[发明专利]用于聚氨酯镜片表面的高折射率涂层液及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于聚氨酯镜片表面的高折射率涂层液及其制造方法，将纳米二氧化锆溶胶(5‑20nm)、有机硅/二氧化钛溶胶和甲醇混合，随后加入乙酸调节酸度，PH值范围为4～5；接着将上述溶液加热到40度后持续搅拌并不断滴加丙基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷，滴加结束后搅拌半小时；接着顺序加入乙二醇乙醚、甲醇、二丙酮醇、丙二醇甲醚、乙醇、流平剂、消泡剂和蓝色颜料，接着再加入成膜助剂KH‑560和乙酰丙酮铝。最后用甲醇将上述液体的固含量调整到28‑38％。该涂层液可以用来作为折射率为1.67的聚氨酯镜片表面高折射率硬化涂层使用，涂层液在镜片表面固化后折射率≥1.66,涂层铅笔硬度为3.0‑4.5H，满足聚氨酯镜片表面高折射涂层的需求。

技术领域

本发明涉及聚氨酯镜片生产技术领域，具体的说，是一种用于聚氨酯镜片表面的高折射率涂层液及其制造方法。

背景技术

由于低折射率树脂镜片在热固成型后，其表面硬度在HB和1H(铅笔硬度)之间，使用过程中容易划伤，达不到佩戴者要求，一般通过涂层加硬技术提升表面硬度到3H左右。中高折射率聚氨酯镜片固化后硬度比低折射率镜片的硬度更低，更加容易划伤。采用普通加硬液，由于普通加硬液是有机硅构成，加硬后镜片硬度一般只能提升到2H左右，折射率一般为1.50左右，在聚氨酯镜片加硬后表面容易形成彩虹纹。

光波在不同介质中的传播速度是不同的。光从一种介质传播到另一种介质时，光线会发生偏折。折射率就是测量光在光路上偏折的程度。光在一个介质中的折射率可表示为光在真空中的传播速度和光在这一介质中的传播速度比值。因此，不同介质就会有各自不同的折射率。透明的高折射聚氨酯镜片基材折射率一般在1.597和1.667，用在聚氨酯镜片上的涂层也要具有相同的折射率。折射率和将镜片基材的折射率匹配是开发加硬液的一个重要指标。基材和涂层的折射率一样就可以消除涂层与基材之间的光波干涉，提高了镜片的透过率，降低光的散射。当镜片基材和涂层之间折射率不同时，其折射率差值越大，来自这两个介质的光波干涉强度就越强，涂后镜片的光学清晰度就越差。反之，当该涂层和镜片基材的折射率差值较小时，来自这两个介质的光波干涉就越少，涂后镜片的光学清晰度就越高。

根据文献，加硬液通常由以下四个关键要素构成：基体树脂、填料、溶剂和添加剂。要配制高折射率的加硬液，高折射率的金属氧化物通常是一个关键原料。加硬液的折射率可由配方中金属氧化物的量来调节。具有高折射率的金属氧化物有：氧化锡、氧化锌、氧化钛、氧化锆等，它们常被作为填料，用在加硬液的树脂体系中，调配高折射率的加硬液，以满足对聚氨酯镜片的折射率匹配的要求。然而，直接将这些高折射氧化物添加到低折射率加硬液中会容易出现沉淀，通过高速分散后也很难稳定存在。如专利CN201510041012，该发明采用硅溶胶和丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷共同反应获得折射率为≤1.56的加硬液。专利200810027254.7，该专利采用高官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，环状单官能丙烯酸酯单体，二官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，二官能丙烯酸酯，在该专利中未提及折射率，然而是用的多为直链型丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸树脂，折射率一般都在1.45和1.50之间，很难获得折射率高于1.66的加硬涂层。

本专利通过将纳米二氧化锆溶胶(5-200nm)、有机硅/二氧化钛溶胶和甲醇混合，随后加入乙酸调节酸度，PH值范围为4～5；随后上述溶液加热到40度后持续搅拌并不断滴加丙基三甲氧基硅烷，接着滴加甲基三甲氧基硅烷，滴加结束搅拌半小时；接着顺序加入乙二醇乙醚、甲醇、二丙酮醇、丙二醇甲醚、乙醇，流平剂、消泡剂和蓝色颜料，最后在加入成膜助剂KH-560和乙酰丙酮铝。在温度4-10度的范围内，该涂层液可以稳定保存3个月以上。通过浸涂法将镜片从涂层液中缓慢提出，膜层厚度控制在1-5微米的范围内，通过90度热风烘烤，20分钟以内涂层可以表干，通过120度烘箱固化，2小时涂层可以得到完全固化。该涂层液可以用来作为聚氨酯镜片表面高折射率硬化涂层使用，涂层液固化后折射率≥1.66，满足聚氨酯镜片表面硬度涂层的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于聚氨酯镜片表面的高折射率涂层液及其制造方法。