CN114891175A - 一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于镜片制备技术领域，公开了一种防蓝光的亚克力镜片的制备方法，首先通过制备具有高折射率的聚合物光学树脂材料，然后将制备的聚合物与紫外线吸收剂、防蓝光吸收剂、纳米防蓝光阻隔材料以及改性黑色素粉按比例混合注塑制备得到镜片基片，通过其中的防蓝光吸收剂和纳米防蓝光阻隔材料起到较好的蓝光吸收和阻隔作用，通过加入改性黑色素粉的添加，能够吸收蓝光的反复弹射，制备的镜片基片通过染色剂进行染色处理，利用blueblocker染色剂吸收蓝光，抑制蓝光透过镜片；染色完成对镜片基片进行镀反射膜层，起到防反射。
Description
技术领域
本发明涉及一种镜片的制备方法，具体涉及一种防蓝光的亚克力镜片及其制备方法。
背景技术
蓝光是可见光的重要组成部分，但它波长短，能量高，能够直接穿透晶体直达眼底视网膜上。LED、电脑背景光人造光源中保留了大量的蓝光，这样使得人工光更白，更亮，有些特别白亮的光给人一直泛蓝的感觉，这就是蓝光比例过高引起的。其实早在40多年前科学家就已经发现蓝光也会损伤我们的眼睛。近几十年来眼视光医学界如Mainster、Klein等已经证实蓝光污染对人类的视力产生了严重的影响。
近年来蓝光对眼睛的伤害又有了新证据，它还会通过提高视觉细胞对光的敏感度和光氧化反应导致细胞的死亡，损害视力。在有氧的条件下，蓝光刺激视网膜启动光氧化机制，形成严重的氧化反应，破坏机体正常的氧化还原的动态平衡，导致感光细胞凋亡，现认为脂褐素与蓝光的作用是导致黄斑变性的重要原因。大量的实验表明蓝光能够激活视网膜细胞的氧化反应，启动细胞凋亡机制，从而导致细胞的死亡和损伤。据日本NHK报道，一项调查显示，电视、电脑、智能手机等液晶屏幕发出的蓝光，会使眼睛产生疲劳、打乱睡眠节奏、影响健康。过滤蓝光不但能够消除看电脑时眼睛酸涩、疼痛等症状，还能缓解眼睛疲劳，更重要的是能够阻止蓝光对视觉细胞的损伤。
为了避免蓝光造成的损害，本发明提供一种防蓝光的亚克力镜片及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防蓝光的亚克力镜片及其制备方法，制备的镜片能够对蓝光进行有效抑制。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法，其特征在于，所述镜片生产方法如下：
步骤1：聚合物光学树脂材料制备：在自动搅拌反应器内，预先加入一定量的由固态有机锡和固态无机锡组成的催化剂和芳香族二异氰酸酯，混合溶解后，再加入一定量的多元硫醇，将其混合均匀，将烘箱温度调至最佳温度，并维持一定时间，发生聚合反应并固化，可得到高折射率的聚合物光学树脂材料；
步骤2：镜片基片制备：在自动化搅拌设备内，加入一定量的高折射率的聚合物光学树脂材料、改性黑色素粉、紫外线吸收剂、防蓝光吸收剂、纳米防蓝光阻隔材料，将其混合均匀并经滤膜过滤，在一定压力和温度下，脱气一定时间，恢复常压之后，将烘箱温度调至最佳温度，并维持一定时间，将材料烘干后，经高温注塑至镜片模具内成型，对模具进行降温，当温度达到脱模温度时，启动脱模程序脱模，制得镜片基片；
步骤3：镜片基片染色处理：将Blue Blocker染色剂、染色助剂与水按5％-25％：5％：70％-90％的比例混匀后，加温染色液至90℃-95℃，然后将镜片基片放入染色液中浸泡10-20s，接着取出镜片进行固色；
步骤4：镀膜强化处理：模拟膜层设计，调整到最佳膜层状态，将镜片基片烘干送入镀膜设备，抽真空，并冲入氧气，进行蒸镀反射膜层，镀完反射膜层，将镜片送入表面处理生产线，将镜片浸泡在纳米材料强化液进行表面强化处理，即可得到防蓝光镜片。
进一步的，所述的防蓝光吸收剂是采用以下方法制备的：
步骤S1：将乳化剂和/或分散剂加入水中，加入引发剂搅拌至完全溶解得到水液；
步骤S2：称取丙烯酸酯、苯乙烯和CR39树脂单体，加入光吸收剂、颜料和引发剂，混合均匀得到油液；
步骤S3：将油液加入水液中，油水质量比为(0.5～1.5)∶1，通氮气，水浴温度20～25℃乳化 15-40min，升高水浴温度至40-90℃，反应1～12小时，得到半透明乳黄色胶乳，加入乙醇破乳，产生沉淀物，过滤干燥，得到防蓝光吸收剂。
进一步的，所述光吸收剂为UV-P、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-360、 UV-531、UV-928和喹酞酮光吸收剂中的至少一种。
进一步的，所述紫外线吸收剂为苯并三唑类、苯并三氮唑类或取代丙烯酮类中的一种或几种。
进一步的，所述纳米防蓝光阻隔材料的制备方法如下：
步骤S101：按计量比取一定体积的1mol/L硝酸铝水溶液，用10％氨水滴加至pH为7，制成溶液A；
步骤S102：按计量比取一定体积的1mol/L硝酸钨水溶液，用0.5mol/L碳酸钠溶液滴加至pH 为7.5，制成溶液B；
步骤S103：在70℃和搅拌下将步骤S102所得的溶液B滴加到步骤S101所得的溶液A中，继续搅拌3h后冷却至室温，静置2h时，抽滤后用无水乙醇洗涤；120℃干燥一天后在空气中以2℃/min的速率升温至450℃，焙烧5h，最后用机械研磨法制备得到纳米防蓝光材料；其中铝和钨的摩尔比为3-4:1。
进一步的，所述改性黑色素粉的制备方法如下：
步骤a：将2-5份黑色素粉末均匀分散于100份二甲基亚砜中，并在其中加入5-10份的1,2- 环氧丙烷和0.3-0.5份的柠檬酸，然后，在30-50℃下搅拌反应2-5h；
步骤b：再在系统中加入20-30份的正丁醇，1-5份的十二烷基溴，110℃下搅拌30min，然后加入20-30份的聚二甲基硅氧烷和3-5份的乙二胺四乙酸二钠，然后在120℃下搅拌30-60min；过滤、洗涤并干燥；干燥温度为70-80℃；
步骤c：将得到的产物1-3份加入到10-30份二甲基甲酰胺中，然后加入2-5份的马来酸酐和1-3份的富马酸，于60℃下搅拌20-30min，并在其中加入柠檬酸0.5-1份。
进一步的，所述反射膜层由30层纳米薄膜组成，其中第一层为TiO2薄膜，第二层为Ti2O3薄膜，第三层为SiO2薄膜，构成一个循环，并如此循环叠加至30层，总厚度控制在50nm-450nm。
本发明的有益效果为：本发明制备的镜片通过聚合物光学树脂、紫外线吸收剂、防蓝光吸收剂、纳米防蓝光阻隔材料按比例混合注塑成型，能够有效吸收阻隔蓝光，镜片进行染色处理，利用blue blocker染色剂吸收蓝光，抑制蓝光透过镜片的特性，同时在镜片基片的材料中，添加了改性黑色素粉，能吸收蓝光的反复弹射。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法，其特征在于，所述镜片生产方法如下：
步骤1：聚合物光学树脂材料制备：在自动搅拌反应器内，预先加入一定量的由固态有机锡和固态无机锡组成的催化剂和芳香族二异氰酸酯，混合溶解后，再加入一定量的多元硫醇，将其混合均匀，将烘箱温度调至最佳温度，并维持一定时间，发生聚合反应并固化，可得到高折射率的聚合物光学树脂材料；
步骤2：镜片基片制备：在自动化搅拌设备内，加入一定量的高折射率的聚合物光学树脂材料、改性黑色素粉、紫外线吸收剂、防蓝光吸收剂、纳米防蓝光阻隔材料，将其混合均匀并经滤膜过滤，在一定压力和温度下，脱气一定时间，恢复常压之后，将烘箱温度调至最佳温度，并维持一定时间，将材料烘干后，经高温注塑至镜片模具内成型，对模具进行降温，当温度达到脱模温度时，启动脱模程序脱模，制得镜片基片；
步骤3：镜片基片染色处理：将Blue Blocker染色剂、染色助剂与水按5％-25％：5％：70％-90％的比例混匀后，加温染色液至90℃-95℃，然后将镜片基片放入染色液中浸泡10-20s，接着取出镜片进行固色；
步骤4：镀膜强化处理：模拟膜层设计，调整到最佳膜层状态，将镜片基片烘干送入镀膜设备，抽真空，并冲入氧气，进行蒸镀反射膜层，镀完反射膜层，将镜片送入表面处理生产线，将镜片浸泡在纳米材料强化液进行表面强化处理，即可得到防蓝光镜片。
实施例中，步骤3中固色在烘箱中进行，烘箱内温度曲线设定为：
升温：室温到40℃用时3小时，40℃到60℃用时5小时，60℃到70℃用时1小时，70℃到 88℃用时2小时；
降温：88℃到60℃用时2小时；
恒温：60℃，为镜片模具分离的温度。
实施例中，防蓝光吸收剂是采用以下方法制备的：
步骤S1：将乳化剂和/或分散剂加入水中，加入引发剂搅拌至完全溶解得到水液；
步骤S2：称取丙烯酸酯、苯乙烯和CR39树脂单体，加入光吸收剂、颜料和引发剂，混合均匀得到油液；
步骤S3：将油液加入水液中，油水质量比为(0.5～1.5)∶1，通氮气，水浴温度20～25℃乳化 15-40min，升高水浴温度至40-90℃，反应1～12小时，得到半透明乳黄色胶乳，加入乙醇破乳，产生沉淀物，过滤干燥，得到防蓝光吸收剂。
步骤S1中乳化剂和/或分散剂、引发剂和去离子水的质量比为(1.0～5)∶(0-0.5)∶100；步骤S2中引发剂与树脂单体的质量比为(0-0.5)∶100；步骤S1和步骤S2中的引发剂用量不能同时为0；步骤S3中乙醇的加入量为乳液体积的10％～30％。
实施例中，所述光吸收剂为UV-P、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-360、 UV-531、UV-928和喹酞酮光吸收剂中的至少一种。
实施例中，所述紫外线吸收剂为苯并三唑类、苯并三氮唑类或取代丙烯酮类中的一种或几种。
实施例中，纳米防蓝光阻隔材料的制备方法如下：
步骤S101：按计量比取一定体积的1mol/L硝酸铝水溶液，用10％氨水滴加至pH为7，制成溶液A；
步骤S102：按计量比取一定体积的1mol/L硝酸钨水溶液，用0.5mol/L碳酸钠溶液滴加至pH 为7.5，制成溶液B；
步骤S103：在70℃和搅拌下将步骤S102所得的溶液B滴加到步骤S101所得的溶液A中，继续搅拌3h后冷却至室温，静置2h时，抽滤后用无水乙醇洗涤；120℃干燥一天后在空气中以2℃/min的速率升温至450℃，焙烧5h，最后用机械研磨法制备得到纳米防蓝光材料；其中铝和钨的摩尔比为3-4:1。
纳米防蓝光阻隔材料通过将硝酸铝溶液和硝酸钨溶液共混得到，蓝光阻隔效果较好。
实施例中，改性黑色素粉的制备方法如下：
步骤a：将2-5份黑色素粉末均匀分散于100份二甲基亚砜中，并在其中加入5-10份的1,2- 环氧丙烷和0.3-0.5份的柠檬酸，然后，在30-50℃下搅拌反应2-5h；
步骤b：再在系统中加入20-30份的正丁醇，1-5份的十二烷基溴，110℃下搅拌30min，然后加入20-30份的聚二甲基硅氧烷和3-5份的乙二胺四乙酸二钠，然后在120℃下搅拌30-60min；过滤、洗涤并干燥；干燥温度为70-80℃；
步骤c：将得到的产物1-3份加入到10-30份二甲基甲酰胺中，然后加入2-5份的马来酸酐和 1-3份的富马酸，于60℃下搅拌20-30min，并在其中加入柠檬酸0.5-1份。
实施例中，所述反射膜层由30层纳米薄膜组成，其中第一层为TiO2薄膜，第二层为Ti2O3薄膜，第三层为SiO2薄膜，构成一个循环，并如此循环叠加至30层，总厚度控制在50nm-450nm。
实施例中，步骤1中，在自动搅拌反应器内，预先加入一定量由固态有机锡，如单丁基氧化锡，和固态无机锡组成的催化剂和芳香族二异氰酸酯，混合溶解后，再加入一定量的SH与芳香族二异氰酸酯中NCO基团的摩尔比为1.5：1的多元硫醇，将其混合均匀；将烘箱温度从常温升至125℃，并维持一定时间，发生聚合反应并固化，可得到高折射率的聚合物光学树脂材料。步骤2中，在常温和压力小于2kPa下，脱气一定时间后，恢复常压之后，将烘箱温度从常温升至115±5℃，并维持一定时间，将材料烘干后，经高温注塑至镜片模具内成型，对模具进行降温，当温度达到脱模温度60℃以下，启动脱模程序脱模，制得多功能镜片基片。步骤3中，将Blue Blocker染色剂、染色助剂与水按5：1：14的比例混匀后，加温染色液至95℃，然后将镜片的基片放入染色液中浸泡20s，接着取出镜片进行固色和强化，得到染色后镜片。步骤4中，模拟膜层设计，调整到最佳膜层状态，利用专用膜系设计软件 TFCalc进行优化设计，使400nm-500nm的反射率达到50％以上，使500nm-750nm以上的反射率在2％以下，使佩戴者视物清晰，该反射膜层由30层纳米薄膜组成，其中第一层为TiO2 薄膜，第二层为Ti2O3薄膜，第三层为SiO2薄膜，构成一个循环，并如此循环叠加至30层，总厚度控制在50nm-450nm。将镜片送入表面处理生产线，将镜片浸泡在纳米材料强化液进行表面强化处理，纳米材料强化液为UV-8385，经聚丙烯折叠滤芯循环过滤；将洗净并烘干的基材浸入强化液，待液面平整无气泡时，以设定的速率平稳地将基材提拉出液面，并转入预烘箱；浸涂好后的基材须在50-100℃下预烘约3-10min，经UV灯照射固化。
实施例中，本发明首先通过制备具有高折射率的聚合物光学树脂材料，然后将制备的聚合物与紫外线吸收剂、防蓝光吸收剂、纳米防蓝光阻隔材料以及改性黑色素粉按比例混合注塑制备得到镜片基片，通过其中的防蓝光吸收剂和纳米防蓝光阻隔材料起到较好的蓝光吸收和阻隔作用，通过加入改性黑色素粉的添加，能够吸收蓝光的反复弹射，制备的镜片基片通过染色剂进行染色处理，利用blue blocker染色剂吸收蓝光，抑制蓝光透过镜片；染色完成对镜片基片进行镀反射膜层，起到防反射。
Claims (7)
1.一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法，其特征在于，所述镜片生产方法如下：
步骤1：聚合物光学树脂材料制备：在自动搅拌反应器内，预先加入一定量的由固态有机锡和固态无机锡组成的催化剂和芳香族二异氰酸酯，混合溶解后，再加入一定量的多元硫醇，将其混合均匀，将烘箱温度调至最佳温度，并维持一定时间，发生聚合反应并固化，可得到高折射率的聚合物光学树脂材料；
步骤2：镜片基片制备：在自动化搅拌设备内，加入一定量的高折射率的聚合物光学树脂材料、改性黑色素粉、紫外线吸收剂、防蓝光吸收剂、纳米防蓝光阻隔材料，将其混合均匀并经滤膜过滤，在一定压力和温度下，脱气一定时间，恢复常压之后，将烘箱温度调至最佳温度，并维持一定时间，将材料烘干后，经高温注塑至镜片模具内成型，对模具进行降温，当温度达到脱模温度时，启动脱模程序脱模，制得镜片基片；
步骤3：镜片基片染色处理：将Blue Blocker染色剂、染色助剂与水按5％-25％：5％：70％-90％的比例混匀后，加温染色液至90℃-95℃，然后将镜片基片放入染色液中浸泡10-20s，接着取出镜片进行固色；
步骤4：镀膜强化处理：模拟膜层设计，调整到最佳膜层状态，将镜片基片烘干送入镀膜设备，抽真空，并冲入氧气，进行蒸镀反射膜层，镀完反射膜层，将镜片送入表面处理生产线，将镜片浸泡在纳米材料强化液进行表面强化处理，即可得到防蓝光镜片。
2.根据权利要求1所述的一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法，其特征在于，所述的防蓝光吸收剂是采用以下方法制备的：
步骤S1：将乳化剂和/或分散剂加入水中，加入引发剂搅拌至完全溶解得到水液；
步骤S2：称取丙烯酸酯、苯乙烯和CR39树脂单体，加入光吸收剂、颜料和引发剂，混合均匀得到油液；
步骤S3：将油液加入水液中，油水质量比为(0.5～1.5)∶1，通氮气，水浴温度20～25℃乳化15-40min，升高水浴温度至40-90℃，反应1～12小时，得到半透明乳黄色胶乳，加入乙醇破乳，产生沉淀物，过滤干燥，得到防蓝光吸收剂。
3.根据权利要求2所述的一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法，其特征在于，所述光吸收剂为UV-P、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-360、UV-531、UV-928和喹酞酮光吸收剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法，其特征在于，所述紫外线吸收剂为苯并三唑类、苯并三氮唑类或取代丙烯酮类中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法，其特征在于，所述纳米防蓝光阻隔材料的制备方法如下：
步骤S101：按计量比取一定体积的1mol/L硝酸铝水溶液，用10％氨水滴加至pH为7，制成溶液A；
步骤S102：按计量比取一定体积的1mol/L硝酸钨水溶液，用0.5mol/L碳酸钠溶液滴加至pH为7.5，制成溶液B；
步骤S103：在70℃和搅拌下将步骤S102所得的溶液B滴加到步骤S101所得的溶液A中，继续搅拌3h后冷却至室温，静置2h时，抽滤后用无水乙醇洗涤；120℃干燥一天后在空气中以2℃/min的速率升温至450℃，焙烧5h，最后用机械研磨法制备得到纳米防蓝光材料；其中铝和钨的摩尔比为3-4:1。
6.根据权利要求1所述的一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法，其特征在于，所述改性黑色素粉的制备方法如下：
步骤a：将2-5份黑色素粉末均匀分散于100份二甲基亚砜中，并在其中加入5-10份的1,2-环氧丙烷和0.3-0.5份的柠檬酸，然后，在30-50℃下搅拌反应2-5h；
步骤b：再在系统中加入20-30份的正丁醇，1-5份的十二烷基溴，110℃下搅拌30min，然后加入20-30份的聚二甲基硅氧烷和3-5份的乙二胺四乙酸二钠，然后在120℃下搅拌30-60min；过滤、洗涤并干燥；干燥温度为70-80℃；
步骤c：将得到的产物1-3份加入到10-30份二甲基甲酰胺中，然后加入2-5份的马来酸酐和1-3份的富马酸，于60℃下搅拌20-30min，并在其中加入柠檬酸0.5-1份。
7.根据权利要求1所述的一种防蓝光的亚克力镜片及其制造方法，其特征在于，所述反射膜层由30层纳米薄膜组成，其中第一层为TiO2薄膜，第二层为Ti2O3薄膜，第三层为SiO2薄膜，构成一个循环，并如此循环叠加至30层，总厚度控制在50nm-450nm。
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