CN113024868B - 一种抗菌树脂镜片及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌树脂镜片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗菌树脂镜片及其制备方法，镜片原料中含有季铵盐改性丙烯酸酯，季铵盐改性丙烯酸酯在镜片原料中的质量百分数为5.0～10.0％；季铵盐改性丙烯酸酯由叔胺、卤代烷、异氰酸酯和羟基丙烯酸酯合成。本申请的树脂镜片含有季铵盐具有较好的抗菌效果；镜片切割装配后切割面不易滋生细菌；本申请的镜片的加硬层提高了树脂镜片的表面硬度，增强了镜片抗划伤和耐摩擦的能力。

Description

一种抗菌树脂镜片及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及镜片技术领域，具体的说，是一种抗菌树脂镜片及其制备方法。
【背景技术】
树脂镜片具有很多优异的特点，比重为玻璃的二分之一，质量轻；耐冲击、不易碎，跌落地面不易受损；加工方便，可以大规模批量化用模具生产；用途广泛，产品系列丰富；对紫外线的吸收能力高于玻璃镜片；可染成各种颜色。这些突出的优点使树脂镜片成为日常生活应用镜片的主流，广泛应用于视力矫正、运动、户外等各个领域。但是在日常生活中，双手经常接触镜片，容易使汗水或油脂沾在镜片上，细菌容易生长，镜片带菌较多，日积月累容易变得肮脏。空气中飘散的细菌容易附在镜片上，当人们用手接触镜片再去拿取食物，使得细菌或污染物通过双手沾粘于各物品上。市场上售卖的抗菌镜片，多镀抗菌材料于两面，但由于树脂镜片配镜的时候都需要切割成特定形状，以适应镜框大小，切割产生的切割面上不能提供抗菌效果，镜片使用过程中切割面往往成为细菌滋生的温床。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗菌树脂镜片。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种抗菌树脂镜片，镜片原料中含有季铵盐改性丙烯酸酯，季铵盐改性丙烯酸酯在镜片原料中的质量百分数为5.0～10.0％。
季铵盐改性丙烯酸酯，由叔胺、卤代烷、异氰酸酯和羟基丙烯酸酯合成。
季铵盐改性丙烯酸酯的合成过程包括以下步骤：
(1)将叔胺、卤代烷和催化剂，进行反应制得带羟基的季铵盐；
原料可以选取带羟基的叔胺和卤代烷反应，例如N，N-二甲基乙醇胺和苄基氯；也可以选取叔胺和带羟基的卤代烷反应，例如十烷基二甲基叔胺和氯乙醇；反应制得季铵盐，并将羟基带入结构中。
催化剂为碘化钾、氧化铅、氯化铝、三氧化二铬、五氧化二钒的其中一种或几种，优选碘化钾；
叔胺与卤代烷的摩尔比为1:1.05～1：1.22。
催化剂的重量为总重量的0.1％～1.0％。
反应温度为80～120℃，常压反应。
(2)羟基季铵盐、异氰酸酯以及催化剂在溶剂中反应，异氰酸酯基过量；反应制得带有季铵盐基团和异氰酸酯基的中间体。
异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的其中一种或几种。优选六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。
羟基季铵盐、异氰酸酯的摩尔比为1:1.00～1:1.20。
催化剂的用量为总质量的0.4％～0.5％。
季铵盐的羟基(-OH)和异氰酸酯中的异氰酸酯基(NCO)反应，羟基季铵盐和异氰酸酯连接，将季铵盐基团带入结构中；由于异氰酸酯基(NCO)过量，得到中间体，中间体带有NCO；
催化剂为二月桂酸二丁基锡、二丁基二氯化锡的其中一种，优选二丁基二氯化锡。
(3)向中间体滴加羟基丙烯酸酯，反应所得物带有季铵盐基团和丙烯酸酯基，最终制得季铵盐改性丙烯酸酯。
中间体与羟基丙烯酸酯摩尔比为1:1.005～1:1.100。
羟基丙烯酸酯选自(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、4-羟基丁基丙烯酸酯、苯基缩水甘油醚丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯的一种或几种。
羟基丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯。
镜片折射率为1.56+/-0.01。
一种抗菌树脂镜片的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：将季铵盐改性丙烯酸酯首先溶解于苯乙烯，再加入其它丙烯酸酯单体、热引发剂以及UV粉和调色剂，混合后充分搅拌直至完全溶解，过滤脱泡处理；
在配料中，各种原料的组份质量百分比为：
Figure BDA0002960816120000031
(2)浇注和一次固化：通过浇料器把料液注入到玻璃模具中，放入固化炉，按固化温度曲线及时间作一次固化；
(3)开模和磨边：打开模具取出镜片毛坯，在磨边机上磨边；
(4)清洗和二次固化：在镜片清洗机上洗净镜片，放入固化炉进行二次固化；
(5)加硬：镜片清洗后浸涂加硬液，放入到烘箱中加热固化；抗菌树脂镜片两侧各附上一层加硬层；
(6)镀减反层和防水防污层：由常规的镀膜工艺，在真空镀膜机内，分别通过真空镀膜方式，在树脂镜片的加硬层上施加减反层和防水防污层。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本申请的树脂镜片含有季铵盐具有较好的抗菌效果。
本申请的镜片切割装配后切割面不易滋生细菌。
本申请的镜片的加硬层提高了树脂镜片的表面硬度，增强了镜片抗划伤和耐摩擦的能力。
本申请的镜片的减反层可以减少镜片对光线的反射，提高镜片的透光率。
本申请的镜片的防水防污层可以提高镜片表面的防水防油效果。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种抗菌树脂镜片及其制备方法的具体实施方式。
实施例1
在烧瓶中加入N，N-二甲基乙醇胺、苄基氯，两者摩尔比为1：1.1，加入溶剂N，N-二甲基甲酰胺(DMF)和催化剂碘化钾，DMF用量为N，N-二甲基乙醇胺、苄基氯重量之和的4-5倍，碘化钾用量为总重量的0.5％。在90℃下搅拌回流，反应15h，冷却至室温，减压过滤，丙酮洗涤提纯，经35℃下真空干燥36小时，得到N，N-二甲基-N-羟乙基-N-苄基氯化铵(羟基季铵盐)。在三口瓶中，加入0.11mol己二酸二异氰酸酯(HDI)、0.1mol上述合成化合物、两者重量之和的4-5倍的碳酸二甲酯以及占总重0.45％的二甲基二氯化锡，55℃反应3.5h以后，滴加甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)0.10～0.105mol，反应2.5h。降温有白色固体析出，减压过滤并经丙酮洗涤，烘干，制得季铵盐改性丙烯酸酯，完成合成步骤。
具体实施中，将季铵盐改性丙烯酸酯混合苯乙烯，升温搅拌直到完全溶解，再与其它丙烯酸酯、引发剂、调色剂、紫外吸收剂等，按照配方比例混合，搅拌直到所有物料完全溶解，过滤并作真空脱泡处理，得到树脂镜片的浇注液，完成配料步骤。
将浇注液注入玻璃模具中，放入固化炉，升温并保温一段时间，浇铸液固化成为镜片毛坯，完成浇注和一次固化步骤。
打开模具取出镜片，在磨边机上将镜片毛坯多余外圈磨掉，然后在清洗机清洗干净，放入固化炉进行二次固化，完成开模、磨边、清洗和二次固化步骤。
加硬层由加硬液固化得到。按常规的加硬工艺，镜片清洗后浸入加硬液，慢慢提拉，镜片两侧都粘附上一层加硬液，送入烘道或烘箱，80℃加热半小时后加硬液初步固化，检验镜片表面质量后再次放入烘箱，温度提高到115～120℃，保持2小时，完成加硬步骤。镜片两侧各附上一层加硬层。
按照常规的镀膜工艺，在真空镀膜机内，分别通过真空镀膜方式，在加硬层外侧施加减反层和防水防污层，完成减反层和防水防污层的镀膜，最终制得1.56折射率的抗菌树脂镜片。
实施例2
在烧瓶中加入十烷基二甲基叔胺、氯乙醇，摩尔比为1：1.08，加入前两者重之和5倍量的N，N-二甲基甲酰胺，在110℃下搅拌回流，反应21h，冷却至室温，减压过滤，丙酮洗涤提纯，经35℃下真空干燥40小时，得到N,N-二甲基-N-羟乙基-N-十烷基氯化铵(羟基季铵盐)。在三口瓶中，加入0.108mol甲苯二异氰酸酯(TDI)、0.1mol上述合成化合物，以及两者重量之和5倍量的甲苯以及总重量的0.5％的二月桂酸二丁基锡，65℃反应5h以后，滴加4-羟基丁基丙烯酸0.103～0.105mol，反应4.5h。降温有白色固体析出，减压过滤并经丙酮洗涤，烘干，制得季铵盐改性丙烯酸酯，完成合成步骤。
按照实施例1类似的工艺，最终制得1.56折射率的抗菌树脂镜片。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗菌树脂镜片，其特征在于，镜片原料中含有季铵盐改性丙烯酸酯，季铵盐改性丙烯酸酯在镜片原料中的质量百分数为5.0～10.0％；
季铵盐改性丙烯酸酯，由叔胺、卤代烷、异氰酸酯和羟基丙烯酸酯合成；
季铵盐改性丙烯酸酯的合成过程包括以下步骤：
（1）将叔胺、卤代烷和催化剂，进行反应制得带羟基的季铵盐；
（2）羟基季铵盐、异氰酸酯以及催化剂在溶剂中反应，异氰酸酯基过量；反应制得带有季铵盐基团和异氰酸酯基的中间体；
（3）向中间体滴加羟基丙烯酸酯，反应所得物带有季铵盐基团和丙烯酸酯基，最终制得季铵盐改性丙烯酸酯；
一种抗菌树脂镜片，在配料中，各种原料的组份质量百分比为：
季铵盐改性丙烯酸酯 5.0～10.0%
苯乙烯 25.0～35.0%
丙烯酸酯单体 50.0～70.0%
热引发剂 0.10～0.25%
UV粉 0.50～1.00%
调色剂 0.25～0.85%；
各种原料的组份质量百分比总数为100%。
2.如权利要求1所述的一种抗菌树脂镜片，其特征在于，在步骤（1）中，叔胺与卤代烷的摩尔比为1:1.05～1:1.22。
3.如权利要求1所述的一种抗菌树脂镜片，其特征在于，在步骤（2）中，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯的其中一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种抗菌树脂镜片，其特征在于，在步骤（2）中，异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。
5.如权利要求1所述的一种抗菌树脂镜片，其特征在于，在步骤（2）中，羟基季铵盐、异氰酸酯的摩尔比为1:1.00～1:1.20。
6.如权利要求1所述的一种抗菌树脂镜片，其特征在于，在步骤（3）中，中间体与羟基丙烯酸酯摩尔比为1:1.005～1:1.100。
7.如权利要求1所述的一种抗菌树脂镜片，其特征在于，在步骤（3）中，羟基丙烯酸酯选自（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）丙烯酸羟乙酯、4-羟基丁基丙烯酸酯、苯基缩水甘油醚丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯的一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种抗菌树脂镜片，其特征在于，在步骤（3）中，羟基丙烯酸酯为甲基丙烯酸羟乙酯。
9.如权利要求1所述的一种抗菌树脂镜片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料：将季铵盐改性丙烯酸酯首先溶解于苯乙烯，再加入其它丙烯酸酯单体、热引发剂以及UV粉和调色剂，混合后充分搅拌直至完全溶解，过滤脱泡处理；
（2）浇注和一次固化：通过浇料器把料液注入到玻璃模具中，放入固化炉，按固化温度曲线及时间作一次固化；
（3）开模和磨边：打开模具取出镜片毛坯，在磨边机上磨边；
（4）清洗和二次固化：在镜片清洗机上洗净镜片，放入固化炉进行二次固化；
（5）加硬：镜片清洗后浸涂加硬液，放入到烘箱中加热固化；抗菌树脂镜片两侧各附上一层加硬层；
（6）镀减反层和防水防污层：通过镀膜工艺，在真空镀膜机内，分别通过真空镀膜方式，在树脂镜片的加硬层上施加减反层和防水防污层。
10.如权利要求9所述的一种抗菌树脂镜片的制备方法，其特征在于，所述的抗菌树脂镜片的折射率为1.56+/-0.01。
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