CN110564094A - 一种防蓝光材料及其制备方法及防蓝光灯具元件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防蓝光材料及其制备方法及防蓝光灯具元件，其中防蓝光材料，其特征在于包括以下组分:聚甲基丙烯酸甲酯、荧光增白剂KCB、抗氧化剂。本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种组分简单，配比合理，防蓝光效果好的防蓝光材料；与之相应，本发明另一个目的提供一种制备上述防蓝光材料的方法，该方法步骤简单，工艺条件合适，制备出的防蓝光材料防蓝光效果好、坚韧、抗冲击性好，透光率高。本发明另一个目的提供一种采用上述防蓝光材料制备的灯具元件。

Description

一种防蓝光材料及其制备方法及防蓝光灯具元件
技术领域
本发明属于防蓝光材料技术领域，涉及一种适防蓝光材料，本发明还涉及一种制备上述防蓝光材料的方法，本发明还涉及一种采用上述防蓝光材料制作的灯具元件。
背景技术
医学研究报告表明，可见光中的紫光和蓝光对视网膜的破坏作用最大。波长在500-800之间的可见光对视网膜基本上没有破坏作用,而从400-500之间的紫光和蓝光随波长的减少,光子能量增加,对视网膜的损害程度迅速上升。当时,人们对蓝光如何对视网膜损坏的机理不够了解。因此,也没有得到眼科界的重视。近两三年来科学家们才开始认识到视网膜细胞含有一种异常的视黄醛叫A2E，A2E有两个吸收峰：一个在紫外区的335NM；另一个在蓝光区的435NM。A2E对视网膜色素上皮在没有光照黑暗的条件下具有毒性。在光照条件下，A2E其毒性大大地增加。蓝光对视网膜的损害作用是一个连锁反应：第一步是由于在紫外区和蓝光区均有吸收峰,所以不论是紫外光或是蓝光均能激发A2E使其释放出自由基离子。后者增大了它对视网膜色素上皮的损坏作用从而引起视网膜色素上皮的萎缩,再引起光敏感细胞的死亡。光敏感细胞的功能是接受人射光把光信号转变为电信号,后者再通过视觉神经传递给大脑后成像。光敏感细胞的死亡将会导致视力逐渐下降甚至完全丧失。
防蓝光的光学原理其实比较简单，通过特殊材料的阻隔、反射高能短波蓝光，从而达到保护眼睛免受蓝光伤害。真正的难点在于：蓝光波段为UV400-500，但是对眼睛伤害最大的是UV445-470波段的高能短波蓝光，好的防蓝光产品需要精准阻隔这个波段的蓝光，同时控制色差，增加透光率。
但是，现有的防蓝光材料其配方组成比较复杂，制备比较困难，而且难以阻隔UV445-470波段的高能短波蓝光。
故此，现有的防蓝光材料有待于进一步改进。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种组分简单，配比合理，防蓝光效果好的防蓝光材料；
与之相应，本发明另一个目的提供一种制备上述防蓝光材料的方法，该方法步骤简单，工艺条件合适，制备出的防蓝光材料防蓝光效果好、坚韧、抗冲击性好，透光率高。
本发明另一个目的提供一种采用上述防蓝光材料制备的灯具元件。
就防蓝光材料而言，为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种防蓝光材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 91-99.9％
荧光增白剂KCB 0.01-9％
抗氧化剂 0.00005-0.2％。
作为本发明防蓝光材料的另一种改进，按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 99.6-99.8％
荧光增白剂KCB 0.1994-0.4％
抗氧化剂 0.0001-0.0006％。
作为本发明防蓝光材料的另一种改进，按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 99.8％
荧光增白剂KCB 0.1999％
抗氧化剂 0.0001％。
作为本发明防蓝光材料的另一种改进，按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 91-95％
荧光增白剂KCB 4.99-9％
抗氧化剂 0.01-0.05％。
作为本发明抗氧化剂的进一种改进，所述的抗氧化剂为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯。
作为本发明聚甲基丙烯酸甲酯的进一种改进，所述聚甲基丙烯酸甲酯通过以下方法制备：
A、在配料罐中加入50-80质量份甲基丙烯酸甲酯、5-40质量份环十二碳三烯、1-8质量份硫代二丙酸双十八醇酯、0.1-2质量份N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺、0.03-0.5质量份过氧乙酸叔丁酯，0.01-0.05重量份正十二烷基硫醇搅拌均匀，得到第一混合体；
B、往反应釜内加入0.05-0.3重量份聚乙烯醇1788，200-400重量份去离子水，搅拌、溶解均匀，得第二混合体；
将第一混合体加入反应釜的第二混合体中，密封，充入氮气直至压力1.5-3.0MPa，60-140℃，在20-60r/min的转速下搅拌反应0.5-2h；继续充入氮气，使压力提升至3.5-5MPa,加热升温至160-200℃,聚合2-8h。
作为本发明荧光增白剂KCB的进一种改进，所述荧光增白剂KCB通过以下方法制备：
将1，4-萘二腈80-100份、邻氨基苯酚45-65份、固体盐酸1-5份,混合均匀后放入密封的玻璃容器,加热至180-200℃,缩合反应1-2h。
本发明技术方案中聚甲基丙烯酸甲酯、荧光增白剂KCB、抗氧化剂均属于市售产品，可以通过直接购买的方式获得。其中聚甲基丙烯酸甲酯可从成都嘉叶生物科技有限公司购得；所述荧光增白剂KCB可从河南瑞奇特化工有限公司购得；所述抗氧化剂3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯可从上海甄准生物科技有限公司购得。
本发明中聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate)，简称PMMA)，又称做压克力、亚克力(英文Acrylic)或有机玻璃、Lucite(商品名称)，在香港多称做阿加力胶，具有高透明度，低价格，易于机械加工等优点，是平常经常使用的玻璃替代材料。
本发明中荧光增白剂KCB，化学名称：1,4-二(苯并噁唑基-2-基)萘，分子式：C24H14N2O2,分子量：362g/mol。通过本发明方法制备的荧光增白剂KCB能有效吸收人肉眼看不见的近紫外光(波长范围在300-400nm之间)，并且有效阻断波段为UV400-470的蓝光。
就防蓝光材料的方法而言，为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种防蓝光材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将聚甲基丙烯酸甲酯、荧光增白剂KC、抗氧化剂混合，40-60℃下搅拌20-60min，得混合物；
S2、将混合物加热至200-240℃，形成熔融流体；
S3、将熔融流体注塑到注塑机中注塑成型，注射速度为10-20g/s。
本发明防蓝光灯具元件，其特征在于采用如上所述防蓝光材料的制作。
其中所述防蓝光灯具元件为防蓝光透光片、防蓝光灯罩、防蓝光薄膜中的一种。
综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：
本发明防蓝光材料组分简单，配比合理，防蓝光效果好，有效阻断波段为UV400-470的蓝光；
本发明方法步骤简单，工艺条件合适，制备出的防蓝光材料防蓝光效果好、坚韧、抗冲击性好，透光率高。
附图说明
图1为本发明的投射率的试验结果图。
具体实施方式
下面结合具体说明书附图和实施方式对本发明作进一步描述：
实施例1
本发明一种防蓝光材料，按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 99.5％
荧光增白剂KCB 0.49995％
抗氧化剂 0.00005％。
实施例2
本发明一种防蓝光材料，按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 99.9％
荧光增白剂KCB 0.099％
抗氧化剂 0.001％。
实施例3
本发明一种防蓝光材料，按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 99.8％
荧光增白剂KCB 0.195％
抗氧化剂 0.005％。
实施例4
本发明一种防蓝光材料，按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 91％
荧光增白剂KCB 8.99％
抗氧化剂 0.01％。
实施例5
本发明一种防蓝光材料，按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 95％
荧光增白剂KCB 4.99％
抗氧化剂 0.01％。
实施例6
本发明一种防蓝光材料，按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 93％
荧光增白剂KCB 6.97％
抗氧化剂 0.03％。
实施例1-6中所述抗氧化剂为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯。
实施例1-6中所述聚甲基丙烯酸甲酯可以通过实施例7-9中任一种方法制备。
实施例7
本发明所述聚甲基丙烯酸甲酯通过以下方法制备：
A、在配料罐中加入50质量份甲基丙烯酸甲酯、5质量份环十二碳三烯、1质量份硫代二丙酸双十八醇酯、0.1质量份N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺、0.03质量份过氧乙酸叔丁酯，0.01重量份正十二烷基硫醇搅拌均匀，得到第一混合体；
B、往反应釜内加入0.05重量份聚乙烯醇1788，200重量份去离子水，搅拌、溶解均匀，得第二混合体；
将第一混合体加入反应釜的第二混合体中，密封，充入氮气直至压力1.5MPa，60℃，在20r/min的转速下搅拌反应0.5h；继续充入氮气，使压力提升至3.5MPa,加热升温至160℃,聚合2h。
实施例8
本发明所述聚甲基丙烯酸甲酯通过以下方法制备：
A、在配料罐中加入80质量份甲基丙烯酸甲酯、40质量份环十二碳三烯、8质量份硫代二丙酸双十八醇酯、2质量份N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺、0.5质量份过氧乙酸叔丁酯，0.05重量份正十二烷基硫醇搅拌均匀，得到第一混合体；
B、往反应釜内加入0.3重量份聚乙烯醇1788，400重量份去离子水，搅拌、溶解均匀，得第二混合体；
将第一混合体加入反应釜的第二混合体中，密封，充入氮气直至压力3.0MPa，140℃，在60r/min的转速下搅拌反应2h；继续充入氮气，使压力提升至5MPa,加热升温至200℃,聚合8h。
实施例9
本发明所述聚甲基丙烯酸甲酯通过以下方法制备：
A、在配料罐中加入65质量份甲基丙烯酸甲酯、23质量份环十二碳三烯、5质量份硫代二丙酸双十八醇酯、1质量份N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺、0.2质量份过氧乙酸叔丁酯，0.03重量份正十二烷基硫醇搅拌均匀，得到第一混合体；
B、往反应釜内加入0.1重量份聚乙烯醇1788，300重量份去离子水，搅拌、溶解均匀，得第二混合体；
将第一混合体加入反应釜的第二混合体中，密封，充入氮气直至压力2.0MPa，60-140℃，在40r/min的转速下搅拌反应1h；继续充入氮气，使压力提升至4MPa,加热升温至1800℃,聚合5h。
实施例1-6中所述荧光增白剂KCB可以通过实施例10-12中任一种方法制备。
实施例10
本发明所述荧光增白剂KCB通过以下方法制备：
将1，4-萘二腈80份、邻氨基苯酚45份、固体盐酸1份,混合均匀后放入密封的玻璃容器,加热至180℃,缩合反应1h。
实施例11
本发明所述荧光增白剂KCB通过以下方法制备：
将1，4-萘二腈100份、邻氨基苯酚65份、固体盐酸5份,混合均匀后放入密封的玻璃容器,加热至200℃,缩合反应2h。
实施例12
本发明所述荧光增白剂KCB通过以下方法制备：
将1，4-萘二腈90份、邻氨基苯酚50份、固体盐酸3份,混合均匀后放入密封的玻璃容器,加热至190℃,缩合反应1.5h。
实施例1-6所述的防蓝光材料可以通过实施例13-15任一种制备方法获得。
实施例13
本发明一种防蓝光材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将聚甲基丙烯酸甲酯、荧光增白剂KC、抗氧化剂混合，40℃下搅拌20min，得混合物；
S2、将混合物加热至200℃，形成熔融流体；
S3、将熔融流体注塑到注塑机中注塑成型，注射速度为10g/s。
实施例14
本发明一种防蓝光材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将聚甲基丙烯酸甲酯、荧光增白剂KC、抗氧化剂混合，60℃下搅拌60min，得混合物；
S2、将混合物加热至240℃，形成熔融流体；
S3、将熔融流体注塑到注塑机中注塑成型，注射速度为0g/s。
实施例15
本发明一种防蓝光材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将聚甲基丙烯酸甲酯、荧光增白剂KC、抗氧化剂混合，50℃下搅拌40min，得混合物；
S2、将混合物加热至220℃，形成熔融流体；
S3、将熔融流体注塑到注塑机中注塑成型，注射速度为15g/s。
实施例1-实施例15制备的防蓝光材料进行了如下测试：
将白纸平放在水平桌面上，用中心波长在420纳米灯照射在白纸上，灯与白纸之间的距离在5cm左右，白纸上出现一个明显的蓝紫光。这时，在白纸与灯之间放入的上述片材，白纸上的蓝光消失，蓝光被片材吸收后被阻隔，不能通过片材，达到了阻隔蓝光的效果，采用其它波长的灯照射重复上述步骤。结果见图1。从图1可以看出，本发明防蓝光材料有效阻断波段为UV400-470的蓝光。由此可见，本发明所制成的防蓝光材料有效防护蓝光对人眼视网膜的伤害。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种防蓝光材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 91-99.9％
荧光增白剂KCB 0.01-9％
抗氧化剂 0.00005-0.2％。
2.根据权利要求1所述的一种防蓝光材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 99.6-99.8％
荧光增白剂KCB 0.1994-0.4％
抗氧化剂 .0001-0.0006％。
3.根据权利要求2所述的一种防蓝光材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 99.8％
荧光增白剂KCB 0.1999％
抗氧化剂 0.0001％。
4.根据权利要求1所述的一种防蓝光材料，其特征在于按重量百分比包括以下组分:
聚甲基丙烯酸甲酯 91-95％
荧光增白剂KCB 4.99-9％
抗氧化剂 0.01-0.05％。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种防蓝光材料，其特征在于所述的抗氧化剂为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯。
6.根据权利要求1-4任一所述的一种防蓝光材料，其特征在于所述聚甲基丙烯酸甲酯通过以下方法制备：
A、在配料罐中加入50-80质量份甲基丙烯酸甲酯、5-40质量份环十二碳三烯、1-8质量份硫代二丙酸双十八醇酯、0.1-2质量份N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺、0.03-0.5质量份过氧乙酸叔丁酯，0.01-0.05重量份正十二烷基硫醇搅拌均匀，得到第一混合体；
B、往反应釜内加入0.05-0.3重量份聚乙烯醇1788，200-400重量份去离子水，搅拌、溶解均匀，得第二混合体；
将第一混合体加入反应釜的第二混合体中，密封，充入氮气直至压力1.5-3.0MPa，60-140℃，在20-60r/min的转速下搅拌反应0.5-2h；继续充入氮气，使压力提升至3.5-5MPa,加热升温至160-200℃,聚合2-8h。
7.根据权利要求1至4任一所述的一种防蓝光材料，其特征在于所述荧光增白剂KCB通过以下方法制备：
将1，4-萘二腈80-100份、邻氨基苯酚45-65份、固体盐酸1-5份,混合均匀后放入密封的玻璃容器,加热至180-200℃,缩合反应1-2h。
8.制备如权利要求1-4任一所述的一种防蓝光材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将聚甲基丙烯酸甲酯、荧光增白剂KC、抗氧化剂混合，40-60℃下搅拌20-60min，得混合物；
S2、将混合物加热至200-240℃，形成熔融流体；
S3、将熔融流体注塑到注塑机中注塑成型，注射速度为10-20g/s。
9.一种防蓝光灯具元件，其特征在于采用如权利要求1-6所述防蓝光材料的制作。
10.根据权利要求9所述的一种防蓝光灯具元件，其特征在于所述防蓝光灯具元件为防蓝光透光片、防蓝光灯罩、防蓝光薄膜中的一种。
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