阅读说明：本技术 一种抗冲击超韧镜片材料及其制备方法 (Impact-resistant super-tough lens material and preparation method thereof ) 是由 吴炳照 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗冲击超韧镜片材料及其制备方法。所述抗冲击超韧镜片材料,由以下组分的原料制备而成：异氰酸酯40～57份,多元硫醇23～36份,多元醇胺23～36份,紫外吸收剂0.3～1.4份,脱模剂0.05～0.18份,催化剂0.05～0.2份。本发明以异氰酸酯为主料,加入多元硫醇和多元醇胺,在体系中形成了稳固的交联网络,使所得镜片材料透明且均匀致密,在乙酸铅或钛酸酯类催化剂的催化下,氰酸酯、多元硫醇、多元醇胺、紫外吸收剂、脱模剂反应形成具有互穿网络结构的镜片材料,赋予镜片材料优异的抗冲击性、耐磨性、附着力、硬度和透光率,具有良好的应用前景。(The invention discloses an impact-resistant super-tough lens material and a preparation method thereof. The impact-resistant super-tough lens material is prepared from the following raw materials: 40-57 parts of isocyanate, 23-36 parts of polythiol, 23-36 parts of polyalcohol amine, 0.3-1.4 parts of ultraviolet absorbent, 0.05-0.18 part of release agent and 0.05-0.2 part of catalyst. The invention takes isocyanate as a main material, adds the polythiol and the polyalcohol amine, forms a stable cross-linked network in a system, ensures that the obtained lens material is transparent, uniform and compact, and under the catalysis of lead acetate or titanate catalyst, the cyanate ester, the polythiol, the polyalcohol amine, the ultraviolet absorbent and the release agent react to form the lens material with an interpenetrating network structure, so that the lens material has excellent impact resistance, wear resistance, adhesive force, hardness and light transmittance, and has good application prospect.)

一种抗冲击超韧镜片材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及镜片技术领域，尤其涉及一种抗冲击超韧镜片材料及其制备方法。

背景技术

近年来，光学树脂镜片在国内外眼镜市场上需求越来越大，树脂镜片与玻璃镜片相比，具有质量轻、染色性能好、易于加工等优点，中高折射率光学树脂镜片更以高透光率、防紫外、超薄等特有的优势获得使用者的青睐。通常，在镜片行业中以折射率达到1.60以上为高折射率，折射率达到1.56为中折射率，折射率在1.56以下为低折射率。然而，树脂镜片比较柔软，使用时容易被擦伤和划伤留下划痕，应用之前在其表面涂布耐磨的聚硅氧烷涂层已被业内广泛公认。但这些耐磨的聚硅氧烷涂层的存在会使体系***而降低镜片的抗冲击性，使镜片变脆易碎。

中国专利文献CN 200580042106.7提供了一种具有耐磨性和可成型性的透明塑料涂层，包含含有环氧官能的硅烷和/或二醇官能的有机聚硅氧烷与选自多官能的羧酸、酸酐或甲硅烷基化的酸酐的多官能的交联剂混合的水解产物和部分缩合物的水-有机溶剂混合物和其量足以水解各组分的水的组合物，其中所述环氧官能的硅烷和/或二醇官能的有机聚硅氧烷与所述多官能的交联剂的摩尔比率为约10∶1～1∶10。但上述含聚硅氧烷的涂层虽然提高了镜片的耐磨性，但同时也降低了镜片的抗冲击性，尤其是又薄又轻的树脂镜片在涂布耐磨性硬质涂层后，其抗冲击强度较未涂布之前有降低趋势，而且上述耐磨涂层与底涂层之间的粘合力也不完全令人满意。中国专利文献CN 201711104627.1公开了一种有机硅氧烷组合物和涂层、制成品、方法及用途，包含封端聚二有机硅氧烷-(MQ树脂)共聚物，所述封端聚二有机硅氧烷-(MQ树脂)共聚物包含具有共价键合至聚二有机硅氧烷部分的MQ树脂部分的大分子；其中所述聚二有机硅氧烷部分包含彼此经由(RV、烯基)SiO_2/2单元偶联的两个D链段，其中RV为(C1-C6)烃基。在该发明中，封端聚二有机硅氧烷-(MQ树脂)共聚物有利地减少包含所述共聚物的RC组合物的可萃取物，而不会丧失或者不会明显丧失RC组合物的剥离力或剥离力效率。

如何制备一种附着力增强，同时兼具优异耐磨性和抗冲击性性能良好的镜片成为本领域技术人员要解决的重要技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种附着力增强，同时兼具优异耐磨性和抗冲击性性能良好的抗冲击超韧镜片材料及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明涉及一种抗冲击超韧镜片材料，由以下组分的原料制备而成：

上述抗冲击超韧镜片材料由适当比例的异氰酸酯、多元硫醇、多元醇胺、紫外吸收剂、脱模剂和催化剂协同组成，具有良好的光学特征，例如，轻便、成型性、染色性、阿贝数、透明性以及阻挡紫外线等，并且在进行多层涂布之后，耐冲击性依然较高，不仅可以满足FDA规格(127cm，16.3g落球实验)，而且还可以满足工业安全规格(ANS规格，127cm，67g落球实验)。

在本发明较佳的实施例中，所述抗冲击超韧镜片材料，由以下组分的原料制备而成：

多元硫醇与多元醇胺用量的比例低于1：1，涂层耐磨性降低；多元硫醇与多元醇胺用量的比例高于2：1，涂层透明性、抗冲击性降低。

优选地，所述异氰酸酯选自4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、甲基环已基二异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯、1,6-亚己基二异氰酸酯、二(异氰酸酯甲基)环己烷中的一种或几种。

优选地，所述多元硫醇类化合物由季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)和硫代二甘醇按质量比1～3：1组成；所述多元醇胺选自二乙醇胺、苯基乙醇胺、双(2-羟甲基)氨基-三(羟甲基)甲烷、氨丁三醇、2-氨基-2乙基-1,3-丙二醇、二异丙醇胺中的一种或几种。

优选地，所述紫外吸收剂为2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并***、2-(3’叔丁基-2’-羟基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并***、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、2，4，6-三(2’正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪中的一种或几种。

优选地，所述催化剂为乙酸铅或钛酸酯类催化剂。催化剂的用量过高，则原料聚合过快，固化后涂层的抗冲击性差；催化剂的用量偏低，则原料聚合缓慢，固化后涂层的成膜性差。

优选地，所述钛酸酯类催化剂为钛酸异丙酯或钛酸正丁酯。

优选地，所述脱模剂为购自韩国KOC公司的HILUB-67和/或购自韩国新大公司的HILUB-60中的一种或几种。

本发明还涉及了所述抗冲击超韧镜片材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.将异氰酸酯和催化剂混合搅拌后，依次加入紫外吸收剂、脱模剂，25～28℃真空脱泡50～70min后，加入多元硫醇、多元醇胺，混合，边搅拌边于18～22℃真空脱泡30～35min，停止搅拌后再次真空脱泡10～15min，得到树脂镜片组合物配料；

S2.将树脂镜片组合物配料依次进行一次固化、开模、切边、清洗、二次固化、加硬和镀膜，得到抗冲击超韧镜片材料。

第一次真空脱泡温度应控制在25～28℃，或真空脱泡时间控制在50～70min，在保证聚合速度较高的同时，使固化后涂层的成膜性好；第二次真空脱泡温度应控制在18～22℃，或真空脱泡时间控制在30～35min，保证固化后涂层的附着力和耐磨性。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤S2中一次固化的温度为35℃～120℃，一次固化的时间为15～20h；二次固化的温度为80℃～110℃，二次固化的时间为6～7h。

本发明有益的技术效果在于：

本发明所述抗冲击超韧镜片材料，以异氰酸酯为主料，加入多元硫醇和多元醇胺，在体系中形成了稳固的交联网络，使所得镜片材料透明且均匀致密，提高了镜片的耐磨性和硬度，而且多元硫醇和多元醇胺与异氰酸酯具有良好的亲和力，同时提高了镜片材料的附着力，改善了树脂镜片材料附着力差的缺陷；另外紫外吸收剂赋予了镜片材料优异的抗紫外线性能；在乙酸铅或钛酸酯类催化剂的催化下，氰酸酯、多元硫醇、多元醇胺、紫外吸收剂、脱模剂反应形成具有互穿网络结构的镜片材料，赋予镜片材料优异的耐磨性、附着力、硬度和透光率。实验结果表明：本发明提供的抗冲击超韧镜片材料的折射率为1.609～1.618；透光率为98％～99％；冲击性能：200g/127cm小球冲不破。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行具体描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

1、本实施例中原料的用量如下：

异氰酸酯：4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(20g)、六亚甲基二异氰酸酯(28g)；

多元硫醇：季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(13.5g)和硫代二甘醇(13.5g)；

多元醇胺：双(2-羟甲基)氨基-三(羟甲基)甲烷(27g)；

紫外吸收剂：2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并***(0.6g)；

脱模剂：HILUB-67(0.08g)；

催化剂：钛酸异丙酯(0.1g)。

2、制备方法

S1.按比例称取各组分，将异氰酸酯和催化剂混合搅拌后，依次加入紫外吸收剂、脱模剂，25℃真空脱泡70min后，加入多元硫醇、多元醇胺，混合，边搅拌边于18℃真空脱泡35min，停止搅拌后再次真空脱泡15min，得到树脂镜片组合物配料；

S2.干燥氮气加压，将树脂镜片组合物配料经过过滤膜注入已准备好的模具中，浇筑完成后，将模具放入烘箱中进行依次进行一次固化，一次固化温度为35℃～120℃，时间为17.5h；一次固化后，进行开模、切边、清洗、二次固化(二次固化温度为80℃～110℃，时间为7h)，加硬和镀膜，得到抗冲击超韧镜片材料。

实施例2

1、本实施例中原料的用量如下：

异氰酸酯：4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(20g)、六亚甲基二异氰酸酯(28g)；

多元硫醇：季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(13.5g)和硫代二甘醇(13.5g)；

多元醇胺：双(2-羟甲基)氨基-三(羟甲基)甲烷(27g)；

紫外吸收剂：2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并***(0.6g)；

脱模剂：HILUB-67(0.08g)；

催化剂：钛酸异丙酯(0.1g)。

2、制备方法

S1.将异氰酸酯和催化剂混合搅拌后，依次加入紫外吸收剂、脱模剂，28℃真空脱泡50min后，加入多元硫醇、多元醇胺，混合，边搅拌边于22℃真空脱泡30min，停止搅拌后再次真空脱泡10min，得到树脂镜片组合物配料；

S2.干燥氮气加压，将树脂镜片组合物配料经过过滤膜注入已准备好的模具中，浇筑完成后，将模具放入烘箱中进行依次进行一次固化，一次固化温度为35℃～120℃，时间为20h；一次固化后，进行开模、切边、清洗、二次固化(二次固化温度为80℃～110℃，时间为6h)，加硬和镀膜，得到抗冲击超韧镜片材料。

实施例3

1、本实施例中原料的用量如下：

异氰酸酯：4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(20g)、六亚甲基二异氰酸酯(20g)；

多元硫醇：季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(27g)和硫代二甘醇(9g)；

多元醇胺：双(2-羟甲基)氨基-三(羟甲基)甲烷(23g)；

紫外吸收剂：2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并***(0.3g)；

脱模剂：HILUB-67(0.18g)；

催化剂：钛酸异丙酯(0.05g)。

2、制备方法

S1.按比例称取各组分，将异氰酸酯和催化剂混合搅拌后，依次加入紫外吸收剂、脱模剂，25℃真空脱泡70min后，加入多元硫醇、多元醇胺，混合，边搅拌边于18℃真空脱泡35min，停止搅拌后再次真空脱泡15min，得到树脂镜片组合物配料；

S2.干燥氮气加压，将树脂镜片组合物配料经过过滤膜注入已准备好的模具中，浇筑完成后，将模具放入烘箱中进行依次进行一次固化，一次固化温度为35℃～120℃，时间为17.5h；一次固化后，进行开模、切边、清洗、二次固化(二次固化温度为80℃～110℃，时间为7h)，加硬和镀膜，得到抗冲击超韧镜片材料。

实施例4

1、本实施例中原料的用量如下：

异氰酸酯：4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(28g)、六亚甲基二异氰酸酯(29g)；

多元硫醇：季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(13g)和硫代二甘醇(10g)；

多元醇胺：双(2-羟甲基)氨基-三(羟甲基)甲烷(36g)；

紫外吸收剂：2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并***(1.4g)；

脱模剂：HILUB-67(0.05g)；

催化剂：钛酸异丙酯(0.2g)。

2、制备方法

S1.按比例称取各组分，将异氰酸酯和催化剂混合搅拌后，依次加入紫外吸收剂、脱模剂，25℃真空脱泡70min后，加入多元硫醇、多元醇胺，混合，边搅拌边于18℃真空脱泡35min，停止搅拌后再次真空脱泡15min，得到树脂镜片组合物配料；

S2.干燥氮气加压，将树脂镜片组合物配料经过过滤膜注入已准备好的模具中，浇筑完成后，将模具放入烘箱中进行依次进行一次固化，一次固化温度为35℃～120℃，时间为17.5h；一次固化后，进行开模、切边、清洗、二次固化(二次固化温度为80℃～110℃，时间为7h)，加硬和镀膜，得到抗冲击超韧镜片材料。

实施例5

1、本实施例中原料的用量如下：

异氰酸酯：间苯二甲基二异氰酸酯(20g)、甲基环已基二异氰酸酯(8g)、3-异氰酸酯基亚甲基3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(20g)；

多元硫醇：季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(18g)和硫代二甘醇(9g)；

多元醇胺：2-氨基-2乙基-1,3-丙二醇(27g)；

紫外吸收剂：2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(0.6g)；

脱模剂：HILUB-60(0.08g)；

催化剂：钛酸正丁酯(0.1g)。

2、制备方法

S1.按比例称取各组分，将异氰酸酯和催化剂混合搅拌后，依次加入紫外吸收剂、脱模剂，25℃真空脱泡70min后，加入多元硫醇、多元醇胺，混合，边搅拌边于18℃真空脱泡35min，停止搅拌后再次真空脱泡15min，得到树脂镜片组合物配料；

S2.干燥氮气加压，将树脂镜片组合物配料经过过滤膜注入已准备好的模具中，浇筑完成后，将模具放入烘箱中进行依次进行一次固化，一次固化温度为35℃～120℃，时间为17.5h；一次固化后，进行开模、切边、清洗、二次固化(二次固化温度为80℃～110℃，时间为7h)，加硬和镀膜，得到抗冲击超韧镜片材料。

实施例6

1、本实施例中原料的用量如下：

异氰酸酯：1,6-亚己基二异氰酸酯(20g)、二(异氰酸酯甲基)环己烷(28g)；

多元硫醇：季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(18g)和硫代二甘醇(9g)；

多元醇胺：二异丙醇胺(27g)；

紫外吸收剂：2，4，6-三(2’正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪(0.6g)；

脱模剂：HILUB-60(0.08g)；

催化剂：乙酸铅(0.1g)。

2、制备方法

S1.按比例称取各组分，将异氰酸酯和催化剂混合搅拌后，依次加入紫外吸收剂、脱模剂，25℃真空脱泡70min后，加入多元硫醇、多元醇胺，混合，边搅拌边于18℃真空脱泡35min，停止搅拌后再次真空脱泡15min，得到树脂镜片组合物配料；

S2.干燥氮气加压，将树脂镜片组合物配料经过过滤膜注入已准备好的模具中，浇筑完成后，将模具放入烘箱中进行依次进行一次固化，一次固化温度为35℃～120℃，时间为17.5h；一次固化后，进行开模、切边、清洗、二次固化(二次固化温度为80℃～110℃，时间为7h)，加硬和镀膜，得到抗冲击超韧镜片材料。

对比例1

1、本对比例中原料的用量如下：

异氰酸酯：1,6-亚己基二异氰酸酯(20g)、二(异氰酸酯甲基)环己烷(28g)；

多元硫醇：季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(18g)和硫代二甘醇(9g)；

多元醇胺：二异丙醇胺(9g)；

紫外吸收剂：2，4，6-三(2’正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪(0.6g)；

脱模剂：HILUB-60(0.08g)；

催化剂：乙酸铅(0.1g)。

其制备方法同实施例6。按照上述实施例6工艺称取对比例1的原料，制备对比例1的镜片材料。

对比例2

1、本对比例中原料的用量如下：

异氰酸酯：1,6-亚己基二异氰酸酯(20g)、二(异氰酸酯甲基)环己烷(28g)；

多元硫醇：季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(9g)和硫代二甘醇(9g)；

多元醇胺：二异丙醇胺(27g)；

紫外吸收剂：2，4，6-三(2’正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪(0.6g)；

脱模剂：HILUB-60(0.08g)；

催化剂：乙酸铅(0.1g)。

其制备方法同实施例6。按照上述实施例6工艺称取对比例2的原料，制备对比例2的镜片材料。

采用GB10810.3-2006《眼镜镜片及相关眼镜产品第3部分：透射比规范及测量方法》、QB2659-2004《机动车驾驶员专用眼镜》、QB/T2506-2017《光学树脂镜片》规定的方法进行检测。本发明实施例1～6和对比例1～2制备的抗冲击超韧镜片材料的抗冲击性能、透光率、折射率性能、抗紫外线性能、附着力等检测结果见表1。

表1本发明实施例1～6和对比例1～2制备的镜片材料的性能测试结果

本发明的抗冲击超韧镜片材料，以异氰酸酯为主料，加入多元硫醇和多元醇胺，在体系中形成了稳固的交联网络，使所得镜片材料透明且均匀致密，提高了镜片的耐磨性和硬度，而且多元硫醇和多元醇胺与异氰酸酯具有良好的亲和力，同时提高了镜片材料的附着力，改善了树脂镜片材料附着力差的缺陷；另外紫外吸收剂赋予了镜片材料优异的抗紫外线性能；在乙酸铅或钛酸酯类催化剂的催化下，氰酸酯、多元硫醇、多元醇胺、紫外吸收剂、脱模剂反应形成具有互穿网络结构的镜片材料，赋予镜片材料优异的耐磨性、附着力、硬度和透光率。实验结果表明：本发明提供的抗冲击超韧镜片材料的折射率为1.609～1.618；透光率为98％～99％；冲击性能：200g/127cm小球冲不破，而且镜片开槽、打孔时无开裂现象，具有良好的附着力和结合力。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。