一种防蓝光聚氨酯光学树脂材料制造技术

本发明专利技术提供一种用于制备防蓝光聚氨酯光学树脂镜片的方法，所述制备方法为防蓝光助剂、异氰酸酯、多元硫醇化合物、催化剂、紫外吸收剂和脱模剂等混合后通过聚合反应得到所述防蓝光聚氨酯光学树脂。所述的防蓝光助剂是一种由5‑乙烯尿嘧啶与对羟基苯乙烯经聚合反应得到的共聚物。添加此共聚物在不明显降低440‑500nm无害蓝光透过率的情况下，将400‑440nm有害蓝光透过率大幅降至3％以下，而且能够延缓镜片黄度指数增长，改善异氰酸酯和多元硫醇的反应活性，有效提高产品合格率。

A blue proof polyurethane optical resin material

【技术实现步骤摘要】
一种防蓝光聚氨酯光学树脂材料
本专利技术属于树脂材料领域，具体涉及一种防蓝光聚氨酯光学树脂材料。
技术介绍
光学材料广泛用于眼镜片、飞机和汽车的挡风玻璃以及透镜、棱镜等光学元件。传统的光学材料主要为硅酸盐玻璃，存在问题集中表现于密度大，耐冲击性能不佳、易碎等缺点。高分子材料领域中的聚合物光学材料具有密度小、重量轻、透明度高、折射率高、抗冲击和易成型加工等特点，为此光学树脂镜片在市场占有率逐年上升。树脂镜片的发展主要以安全、高清和防护为三个基准出发点，其中安全是强调材料本身的抗冲击性能，高清是基于提高镜片阿贝数，降低像差，防护是研发制备具有多功能性的光学树脂材料如高折射、防蓝光、防雾等。聚氨酯型光学树脂是近年来新型光学树脂的重要发展方向，该类树脂采用异氰酸酯和多元硫醇多化合物聚合反应得到。在可见光波长范围内，波长较短区域(380nm-500nm)的光称为蓝光。研究表明蓝光对存在于视网膜细胞中的一种色素起损害作用，造成黄斑性病变。波长在400-440nm之间的蓝光由于波长短、能量高，对眼睛伤害大，能够损伤视网膜，但是440-500nm之间的蓝光却是无害的，属于中长波蓝光，确切的说，440-470nm为中波蓝光，470-500nm为长波蓝光。中长波蓝光具有调节瞳孔收缩、显示物体颜色、产生暗视力等重要作用，因此在440-500nm之间的蓝光应保持一定的透过率。随着科技的不断发展，现代社会中人们对电脑、手机等电子设备依赖度越来越高，但是日常生活中使用液晶电脑智能手机等电子设备和LED光源都会散发出蓝光，根据相关调查和眼科CSV理论，在长期连续面对LED显示器照射的情况下，蓝光能够穿透晶状体直达视网膜。蓝光照射视网膜会产生自由基，这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，从而导致光敏细胞缺少养分引起视力损伤，同时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而损害视力，此外通常情况下，较高的能量蓝色光侵入后会在眼部的水晶体内产生易散乱特性，造成眼部炫光和闪烁的感觉。近年来，防蓝光镜片由于能防止阻截一定高能量的蓝光，缓解视力疲劳而受到关注。目前在光学材料领域中主要可以通过两种手段来达到防蓝光的效果：一是向组合料配方中加入助剂来吸收蓝紫光，此处的助剂又具体可分为改性的纳米粒子和蓝光吸收助剂；二是通过对基片进行镀膜技术来实现吸收蓝紫光的效果。专利CN109331754A中制备了一种纳米微球，微球具有聚氨酯/光吸收剂/氧化钛三层复合核壳结构，向树脂单体中加入该纳米微球可得到防蓝光光学树脂。专利CN109369939A与专利CN109331754A类似，都是通过加入具有聚氨酯/光吸收剂/氧化钛三层复合核壳结构的纳米微球以达到防蓝光的效果。专利CN109564297A公开了一种复合基材的镜片，该复合基材包括由单体或低聚物聚合得到的基质和一种含有光吸收添加剂的纳米颗粒，纳米颗粒均匀分散于基质中，最终聚合得到能够吸收特定光线的镜片制品。专利CN108948296A公开了一种防蓝光丙烯酸酯类光学树脂的制备方法，其主要为向树脂单体中加入改性金属氧化物纳米粒子、紫外线吸收剂和引发剂，经过固化升温得到防蓝光光学树脂。除了添加纳米粒子来达到吸收蓝紫光的效果外，专利CN107828041A中公开了一类蓝光吸收剂和黄光吸收剂，通过将这两种助剂溶解到树脂单体后，经聚合得到同时具有防蓝光和防眩光功能镜片制品，其中蓝光吸收剂为苯并三唑类颗粒状化合物。专利CN108503740A中将喹酞酮化合物、核壳结构纳米二氧化钛、紫外线吸收剂和光学树脂单体按照一定的比例组成，得到一种防蓝光树脂单体，之后单体聚合得到防蓝光的光学树脂制品。专利CN107092043A将蓝紫光吸收剂添加到原料组合物中，制备了防蓝紫光光学树脂镜片，其中蓝紫光吸收剂为苯并三唑类和二苯甲酮类。助剂的添加赋予了基材吸收蓝紫光的能力，市面上推行的UVF紫蓝倍护眼镜片是通过基材吸收蓝光来代替反射，因此镜片表面的蓝光反射更少。上述提及的防蓝光工艺中，掺混法制备的镜片防蓝光效果较好，但是掺混的防蓝光助剂为小分子类物质，如苯并三唑类、水杨酸酯类、二苯甲酮类和甲脒类化合物，一般用于聚氨酯材料的主要是苯并三唑类化合物等，如紫外线吸收剂Tinuvin213、Tinuvin571、UV-327、UV-328、UV-329等。以苯并三唑类为例，此添加剂存在加工时气味大、毒性高、易迁移等缺点。镀膜工艺虽然可以使得镜片保持无色透明，透光率较高，但是佩戴反光较亮影响美观，且镜片内表面将有害蓝光反射到眼睛内。同时，防蓝光镜片从颜色上看会呈现一定的颜色，集中表现为淡黄色。因此对防蓝光光学树脂镜片需要更有效地延缓黄度指数的增加，提升产品品质。
技术实现思路
针对目前防蓝光树脂材料存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种防蓝光聚氨酯光学树脂材料。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种防蓝光聚氨酯光学树脂，该树脂包含异氰酸酯、多元硫醇化合物、防蓝光助剂、催化剂、紫外吸收剂和脱模剂，其中防蓝光助剂是由5-乙烯尿嘧啶(VUP)与对羟基苯乙烯(VPL)聚合得到的共聚物。本专利技术中，将催化剂与各种助剂与异氰酸酯和多元硫醇化合物的原料组合物通过聚合反应得到所述防蓝光聚氨酯光学树脂，其中防蓝光助剂的制备主要是在过氧化二苯甲酰(BPO)和N,N-二甲基苯胺(DMA)复合引发体系下实现5-乙烯尿嘧啶和对羟基苯乙烯的共聚，得到聚5-乙烯尿嘧啶-对羟基苯乙烯(PVUP-PVPL)，借助此防蓝光助剂来实现基片自身对蓝光的吸收。同时将此共聚物添加到原料组合物中，不仅能够使聚氨酯光学树脂实现了对蓝紫光的有效吸收，而且大分子量的助剂提高助剂自身的热稳定性，增强助剂与基体树脂的相容性，进而提高助剂产品中的耐迁移性。此外，防蓝光助剂中的对羟基苯乙烯侧基含有酚羟基具有抗氧化活性，不但改善了异氰酸酯和多元硫醇的反应活性，提高了产品合格率，同时延缓了树脂产品黄度指数的增长。本专利技术中，所述防蓝光助剂的结构如下：本专利技术中，防蓝光助剂中VUP单体与VPL单体的摩尔比为1:1-9:1，优选2:1-7:1，更优选3:1-5:1。本专利技术中，VUP与VPL共聚的引发剂为过氧化二苯甲酰(BPO)和N,N-二甲基苯胺(DMA)复合引发体系。本专利技术中，BPO和DMA的添加量均为两种单体总重量的1％-3％，优选1.5％-2％。本专利技术中，防蓝光助剂的添加量为0.05wt％-2wt％，优选0.1wt％-1.5wt％，更优选0.5wt％-1wt％，按异氰酸酯和多元硫醇化合物总重量计。本专利技术中，所述异氰酸酯选自脂肪族和/或芳香族异氰酸酯，优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯和降冰片烷二异氰酸酯中的一种或多种，更优选苯二亚甲基二异氰酸酯和/或环己烷二亚甲基二异氰酸酯，进一步优选苯二亚甲基二异氰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防蓝光聚氨酯光学树脂，其特征在于，该树脂包含异氰酸酯、多元硫醇化合物、防蓝光助剂、催化剂、紫外吸收剂和脱模剂，其中防蓝光助剂是由5-乙烯尿嘧啶(VUP)与对羟基苯乙烯(VPL)聚合得到的共聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种防蓝光聚氨酯光学树脂，其特征在于，该树脂包含异氰酸酯、多元硫醇化合物、防蓝光助剂、催化剂、紫外吸收剂和脱模剂，其中防蓝光助剂是由5-乙烯尿嘧啶(VUP)与对羟基苯乙烯(VPL)聚合得到的共聚物。


2.根据权利要求1所述的光学树脂，其特征在于，防蓝光助剂中VUP单体与VPL单体的摩尔比为1:1-9:1，优选2:1-7:1，更优选3:1-5:1。


3.根据权利要求1或2所述的光学树脂，其特征在于，VUP与VPL共聚的引发剂为过氧化二苯甲酰(BPO)和N,N-二甲基苯胺(DMA)复合引发体系；
和/或，BPO和DMA的添加量均为两种单体总重量的1％-3％，优选1.5％-2％。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学树脂，其特征在于，防蓝光助剂的添加量为0.05wt％-2wt％，优选0.1wt％-1.5wt％，更优选0.5wt％-1wt％，按异氰酸酯和多元硫醇化合物总重量计。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的光学树脂，其特征在于，所述异氰酸酯选自脂肪族和/或芳香族异氰酸酯，优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯和降冰片烷二异氰酸酯中的一种或多种，更优选苯二亚甲基二异氰酸酯和/或环己烷二亚甲基二异氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴谦，尚永华，孙淑常，李建峰，朱付林，陈浩，史培猛，王鹏，谢毓，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37