密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用，基材由以下物料组成：含环硫基团的多元醇、异氰酸酯、催化剂、溶剂和扩链剂；含环硫基团的多元醇和异氰酸酯的摩尔分数之比为1：（1.0

【技术实现步骤摘要】
密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用，属于微透镜防近控镜片材料


技术介绍

[0002]聚合物光学材料因质轻、价格便宜、容易加工成型等优点，在近年来得到了广泛的应用，在很多方面取代了无机光学玻璃等材料，在镜片材料领域应用非常广泛，据统计树脂镜片的普及率逐年递增。传统近视镜片的工作原理就是在眼前增加一个凹透镜，使不能成像在视网膜上的点后移至视网膜上，从而使我们的眼睛可以看清物体。但是，由于人们的视网膜是一个类似球体内部构造的一个弧形，而非平面，这就使得成像焦点以外的部位成像在视网膜后方，眼轴就会被慢慢拉长以适应这一变化，久而久之视力就会加深。
[0003]通过控制眼轴增长的速度，可以有效延缓近视加深。基于上述原因，预防近视加深的方法有许多，应用较多的主要有以下几种：第一是周边离焦技术，通过降低镜片周围的度数从而达到防止眼轴增长的目的。第二是通过在镜片上增加微透镜，根据微透镜的分布、结构设计以及数量不同，达到不同的防近控效果，比如让透镜部位的光线成像在视网膜前方，使光线在视网膜前方形成非聚焦的光束带等，可以减缓或避免眼轴被拉伸，从而减缓近视进展。整体而言，通过微透镜预防近视的效果更佳，这是由于微透镜可以根据视力的不同，在微细光学上进行细致调整，更具针对性。但这也从另一方面增加了对微透镜阵列及其镜片材质、加工技术的要求。关于微透镜阵列方面也有一些专利，如专利CN 202210623672.2公开了一种波浪结构和微透镜结构复合的多焦点镜片，CN202210599054.9公开了一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法等。这些阵列虽然从屈光度不同的角度出发进行设计，但对微透镜阵列多限制在圆形区域。事实上，这不太符合人类的视野特点和观察习惯，这种设计多少会造成一定的视觉疲劳，还会减少一定的视野清晰度。因此，有必要根据人类的视野特点，进一步对微透镜阵列进行设计。
[0004]在微透镜加工方面，见于文献报道的加工技术有直接法和间接法，比如喷墨打印、激光直写、丝网印刷、光刻技术、光聚合技术、热熔回流技术和气相化学沉积等，也有利用传统机械方法配合光学和控制技术的方法，比如模压成形等。但是具体到基于镜片使用的微透镜的加工技术，需要考虑到目前已知的微透镜数量从几百至千余不等，在这种情况下，所用技术就不仅仅对加工工艺的精细化程度提出要求，同时对镜片材料的各项性能也有很高的要求。专利CN201911073459.3提出镜片微透镜可以采用数控车床加工、采用3D打印所得，或者眼镜片选自软性透明塑胶聚合物材料，采用离心铸造法、切削研磨法、直接模压成型等。无论哪种方法，微透镜的尺寸要求需在毫米级，加工精度有限，在选材上需用软性透明塑胶聚合物材料，但是没有具体说明采用什么样的聚合物材料。传统的视力矫正镜片主要采用CR
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39以及PMMA和PC，这类镜片质量较脆，不易加工。从这两个角度都能够看出选材对镜片的功能实现和实际应用的重要性。因此，如何保证镜片材料的性能与加工工艺的协调是微透镜防近控领域发展的重要议题。故亟需一种具有可加工性的、密集分布有微透镜的
防近控镜片基材及其制备方法和应用。

技术实现思路

[0005]为了解决镜片材料与加工工艺的协调性问题，进一步解决密集分布有微透镜的防近控镜片基材对强度和韧性等方面的要求，本专利技术提供一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材。
[0006]同时，本专利技术提供一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法，该法采用近红外飞秒激光脉冲双光子聚合工艺，进一步避免传统机械加工对密集分布有微透镜的镜片基材过高的性能要求，同时又满足微透镜镜片的加工精度。
[0007]同时，本专利技术提供一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材的应用。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0009]密集分布有微透镜的防近控镜片基材，由以下物料组成：含环硫基团的多元醇、异氰酸酯、催化剂、溶剂和扩链剂；
[0010]含环硫基团的多元醇和异氰酸酯的摩尔分数之比为1：(1.0
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1.1)；
[0011]催化剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的0.5
‑
1.2％；
[0012]溶剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的50
‑
120％；
[0013]扩链剂用量是异氰酸酯质量的2
‑
8％。
[0014]含环硫基团的多元醇为二元醇或三元醇，具有如下结构之一：
[0015][0016]其中，R1为含有2
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10个碳的烷基、烯烃基、芳环基中的一种，且同一个碳原子上最多只能有一个—OH；R2为含有3
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9个碳的烷基、烯烃基、芳环基中的一种，且同一个碳原子上最多只能有一个—OH。
[0017]含环硫基团的多元醇具有如下结构之一：
[0018][0019]异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI中的一种或几种。
[0020]催化剂为二乙醇胺DEOA、二月桂酸二丁基锡DBTDL中的一种；
[0021]溶剂为1,3,5
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三甲基苯、丙酮中的一种；
[0022]扩链剂为乙二醇、1,4
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丁二醇中的一种或几种。
[0023]密集分布有微透镜的防近控镜片基材的制备方法，包括以下步骤：
[0024]步骤1：预聚反应，先将含环硫基团的多元醇和催化剂加入反应容器中，然后再加入异氰酸酯，在55
‑
65℃下加热反应1
‑
3小时，再加入溶剂稀释，得到预聚混合物；
[0025]步骤2：扩链反应，向预聚混合物中加入扩链剂，在70
‑
90℃下机械搅拌，继续反应1
‑
3小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
[0026]步骤3：加工成型，获得含硫的聚氨酯树脂体系，将含硫的聚氨酯树脂体系经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片；
[0027]双光子聚合加工工艺过程为：将含硫的聚氨酯树脂体系注入镜片模具中，将近红外飞秒激光脉冲照射到树脂体系表面微透镜的位置，受到照射的树脂体系部分通过双光子聚合得到微透镜阵列，近红外飞秒激光脉冲的中心波长为760nm，脉冲宽度为80fs，重复频率75MHz，最大输出功率5W，激发功率5.5mW，x、y轴扫描步距0.15
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0.35μm，z轴扫描步距为0.45
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0.65μm，获得微透镜阵列后，未受到照射的树脂体系部分再在紫外光照射下发生自由基聚合，紫外光的波长为365nm，功率为350W，照射时间为1
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5min，最后得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
[0028]防近控镜片上，微透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，由以下物料组成：含环硫基团的多元醇、异氰酸酯、催化剂、溶剂和扩链剂；含环硫基团的多元醇和异氰酸酯的摩尔分数之比为1：(1.0
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1.1)；催化剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的0.5
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1.2％；溶剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的50
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120％；扩链剂用量是异氰酸酯质量的2
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8％。2.根据权利要求1所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，含环硫基团的多元醇为二元醇或三元醇，具有如下结构之一：其中，R1为含有2
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10个碳的烷基、烯烃基、芳环基中的一种，且同一个碳原子上最多只能有一个—OH；R2为含有3
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9个碳的烷基、烯烃基、芳环基中的一种，且同一个碳原子上最多只能有一个—OH。3.根据权利要求2所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，含环硫基团的多元醇具有如下结构之一：4.根据权利要求1所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，催化剂为二乙醇胺DEOA、二月桂酸二丁基锡DBTDL中的一种；溶剂为1,3,5
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三甲基苯、丙酮中的一种；扩链剂为乙二醇、1,4
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丁二醇中的一种或几种。6.根据权利要求1～5任意一项所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：预聚反应，先将含环硫基团的多元醇和催化剂加入反应容器中，然后再加入异氰酸酯，在55
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65℃下加热反应1
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3小时，再加入溶剂稀释，得到预聚混合物；步骤2：扩链反应，向预聚混合物中加入扩链剂，在70
‑
90℃下机械搅拌，继续反应1
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3小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，获得含硫的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢公兴，怀旭，巴志新，王章忠，朱海峰，束建超，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：