CN108761840A - 防蓝光眼镜基片和防蓝光抗疲劳眼镜 - Google Patents

防蓝光眼镜基片和防蓝光抗疲劳眼镜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防蓝光眼镜基片和防蓝光抗疲劳眼镜，所述防蓝光眼镜基片由基片主体材料，以及分散于主体材料中的下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂制成；所述防蓝光抗疲劳眼镜包括由防蓝光眼镜基片和设置于基片凸面和凹面表面的增透膜组成的镜片和镜架，镜架的镜框表面设置有凹凸棒土光触媒涂层；本发明提供的防蓝光抗疲劳眼镜能在阻挡有害蓝光的同时能透过有益蓝光，有效减少蓝光伤害，减少色差，增加眼镜透光度，并且在任何条件下均可释放负氧离子，缓解眼疲劳。

Description

防蓝光眼镜基片和防蓝光抗疲劳眼镜
技术领域
本发明属于眼镜技术领域，具体涉及一种防蓝光眼镜基片和防蓝光抗疲劳眼镜。
背景技术
蓝光是最靠近紫外线光波及能量最高的光，波长在380～500 nm之间，在人眼感观中呈现蓝色。研究显示，蓝光不仅存在于太阳光中，还大量存在于电脑显示器、荧光灯、手机、数码产品、LED显示屏、浴霸、投影仪、激光笔、手电筒等。
蓝光对人体危害较其它波长的光线更为严重，但不是所有的蓝光都是有害的，380-465nm的短波蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜，造成近视，对视网膜造成光损伤，严重者会导致视力受损，引发黄斑病变，产生大量自由基，出现眼红，眼干，眼涩，视力模糊，视力疲劳，头、脊背、肩膀及颈椎疼痛等症状。而波长465-500nm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，同时还可促进人体代谢，对人体有益。
目前市场上的防蓝光眼镜一般会阻挡波长380-500nm的蓝光，包括波长465-500nm的对人体有益的蓝光，不仅造成物体颜色的显示失真，也不利于人体有有益蓝光的吸收。因此，需要研制出一种能在阻挡有害蓝光的同时能透过有益蓝光的镜片来解决该问题。
转光剂是一类能将日光中对植物光合作用有害或无用的紫外光、绿光等转化为光合作用所需的红光、蓝光的化学物质。下转换转光剂是指能够在吸收一个高能光子的蓝光或者紫外光后，发射两个或多个低能光子的材料，由于下转换转光剂可将一个高能光子转换为两个以上的可被利用的低能光子，在理论上量子效率可达到200%以上。目前，转光剂主要应用于农用膜领域，鲜有在其他领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在缺点，提供一种防蓝光眼镜基片和防蓝光抗疲劳眼镜，具有以下优点：
（1）佩戴时眼镜框在有光和无光条件下均可释放负氧离子，缓解眼疲劳；
（2）选择性的将波长在380nm-465nm的蓝光转化成红外线的同时，使波长在465-500nm的蓝光可透过镜片。
为实现上述目的，本发明以下技术方案：
一种防蓝光眼镜基片，所述基片由以下材料组成：树脂、下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂制成；其中，下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂分别占基片总重量的0.2％-1％，0.1％-0.5％，1％-2％，1％-2％，0.5％-1.5％，1％-1 .5％，1％-2％，1％-4％，0.5％-1％，余量为树脂。
进一步，树脂为热塑性材料，选自聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种或几种。
进一步，下转换转光剂1的化学组成为Sr4-xMnZnSi2O9:xEu2+，其中x的取值范围为0 .05≤x≤0 .15；所述下转化转光剂2的化学组成为GdMn（MoO4）3:xEu3+，其中x的取值范围为0 .02≤x≤0 .1。
进一步，表面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙二醇。
根据本发明，在制作所述基片时，可以如下进行：首先将聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种或几种送入均质机内，然后按本发明的配比加入下转换转光剂Sr4-xMgSi2O9:xEu2+、下转换转光剂GdMn（MoO4）3:xEu3+、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂，混合搅拌均匀；然后经过模具灌注、固化成形和稳定处理后制得本发明所述基片。
本发明还提供了下转换转光剂1的制备方法，包括以下步骤：
（1）以（CH3COO)2Zn、MnO、SrCO3、SiO2和Eu2O3为原料，按照化学式Sr4-xMnZnSi2O9:xEu2+的化学计量比称取各原料，其中x的取值范围为0 .05≤x≤0 .15；加入质量百分比为0 .05～3％的NH4F，0.5～2％H3BO3作为助熔剂；
（2）将步骤(1)获得的原料充分研磨30min，混合均匀；
（3）将步骤(2)获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物置于管式炉进行灼烧，灼烧温度为1350℃左右，升温速率为5℃/min，灼烧时间为4小时，烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气；灼烧完成后样品随炉降温至室温，取出获得烧结体；
（4）将步骤(3)获得的烧结体加入蒸馏水，超声处理15min-20min，静置后移去上层清液，置于烘箱中80℃，干燥后研细，即得到下转换转光剂1。
本发明还提供了下转换转光剂2的制备方法，包括以下步骤：
（1）以Gd2O3 、MoO3、MnO、Tb4O7和Yb2O3为原料，按照化学式GdMn（MoO4）3:xEu3+的化学计量比称取各原料，其中x的取值范围为0.02≤x≤0.1；并加入质量百分比为1～3％的NH4F作为助熔剂。
（2）将步骤(1)获得的原料充分研磨30min，混合均匀；
（3）将步骤(2)获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物置于管式炉进行灼烧，灼烧温度为800℃左右，升温速率为3℃/min，灼烧时间为4小时，烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气；灼烧完成后样品随炉降温至室温，取出获得烧结体；
（4）将步骤(3)获得的烧结体加入蒸馏水，超声处理10min-15min，静置后移去上层清液，置于烘箱中80℃，干燥后研细，即得到下转换转光剂2。
本发明还提供了一种防蓝光抗疲劳眼镜，包括镜片和镜架，镜片包括防蓝光眼镜基片和设置于基片凸面和凹面表面的增透膜；镜架的镜框表面设置有凹凸棒土光触媒涂层。
本发明还提供了眼镜框表面附着凹凸棒土光触媒涂层的步骤：（1）制备凹凸棒土光触媒涂料：将酸性改性纳米级凹凸棒土、改性光触媒、聚乙烯醇、聚乙二醇以及去离子水输送到胶体磨中，分散、乳化、粉碎、均质、消泡和研磨；（2）附着凹凸棒土光触媒涂层：采用无气喷涂的方式将步骤（1）制得的涂料喷涂到眼镜框表面。
进一步的，步骤（1）中酸性改性纳米级凹凸棒土、改性光触媒、聚乙烯醇、聚乙二醇分别占总重量的1％-3％，0.5％-2％，0.2％-0.5％，0.3％-1％。
进一步的，改性光触媒的材料为铋酸钙、铋酸锶、钒酸铋、TiO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3、PbS、SnO2、ZnS、SrTiO3、SiO2的至少一种，以上材料均为纳米级；光触媒改性所采用的方法为：化学配位键螯合功能元素掺杂技术为主，协同采用固相合成、过渡金属离子和非金属离子掺杂、金属-有机络合物、表面敏化、半导体复合。
对光触媒材料进行改性的目的在于：提高光生载流子的分离效率和抑制电子空穴的重新复合，从而进一步拓宽了光触媒材料的光波吸收范围，使之可吸收远红外、可见光、紫外光谱，可随时随地产生负离子。
酸性改性纳米级凹凸棒土的改性步骤包括：配制六偏磷酸钠的水溶液，恒温搅拌下加入凹凸棒土，固液质量比为1:15-1:25，六偏磷酸钠的质量为凹凸棒土质量的0.5-2%，搅拌15-30min后，超声波震荡使凹凸棒土颗粒水化分散，然后置于转速为1000-2500r/m的离心机中离心分离得到纳米级凹凸棒土；将其投放到装有稀硫酸的搅拌机中，稀硫酸与所述凹凸棒土的重量比为1:2.5-1:1.5，所述稀硫酸的配料按重量百分比由下列组分组成：浓度98%的硫酸1%-10%，水90%-99%；待搅拌均匀后将酸化的凹凸棒土烘干，温度为250-350℃，时间为1-3小时，即得到含水量小于5%的硫酸改性纳米凹凸棒土。
改性的作用：使凹凸棒土更加蓬松多孔，比表面积更大，提高交换能力，释放更多的负氧离子。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明将两种下转换转光剂应用于眼镜基片，下转换转光剂1对波长为300～400nm的蓝光有强吸收，下转换转光剂2对波长为400～465nm的蓝光有强吸收作用，两者相辅相成，协同作用，将波长在380nm-465nm的短波蓝光转化成人眼可接受的红外线，进而防止380nm-465nm的短波蓝光穿过镜片直接进入人眼，对人眼造成极大伤害，防蓝光效果更佳。（2）本发明通过调整两种下转换转光剂与其他金属氧化物的配比，从而使下转换转光剂和其他金属氧化物更好地发挥相互协同作用，将波长在380nm-465nm的短波蓝光转化成人眼可接受的红外线，而同时波长在465nm-500nm对人体代谢有益的蓝光可透过眼镜基片，从而实现在阻挡有害蓝光的同时能透过有益蓝光的效果。
（3）本发明提供的眼镜在基片凸面和凹面表面设置增透膜层，可增加镜片前方和后方的透光度，使看到的屏幕的色彩柔和清晰，与实物色彩更加接近。
（4）本发明提供的眼镜的镜框表面设置有凹凸棒土光触媒涂层，经过改性的光触媒与酸性改性纳米级凹凸棒土协同作用，可实现在有光和无光条件下均可释放负氧离子，从而实现随时、高效地缓解用眼疲劳的技术效果。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细描述，但是本发明并不局限于下述实施方式。
本具体实施方式采用的技术方案为：一种防蓝光眼镜基片，所述基片由以下材料组成：树脂、下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂制成；其中，下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂分别占基片总重量的0.2％-1％，0.1％-0.5％，1％-2％，1％-2％，0.5％-1.5％，1％-1 .5％，1％-2％，1％-4％，0.5％-1％，余量为树脂。
其中，树脂为热塑性材料，选自聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种或几种。
其中，表面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙二醇。
其中，下转换转光剂1的化学组成为Sr4-xMnZnSi2O9:xEu2+，其中x的取值范围为0.05≤x≤0 .15；所述下转化转光剂2的化学组成为GdMn（MoO4）3:xEu3+，其中x的取值范围为0 .02≤x≤0 .1。
下转换转光剂1的制备方法，包括以下步骤：
（1）以（CH3COO)2Zn、MnO、SrCO3、SiO2和Eu2O3为原料，按照化学式Sr4-xMnZnSi2O9:xEu2+的化学计量比称取各原料，其中x的取值范围为0.05≤x≤0 .15；加入质量百分比为0.05～3％的NH4F，0.5～2％H3BO3作为助熔剂；
（2）将步骤(1)获得的原料充分研磨30min，混合均匀；
（3）将步骤(2)获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物置于管式炉进行灼烧，灼烧温度为1350℃左右，升温速率为5℃/min，灼烧时间为4小时，烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气；灼烧完成后样品随炉降温至室温，取出获得烧结体；
（4）将步骤(3)获得的烧结体加入蒸馏水，超声处理15min-20min，静置后移去上层清液，置于烘箱中80℃，干燥后研细，即得到下转换转光剂1。
下转换转光剂2的制备方法，包括以下步骤：
（1）以Gd2O3 、MoO3、MnO、Tb4O7和Yb2O3为原料，按照化学式GdMn（MoO4）3:xEu3+的化学计量比称取各原料，其中x的取值范围为0.02≤x≤0.1；并加入质量百分比为1～3％的NH4F作为助熔剂。
（2）将步骤(1)获得的原料充分研磨30min，混合均匀；
（3）将步骤(2)获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物置于管式炉进行灼烧，灼烧温度为800℃左右，升温速率为3℃/min，灼烧时间为4小时，烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气；灼烧完成后样品随炉降温至室温，取出获得烧结体；
（4）将步骤(3)获得的烧结体加入蒸馏水，超声处理10min-15min，静置后移去上层清液，置于烘箱中80℃，干燥后研细，即得到下转换转光剂2。
本发明的技术方案还包括防蓝光基片的制备方法：首先将聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种或几种送入均质机内，然后按本发明的配比加入下转换转光剂Sr4-xMgSi2O9:xEu2+、下转换转光剂GdMn（MoO4）3:xEu3+、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂，混合搅拌均匀；然后经过模具灌注、固化成形和稳定处理后制得本发明所述基片。
实施例1：
本实施例提供的防蓝光眼镜基片，其主体材料为聚碳酸酯、聚乙烯，分散于其主体中的下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂分别占基片总重量的0.2％，0.1％，1％，1％，0.5％，1％，1％，4％，1％。
本实施例中，下转换转光剂1的化学组成为Sr4-xMnZnSi2O9:xEu2+，其中x为0.05；下转化转光剂2的化学组成为GdMn（MoO4）3:xEu3+，其中x为0.02。
实施例2：
本实施例提供的防蓝光眼镜基片，其主体材料为聚丙烯、聚苯乙烯，分散于其主体中的下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂分别占基片总重量的0.6％，0.3％，1.5％，1.5％，1％，1.3％，1.5％，2％，0.6％。
本实例中，下转换转光剂1的化学组成为Sr4-xMnZnSi2O9:xEu2+，其中x为0.01；下转化转光剂2的化学组成为GdMn（MoO4）3:xEu3+，其中x为0.05。
实施例3：
本实施例提供的防蓝光眼镜基片，其主体材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，分散于其主体中的下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂分别占基片总重量的1％，0.5％，2％，2％，1.5％，1 .5％，2％，1％，0 .5％。
本实例中，下转换转光剂1的化学组成为Sr4-xMnZnSi2O9:xEu2+，其中x为0 .15；所述下转化转光2的化学组成为GdMn（MoO4）3:xEu3+，其中x为0.1。
实施例4：
一种防蓝光抗疲劳眼镜，包括镜片和镜架，镜片包括防蓝光眼镜基片和设置于基片凸面和凹面表面的增透膜；镜架的镜框表面设置有凹凸棒土光触媒涂层。
眼镜框表面附着凹凸棒土光触媒涂层的步骤：（1）制备凹凸棒土光触媒涂料：将酸性改性纳米级凹凸棒土、改性光触媒、聚乙烯醇、聚乙二醇以及去离子水输送到胶体磨中，分散、乳化、粉碎、均质、消泡和研磨；（2）附着凹凸棒土光触媒涂层：采用无气喷涂的方式将步骤（1）制得的涂料喷涂到眼镜框表面。
步骤（1）中酸性改性纳米级凹凸棒土、改性光触媒、聚乙烯醇、聚乙二醇分别占总重量的1％，0.5％，0.2％，1％。
改性光触媒的材料为纳米级铋酸钙、纳米级铋酸锶、纳米级钒酸铋、纳米级TiO2、纳米级ZnO、纳米级CdS、纳米级WO3、纳米级Fe2O3、纳米级PbS、纳米级SnO2、纳米级ZnS、纳米级SrTiO3、纳米级SiO2；光触媒改性所采用的方法为：化学配位键螯合功能元素掺杂技术为主，协同采用固相合成、过渡金属离子和非金属离子掺杂、金属-有机络合物、表面敏化、半导体复合。
实施例5：
本实施例中，凹凸棒土光触媒涂料的制备步骤（1）中，酸性改性纳米级凹凸棒土、改性光触媒、聚乙烯醇、聚乙二醇分别占总重量的3％，2％，0.5％，0.3％。其他步骤与实施例4相同。
本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防蓝光眼镜基片，其特征在于，所述基片由以下材料组成：树脂、下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂制成；其中，下转换转光剂1、下转换转光剂2、氧化铁、氧化锌、氧化铝、氧化硅、氟化镁纳米粒子、紫外线吸收剂、表面活性剂分别占基片总重量的0.2％-1％，0.1％-0.5％，1％-2％，1％-2％，0.5％-1.5％，1％-1 .5％，1％-2％，1％-4％，0.5％-1％，余量为树脂；所述下转换转光剂1的化学组成为Sr4-xMnZnSi2O9:xEu2+，所述下转换转光剂2的化学组成为GdMn（MoO4）3:xEu3+。
2.根据权利要求1所述的一种防蓝光眼镜基片，其特征在于，所述树脂为热塑性材料，选自聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种防蓝光眼镜基片，其特征在于，所述下转换转光剂1的化学组成中x的取值范围为0 .05≤x≤0 .15；所述下转化转光剂2的化学组成中x的取值范围为0 .02≤x≤0 .1。
4.根据权利要求1所述的一种防蓝光眼镜基片，其特征在于，所述的表面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙二醇。
5.根据权利要求3所述的一种防蓝光眼镜基片，其特征在于，所述的下转换转光剂1的制备方法包括以下步骤：
（1）以（CH3COO)2Zn、MnO、SrCO3、SiO2和Eu2O3为原料，按照化学式Sr4-xMnZnSi2O9:xEu2+的化学计量比称取各原料，其中x的取值范围为0 .05≤x≤0 .15；加入质量百分比为0 .05～3％的NH4F，0.5～2％H3BO3作为助熔剂；
（2）将步骤(1)获得的原料充分研磨30min，混合均匀；
（3）将步骤(2)获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物进行灼烧，灼烧温度为1350℃左右，升温速率为5℃/min，灼烧时间为4小时，烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气；灼烧完成后样品随炉降温至室温，取出获得烧结体；
（4）将步骤(3)获得的烧结体加入蒸馏水，超声处理15min-20min，静置后移去上层清液，置于烘箱中80℃，干燥后研细，即得到下转换转光剂1。
6.根据权利要求3所述的一种防蓝光眼镜基片，其特征在于，所述的下转换转光剂2的制备方法包括以下步骤：
（1）以Gd2O3 、MoO3、MnO、Tb4O7和Yb2O3为原料，按照化学式GdMn（MoO4）3:xEu3+的化学计量比称取各原料，其中x的取值范围为0.02≤x≤0.1；并加入质量百分比为1～3％的NH4F作为助熔剂；
（2）将步骤(1)获得的原料充分研磨30min，混合均匀；
（3）将步骤(2)获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物进行灼烧，灼烧温度为800℃左右，升温速率为3℃/min，灼烧时间为4小时，烧结气氛为5％的氢气和95％的氮气混合气；灼烧完成后样品随炉降温至室温，取出获得烧结体；
（4）将步骤(3)获得的烧结体加入蒸馏水，超声处理10min-15min，静置后移去上层清液，置于烘箱中80℃，干燥后研细，即得到下转换转光剂2。
7.一种防蓝光抗疲劳眼镜，包括镜片和镜架，其特征在于，所述镜片包括如权利要求1-6任意一项所述的防蓝光眼镜基片和设置于基片凸面和凹面表面的增透膜；所述镜架的镜框表面设置有凹凸棒土光触媒涂层。
8.根据权利要求7所述的一种防蓝光抗疲劳眼镜，其特征在于，附着凹凸棒土光触媒涂层包括如下步骤：（1）制备凹凸棒土光触媒涂料：将酸性改性纳米级凹凸棒土、改性光触媒、聚乙烯醇、聚乙二醇以及去离子水输送到胶体磨中，分散、乳化、粉碎、均质、消泡和研磨；（2）附着凹凸棒土光触媒涂层：采用无气喷涂的方式将步骤（1）制得的涂料喷涂到眼镜框表面。
9.根据权利要求8所述的一种防蓝光抗疲劳眼镜，其特征在于，所述步骤（1）中酸性改性纳米级凹凸棒土、改性光触媒、聚乙烯醇、聚乙二醇分别占总重量的1％-3％，0.5％-2％，0.2％-0.5％，0.3％-1％。
10.根据权利要求8所述的一种防蓝光抗疲劳眼镜，其特征在于，所述改性光触媒的材料为铋酸钙、铋酸锶、钒酸铋、TiO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3、PbS、SnO2、ZnS、SrTiO3、SiO2的至少一种。
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