一种含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片制造技术

本发明专利技术公开了一种含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，包括用于制作光学镜片的高分子树脂以及掺杂于高分子树脂中的改性氧化钴纳米颗粒，其中，所述改性氧化钴纳米颗粒是甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒，其制备方法包括：将氧化钴纳米颗粒纯化后，和甲基丙烯酸置于有机溶剂中，超声震荡后搅拌反应，得到甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒；所述高分子树脂是由2，2’‑双(2‑丙烯酰氧基乙氧基)‑1，1’‑硫代联二萘和苯乙烯共聚形成。本发明专利技术所述光学树脂镜片，通过在用于制作光学镜片的高分子树脂掺杂甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒，从而有效提高树脂镜片的透光率和耐热性。

【技术实现步骤摘要】
一种含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片
本专利技术涉及光学树脂的
，尤其涉及一种含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片。
技术介绍
光学树脂由于具有质量轻、耐冲击、价格便宜、易加工成型、易染色等优点,正在逐步取代光学玻璃、光学晶体等传统光学材料，应用于眼镜镜片、光盘基材、建筑材料、光学透镜和棱镜等领域。过渡金属氧化物纳米材料的特征光谱吸收，使其可以屏蔽γ射线、X射线、紫外线，有选择地透过或吸收部分可见光，有选择地透过或吸收部分红外线，因此，在光学树脂材料领域有可观的应用前景。但由于无机材料在高分子树脂材料中分散性较差，一直制约过渡金属氧化物纳米材料在光学镜片领域的应用。
技术实现思路
基于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，通过在用于制作光学镜片的高分子树脂掺杂甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒，氧化钴纳米颗粒接枝结构使得纳米颗粒与高分子树脂基材具有极佳的界面相容性，从而有效提高树脂镜片的透光率和耐热性。本专利技术提出的一种含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，包括用于制作光学镜片的高分子树脂以及掺杂于高分子树脂中的改性氧化钴纳米颗粒，其中，所述改性氧化钴纳米颗粒是甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒，其制备方法包括：将氧化钴纳米颗粒纯化后，和甲基丙烯酸置于有机溶剂中，超声震荡后搅拌反应，得到甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒；所述高分子树脂是由2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘和苯乙烯共聚形成。优选地，所述2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘的结构式如下所示：优选地，所述甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒制备方法包括：将氧化钴纳米颗粒置于无水乙醇中，超声震荡1-2h，过滤后无水乙醇洗涤，烘干，得到纯化氧化钴纳米颗粒；将该纯化氧化钴纳米颗粒和甲基丙烯酸置于甲苯溶剂中，氧化钴纳米颗粒和甲基丙烯酸的质量比为1:40-60，超声震荡1-2h，再在50-60℃下搅拌反应8-12h，过滤，洗涤，干燥，得到所述甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒；优选地，氧化钴纳米颗粒的粒径为10-100nm。优选地，所述2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘的制备方法包括：将2-萘酚与二氯化硫反应后得到中间体1，1’-硫代双(2-萘酚)，中间体对2-氯乙醇亲核取代反应后得到中间体2，2’-双(2-羟基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘；将中间体2，2’-双(2-羟基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘与丙烯酰氯反应，得到2，2’-双[2-(2-丙烯酰氧基乙氧基)]-l，l’-联二萘。本专利技术通过对溶剂、催化剂、反应温度、反应时间的优化，获得高纯度、高折射率的2，2’-双[2-(2-丙烯酰氧基乙氧基)]-l，l’-联二萘的光学树脂单体，其合成路线如下：1，1’-硫代双(2-萘酚)为A所示结构，2，2’-双(2-羟基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘为B所示结构，2，2’-双[2-(2-丙烯酰氧基乙氧基)]-l，l’-联二萘为C所示结构。优选地，所述2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘的制备方法包括：将2-萘酚加入到由甲苯与乙酸乙酯组成的混合溶剂中溶解完全，冰浴条件下加入二氯化硫搅拌反应2-4h，二氯化硫和2-萘酚的摩尔比为1:1.9-2.1，控制反应体系温度为0-15℃，冰冻至析出固体，再用无水乙醇重结晶，烘干，得到中间体1，1’-硫代双(2-萘酚)；将中间体1，1’-硫代双(2-萘酚)和氢氧化钠按摩尔比1:2-3溶于DMF中，搅拌升温至30-40℃后滴加2-氯乙醇，1，1’-硫代双(2-萘酚)和2-氯乙醇的摩尔比为1:2-3，滴加完毕继续升温至120-130℃，保温反应6-10h，冷却，过滤，将滤液浓缩，得到中间体2，2’-双(2-羟基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘；将中间体2，2’-双(2-羟基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘溶于二氯甲烷后，搅拌条件下加入过量三乙胺进行碱化反应，再在盐浴条件下加入丙烯酰氯搅拌反应0.5-1h，1，1’-硫代双(2-萘酚)和丙烯酰氯的摩尔比为1:2-4，控制反应体系为-10-5℃，将反应液用NaHCO3水溶液洗涤后，再用去离子水洗涤，干燥，抽滤，浓缩得到粗品，再将所述粗品过柱精制，淋洗剂为体积比为5:1的石油醚和二氯甲烷，收集洗脱液浓缩，得到2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘。优选地，2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘和苯乙烯的重量比为1:0.5-2。优选地，所述高分子树脂是将2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘和苯乙烯混匀，加入偶氮类化合物作为引发剂，在60-80℃下进行共聚得到。优选地，所述含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片的制备方法包括：将2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘和苯乙烯混匀，加入偶氮类化合物作为引发剂，在60-80℃下进行共聚得到预聚物；将预聚物和甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒混匀后，先在60-80℃下固化反应3-5h，然后以0.1-0.3℃/min速率升温至120-140℃固化反应1-3h，自然冷却至室温，得到所述含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片。优选地，所述甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒的用量是所述预聚物的0.05-0.1wt％。本专利技术的有益效果在于，本专利技术的树脂镜片中掺杂了甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒，该甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒除了氧化钴纳米颗粒具有的良好光学性能外，由于外壳接枝甲基丙烯酸，当选择同样包含丙烯酸酯结构的2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘制作光学镜片用高分子树脂材料时，由于氧化钴纳米颗粒外壳接枝的甲基丙烯酸可以和该高分子树脂材料形成一定的共聚，因此掺杂在该高分子树脂中的改性氧化钴纳米颗粒在该树脂材料中具有极佳的界面相溶性，可有效提高产品的分散性、稳定性和机械性能。并且由于该2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘中包含摩尔折射度大的含硫富电子共轭结构单元，因此对应的高分子树脂，因此同样发具有良好的光学性能。因此，使用本专利技术的方法制造的无色透明树脂镜片折射率、透过率、耐热性能优良。市售无色树脂镜片通常在精密固化炉中140℃固化2小时镜片开裂及变黄，本专利技术的含纳米材料的镜片在140-160℃进行2小时二次固化后不开裂不变黄。同时，由于氧化钴纳米材料本身带有颜色，加入引发剂后的高分子溶液是浅绿色，经过调色剂调色漂白，从而可以获得含金属氧化物纳米材料的无色透明光学镜片。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，包括用于制作光学镜片的高分子树脂以及掺杂于高分子树脂中的改性氧化钴纳米颗粒；其中，所述改性氧化钴纳米颗粒是甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒，其制备方法包括：将氧化钴纳米颗粒置于无水乙醇中，超声震荡1h，过滤后无水乙醇洗涤，烘干，得到纯化氧化钴纳米颗粒；将该纯化氧化钴纳米颗粒和甲基丙烯酸置于甲苯溶剂中，氧化钴纳米颗粒和甲基丙烯酸的质量比为1:60，超声震荡1h，再在60℃下搅拌反应8h，过滤，洗涤，干燥，得到所述甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒，氧化钴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，其特征在于，包括用于制作光学镜片的高分子树脂以及掺杂于高分子树脂中的改性氧化钴纳米颗粒，其中，所述改性氧化钴纳米颗粒是甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒，其制备方法包括：将氧化钴纳米颗粒纯化后，和甲基丙烯酸置于有机溶剂中，超声震荡后搅拌反应，得到甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒；所述高分子树脂是由2，2’‑双(2‑丙烯酰氧基乙氧基)‑1，1’‑硫代联二萘和苯乙烯共聚形成。

【技术特征摘要】
1.一种含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，其特征在于，包括用于制作光学镜片的高分子树脂以及掺杂于高分子树脂中的改性氧化钴纳米颗粒，其中，所述改性氧化钴纳米颗粒是甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒，其制备方法包括：将氧化钴纳米颗粒纯化后，和甲基丙烯酸置于有机溶剂中，超声震荡后搅拌反应，得到甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒；所述高分子树脂是由2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘和苯乙烯共聚形成。2.根据权利要求1所述含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，其特征在于，所述2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘的结构式如下所示：3.根据权利要求1或2所述含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，其特征在于，所述甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒制备方法包括：将氧化钴纳米颗粒置于无水乙醇中，超声震荡1-2h，过滤后无水乙醇洗涤，烘干，得到纯化氧化钴纳米颗粒；将该纯化氧化钴纳米颗粒和甲基丙烯酸置于甲苯溶剂中，氧化钴纳米颗粒和甲基丙烯酸的质量比为1:40-60，超声震荡1-2h，再在50-60℃下搅拌反应8-12h，过滤，洗涤，干燥，得到所述甲基丙烯酸接枝改性的氧化钴纳米颗粒；优选地，氧化钴纳米颗粒的粒径为10-100nm。4.根据权利要求1-3任一项所述含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，其特征在于，所述2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘的制备方法包括：将2-萘酚与二氯化硫反应后得到中间体1，1’-硫代双(2-萘酚)，中间体对2-氯乙醇亲核取代反应后得到中间体2，2’-双(2-羟基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘；将中间体2，2’-双(2-羟基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘与丙烯酰氯反应，得到2，2’-双[2-(2-丙烯酰氧基乙氧基)]-l，l’-联二萘。5.根据权利要求4所述含氧化钴纳米材料的光学树脂镜片，其特征在于，所述2，2’-双(2-丙烯酰氧基乙氧基)-1，1’-硫代联二萘的制备方法包括：将2-萘酚加入到由甲苯与乙酸乙酯组成的混合溶剂中溶解完全，冰浴条件下加入二氯化硫搅拌反应2-4h，二氯化硫和2-萘酚的摩尔比为1:1.9-2.1，控制反应体系温度为0-15℃，冰冻至析出固体，再用无水乙醇重结晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳胜明，
申请(专利权)人：望江县天长光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34