[发明专利]一种防雾型树脂光学镜片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化学领域，主要提供一种用于树脂镜片的防雾剂及防雾型树脂光学镜片的制备方法。

背景技术

目前树脂光学镜片通常由烯丙基二甘醇、碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯通过共聚反应制得的。这类产品具有良好的光学性能及力学性能，已逐步取代无机玻璃，成为目前市场上光学材料的主流。但是，无论何种透明材料，当两侧出现一定的温差时，周围环境的蒸汽压比基材表面的水分饱和蒸汽压高时，水汽就会向透明基材表面聚集，并会以小水珠的形式析出形成水雾，微小水珠对光线会造成漫反射，明显降低透明基材表面的透光率。

针对上述问题，人们采用了多种方法制备具有防雾效果的材料，主要思路分为两类：一类是疏水性防雾涂层，就是在透明材料表面涂布一层疏水性物质，改善透明材料表面的湿润状态，使接触角θ增大，当θ→180°时，水汽冷凝生成的小水珠不能吸附在基材上，而是形成水滴，水滴在其自身重力的作用下滑落，来达到防雾目的；另一类是在材料的表面涂布一层亲水涂层，改善基材表面的湿润状态，使其与水滴的接触角减少，当接触角θ趋于0°时，水蒸气在基材表面高度铺展，形成均匀的水膜，因此就消除了光线的漫反射，达到了防雾的目的。亲水性分子中一般含有高表面自由能的强亲水极性基团，这类基团一般是能形成氢键的基团或离子基团。能形成氢键的基团至少含有一个直接键合到杂原子上的氢原子，比如：羟基、氨基、巯基、羧基、磷酸等；离子型基团至少具有一个正或负电荷的基团，它可以以水合分子形式存在，如：羧酸根基团、磺酸根基团、磷酸根基团、铵基等等。

对于亲水性防雾涂料的研究，由于其实现的工艺简单，成本低廉，因此对其研究较多。一般而言，亲水性防雾涂料主要分为表面活性剂防雾剂、无机硅溶胶亲水性防雾涂料、有机高分子亲水性防雾涂料和有机无机杂化亲水性防雾涂料等。

表面活性剂防雾剂的优点是：原料廉价，操作简易，生产工艺简单，防雾效果良好，因而在涂料品种繁多的今天仍拥有一席之地。缺点是防雾剂的组分都是小分子物质，不能生成真正意义上的膜，不耐擦拭，不耐溶剂。防雾剂随着水分的挥发而流失，使防雾时效缩短。而且以有机溶剂为主体的防雾剂还易燃易爆。如中国专利201080039806.1“新型非离子类表面活性剂和防雾剂”、中国申请专利201280036134.8“包含一个具有改善的耐久性的基于表面活性剂的临时性防雾涂层的光学物品”等等。

无机硅溶胶亲水性防雾涂料主要是依靠无机醇盐水解缩合或无机粒子构筑成物理吸附堆积(或化学键合)的三维网络成膜。这类防雾剂因需较高温度烧结，仅能用于无机玻璃的防雾，不能用于树脂材料。

亲水性高分子涂层，一般为含有大量亲水性基团(-OH、-COOH、-NH2，等)的高分子聚合物涂层，具有亲水、吸水性质。常用的成膜物有聚丙烯酸酯、纤维素醚、聚糖、氨基树脂、不饱和聚酯、聚脲烷。文献报道，亲水性防雾涂层可在80℃水浴蒸汽上不雾化。高分子材料资源丰富，种类繁多，性能良好，成型简便，成本低廉，正成为防雾涂料的主要组分。作为成膜物的树脂很少是单一聚合物，大都是共聚或共混的产物。共聚高分子可以克服单一聚合物材料性能上的缺陷，取长补短，具有良好的综合性能。单体的投料组成、引发剂的用量、溶剂的种类和用量、聚合反应的温度和反应时间，都对共聚反应及产品性能有影响。聚合物共混采用的原料是聚合物，却可以得到和共聚物一样的效果。与化学方法制备新材料相比，共混具有成本低、见效快的长处。特别是在透明材料表面涂覆高分子薄膜是近期才发展起来的一种新型防雾技术，该方法行之有效且被广泛接受。目前有关这方面的文献、专利越来越多，如：中国专利200710180152.4“防雾性表面处理剂及防雾性树脂镜片”公开了一种防雾性表面处理剂，包含脂肪酰胺(可以是C8-30脂肪酸和胺类的酰胺)和亲水性高分子(可以是聚环氧乙烷、乙烯基吡咯烷酮类聚合物、乙烯醇类聚合物、纤维素醚、海藻酸钠及其盐类等)按一定的比例混合而成。中国专利200480037385.3“包含防雾/防刺眼组合物的面罩”公开了其防雾组合物由一种或多种水溶性有机聚合物组成，如多糖或其衍生物、聚葡萄糖胺或其衍生物、壳聚糖或其衍生物、纤维素醚类或其衍生物等等。也有文献报道在树脂材料上涂布含有特定比例的蔗糖脂肪酸酯、聚合度在800以下的未改性聚乙烯醇和聚硅氧烷乳液的水溶液的方法。还有文献报道在树脂镜片上覆盖用脂肪酸蔗糖酯、聚甘油脂肪酸酯等多元醇型非离子表面活性剂和聚乙二醇型非离子表面活性剂的混合物进行防雾。