一种高折射率高硬度树脂镜片制造技术

一种高折射率高硬度树脂镜片，该树脂镜片由树脂基片、加硬涂层和镀膜层组成；加硬涂层由高折射率树脂加硬液制成，加硬液的组成为：醇类或醚类溶剂，10‑50wt％；偶联剂，5‑30wt％；纳米氧化物颗粒胶体溶液，5‑50wt％；环硫单体，5‑10wt％和催化剂，1‑5wt％。该树脂镜片的表面硬度高，镀膜层与基片之间的膜层牢固度高，具有耐磨、高透光率的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高折射率高硬度树脂镜片
本专利技术涉及一种高折射率高硬度树脂镜片，属于光学镜片

技术介绍
按照折射率进行划分，光学树脂可以分为低折射率(nd＜1.56)，中折射率(1.56≤nd≤1.61)，高折射率1.61＜nd≤1.74，和超高折射率1.74＜nd等不同品种的树脂。这些光学树脂可以用于制备具有不同折射率的眼镜片。折射率越高的光学树脂汇聚可见光的能力越强。对于本质是凹透镜或凸透镜的眼镜片这种光学产品来说，制备同等度数的眼镜片，所需的曲度越小，镜片越薄，眼镜就会越轻，佩戴起来既轻便又美观。光学树脂材料的缺点在于其表面强度不高，由各种树脂制成的镜片基片容易出现划伤、磨痕，不能直接使用。目前解决的方法主要是通过将树脂镜片基片浸入一种加硬液中并经过固化工艺在镜片的表面浸涂一层加硬涂层来增加树脂镜片的表面硬度，从而大大提高树脂镜片的耐摩擦性，这一工艺被称为加硬。加硬液固化后的涂层必须与其保护的树脂基片具有相似的折射率，否则容易造成光在树脂基片和加硬层界面之间的折射和散射，并因此降低镜片的透光率，降低镜片成像的清晰度，或者造成光度不准。加硬液成膜后必须能够与所应用的基片材料形成强烈的相互作用，并在基片表面形成牢固的薄膜，在外力破坏或者温度变化造成基片收缩或膨胀等情况下不易脱落。因此，用于保护不同折射率或者不同材料树脂镜片基片的加硬液的组分和折射率也是不同的。但是在一定范围内，在不影响加硬膜层综合性能的前提下，可以通过调整加硬液的组分含量使其适应不同折射率的要求。加硬液形成的涂层还要能够满足后续镀膜工艺的要求。镀膜工艺是通过在加硬后的树脂基片上进一步加工多层无机物薄膜，从而进一步增加表面硬度，并作为减反射层增加镜片透光率的步骤。由于无机物薄膜与树脂基片性质差异较大，加硬液涂层作为中间过渡层，能够很好地起到连接作用，确保镀膜层不会开裂、脱落。通过向加硬液中添加不同的组分可以控制涂层的折射率，实现无机和有机组分的连接，并增加加硬液涂层与镜片基片和镀膜层的相互作用力，确保各功能层在基片表面有足够的附着力。比如，用硅烷偶联剂和钛酸四丁酯可以制备有机硅/TiO2透明涂层(有机硅/TiO2透明涂层的性能研究[J].厦门大学学报(自然科学版)，2011，50(5)：878-882.)。用纳米乳胶粒子与硅烷偶联剂可以混合制备用于聚甲基丙烯酸甲酯的加硬液(聚甲基丙烯酸甲酯用水性有机硅杂化耐磨加硬涂料的制备[J].涂料工业，2016，46(4)：1-6.)。由此可见，不同折射率的镜片是由不同材料构成的，对应的加硬液组份和折射率也不同。虽然目前已经有各种商用加硬液在市场销售，但是随着树脂品种的增加，仍然需要适用于各种树脂的新型加硬液。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种1.68-1.74高折射率范围高硬度树脂镜片，该树脂镜片的表面硬度高，镀膜层与基片之间的膜层牢固度高，具有耐磨、高透光率的性能。为了实现上述目的，本专利技术将环硫单体和纳米氧化物加入加硬液配方。纳米氧化物具有很高的折射率和硬度，可以有效增加加硬液涂层的折射率和硬度；环硫单体具有很高的折射率，也可以增加加硬液涂层的折射率。此外，环硫单体还可以增加加硬液涂层与镜片基片之间的附着力，从而避免膜层开裂和脱落。本专利技术包括如下技术方案：一种高折射率高硬度树脂镜片，其是由高折射率树脂基片、加硬涂层和镀膜层组成；其中，加硬涂层由高折射率树脂加硬液经过高温固化制成，该高折射率树脂加硬液包括：醇类或醚类溶剂，10-50wt％；偶联剂，5-30wt％；纳米氧化物颗粒胶体溶液，5-50wt％；环硫单体，5-10wt％和催化剂，1-5wt％；其中，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂和/或铝酸酯偶联剂；催化剂为促进偶联剂缩合反应的催化剂；环硫单体的通式为：n＝1，2，3；R为C1-8烷基或含有1～2个苯环的芳香烃基，该芳香烃基上可具有C1-8烷基取代基；或者n＝1，2，3；R为C1-8烷基或含有1～2个苯环的芳香烃基，该芳香烃基上可具有C1-8烷基取代基。如上所述的树脂镜片，优选地，所述高折射率树脂加硬液中的醇类溶剂选自：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、异丁醇、丁二醇、异戊二醇和季戊四醇中的至少一种，醚类溶剂为乙二醇乙醚或乙二醇丁醚。如上所述的树脂镜片，优选地，所述高折射率树脂加硬液中的纳米氧化物颗粒胶体溶液中，纳米氧化物颗粒的粒径范围为5-50纳米；氧化物选自：二氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化钼和氧化硒中的至少一种；纳米氧化物颗粒在胶体溶液中的质量浓度为1％-20％，溶剂为乙醇或甲醇。如上所述的树脂镜片，优选地，所述高折射率树脂加硬液中的硅烷偶联剂为通式为Y-R1-Si(OR2)3的化合物，式中，Y为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基丙烯酰氧基、甲基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基，R1为碳原子数1～18的烷基，OR2为烷氧基，R2为甲基或乙基。如上所述的树脂镜片，优选地，所述高折射率树脂加硬液中的钛酸酯偶联剂选自三异硬脂酸钛酸异丙酯、三异硬脂酸钛酸异丙酯复配物、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物溶液或四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯中的至少一种。如上所述的树脂镜片，优选地，所述高折射率树脂加硬液中的所述铝酸酯偶联剂选自二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、DL-411、DL-411AF、DL-411D、DL-411DF、防沉降性铝酸酯ASA、异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯、液体铝酸酯偶联剂PN-827和三异丙氧基铝中的至少一种；所述锆酸酯偶联剂选自有机锆酸酯偶联剂、四(三乙醇胺)锆酸酯、双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物、乳酸钠锆、烷氧基三(乙烯基-乙氧基)锆酸酯或烷氧基三(对氨基苯氧基)锆酸酯中的至少一种。如上所述的树脂镜片，优选地，所述高折射率树脂加硬液中的催化剂选自甲酸、乙酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、乙酰丙酮铝、苯磺酸、盐酸、硫酸或硝酸中的至少一种。如上所述的树脂镜片，优选地，所述高折射率树脂加硬液的制备方法包括以下步骤：I.将所述偶联剂溶解于醇类溶剂中搅拌均匀；II.将所述环硫单体加入步骤I得到的溶液中搅拌均匀；III.将所述催化剂和纳米氧化物颗粒胶体溶液加入步骤II得到的混合溶液中搅拌均匀，即得到高折射率树脂加硬液。如上所述的树脂镜片，优选地，所述高折射率树脂基片的材料选自亚克力材料、聚氨酯材料、聚碳酸酯材料和烯丙基聚碳酸酯材料中的任意一种。如上所述的树脂镜片，优选地，所述镀膜层为无机物薄膜，镀膜材料选自氧化硅、氧化锆、氧化钛、有机硅、氧化铟锡或氧化铝中的任意一种。本专利技术使用的硅烷偶联剂包括但不限于kh550，kh540，kh560，kh570，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高折射率高硬度树脂镜片，其特征在于，其是由高折射率树脂基片、加硬涂层和镀膜层组成；其中，/n加硬涂层由高折射率树脂加硬液经过高温固化制成，该高折射率树脂加硬液包括：醇类或醚类溶剂，10-50wt％；偶联剂，5-30wt％；纳米氧化物颗粒胶体溶液，5-50wt％；环硫单体，5-10wt％和催化剂，1-5wt％；其中，/n偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂和/或铝酸酯偶联剂；/n催化剂为促进偶联剂缩合反应的催化剂；/n环硫单体的通式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种高折射率高硬度树脂镜片，其特征在于，其是由高折射率树脂基片、加硬涂层和镀膜层组成；其中，
加硬涂层由高折射率树脂加硬液经过高温固化制成，该高折射率树脂加硬液包括：醇类或醚类溶剂，10-50wt％；偶联剂，5-30wt％；纳米氧化物颗粒胶体溶液，5-50wt％；环硫单体，5-10wt％和催化剂，1-5wt％；其中，
偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂和/或铝酸酯偶联剂；
催化剂为促进偶联剂缩合反应的催化剂；
环硫单体的通式为：



n＝1，2，3；R为C1-8烷基或含有1～2个苯环的芳香烃基，该芳香烃基上可具有C1-8烷基取代基；
或者



n＝1，2，3；R为C1-8烷基或含有1～2个苯环的芳香烃基，该芳香烃基上可具有C1-8烷基取代基。


2.如权利要求1所述的树脂镜片，其特征在于，所述高折射率树脂加硬液中的醇类溶剂选自：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、异丁醇、丁二醇、异戊二醇和季戊四醇中的至少一种，醚类溶剂为乙二醇乙醚或乙二醇丁醚。


3.如权利要求1所述的树脂镜片，其特征在于，所述高折射率树脂加硬液中的纳米氧化物颗粒胶体溶液中，纳米氧化物颗粒的粒径范围为5-50纳米；氧化物选自：二氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化钼和氧化硒中的至少一种；纳米氧化物颗粒在胶体溶液中的质量浓度为1％-20％，溶剂为乙醇或甲醇。


4.如权利要求1所述的树脂镜片，其特征在于，所述高折射率树脂加硬液中的硅烷偶联剂为通式为Y-R1-Si(OR2)3的化合物，式中，Y为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基丙烯酰氧基、甲基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基，R1为碳原子数1～18的烷基，OR2为烷氧基，R2为甲基或乙基。


5.如权利要求1所述的树脂镜片，其特征在于，所述高折射率树脂加硬液中的钛酸酯偶联剂选自三异硬脂酸钛酸异丙酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪立军，张凌，王明华，张鹤军，赵毅杰，乔振安，邹永存，司云凤，
申请(专利权)人：江苏视科新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32