CN110015846A

CN110015846A - 一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法

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Publication number: CN110015846A
Application number: CN201910309851.7A
Authority: CN
Inventors: 杨恩立
Original assignee: ZHONGSHAN DONGYI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHONGSHAN DONGYI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2019-07-16

Abstract

本发明公开了一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法，涉及光学玻璃制备技术领域，光学玻璃包括耐油污膜，且光学玻璃按照摩尔百分比含量还包括如下组分：二氧化硅15～20％、三氧化二镧30～35％、三氧化二硼20～30％、助剂5～12％、三氧化二铝4～10％、氧化钠5～12％、氧化钾1～3％、氧化钙1～5％、氧化镁2～7％、分散剂1～5％、防护液2～10％。本发明在生产时对光学玻璃表面进行涂覆防护膜和防油污膜，使光学玻璃具备高透光率和折射率，进一步增强了光学玻璃的耐磨性和抗刮性，解决了手触摸到光学玻璃上时，手上的油污和水渍不易在玻璃上留下痕迹，避免了经常性的擦拭光学玻璃，导致光学玻璃表面有刮痕的问题，提高了其耐油污性和抗刮能力。

Description

一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及光学玻璃制备技术领域，具体是一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法。

背景技术

光学玻璃是能改变光的传播方向，并能改变紫外、可见或红外光的相对光谱分布的玻璃。狭义的光学玻璃是指无色光学玻璃；广义的光学玻璃还包括有色光学玻璃、激光玻璃、石英光学玻璃、抗辐射玻璃、紫外红外光学玻璃、纤维光学玻璃、声光玻璃、磁光玻璃和光变色玻璃。光学玻璃可用于制造光学仪器中的透镜、棱镜、反射镜及窗口等。由光学玻璃构成的部件是光学仪器中的关键性元件，随着精密光学仪器、光信息通讯、光电子产品这些领域的飞速发展，对具有优异性能的光学玻璃的需求越来越大，要求也越来越高，在光学设计和光通信中，折射率在1.9～2.2之间的光学玻璃对简化光学系统、提高成像质量，以及对手机和数码相机进一步小型化、对光通信技术的进步有着深远的意义。

中国专利公开了一种光学玻璃及其制备方法(授权公告号CN102320745B)，该专利技术不含有毒有害成分铅、砷、钍、镉、汞、铬等及有损铂金的成分Bi2O3，并具有高的可见光透过率，同时还具有良好的工艺性能和稳定性，并能适于二次模压制成光学元件。

中国专利公开了一种光学玻璃及其制备方法(授权公告号CN105502934B)，该专利颜色接近无色，透过性能优异，所述光学玻璃的折射率nd为1.80～1.99，阿贝数υd为16～24，透过率为70％时对应的波长小于430nm，满足高折射率高色散的要求。

根据以上两篇中国专利文献结合现有的光学玻璃生产工艺进行分析，上述的两篇虽然提高了光学玻璃的透光率和折射率，但是不能对于光学玻璃表面的油污进行预防，而且目前现有的生产工艺生产的光学玻璃的防油污性没有得到完善，手触摸到玻璃上时，手上的油污和水渍很容易在玻璃上留下痕迹，这些痕迹又很不容易擦除掉，这样就会影响光学玻璃的使用效果，给使用者带来不便，而且经常性的擦拭光学玻璃，很容易将光学玻璃表面刮花，降低了其使用寿命，因此，本领域技术人员提供了一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度耐油污光学玻璃，所述光学玻璃包括耐油污膜，且光学玻璃按照摩尔百分比含量还包括如下组分：二氧化硅15～20％、三氧化二镧30～35％、三氧化二硼20～30％、助剂5～12％、三氧化二铝4～10％、氧化钠5～12％、氧化钾1～3％、氧化钙1～5％、氧化镁2～7％、分散剂1～5％、防护液2～10％。

作为本发明进一步的方案：所述助剂采用纳米二氧化钛或纳米硅粉中的一种。

作为本发明再进一步的方案：所述分散剂为鱼油、纤维素、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇或聚丙烯酰胺中的一种。

作为本发明再进一步的方案：所述防护液按照重量百分比组分为：环氧树脂10～15％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯50～60％、引发剂6～10％、消泡剂0.1～0.3％、分散剂0.5～0.8％；

所述防护液的制备方法为：

A1：将环氧树脂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、引发剂、消泡剂、分散剂按照一定比例放入混合机中进行均匀混合；

A2：在A1进行混合后，保持混合机内的温度为常温条件，混合时间为30min，直至混合均匀后即可制得防护液。

作为本发明再进一步的方案：所述引发剂采用安息香乙醚，所述消泡剂采用磷酸三丁酯，所述分散剂采用硬脂酸锌。

作为本发明再进一步的方案：所述耐油污膜包括以下重量比组分的混合物：氟化镁40～70％、氧化锆20～40％、纳米杂化氟硅树脂10～20％，且耐油污膜的膜层厚度为2～10μm。

上述的一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法，其制备方法为以下步骤：

S1：称取一定摩尔比的二氧化硅、三氧化二镧、三氧化二硼、氧化钾、氧化钙、氧化镁、三氧化二铝和氧化钠依次放入混合机中，进行充分混合均匀后，再加入石英容器中，并在温度为1300～1500℃的条件下进行熔化、澄清，进行初次熔炼，期间持续通入富氧空气，得到融态的初步玻璃料液；

S2：将S1得到的初步玻璃料液在1500～1700℃的温度条件下熔融5～8h，在玻璃熔制过程中，对初步玻璃料液进行2～5次的搅拌，每次搅拌时间为10min，待玻璃熔融后，加入所述助剂和分散剂后静置2h，制得玻璃料液；

S3：再将S2制得的玻璃料液浇注到预热的模具内，并在100～700℃条件下对玻璃进行退火，即得到玻璃成品；

S4：在S3玻璃制得完成后,利用真空镀膜机将防护液镀在玻璃成品的表面，膜层控制在5～7μm，并将温度控制在55～70℃的恒温状态，镀膜完成后，放入烘箱烘烤15min，温度控制在60～90℃，冷却后，即可在玻璃成品表面覆有防护膜；

S5：在S4玻璃表面的防护膜涂覆完成后，采用电子枪将防油污膜的原料化合物进行蒸发后，在离子源的作用下原料化合物以纳米级分子形式沉积于防护膜的表面，形成防油污膜层，进而制得高强度耐油污光学玻璃。

作为本发明再进一步的方案：所述S1中的富氧空气中的氧气含量为所述富氧空气的氧含量为25～45％。

作为本发明再进一步的方案：所述S3中模具的预热温度在1400～1550℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计了一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法，在实际使用时，本设计在生产过程中对光学玻璃表面进行涂覆防护膜和防油污膜层，不仅使光学玻璃具备高透光率和折射率，而且也增强光学玻璃的耐磨性和抗刮性，可以解决手触摸到光学玻璃上时，手上的油污和水渍不易在玻璃上留下痕迹，而且避免了经常性的擦拭光学玻璃，导致光学玻璃表面有刮痕的问题，不仅提高其耐油污性和抗刮能力，也提高了其使用质量和使用寿命。

附图说明

图1为一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法中光学玻璃的成份图；

图2为一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法中对比试验结果示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～2，本发明实施例中，

实施例1

一种高强度耐油污光学玻璃，光学玻璃包括耐油污膜，且光学玻璃按照摩尔百分比含量还包括如下组分：二氧化硅15％、三氧化二镧30％、三氧化二硼20％、助剂5％、三氧化二铝10％、氧化钠5％、氧化钾1％、氧化钙1％、氧化镁2％、分散剂1％、防护液2％。

其中，助剂采用纳米二氧化钛或纳米硅粉中的一种。

进一步的，分散剂为鱼油、纤维素、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇或聚丙烯酰胺中的一种。

再进一步的，防护液按照重量百分比组分为：环氧树脂10、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯50、引发剂6、消泡剂0.1、分散剂0.5；

防护液的制备方法为：

其中，引发剂采用安息香乙醚，消泡剂采用磷酸三丁酯，分散剂采用硬脂酸锌。

再进一步的，耐油污膜包括以下重量比组分的混合物：氟化镁40％、氧化锆40％、纳米杂化氟硅树脂20％，且耐油污膜的膜层厚度为2～10μm。

一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法，其制备方法为以下步骤：

S2：将S1得到的初步玻璃料液在1500～1700℃的温度条件下熔融5～8h，在玻璃熔制过程中，对初步玻璃料液进行2～5次的搅拌，每次搅拌时间为10min，待玻璃熔融后，加入助剂和分散剂后静置2h，制得玻璃料液；

其中，S1中的富氧空气中的氧气含量为富氧空气的氧含量为25～45％。

进一步的，S3中模具的预热温度在1400～1550℃。

实施例2

一种高强度耐油污光学玻璃，光学玻璃包括耐油污膜，且光学玻璃按照摩尔百分比含量还包括如下组分：二氧化硅17％、三氧化二镧32％、三氧化二硼24％、助剂12％、三氧化二铝8％、氧化钠7％、氧化钾2％、氧化钙5％、氧化镁7％、分散剂5％、防护液10％。

其中，助剂采用纳米二氧化钛或纳米硅粉中的一种。

再进一步的，防护液按照重量百分比组分为：环氧树脂10～15％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯60％、引发剂10％、消泡剂0.3％、分散剂0.8％；

防护液的制备方法为：

再进一步的，耐油污膜包括以下重量比组分的混合物：氟化镁70％、氧化锆20％、纳米杂化氟硅树脂10％，且耐油污膜的膜层厚度为2～10μm。

进一步的，S3中模具的预热温度在1400～1550℃。

实施例3

一种高强度耐油污光学玻璃，光学玻璃包括耐油污膜，且光学玻璃按照摩尔百分比含量还包括如下组分：二氧化硅20％、三氧化二镧35％、三氧化二硼30％、助剂7％、三氧化二铝4％、氧化钠8％、氧化钾2％、氧化钙3％、氧化镁5％、分散剂3％、防护液8％。

其中，助剂采用纳米二氧化钛或纳米硅粉中的一种。

再进一步的，防护液按照重量百分比组分为：环氧树脂12％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯55％、引发剂8％、消泡剂0.2％、分散剂0.6％；

防护液的制备方法为：

再进一步的，耐油污膜包括以下重量比组分的混合物：氟化镁55％、氧化锆30％、纳米杂化氟硅树脂15％，且耐油污膜的膜层厚度为2～10μm。

进一步的，S3中模具的预热温度在1400～1550℃。

对比实施例1

选用普通光学玻璃生产工艺生产的光学玻璃。

将实施例1、实施例2和实施例3分别与对比实施例1进行对比，并对实施例1、实施例2、实施例3和对比实施例1生产的光学玻璃进行10次表面擦刮试验，其对比结果如图2所示。

综上所述，本发明生产的光学玻璃具有高强度防刮能力，而且耐磨性高，光学玻璃的各区域抗刮能力相同，增强了光学玻璃的耐磨能力和使用寿命，并且抗油污能力强，使光学玻璃不易粘上水渍或油污，避免过度擦拭而导致刮花光学玻璃表面的问题，延长了玻璃的使用寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种高强度耐油污光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃包括耐油污膜，且光学玻璃按照摩尔百分比含量还包括如下组分：二氧化硅15～20％、三氧化二镧30～35％、三氧化二硼20～30％、助剂5～12％、三氧化二铝4～10％、氧化钠5～12％、氧化钾1～3％、氧化钙1～5％、氧化镁2～7％、分散剂1～5％、防护液2～10％。

2.根据权利要求1所述的一种高强度耐油污光学玻璃，其特征在于，所述助剂采用纳米二氧化钛或纳米硅粉中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种高强度耐油污光学玻璃，其特征在于，所述分散剂为鱼油、纤维素、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇或聚丙烯酰胺中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种高强度耐油污光学玻璃，其特征在于，所述防护液按照重量百分比组分为：环氧树脂10～15％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯50～60％、引发剂6～10％、消泡剂0.1～0.3％、分散剂0.5～0.8％；

所述防护液的制备方法为：

5.根据权利要求4所述的一种高强度耐油污光学玻璃，其特征在于，所述引发剂采用安息香乙醚，所述消泡剂采用磷酸三丁酯，所述分散剂采用硬脂酸锌。

6.根据权利要求1所述的一种高强度耐油污光学玻璃，其特征在于，所述耐油污膜包括以下重量比组分的混合物：氟化镁40～70％、氧化锆20～40％、纳米杂化氟硅树脂10～20％，且耐油污膜的膜层厚度为2～10μm。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法，其特征在于，其制备方法为以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法，其特征在于，所述S1中的富氧空气中的氧气含量为所述富氧空气的氧含量为25～45％。

9.根据权利要求7所述的一种高强度耐油污光学玻璃及其制备方法，其特征在于，所述S3中模具的预热温度在1400～1550℃。