CN108948278A - 一种碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片及其制备方法 - Google Patents

一种碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片及其制备方法，包括树脂单体、蓝光吸收剂、聚合引发剂、增强改性剂和抗收缩改性剂，其中，树脂单体为碳酸烯丙酯类单体。本发明采用的碳酸烯丙酯类树脂基体，结合特定的助剂，在镜片蓝光截止波段和蓝光吸收率都显著提高的同时保证折射率和阿贝数，能将高度数的防蓝光镜片做薄，还能提高镜片硬度，避免镜片安装时产生裂纹。

Description

一种碳酸烯丙酯类1.56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，涉及一种碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片及其制备方法。
背景技术
蓝光是波长处于380～500nm之间的具有相对较高能力的光线。蓝光大量存在于电脑显示器、荧光灯、手机、数码产品、显示屏、LED等光线中，该波长内的蓝光会使眼睛内的黄斑区毒素量增高，严重威胁我们的眼睛健康。蓝光对人眼的危害，主要表现在导致近视、白内障以及黄斑病变的眼睛病理危害和人体节律危害，具体如下。第一损结构:有害蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜，引起视网膜色素上皮细胞的萎缩甚至死亡。光敏感细胞的死亡将会导致视力下降甚至完全丧失，这种损坏是不可逆的。蓝光还会导致黄斑病变。人眼中的水晶体会吸收部分蓝光渐渐混浊形成白内障，而大部份的蓝光会穿透水晶体，尤其是儿童水晶体较清澈，无法有效抵挡蓝光，从而更容易导致黄斑病变以及白内障。第二视疲劳:由于蓝光的波长短，聚焦点并不是落在视网膜中心位置，而是离视网膜更靠前一点的位置。要想看清楚，眼球会长时间处于紧张状态，引起视疲劳。长时间的视觉疲劳，可能导致人们近视加深、出现复视、阅读时易串行、注意力无法集中等症状，影响人们的学习与工作效率。第三睡不好：蓝光会抑制褪黑色素的分泌，而褪黑色素是影响睡眠的一种重要激素，目前已知的作用是促进睡眠、调节时差。这也能解释为什么在睡前玩手机或者平板电脑，会造成睡眠质量不高甚至难以入睡的原因。
因此，为了保护人眼免受蓝光的伤害，可以佩戴具有防蓝光功能的树脂镜片。目前市场上，主要具有防蓝光功能主要是日本三井公司的1.60和1.67聚氨酯类树脂镜片，蓝光截止波段可以达到410nm，380～500nm蓝光吸收率在25％左右，但是镜片价格昂贵。CN105759455A专利中开发的1.50防蓝光树脂镜片也具有类似的防蓝光功能，但是由于镜片的折射率低，度数太高的话镜片太厚，不美观。此外，市场上还有1.56系列的防蓝光树脂镜片，折射率为1.540～1.550之间，原料价格便宜，但是原料是以丙烯酸酯类聚合而成的，蓝光截止波段只能达到405nm，且镜片本身硬度较低，特别是高温时硬度下降较快，在做成镜时容易产生裂纹。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，开发了一种硬度高、防蓝光效果好又不影响其他光学性能的碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片，并公开了其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片，包括树脂单体、蓝光吸收剂、聚合引发剂、增强改性剂和抗收缩改性剂，其中，树脂单体为碳酸烯丙酯类单体。
上述碳酸烯丙酯类单体是二甘醇碳酸烯丙酯及其多聚体混合物、邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯和对苯二甲酸二烯丙酯的混合物，其质量比为30～50:5～15:10～25:0～40。
本发明所述树脂单体、蓝光吸收剂、聚合引发剂、增强改性剂和抗收缩改性剂的质量比为100：0.5～3.0：1.0～4.0：1.0～10.0：0.5～1。
本发明所述蓝光吸收剂为二苯甲酮类紫外吸收剂或吲哚类蓝光吸收剂的一种或者两种。
本发明所述聚合引发剂为过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、叔丁基过氧新癸酸酯、2-乙基过氧化己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯和1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷中的一种或多种，优选叔丁基过氧新癸酸酯、2-乙基过氧化己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯和1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷中的一种。
本发明所述增强改性剂为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯中的一种或几种。
本发明所述抗收缩改性剂为环氧丙烯酸酯或者聚氨酯丙烯酸酯。
本发明所述配方中还添加了内脱模剂，内脱模剂占树脂单体的质量比为10～500ppm，所述内脱模剂为磷酸酯类或者聚氨酯类内脱模剂。
上述碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片的制备方法，包括如下步骤：
(1)配料：称取树脂单体和蓝光吸收剂混合均匀，升温至50～55℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合引发剂、增强改性剂和抗收缩改性剂，在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3～4小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30～40分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1小时；
(2)浇注、成型：将配好的料通过浇料器注入玻璃模具中，放入固化炉中，一次热固成型；
(3)开模、修边、清洗；
(4)二次固化退火、清洗。
上述步骤(1)优选为称取树脂单体和蓝光吸收剂混合均匀，升温至50℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合引发剂、增强改性剂、抗收缩改性剂和内脱模剂，在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3～4小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30～40分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1小时。
上述步骤(2)中的一次热固成型的固化步骤为：空气固化炉设置初始固化温度30～35℃，3h升温至80～95℃，10h至85～95℃，7h至95～110℃，1h至110～120℃，1h至110～120℃，1h降温至60～75℃。
上述步骤(4)中的二次固化退火的步骤为：空气固化炉初始固化温度30～40℃，1h升温至115℃～130℃，3h至115℃～130℃，0.5h降温至30℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明采用的碳酸烯丙酯类树脂基体，结合特定的助剂，在镜片蓝光截止波段和蓝光吸收率都显著提高的同时保证折射率和阿贝数，能将高度数的防蓝光镜片做薄，还能提高镜片硬度，避免镜片安装时产生裂纹。
(2)本发明所述镜片的折射率范围为1.540～1.550，阿贝数范围为34～42，以及波长410nm范围内所有蓝光的透过率小于1％，380～500nm波长范围内的蓝光吸收率为20～35％，光程2.0mm下的黄色指数YI值在1.0～2.5范围内。
(3)本发明采用的碳酸烯丙酯类树脂基体不含双酚A型的单体，无毒性，且原材料远远低于丙烯酸酯类1.56防蓝光树脂镜片，既环保又降低成本，便于市场推广。
具体实施方式
下面将结合具体实施例更详细地描述本发明的优选实施方式。
实施例1
树脂单体为二甘醇碳酸烯丙酯及其多聚体混合物(ACOMN公司生产，产品代号是RAV7NG)、邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯和对苯二甲酸二烯丙酯的混合物(质量比为35:10:15:40)，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，聚合引发剂选用叔丁基过氧新癸酸酯，增强改性剂选用甲基丙烯酸乙酯，抗收缩改性剂选用环氧丙烯酸酯，内脱模剂选用磷酸丁氧基乙酯(城北化学工业株式会社，产品代号JP-506H)。
称取单体20Kg，蓝光吸收剂400g，混合均匀，升温至50℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合物引发剂600g，增强改性剂400g，抗收缩改性剂100g，内脱模剂2g。在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1h；立浇，将配好的料通过浇料器注入玻璃模具中，放入固化炉中，一次热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初始固化温度30℃，3h升温至85℃，10h升温至90℃，7h升温至100℃，1h升温至110℃，110℃保温1h，1h降温至70℃；开模并清洗，然后进行二次固化：空气固化炉初始固化温度35℃，1h升温至120℃，3h升温至130℃，0.5h降温至30℃。
实施例2
树脂单体为二甘醇碳酸烯丙酯及其多聚体混合物(ACOMN公司生产，产品代号是RAV7NG)、邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯和对苯二甲酸二烯丙酯的混合物(质量比为40:10:20:30)，蓝光吸收剂选用2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮(BP-6)，聚合引发剂选用2-乙基过氧化己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯，增强改性剂选用苯乙烯，抗收缩改性剂选用聚氨酯丙烯酸酯，内脱模剂选用聚氨酯类(上海宗佑化学有限公司，产品代号7021)。
称取单体20Kg，蓝光吸收剂600g，混合均匀，升温至50℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合物引发剂300g，增强改性剂500g，抗收缩改性剂200g，内脱模剂3g。在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1h；立浇，将配好的料通过浇料器注入玻璃模具中，放入固化炉中，一次热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初始固化温度35℃，3h升温至80℃，10h升温至95℃，7h升温至110℃，1h升温至100℃，1h升温至120℃，1h降温至70℃；开模并清洗，然后进行二次固化：空气固化炉初始固化温度40℃，1h升温至125℃，3h升温至130℃，0.5h降温至30℃。
实施例3
树脂单体为二甘醇碳酸烯丙酯及其多聚体混合物(ACOMN公司生产，产品代号是RAV7NG)、邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯和对苯二甲酸二烯丙酯的混合物(质量比为35:15:20:30)，蓝光吸收剂选用2-氰基-3-(1-甲基-2-苯基丙烯酸甲酯)吲哚，聚合引发剂选用1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷，增强改性剂选用丙烯腈和乙酸乙烯酯(质量比为1:1)，抗收缩改性剂选用环氧丙烯酸酯，内脱模剂选用磷酸丁氧基乙酯(城北化学工业株式会社，产品代号JP-506H)。
称取单体20Kg，蓝光吸收剂500g，混合均匀，升温至50℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合物引发剂450g，增强改性剂650g，抗收缩改性剂150g，内脱模剂4g。在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1h；立浇，将配好的料通过浇料器注入玻璃模具中，放入固化炉中，一次热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初始固化温度30℃，3h升温至90℃，10h升温至95℃，7h升温至100℃，1h升温至110℃，1h升温至120℃，1h降温至70℃；开模并清洗，然后进行二次固化：空气固化炉初始固化温度35℃，1h升温至115℃，3h升温至125℃，0.5h降温至30℃。
对比例1
树脂单体为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，增强改性剂选用甲基丙烯酸乙酯，抗收缩改性剂选用环氧丙烯酸酯，内脱模剂选用磷酸丁氧基乙酯(城北化学工业株式会社，产品代号JP-506H)。
称取单体20Kg，蓝光吸收剂400g，混合均匀，升温至50℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合物引发剂600g，增强改性剂400g，抗收缩改性剂100g，内脱模剂2g。在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1h；立浇，将配好的料通过浇料器注入玻璃模具中，放入固化炉中，一次热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初始固化温度30℃，2h升温至75℃，4h升温至90℃，5h升温至95℃，5h升温至108℃，108℃保温1h，1h降温至70℃；开模并清洗，然后进行二次固化：空气固化炉初始固化温度35℃，1h升温至120℃，120℃保温2h，0.5h降温至40℃。
对比例2
树脂单体选用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基二丙烯酸酯，质量比为2:1:2，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，聚合引发剂选用偶氮二异丁腈(济南威振化工有限公司代号V65)，改性剂为苯乙烯，内脱模剂选用聚氨酯类(上海宗佑化学有限公司产品代号7021)。
称取单体20Kg，蓝光吸收剂400g，混合均匀，升温至40℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合物引发剂60g，增强改性剂5000g，内脱模剂2g。在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1h；立浇，将配好的料通过浇料器注入玻璃模具中，放入固化炉中，一次热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初始固化温度30℃，1h升温至39℃，6h升温至50℃，3h升温至60℃，2h升温至85℃，85℃保温3h，1h降温至40℃；开模并清洗，然后进行二次固化：空气固化炉初始固化温度35℃，1h升温至120℃，至120℃保温3h，0.5h降温至40℃。
对比例3
树脂单体选用邻苯二甲酸二烯丙酯，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，聚合引发剂选用叔丁基过氧新癸酸酯，增强改性剂选用甲基丙烯酸乙酯，抗收缩改性剂选用环氧丙烯酸酯，内脱模剂选用磷酸丁氧基乙酯(城北化学工业株式会社，产品代号JP-506H)。
称取单体20Kg，蓝光吸收剂400g，混合均匀，升温至50℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合物引发剂600g，增强改性剂400g，抗收缩改性剂100g，内脱模剂2g。在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1h；立浇，将配好的料通过浇料器注入玻璃模具中，放入固化炉中，一次热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初始固化温度30℃，3h升温至85℃，10h升温至90℃，7h升温至100℃，1h升温至110℃，110℃保温1h，1h降温至70℃；开模并清洗，然后进行二次固化：空气固化炉初始固化温度35℃，1h升温至120℃，3h升温至130℃，0.5h降温至30℃。
对比例4
树脂单体为二甘醇碳酸烯丙酯及其多聚体混合物(ACOMN公司生产，产品代号是RAV7NG)、邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯和对苯二甲酸二烯丙酯的混合物(质量比为35:10:15:40)，蓝光吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)，聚合引发剂选用叔丁基过氧新癸酸酯，内脱模剂选用磷酸丁氧基乙酯(城北化学工业株式会社，产品代号JP-506H)。
称取单体20Kg，蓝光吸收剂400g，混合均匀，升温至50℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合物引发剂600g，内脱模剂2g。在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1h；立浇，将配好的料通过浇料器注入玻璃模具中，放入固化炉中，一次热固成型，固化步骤为空气固化炉设置初始固化温度30℃，3h升温至85℃，10h升温至90℃，7h升温至100℃，1h升温至110℃，110℃保温1h，1h降温至70℃；开模并清洗，然后进行二次固化：空气固化炉初始固化温度35℃，1h升温至120℃，3h升温至130℃，0.5h降温至30℃。
上述实施例与对比例所制备的镜片性能对比见表1。
表1实施例和对比例制备的镜片性能参数。
注：测试仪器TM-3；测试标准QB/T2506-2017；表中硬度为巴氏硬度；合格率：每次20kg原料A品镜片比上所有镜片，统计3次。

Claims (10)

1.一种碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片，其特征在于包括树脂单体、蓝光吸收剂、聚合引发剂、增强改性剂和抗收缩改性剂，其中，所述树脂单体为碳酸烯丙酯类单体。
2.根据权利要求1所述的碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片，其特征在于所述的碳酸烯丙酯类单体是二甘醇碳酸烯丙酯及其多聚体混合物、邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯和对苯二甲酸二烯丙酯的混合物，其质量比为30～50:5～15:10～25:0～40。
3.根据权利要求1所述的碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片，其特征在于所述树脂单体、蓝光吸收剂、聚合引发剂、增强改性剂和抗收缩改性剂的质量比为100：0.5～3.0：1.0～4.0：1.0～10.0：0.5～1。
4.根据权利要求1所述的碳酸烯丙酯类1.56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吸收剂或吲哚类蓝光吸收剂的一种或者两种。
5.根据权利要求1所述的碳酸烯丙酯类1.56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、叔丁基过氧新癸酸酯、2-乙基过氧化己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯和1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片，其特征在于所述增强改性剂为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片，其特征在于所述抗收缩改性剂为环氧丙烯酸酯或者聚氨酯丙烯酸酯。
8.根据权利要求1所述的碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片，其特征在于镜片中还添加了内脱模剂，内脱模剂占树脂单体的质量比为10～500ppm。
9.根据权利要求8所述的一种碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片，其特征在于所述内脱模剂为磷酸酯类或者聚氨酯类内脱模剂。
10.一种权利要求1所述的碳酸烯丙酯类1.56防蓝光树脂镜片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配料：称取树脂单体和蓝光吸收剂混合均匀，升温至50℃～55℃，待蓝光吸收剂完全溶解后加入聚合引发剂、增强改性剂和抗收缩改性剂，在室温及真空度为0.1MPa条件下搅拌3～4小时，经0.1μm滤芯过滤后继续搅拌30～40分钟，在真空度为0.1MPa条件下抽真空1小时；(2)浇注、成型：将配好的料通过浇料器注入玻璃模具中，放入固化炉中，一次热固成型；(3)开模、修边、清洗；(4)二次固化退火、清洗。
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