CN116891675A - 水性光致变色组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水性光致变色组合物及其应用，涉及水性聚氨酯的技术领域。本发明的水性光致变色组合物包括水性聚氨酯100份，光致变色粉2‑3份，N‑甲基吡咯烷酮6‑8份，抗氧剂0.5‑1份，分散剂0.5‑1份，润湿剂0.5‑1份，增稠剂1‑2份；其中：所述分散剂为乙二醇乙醚乙酸酯，所述润湿剂为改性聚硅氧烷。所述水性光致变色组合物可用于在镜片基材上通过提拉工艺制备光致变色膜层。本发明的水性光致变色组合物适用于提拉法涂膜，而且制备得到的光致变色涂层无裂纹、斑点等表面瑕疵。
Description
技术领域
本发明涉及变色镜片的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种水性光致变色组合物及其应用。
背景技术
光致变色现象指的是某些化合物在一定的波长和强度的光作用下分子结构发生变化，导致其颜色(对光的吸收波段)发生改变，而且这种颜色的改变是可逆的。光致变色眼镜是指由可变色的透光材料做成的眼镜，其在适当波长和强度的光源辐照下可改变其颜色，而移去光源时则恢复原来颜色。
为了使得作为镜片基材的热塑性的PC树脂作为光致变色眼镜，US6187444B1公开了一种变色聚氨酯组合物，并将其涂覆于塑料基底上以获得光致变色性能，现有技术中通常采用旋涂工艺。采用提拉工艺涂覆时，变色聚氨酯组合物在应用时由于收缩容易导致裂纹、斑点、疤痕等表面瑕疵，而且由于得到的光致变色涂层硬度较低，还需要涂覆耐摩擦涂层，由于现有技术中二者的涂覆工艺不同，导致制备效率低下。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种水性光致变色组合物及其应用方法。
本发明的水性光致变色组合物，包括水性聚氨酯100份，光致变色粉2-3份，N-甲基吡咯烷酮6-8份，抗氧剂0.5-1份，分散剂0.5-1份，润湿剂0.5-1份，增稠剂1-2份；其中：所述分散剂为乙二醇乙醚乙酸酯，所述润湿剂为改性聚硅氧烷。
其中，所述增稠剂为碱溶胀型增稠剂，优选为聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。
其中，所述光致变色粉选自冠醚螺吡喃、螺吡喃、螺噁嗪或俘精酸酐中的一种。
其中，所述抗氧剂选自受阻酚类和/或亚磷酸酯类；所述亚磷酸酯为亚磷酸三苯基酯、亚磷酸二苯基异葵基酯或亚磷酸三异葵基酯。
本发明还涉及一种上述水性光致变色组合物的应用，其用于在镜片基材上通过提拉工艺制备光致变色膜层。
其中，所述提拉工艺中提拉的拉速为0.8mm/S-1.0mm/S。
其中，提拉后在烘道热风中进行预干，预干的温度为60-70℃，预干时间为20-30min。
其中，在所述光致变色膜层的表面通过提拉法形成加硬膜层。
其中，在形成加硬膜层后进行固化，固化温度为110-120℃，时间为2.0-3.0小时。
其中，所述光致变色膜层的厚度为5.0μm-10.0μm。
与现有技术相比，本发明的水性光致变色组合物及其应用方法具有以下有益效果：
本发明的水性光致变色组合物适用于提拉法涂膜，可抑制光致变色涂层中裂纹、斑点等表面瑕疵的产生，生产效率高。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明的水性光致变色组合物及其应用方法做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1
本实施例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、2重量份的光致变色粉、6重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.3重量份的亚磷酸三苯基酯、0.3重量份的BHT、0.5重量份的乙二醇乙醚乙酸酯、1.0重量份的润湿剂德谦W-469和1.0重量份罗门哈斯增稠剂ASE-60；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、乙二醇乙醚乙酸酯、润湿剂德谦W-469和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为60℃，预干时间为30min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为60℃，预干时间为20min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
实施例2
本实施例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、2重量份的光致变色粉、6重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.3重量份的亚磷酸三苯基酯、0.3重量份的BHT、1.0重量份的乙二醇乙醚乙酸酯、0.5重量份的润湿剂德谦W-469和1.0重量份罗门哈斯增稠剂ASE-60；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、乙二醇乙醚乙酸酯、润湿剂德谦W-469和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备好的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为70℃，预干时间为20min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为70℃，预干时间为15min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
实施例3
本实施例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、3重量份的光致变色粉、8重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.3重量份的亚磷酸三苯基酯、0.5重量份的BHT、0.5重量份的乙二醇乙醚乙酸酯、1.0重量份的润湿剂德谦W-469和2.0重量份罗门哈斯增稠剂ASE-60；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、乙二醇乙醚乙酸酯、润湿剂德谦W-469和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为70℃，预干时间为25min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为70℃，预干时间为15min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
实施例4
本实施例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、3重量份的光致变色粉、8重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.3重量份的亚磷酸三苯基酯、0.5重量份的BHT、1.0重量份的乙二醇乙醚乙酸酯、0.5重量份的润湿剂德谦W-469和2.0重量份罗门哈斯增稠剂ASE-60；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、乙二醇乙醚乙酸酯、润湿剂德谦W-469和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为60℃，预干时间为30min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为60℃，预干时间为25min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
实施例5
本实施例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、2.5重量份的光致变色粉、7重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.2重量份的亚磷酸三苯基酯、0.5重量份的BHT、0.8重量份的乙二醇乙醚乙酸酯、0.8重量份的润湿剂德谦W-469和1.5重量份罗门哈斯增稠剂ASE-60；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、乙二醇乙醚乙酸酯、润湿剂德谦W-469和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为60℃，预干时间为30min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为60℃，预干时间为25min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
对比例1
本对比例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、2重量份的光致变色粉、6重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.3重量份的亚磷酸三苯基酯、0.3重量份的BHT、0.5重量份的乙二醇乙醚乙酸酯、1.0重量份的润湿剂TSI-316和1.0重量份罗门哈斯增稠剂ASE-60；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、乙二醇乙醚乙酸酯、润湿剂TSI-316和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为60℃，预干时间为30min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为60℃，预干时间为20min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
对比例2
本对比例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、2重量份的光致变色粉、6重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.3重量份的亚磷酸三苯基酯、0.3重量份的BHT、1.0重量份的乙二醇乙醚乙酸酯、0.5重量份的润湿剂巴斯夫hydropalat120和1.0重量份罗门哈斯增稠剂ASE-60；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、乙二醇乙醚乙酸酯、润湿剂TSI-316和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备好的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为70℃，预干时间为20min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为70℃，预干时间为15min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
对比例3
本对比例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、2重量份的光致变色粉、6重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.3重量份的亚磷酸三苯基酯、0.3重量份的BHT、0.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮、1.0重量份的润湿剂德谦W-469和1.0重量份罗门哈斯增稠剂ASE-60；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、聚乙烯吡咯烷酮、润湿剂德谦W-469和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为60℃，预干时间为30min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为60℃，预干时间为20min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
对比例4
本对比例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、2重量份的光致变色粉、6重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.3重量份的亚磷酸三苯基酯、0.3重量份的BHT、1.0重量份的聚乙烯吡咯烷酮、0.5重量份的润湿剂德谦W-469和1.0重量份罗门哈斯增稠剂ASE-60；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、聚乙烯吡咯烷酮、润湿剂德谦W-469和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备好的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为70℃，预干时间为20min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为70℃，预干时间为15min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
对比例5
本对比例的水性光致变色组合物包括以下原料组分：100重量份的水性聚氨酯、2.5重量份的光致变色粉、7重量份的N-甲基吡咯烷酮、0.2重量份的亚磷酸三苯基酯、0.5重量份的BHT、0.8重量份的乙二醇乙醚乙酸酯、0.8重量份的润湿剂德谦W-469和1.5重量份UH-420增稠剂；按上述配比将光致变色粉、N-甲基吡咯烷酮、亚磷酸三苯基酯、BHT、乙二醇乙醚乙酸酯、润湿剂德谦W-469和罗门哈斯增稠剂ASE-60加入水性聚氨酯中混合搅拌得到调配好的水性聚氨酯光致变色组合物。将上述调配好的水性聚氨酯光致变色组合物加入加硬机内的加硬槽用5微米的过滤芯循环过滤，并且保持温度在15-20℃；将准备的PC镜片基材清洗干净，放入加硬槽内通过伺服电机匀速提拉，拉速控制在0.8mm/S-1.0mm/S，提拉完成后输送到烘道热风循环预干，预干温度为60℃，预干时间为30min，在PC镜片基材形成均匀的光致变色膜层，涂覆光致变色膜层的镜片进入下一道提拉工序，在光致变色膜层表面提拉形成加硬层，加硬液槽的拉速控制在1.5mm/S-2.0mm/S，提拉完成后进入烘道预干，预干温度为60℃，预干时间为25min，完成此工艺后进入烘箱进行二次固化，固化温度为120℃，时间为3小时，得到表面具有加硬膜层的光致变色眼镜。
检测实施例1-5以及对比例1-5通过提拉法制备得到的光致变色眼镜表面长度大于50μm其由裂纹、斑点构成的表面瑕疵总数，单位为个/10cm2，结果如表1所示。
表1(单位：个/10cm2)
Claims (10)
1.一种水性光致变色组合物，其特征在于：包括水性聚氨酯100份，光致变色粉2-3份，N-甲基吡咯烷酮6-8份，抗氧剂0.5-1份，分散剂0.5-1份，润湿剂0.5-1份，增稠剂1-2份；其中：所述分散剂为乙二醇乙醚乙酸酯，所述润湿剂为改性聚硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的水性光致变色组合物，其特征在于：所述增稠剂为碱溶胀型增稠剂。
3.根据权利要求2所述的水性光致变色组合物，其特征在于：所述增稠剂为聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。
4.根据权利要求1所述的水性光致变色组合物，其特征在于：所述光致变色粉选自冠醚螺吡喃、螺吡喃、螺噁嗪或俘精酸酐中的一种。
5.权利要求1-4任一项所述的水性光致变色组合物的应用，其特征在于：用于在镜片基材上通过提拉工艺制备光致变色膜层。
6.根据权利要求5所述的光致变色眼镜的制备方法，其特征在于：所述提拉工艺中提拉的拉速为0.8mm/S-1.0mm/S。
7.根据权利要求6所述的光致变色眼镜的制备方法，其特征在于：提拉后在烘道热风中进行预干，预干的温度为60-70℃，预干时间为20-30min。
8.根据权利要求5所述的光致变色眼镜的制备方法，其特征在于：在所述光致变色膜层的表面通过提拉法形成加硬膜层。
9.根据权利要求8所述的光致变色眼镜的制备方法，其特征在于：在形成加硬膜层后进行固化，固化温度为110-120℃，时间为2.0-3.0小时。
10.根据权利要求9所述的光致变色眼镜的制备方法，其特征在于：所述光致变色膜层的厚度为5.0μm-10.0μm。
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