CN108456284A - 一种防蓝光树脂镜片及其制备方法 - Google Patents

一种防蓝光树脂镜片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防蓝光树脂镜片及其制备方法，该镜片包括树脂单体、蓝光吸收剂、聚合引发剂和改性剂，其中，改性剂为丙烯酸酯类改性剂，重量占该镜片总重的0.1％‑5.0％。该镜片制备过程中的热固化成型使用空气固化炉和水固化炉结合进行。本发明所述配方既能提高蓝光吸收率又能保证镜片质量，提高成品率，节省生产成本，所用的改性剂可以提高反应程度，增加三维网状结构，增加镜片的韧性，提高镜片合格率，同时考虑反应速度和收缩，折射率和阿贝系数，在镜片增韧的同时保证其光学性能。本发明所述的制备方法采用特定的固化模式，使老光树脂镜片和模块半成品的裂边问题得到非常大的进步，合格率大于95％。

Description

一种防蓝光树脂镜片及其制备方法
技术领域
本发明属于树脂镜片领域，更具体地，涉及一种防蓝光树脂镜片及其 制备方法。
背景技术
在可见光中，蓝光是一种极具能量的高能的短波光，蓝光可以很容易 地穿透眼镜的晶状体而达到视网膜处，对眼睛造成一种光化学性质的损害， 迅速的加快眼睛黄斑区域的氧化过程而对眼睛产生极大的伤害，导致眼干、 眼涩和眼睛酸痛等症状，还可导致白内障术后的眼底损伤。蓝光能够抑制 褪黑素的分泌、打扰睡眠，提高自身重大疾病的发生率。随着社会的进步， 科技的发展，人们的生活水平越来越高，为了能够同时解决上述问题，很多人都选择佩戴具有防蓝光性能的眼镜片，而目前市面上常见的防蓝光镜 片的防蓝光特性是通过在镜片表面镀防蓝光膜实现的，这种镜片成本偏高 且产量不高，加工生产不稳定，可持续性不强，膜容易脱落。
也有的是在生产过程中加入蓝光吸收剂，直接生产出防蓝光的镜片， 但是按照现有技术只能生产常规的近视树脂镜片，老光树脂镜片和模块半 成品的合格率都非常低，这是因为二甘醇碳酸二烯丙酯本身脆性高，高温 固化后打开固化炉，遇到低温的空气，老光和模块在固化炉中就自动碎了。 而且，在开模的时候，对于高光度的老光和高弯度的模块由于边缘比较薄， 特别容易开裂边，降温开模脆性更高，裂边更大且粘模具，这就导致镜片合格率不高，生产成本变大。
发明内容
本发明的目的是克服以上缺陷，提供一种蓝光吸收率高且镜片质量好 的防蓝光树脂镜片，并提供该镜片的制备方法，提高老光树脂镜片和模块 半成品的合格率，解决半成品的裂边问题，提高成品率。
为了实现上述目的，本发明提供一种防蓝光树脂镜片，该镜片包括树 脂单体、蓝光吸收剂、聚合引发剂和改性剂，其中，改性剂为丙烯酸酯类 改性剂，重量占该镜片总重的0.1％～5.0％，优选改性剂重量占镜片总重的 0.5％～2％。
上述改性剂为改性剂A和改性剂B的混合物，其中，改性剂A为带有 聚氨酯基团或者环氧基团的丙烯酸酯，改性剂B为带有多官能团的三丙烯 酸酯或者四丙烯酸酯，两种重量比例为0.1～2:0.1～3，优选重量比为 1:1～1:1.5。
本发明所述镜片包括以下重量比的组分：树脂单体：蓝光吸收剂：聚 合引发剂：改性剂A：改性剂B＝100：0.01～2：1～4：0.1～2：0.1～3；
优选以下重量比的组分：树脂单体：蓝光吸收剂：聚合引发剂：改性 剂A：改性剂B＝100：0.5～1.8：1.2～2.5：0.5～1.0：0.5～1.5。
上述改性剂A为聚氨酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯，改性剂B为三羟甲 基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、 季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯种的任意一种或几种。
上述树脂单体为二甘醇碳酸烯丙脂及其多聚体混合物。
上述蓝光吸收剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂和/或吲哚类蓝光吸收剂； 二苯甲酮类紫外线吸收剂与吲哚类蓝光吸收剂的质量比为0～50:0～10，优选 二苯甲酮类紫外线吸收剂与吲哚类蓝光吸收剂的质量比为0～30:0～8。
上述二苯甲酮类紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4- 辛氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基-二 苯甲酮或2,2’-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的任意一种，吲哚类蓝光吸收剂为 2-氰基-3-(1-甲基-2-苯基丙烯酸甲酯)吲哚。
上述聚合引发剂为过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基 碳酸叔戊酯或1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷中的任意一种或 两种。
本发明所述的防蓝光树脂镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例称取树脂单体和蓝光吸收剂混合均匀，升温至50-60℃， 待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合物引发剂和改性剂，在室温及真空度为 0.1MPa条件下搅拌1.5-2.5小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌8-10分钟， 真空度0.1MPa条件下抽真空30-60分钟；
(2)将步骤(1)中配好的料浇注入合好的模具中，使用空气固化炉 和水固化炉结合进行热固化成型；
(3)开模、清洗；
(4)使用空气固化炉进行二次固化。
上述步骤(2)中的热固化温度及固化时间如下：空气固化炉固化，初 始温度30℃，1-2h升温至80～90℃，10-11h升温至90～95℃，转水炉降温 至80～90℃，3-4h升温至90℃～95，8-10h升温至95～100℃；优选固化温 度及固化时间为：空气固化炉固化，初始温度30℃，1.5h升温至86℃，10.5h 升温至90℃，转水炉降温至86℃，3.5h升温至90℃，8.5h升温至98℃。
上所述二次固化的固化温度及固化时间如下：初始固化温度60℃， 1.5-2h升温至100～120℃，1-2h保持100～120℃，0.5-1h降温至30～50℃， 优选固化温度及固化时间为：初始固化温度60℃，2h升温至110℃，110℃ 保温1.5h，0.5h降温至40℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述配方既能提高蓝光吸收率又能保证镜片质量，提高成 品率，节省生产成本。
(2)本发明改性剂的添加可以提高反应程度，增加三维网状结构，增 加镜片的韧性，提高镜片合格率。
(3)本发明所用的改性剂组合，不仅能与树脂单体聚合，增加反应官 能团数量，提高交联程度，同时考虑反应速度和收缩，折射率和阿贝系数， 在镜片增韧的同时保证其光学性能。
(4)本发明所述的制备方法采用特定的固化模式，使老光树脂镜片和 模块半成品的裂边问题得到非常大的进步，合格率大于95％。
具体实施方式
下面将参照实施例更详细地描述本发明的优选实施方式。
实施例1
树脂单体选用二甘醇碳酸烯丙脂及其多聚体混合物(ACOMN公司生 产，产品代号是RAV7NG)，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 (UV-9)，聚合引发剂选用过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯，改性剂A选用 聚氨酯丙烯酸酯，改性剂B选用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(HANNONG CHEMICAL CO.,LTD，CAS号3290-92-4)。
称取RAV7NG单体20Kg，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)200g， 混合均匀，升温至60℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入过氧化2-乙基己基 碳酸叔丁酯300g，聚氨酯丙烯酸酯200g，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 300g。在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌2小时，经0.1μm滤芯过滤 后继续搅拌10分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空40分钟，立浇，把 配好的料浇注入合好的模具中，热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初 始固化温度30℃，1.6h升温至86℃，11h升温至90℃，转水炉降温至86℃， 3.5h升温至90℃，9h升温至98℃，开模并清洗，然后进行二次固化：空 气固化炉初始固化温度60℃，2h升温至110℃，110℃保温2h，0.5h降温 至40℃。
实施例2
树脂单体选用二甘醇碳酸烯丙脂及其多聚体混合物(ACOMN公司生 产，产品代号是RAV7NG)，蓝光吸收剂选用二苯甲酮类紫外线吸收剂2,2’- 二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮(BP-6)和吲哚类蓝光吸收剂2-氰基-3-(1- 甲基-2-苯基丙烯酸甲酯)吲哚，聚合引发剂选用过氧化2-乙基己基碳酸叔 戊酯，改性剂A选用环氧丙烯酸酯，改性剂B选用季戊四醇三丙烯酸酯 (HANNONG CHEMICAL CO.,LTD，CAS号3524-68-3)。
称取RAV7NG单体20Kg，2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮280g， 2-氰基-3-(1-甲基-2-苯基丙烯酸甲酯)吲哚20g，混合均匀，升温至60℃， 待蓝光吸收剂完全溶解后加入过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯400g，聚氨酯 丙烯酸酯160g，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯180g。室温密封真空搅拌均匀， 在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌2小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅 拌10分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空40分钟，立浇，把配好的料 浇注入合好的模具中，热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初始固化温 度30℃，1.5h升温至86℃，10.5h升温至90℃，转水炉降温至86℃，3.5h 升温至90℃，8.5h升温至98℃，开模并清洗，然后进行二次固化：空气 固化炉初始固化温度60℃，2h升温至110℃，110℃保温1.5h，0.5h降温 至40℃。
实施例3
树脂单体选用二甘醇碳酸烯丙脂及其多聚体混合物(PPG公司，产品 代号是LS)，二苯甲酮类紫外线吸收剂选用2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮 (UV-531)，聚合物引发剂选用过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯，改性剂A 选用环氧丙烯酸酯，改性剂B选用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(HANNONG CHEMICAL CO.,LTD，CAS号15625-89-5)。
称取LS单体20Kg，2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮(UV-531)240g，混合 均匀，升温至60℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入420g过氧化2-乙基己基 碳酸叔戊酯，环氧丙烯酸酯180g，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯260g，室温密 封真空搅拌均匀，在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌2小时，经0.1μm 滤芯过滤后继续搅拌10分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空40分钟， 立浇，把配好的料浇注入合好的模具中，热固成型，固化步骤为空气固化 炉设置初始固化温度30℃，1.3h升温至86℃，11h升温至90℃，转水炉降 温至86℃，3.5h升温至90℃，9.5h升温至98℃，开模并清洗，然后进行 二次固化：空气固化炉初始固化温度60℃，1.8h升温至110℃，110℃保温 2h，0.8h降温至40℃。
对比例1
树脂单体选用二甘醇碳酸烯丙脂及其多聚体混合物(ACOMN公司生 产，产品代号是RAV7NG)，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 (UV-9)，聚合引发剂选用过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯。
称取RAV7NG单体20Kg，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)200g， 混合均匀，升温至60℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入过氧化2-乙基己基 碳酸叔丁酯300g。室温密封真空搅拌均匀，在室温及真空度为0.1MPa条件 下搅拌2小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌10分钟，在真空度为0.1MPa 条件下抽真空40分钟，立浇，把配好的料浇注入合好的模具中，热固成型， 固化步骤为空气固化炉设置初始固化温度30℃，1.8h升温至86℃，11h升 温至90℃，转水炉降温至86℃，3.5h升温至90℃，9h升温至98℃，开模 并清洗，然后进行二次固化：空气固化炉初始初始固化温度60℃，2h升温 至110℃，110℃保温2h，0.5h降温至40℃。
对比例2
树脂单体选用二甘醇碳酸烯丙脂及其多聚体混合物(ACOMN公司生 产，产品代号是RAV7NG)，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 (UV-9)，聚合引发剂选用过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯，改性剂A选用 聚氨酯丙烯酸酯。
称取RAV7NG单体20Kg，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)200g， 混合均匀，升温至60℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入过氧化2-乙基己基 碳酸叔丁酯300g，聚氨酯丙烯酸酯200g。室温密封真空搅拌均匀，在室温 及真空度为0.1MPa条件下搅拌2小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌10 分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空40分钟，立浇，把配好的料浇注入合好的模具中，热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初始固化温度 30℃，1.8h升温至86℃，11h升温至90℃，转水炉降温至86℃，3.5h升温 至90℃，9h升温至98℃，开模并清洗，然后进行二次固化：空气固化炉 初始固化温度60℃，2h升温至110℃，110℃保温2h，0.5h降温至40℃。
对比例3
树脂单体选用二甘醇碳酸烯丙脂及其多聚体混合物(ACOMN公司生 产，产品代号是RAV7NG)，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 (UV-9)，聚合引发剂选用过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯，改性剂B选用 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
称取RAV7NG单体20Kg，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)200g， 混合均匀，升温至60℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入过氧化2-乙基己基 碳酸叔丁酯300g，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯300g。室温密封真空搅拌均匀， 在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌2小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅 拌10分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空40分钟，立浇，把配好的料 浇注入合好的模具中，热固成型，固化曲线为空气固化炉设置初始固化温 度30℃，1.8h升温至86℃，11h升温至90℃，转水炉降温至86℃，3.5h 升温至90℃，9h升温至98℃，开模并清洗，然后进行二次固化：空气固 化炉初始固化温度60℃，2h升温至110℃，2h保持110℃，0.5h降温至 40℃。
对比例4
树脂单体选用二甘醇碳酸烯丙脂及其多聚体混合物(ACOMN公司生 产，产品代号是RAV7NG)，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 (UV-9)，聚合引发剂选用过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯，增韧剂选用ABS 树脂，交联剂选用过氧化二异丙苯。
称取RAV7NG单体20Kg，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)200g， 混合均匀，升温至60℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入过氧化2-乙基己基 碳酸叔丁酯300g，ABS树脂200g，过氧化二异丙苯300g。室温密封真空 搅拌均匀，在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌2小时，经0.1μm滤芯 过滤后继续搅拌10分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空40分钟，立浇， 把配好的料浇注入合好的模具中，热固成型，固化步骤为空气固化炉设置 初始固化温度30℃，1.8h升温至86℃，11h升温至90℃，转水炉降温至 86℃，3.5h升温至90℃，9h升温至98℃，开模并清洗，然后进行二次固 化：空气固化炉初始固化温度60℃2h升温至110℃，110℃保温2h，0.5h 降温至40℃。
对比例5
树脂单体选用二甘醇碳酸烯丙脂及其多聚体混合物(ACOMN公司生 产，产品代号是RAV7NG)，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 (UV-9)，聚合引发剂选用过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯，改性剂A选用 聚氨酯丙烯酸酯，改性剂B选用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
称取RAV7NG单体20Kg，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)200g， 混合均匀，升温至60℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入过氧化2-乙基己基 碳酸叔丁酯300g，聚氨酯丙烯酸酯200g，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 300g。在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌2小时，经0.1μm滤芯过滤后 继续搅拌10分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空40分钟，立浇，把配好的料浇注入合好的模具中，空气固化炉热固成型，固化步骤为初始固化 温度30℃，3h升温至80℃，10h升温至85℃，7h升温至110℃，1h升温 至120℃，120℃保温1h，1h降温至60℃，开模并清洗，然后进行二次固 化：空气固化炉固化温度120℃1h。
上述实施例与对比例所制备的镜片性能对比见表1.
表1实施例1-3和对比例1-5制备的镜片性能参数。
注：1.光学测试仪器TM-3；抗冲击性检测方法为16g小球在1.3m高度自由落体 跌落到树脂镜片表面，重复三次，镜片没有裂纹没有孔即为通过(OK)；合格率计算方 法为20kg原料浇注的镜片经过检验后的合格品除以浇注总数，重复三次算平均值。
2.对比例4的配方无法制备成型。
从表1中可以看出，本发明所述的配方及制备方法成型的镜片在保证 透光率的同时能够防蓝光，且没有裂边，镜片合格率高，抗冲击；不添加 改性剂或只添加其中一种均会导致裂边问题，镜片合格率低，制备工艺中 采用普通的热固化成型方式也会导致裂边问题，而采用常规的增韧剂和交 联剂的对比例4甚至不能完全反应，无法成型。

Claims (10)

1.一种防蓝光树脂镜片，其特征在于该镜片包括树脂单体、蓝光吸收剂、聚合引发剂和改性剂，其中，改性剂为丙烯酸酯类改性剂，重量占该镜片总重的0.1％～5.0％。
2.根据权利要求1所述的防蓝光树脂镜片，其特征在于所述的改性剂为改性剂A和改性剂B的混合物，其中，改性剂A为带有聚氨酯基团或者环氧基团的丙烯酸酯，改性剂B为带有多官能团的三丙烯酸酯或者四丙烯酸酯；改性剂A和改性剂B的重量比例为0.1～2:0.1～3。
3.根据权利2所述的防蓝光树脂镜片，其特征在于该镜片包括以下重量比的组分：树脂单体：蓝光吸收剂：聚合引发剂：改性剂A：改性剂B＝100：0.01～2：1～4：0.1～2：0.1～3。
4.根据权利要求3所述的防蓝光树脂镜片，其特征在于所述该镜片包括以下重量比的组分：树脂单体：蓝光吸收剂：聚合引发剂：改性剂A：改性剂B＝100：0.5～1.8：1.2～2.5：0.5～1.0：0.5～1.5。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的防蓝光树脂镜片，其特征在于所述的改性剂A为聚氨酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯，改性剂B为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1所述的防蓝光树脂镜片，其特征在于所述蓝光吸收剂为二苯甲酮类紫外线吸收剂和/或吲哚类蓝光吸收剂；二苯甲酮类紫外线吸收剂与吲哚类蓝光吸收剂的质量比为0～50:0～10，所述二苯甲酮类紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基-二苯甲酮或2,2’-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的任意一种，吲哚类蓝光吸收剂为2-氰基-3-(1-甲基-2-苯基丙烯酸甲酯)吲哚。
7.根据权利要求1所述的防蓝光树脂镜片，其特征在于所述聚合引发剂为过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯或1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷中的任意一种或两种。
8.权利要求1所述的防蓝光树脂镜片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)称取树脂单体和蓝光吸收剂混合均匀，升温至50-60℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合物引发剂和改性剂，在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌1.5-2.5小时，过滤后继续搅拌8-10分钟，真空度0.1MPa条件下抽真空30-60分钟；
(2)将步骤(1)中配好的料浇注入合好的模具中，使用空气固化炉和水固化炉结合进行热固化成型；
(3)开模、清洗；
(4)使用空气固化炉进行二次固化。
9.根据权利要求8所述的防蓝光树脂镜片的制备方法，其特征在于步骤(2)中的热固化温度及固化时间如下：空气固化炉固化温度30℃1-2h升温至80℃～90℃，10-11h升温至90℃～95℃，转水炉降温至80℃～90℃，3-4h升温至90℃～95℃，8-10h升温至95℃～100℃。
10.根据权利要求8所述的防蓝光树脂镜片的制备方法，其特征在于所述二次固化的固化温度及固化时间如下：固化温度60℃1.5-2h升温至100～120℃，在100～120℃温度范围内保持1-2h，再在0.5-1h降温至30～50℃。
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