
实施例2：
整体与实施例1一致，差异之处在于：
一种抗蓝光磺化有机膜，基体为0.05mm厚、经稳定化改性后再经氢致硬化的聚酯光学薄膜，基体表面还复合有一层厚度0.02mm、经紫外光固化并稳定化改性的松香基聚酯丙烯酸酯膜层。
上述抗蓝光磺化有机膜的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：按重量份准备聚萘二甲酸乙二醇酯120Kg、二氧化硅8Kg、氢氧化钙3Kg、碳酸钡2Kg、氧化铝2Kg、二氧化钛2Kg；
②改性工艺材料准备：准备三氧化硫0.5Kg、足量氢气、镍粉0.2Kg、足量松香基聚酯丙烯酸酯；
③设备及工装准备：准备压力容器、真空加热炉、超声波振动设备、内部设置循环水通道直径2.5m圆柱表面固定有碳化钨层的铜制辊、紫外光发生装置；
2)聚酯膜制造
②在步骤①获得的压力容器内通入阶段1)中步骤②准备的氢气气体，至压力容器中压力4.5MPa；
③升温至260℃，采用阶段1)中步骤③准备的超声波振动设备以300W的功率振动，持续5h，获得预制料；
④将预制料降温至230℃，然后卸压至0.1MPa，持续4h，获得混合熔体；
⑤在阶段1)中步骤③准备的铜制辊内循环通入水温90℃的循环热水，待铜制辊表面升温至80℃时获得待用铜制辊；
⑥采用步骤⑤获得的待用铜制辊将步骤④获得的混合熔体拉延成厚度0.05mm的膜层，该膜层即为所需聚酯膜；
3)表面强化
①将阶段1)中步骤②准备的松香基聚酯丙烯酸酯单面涂覆在阶段2)获得的聚酯膜上，然后采用阶段1)中步骤③准备的紫外光发生装置以15Gy/min的辐照剂量进行持续照射，待松香基聚酯丙烯酸酯第一次固化后重复涂覆并紫外光辐照一次，获得厚度0.02mm的强化膜，表面固定有强化膜的聚酯膜即为所需抗蓝光磺化有机膜。
根据本实施例生产的抗蓝光磺化有机膜可完全屏蔽紫外线，对波长400-500nm的高能蓝光屏蔽率为66％。
对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种抗蓝光磺化有机膜的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：按重量份准备聚萘二甲酸乙二醇酯100份-120份、二氧化硅5份-8份、氢氧化钙2份-3份、碳酸钡1份-2份、氧化铝1份-2份、二氧化钛1份-2份；
②改性工艺材料准备：准备三氧化硫0.3份-0.5份、足量氢气、镍粉0.1份-0.2份、足量松香基聚酯丙烯酸酯；
③设备及工装准备：准备压力容器、真空加热炉、超声波振动设备、内部设置循环水通道直径不低于2m圆柱表面固定有碳化钨层的铜制辊、紫外光发生装置；
2)聚酯膜制造
①将阶段1)中步骤①准备的聚萘二甲酸乙二醇酯、二氧化硅、氢氧化钙、碳酸钡、氧化铝、二氧化钛和1)中步骤②准备的三氧化硫、镍粉加入1)中步骤③准备的压力容器中并混合均匀；
②在步骤①获得的压力容器内通入阶段1)中步骤②准备的氢气气体，至压力容器中压力4.2MPa-4.5MPa；
③升温至255℃-260℃，采用阶段1)中步骤③准备的超声波振动设备以200W-300W的功率振动，持续4h-5h，获得预制料；
④将预制料降温至210℃-230℃，然后卸压至0.1MPa，持续3h-4h，获得混合熔体；
⑤在阶段1)中步骤③准备的铜制辊内循环通入水温85℃-90℃的循环热水，待铜制辊表面升温至80℃时获得待用铜制辊；
⑥采用步骤⑤获得的待用铜制辊将步骤④获得的混合熔体拉延成厚度0.03mm-0.05mm的膜层，该膜层即为所需聚酯膜；
3)表面强化
①将阶段1)中步骤②准备的松香基聚酯丙烯酸酯单面涂覆在阶段2)获得的聚酯膜上，然后采用阶段1)中步骤③准备的紫外光发生装置以10Gy/min-15Gy/min的辐照剂量进行持续照射，待松香基聚酯丙烯酸酯第一次固化后重复涂覆并紫外光辐照一次，即获得厚度0.01mm-0.02mm的强化膜，表面固定有强化膜的聚酯膜即为所需抗蓝光磺化有机膜。
2.一种采用权利要求1所述方法制造的抗蓝光磺化有机膜，其特征在于：该抗蓝光磺化有机膜的基体为0.03mm-0.05mm厚、经稳定化改性后再经氢致硬化的聚酯光学薄膜，基体表面还复合有一层厚度0.01mm-0.02mm、经紫外光固化并稳定化改性的松香基聚酯丙烯酸酯膜层。
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