[发明专利]一种高折射率UV单体的制备方法及其在涂层上的应用

说明书

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种高折射率UV单体及其涂层；本发明以羟基丙烯酸酯、酸酐、纳米氧化锆作为原料，经过多步酯化反应得到了一种高折射率UV单体，并将其制成高折射率涂层；该新型高折射率涂层不仅有效解决树脂镜片折射率低、不耐磨或固化成型时间长的同时，还具有高硬度，可以预见，该材料将在光学材料迎来广阔的市场前景，尤其适用光学器件、眼镜等领域。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种高折射率UV单体的制备方法及其在涂层上的应用。

背景技术

上世纪30年代以前，光学领域的主要材料是光学玻璃，其种类繁多，折射率1.4-2.8，选择空间大。和光学玻璃相比，光学树脂具有质量轻、染色容易、抗冲击和易加工成型等优点，一经推出，很快就替代了光学玻璃成为眼镜片的主流产品，并广泛用于眼镜镜片、光盘基材、光学透镜以及棱镜等领域。其中，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消费者的青睐；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，同等前提条件下，镜片的折射率越高，镜片越薄越轻；目前国内市场上大部分的光学树脂的折射率都在1.60以下，高于1.6以上的光学材料较少。

聚苯乙烯(PS)具有大多数聚合物所没有的高透光和高折光率，在光学领域具有很大的应用前景。聚碳酸酯(PC)等热塑性树脂主要用作太阳镜片和部分矫正镜片，其优点是成型快、成型成本低等特点，其缺点是内应力比较大、光学性能一般。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氨酯(PU)和聚双烯丙基二甘醇碳酸酯等热固性树脂具有光学性能好，应力小等优点，但是成型需要20-40h不等的成型时间，聚合时间比较长。

为解决由上述热固性树脂制造过程中固化时间长或光学性能一般的问题，开发出一种高折射率的UV固化材料，涂覆于常规树脂镜片表面以提高折射率的同时可降低材料成本，这项工作显得尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，针对现有技术中树脂镜片存在折射率低、不耐刮擦或固化成型时间长等问题，提供了一种高折射率UV单体及其涂层，采用羟基丙烯酸酯、酸酐、纳米氧化锆作为原料，经过多步酯化反应得到了一种高折射率UV单体，并将其制成高折射率涂层，在解决树脂镜片折射率低、不耐磨的同时，还具有高硬度，可以预见，该材料将在光学材料迎来广阔的市场前景，尤其适用光学器件、眼镜等领域。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种高折射率UV单体的制备方法，包含以下步骤：

(1)将羟基丙烯酸酯、酸酐、催化剂、阻聚剂溶解于二甲基甲酰胺(DMF)中，避光条件下进行机械搅拌，然后经加热回流、静置、过滤、有机相减压蒸馏、真空干燥后，得到含丙烯酸酯结构的羧酸；

所述羟基丙烯酸酯、酸酐和DMF的摩尔比为1.0-1.2mol：1mol：50mol；

所述催化剂用量为羟基丙烯酸酯与酸酐总质量的0.05％-3％；

所述阻聚剂用量为羟基丙烯酸酯质量的2％；

(2)将步骤(1)制备的含丙烯酸酯结构的羧酸和丙酮溶液混合，再加入纳米氧化锆粉体，超声波分散后，过滤，所得粉体再置于恒温条件下干燥，干燥后的产物经研磨处理后，得到含有纳米氧化锆改性的丙烯酸酯，即为高折射率UV单体。

优选的，步骤(1)中，所述羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或季戊四醇三丙烯酸酯中的任意一种。

优选的，步骤(1)中，所述酸酐为马来酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐或均苯四酸酐的任意一种。

优选的，步骤(1)中，所述催化剂为二丁基氧化锡、醋酸锌或钛酸四丁酯的任意一种。