CN111060995A - 一种增透膜及光学透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增透膜及光学透镜，该增透膜包括依次设置的氧化铝膜层、TiO2膜层、MgF2膜层和无机增透保护膜层；所述无机增透保护膜层通过在所述MgF2膜层上喷涂增透保护涂料，再经烘干后得到；所述增透保护涂料括以下重量份的原料：聚丙烯酸酯30‑80重量份；正硅酸乙酯20‑50重量份；十六烷基三甲氧基硅烷5‑30重量份；甲基三乙氧基硅烷5‑30重量份；硬脂酸镧1‑5重量份；硬脂酸1‑5重量份；纳米级钙盐1‑15重量份；纳米二氧化钛粒子1‑25重量份。本发明的增透膜具有能有效提高光学透镜的透光率，并且具有一定的“自清洁”性能，具有很好的环境适应性，同时还具有较高的硬度，能满足使用需求。

Description

一种增透膜及光学透镜
技术领域
本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种增透膜及光学透镜。
背景技术
增透膜具有增加光学元件透光率的性能，被广泛用于光学设备。它的主要功能是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光。为提高光学透镜的透光率，通常会在透镜表面镀制增透膜，同时还能对透镜形成一定的保护。但现在的增透膜存在透光率不够或是缺少“自清洁”等缺点，需要进行改进。例如专利CN201410182322.2公开了一种自清洁增透膜及其制备方法，其公开的增透膜具有一定的“自清洁”功能，但透光率不够。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种增透膜及应用该增透膜的光学透镜。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种增透膜，包括依次设置的氧化铝膜层、TiO2膜层、MgF2膜层和无机增透保护膜层；
所述无机增透保护膜层通过在所述MgF2膜层上喷涂增透保护涂料，再经烘干后得到；
所述增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure BDA0002364774830000011
Figure BDA0002364774830000021
优选的是，所述增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure BDA0002364774830000022
优选的是，所述增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure BDA0002364774830000023
优选的是，所述增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure BDA0002364774830000024
优选的是，所述增透保护涂料的制备方法为：按重量份将聚丙烯酸酯、正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、硬脂酸镧、硬脂酸、纳米级钙盐、纳米二氧化钛粒子加入反应容器中，混合均匀后加热至50～120℃，搅拌反应2.0～4小时，冷却得到所述增透保护涂料。
优选的是，所述增透膜的制备方法包括为：首先在光学镜面上依次镀制氧化铝膜层、TiO2膜层、MgF2膜层，然后在MgF2膜层上喷涂增透保护涂料，烘干后在MgF2膜层上形成无机增透保护膜层。
优选的是，所述氧化铝膜层的厚度为15-35nm，TiO2膜层的厚度为10-35nm，MgF2膜层的厚度为15-25nm，无机增透膜层的厚度为35-85nm。
本发明还提供一种光学透镜，包括光学透镜本体和设置在所述学透镜本体的光学镜面上的如上所述的增透膜。
本发明的有益效果是：本发明的增透膜具有能有效提高光学透镜的透光率，并且具有一定的“自清洁”性能，具有很好的环境适应性，同时还具有较高的硬度，能满足使用需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本实施例的一种增透膜，包括依次设置的氧化铝膜层、TiO2膜层、MgF2膜层和无机增透保护膜层；
无机增透保护膜层通过在MgF2膜层上喷涂增透保护涂料，再经烘干后得到；
增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure BDA0002364774830000031
Figure BDA0002364774830000041
在一种实施例中，增透保护涂料的制备方法为：按重量份将聚丙烯酸酯、正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、硬脂酸镧、硬脂酸、纳米级钙盐、纳米二氧化钛粒子加入反应容器中，混合均匀后加热至50～120℃，搅拌反应2.0～4小时，冷却得到增透保护涂料。
在一种实施例中，增透膜的制备方法包括为：首先在光学镜面上依次镀制氧化铝膜层、TiO2膜层、MgF2膜层，然后在MgF2膜层上喷涂增透保护涂料，烘干后在MgF2膜层上形成无机增透保护膜层。
本发明中，正硅酸乙酯可用来对金属表面渗硅，处理光学玻璃可提高透光度；十六烷基三甲氧基硅烷能对材料进行表面修饰，能提高防雾特性，增强透明性。甲基三乙氧基硅烷提高耐候性能。
其中，硬脂酸镧、硬脂酸、纳米级钙盐(本实施例中选用纳米级碳酸钙)配制成复合物，硬脂酸镧、硬脂酸形成镧配合物，镧配合物在结晶过程中一方面起到增加晶核的作用，另一方面起到降低结晶生长时大分子在垂直与分子链方向折叠的界面自由能，使大分子链更易排入晶格，起到促进结晶生长的作用。加入纳米级钙盐后，引入含钙化合物，能诱导产生六方β晶型，能增加粘结性，提高整体膜的强度。仅加入硬脂酸镧、硬脂酸时，虽然加快了结晶速度，但强度不够，主要因为α晶型含量多；引入纳米级钙盐，促进β晶型形成，β晶型含量增多，从而使强度、透光率增加。
其中，纳米二氧化钛粒子能提高自洁性能，且对透光率也有提高作用。
其中，氧化铝膜层的厚度为15-35nm，TiO2膜层的厚度为10-35nm，MgF2膜层的厚度为15-25nm，无机增透膜层的厚度为35-85nm。
本发明还提供一种光学透镜，包括光学透镜本体和设置在学透镜本体的光学镜面上的如上的增透膜。
以下结合增透膜的具体实施例和对比例对本发明做进一步说明。
实施例1
增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure BDA0002364774830000051
增透保护涂料的制备方法为：按重量份将聚丙烯酸酯、正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、硬脂酸镧、硬脂酸、纳米级钙盐、纳米二氧化钛粒子加入反应容器中，混合均匀后加热至110℃，搅拌反应3小时，冷却得到增透保护涂料。
增透膜的制备方法包括为：首先在光学镜面上依次镀制氧化铝膜层、TiO2膜层、MgF2膜层，然后在MgF2膜层上喷涂增透保护涂料，烘干后在MgF2膜层上形成无机增透保护膜层。
氧化铝膜层的厚度为20nm，TiO2膜层的厚度为15nm，MgF2膜层的厚度为15nm，无机增透膜层的厚度为45nm。
实施例2
增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure BDA0002364774830000052
实施例3
增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure BDA0002364774830000061
对比例1
与实施例1的区别仅在于不包括硬脂酸镧、硬脂酸和纳米级钙盐。
对比例2
与实施例1的区别仅在于不包括纳米级钙盐。
对比例3
与实施例1的区别仅在于不包括硬脂酸镧。
对比例4
与实施例1的区别仅在于不包括硬脂酸。
对比例5
与实施例1的区别仅在于不包纳米二氧化钛粒子。
按照与实施例1相同的方法在光学透镜制备出增透膜，然后进行性能测试，包括增透膜的透光率和铅笔硬度。另外，将不设置增透膜的第一凸透镜3作为对比例6，进行透光率测试。
透光率测试方法参照国家标准GB/T2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》；铅笔硬度按ISO15184标准测试。
测试数据如下表：
Figure BDA0002364774830000062
Figure BDA0002364774830000071
测试结果分析：通过实施例1-3和对比例6(无增透膜)的测试结果，可以看出，设置增透膜后，光学透镜的透光率大大提高，可以说明增透膜对透光率的提高效果。且实施例1-3的铅笔硬度均为5H，具有优异的硬度。
从对比例1-4的结果与实施例1相比可以得出：硬脂酸镧、硬脂酸和纳米级钙盐单独使用以及两两混合使用时效果均明显不如三者混合使用效果好，这是由于硬脂酸镧、硬脂酸、纳米级钙盐(碳酸钙)配制成复合物，硬脂酸镧、硬脂酸形成镧配合物，镧配合物在结晶过程中一方面起到增加晶核的作用，另一方面起到降低结晶生长时大分子在垂直与分子链方向折叠的界面自由能，使大分子链更易排入晶格，起到促进结晶生长的作用。加入纳米级钙盐后，引入含钙化合物，能诱导产生六方β晶型，能增加粘结性，提高整体膜的强度。仅加入硬脂酸镧、硬脂酸时，虽然加快了结晶速度，但强度不够，主要因为α晶型含量多；引入纳米级钙盐后，促进β晶型形成，β晶型含量增多，从而使强度、透光率增加。
从对比例5的结果与实施例1相比可以看出纳米二氧化钛粒子对透光率也有提高作用。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (8)

1.一种增透膜，其特征在于，包括依次设置的氧化铝膜层、TiO2膜层、MgF2膜层和无机增透保护膜层；
所述无机增透保护膜层通过在所述MgF2膜层上喷涂增透保护涂料，再经烘干后得到；
所述增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure FDA0002364774820000011
2.根据权利要求1所述的增透膜，其特征在于，所述增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure FDA0002364774820000012
3.根据权利要求1所述的增透膜，其特征在于，所述增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure FDA0002364774820000013
Figure FDA0002364774820000021
4.根据权利要求1所述的增透膜，其特征在于，所述增透保护涂料括以下重量份的原料：
Figure FDA0002364774820000022
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的增透膜，其特征在于，所述增透保护涂料的制备方法为：按重量份将聚丙烯酸酯、正硅酸乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、硬脂酸镧、硬脂酸、纳米级钙盐、纳米二氧化钛粒子加入反应容器中，混合均匀后加热至50～120℃，搅拌反应2.0～4小时，冷却得到所述增透保护涂料。
6.根据权利要求5所述的增透膜，其特征在于，所述增透膜的制备方法包括为：首先在光学镜面上依次镀制氧化铝膜层、TiO2膜层、MgF2膜层，然后在MgF2膜层上喷涂增透保护涂料，烘干后在MgF2膜层上形成无机增透保护膜层。
7.根据权利要求6所述的增透膜，其特征在于，所述氧化铝膜层的厚度为15-35nm，TiO2膜层的厚度为10-35nm，MgF2膜层的厚度为15-25nm，无机增透膜层的厚度为35-85nm。
8.一种光学透镜，其特征在于，包括光学透镜本体和设置在所述学透镜本体的光学镜面上的如权利要求7所述的增透膜。
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