有机凝胶及其制备方法和透明光学器件技术

本申请提供一种有机凝胶及其制备方法和透明光学器件，涉及材料领域。有机凝胶的制备方法，包括：将包括丙烯酸酯类聚合物单体、高折光指数的甲基苯基硅油、交联剂和引发剂在内的原料混合，反应得到聚合物前驱液；将所述聚合物前驱液进行固化，得到所述有机凝胶。有机凝胶，使用所述的有机凝胶的制备方法制得。透明光学器件，其原料包括所述的有机凝胶。本申请提供的有机凝胶，兼具高透光性、高折光指数以及低弹性模量等优点，可以有效解决目前透明光学材料领域存在的问题。学材料领域存在的问题。学材料领域存在的问题。

【技术实现步骤摘要】
有机凝胶及其制备方法和透明光学器件


[0001]本申请涉及材料领域，尤其涉及一种有机凝胶及其制备方法和透明光学器件。

技术介绍

[0002]光学镜头在工业制造和日常生活中都扮演着重要角色，广泛应用于机器成像、智能制造、康复医学等领域。传统可变焦镜头多使用不同焦距的一系列硬质镜头组合而成，通过电机驱动镜头移动，实现焦距的变化。然而此种方式对单个镜头的轨迹控制要求十分严格，导致器件结构复杂度上升，成本增加，同时也难以实现焦距的连续精准变化。为了解决硬质镜片普遍存在的问题，使用液体制作光学镜头成为目前科研界和工业界的共同焦点。
[0003]液体镜头使用的功能材料是由弹性体薄膜与一种或多种液体组合而成，通过调整薄膜表面形状即可实现变焦功能，因此具有微型、功耗小、成本低等优点，使用机械力控制的液体镜头更是因其简易、普适的结构，成为本领域中使用最多的类型。评价机械驱动式液体镜头的主要参数是驱动电压和焦距可调范围，更低的驱动电压意味着更低的耗能，宽的焦距范围则会大大拓宽应用场景。液体镜头性能的有效提升无法依靠器件结构的改变，而是依赖于功能材料的透光率、折光指数、弹性模量等性质。目前常用来制作液体镜头的材料可分为非均相和均相两类，非均相体系例如聚二甲基硅氧烷薄膜包覆的去离子水、离子液体、高介电常数有机液体等材料，存在制作工艺复杂、稳定性差、良品率低等缺点，而均相体系例如聚二甲基硅氧烷与硅油混溶后固化得到的有机凝胶则表现出较高的弹性模量以及较低的折光指数，不利于制备高性能的液体镜头。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种有机凝胶及其制备方法和透明光学器件，以解决上述问题。
[0005]为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
[0006]一种有机凝胶的制备方法，包括：
[0007]将包括丙烯酸酯类聚合物单体、高折光指数的甲基苯基硅油、交联剂和引发剂在内的原料混合，反应得到聚合物前驱液；
[0008]将所述聚合物前驱液进行固化，得到所述有机凝胶。
[0009]优选地，所述丙烯酸酯类聚合物单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种。
[0010]优选地，所述高折光指数的甲基苯基硅油的折光指数范围为1.50至1.60。
[0011]优选地，所述交联剂包括1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种；
[0012]优选地，所述交联剂的用量为所述丙烯酸酯类聚合物单体的摩尔量的0.1％
‑
1％。
[0013]优选地，所述引发剂包括1
‑
羟基环已基苯基酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮、偶氮二异丁腈中的一种或多种；
[0014]优选地，所述引发剂的用量为所述丙烯酸酯类聚合物单体的摩尔量的0.5％
‑
5％。
[0015]优选地，所述固化为热固化，所述热固化的温度为60℃
‑
80℃，时间为2h
‑
6h。
[0016]优选地，所述固化为光固化，所述光固化的条件为：波长254nm
‑
450nm的紫外光照射20min
‑
60min。
[0017]优选地，所述高折光指数的甲基苯基硅油和所述丙烯酸酯类聚合物单体的体积比为(4：6)
‑
(7：3)。
[0018]本申请还提供一种有机凝胶，使用所述的有机凝胶的制备方法制得。
[0019]本申请还提供一种透明光学器件，其原料包括所述的有机凝胶。
[0020]透明光学器件例如可以是，光学镜头。
[0021]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
[0022]本申请提供的有机凝胶的制备方法，操作简便、实用性强，只需将丙烯酸酯类聚合物单体与高折光指数的甲基苯基硅油、引发剂、交联剂混溶后固化即可；由于甲基苯基硅油本身具有高透光性和高折光指数，以及丙烯酸酯类聚合物低的玻璃化转变温度和弹性模量，使得制备出的材料兼具高透光性、高折光指数、低弹性模量以及强稳定性等优点。
[0023]本申请提供的有机凝胶，具有高透光性、高折光指数、低弹性模量以及强稳定性等优点。
[0024]本申请提供的有机凝胶，可广泛用于制备透明光学器件。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
[0026]图1为实施例1制备的有机凝胶的照片；
[0027]图2为实施例1所得有机凝胶与前驱液的傅里叶红外光谱图。
具体实施方式
[0028]如本文所用之术语：
[0029]“由
……
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0030]连接词“由
……
组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由
……
组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0031]当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开
了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0032]在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
[0033]“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
[0034]“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机凝胶的制备方法，其特征在于，包括：将包括丙烯酸酯类聚合物单体、高折光指数的甲基苯基硅油、交联剂和引发剂在内的原料混合，反应得到聚合物前驱液；将所述聚合物前驱液进行固化，得到所述有机凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类聚合物单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高折光指数的甲基苯基硅油的折光指数范围为1.50至1.60。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种；优选地，所述交联剂的用量为所述丙烯酸酯类聚合物单体的摩尔量的0.1％
‑
1％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括1
‑
羟基环已基苯基酮、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱世平，张长庚，张祺，
申请(专利权)人：香港中文大学深圳，
类型：发明
国别省市：