本发明涉及一种抗紫外线光学镜片配方及其制作工艺。
技术背景
随着科学技术的发展，光学镜片的制备技术也得到了突飞猛进的进步，从最初的水晶天然镜片，到人工合成玻璃镜片，再到如今的各种树脂光学材料镜片，制备眼镜片的原料越发广泛。与此同时，眼镜片的功能也得到更多的丰富和提升，从最初的矫正视力，到如今的防蓝光、防紫外、抗疲劳等等。
现如今使用的光学树脂材料主要有热固性的烯丙基二甘醇二碳酸酯(商品名cr-39)、不饱和聚酯、聚氨酯类，热塑性的有甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)。从发展的现状和趋势看，热固性的折射率为1.50的cr-39、折射率为1.56、1.60、1.67的聚氨酯尤为重要。
上述的cr-39单体呈液态，在加热和引发剂的条件下聚合固化。成镜后的折射率为1.499，密度1.32，阿贝数为58～59，有较强的抗冲击、透光率高，可以进行染色、加硬和镀膜处理。通过加硬和镀膜处理，使得镜片表面更具有耐划伤性，可见光的透过率可以达到99％以上。不饱和聚酯材料其单体在过氧化二碳酸二异丙酯引发剂作用下可以形成折射率为1.56的光学树脂镜片。然而由于这种材料的镜片阿贝数低，且容易发黄。为掩盖其色，必须用蓝色剂进行补色，但这又会影响其光学性能；因此，此类产品逐渐被淘汰。
如今，透明聚氨酯材料由于其优异的光学性能及加工性能引起了眼镜行业的极大兴趣。聚氨酯树脂能以其特有的特性，可以制备出折射率为1.56～1.74的聚氨酯光学树脂材料及镜片，由于其光学性能好，弹性好，抗冲击强度高，且有较高的阿贝数，是目前生产高端树脂镜片的最佳材料。然而，尽管中国已成为世界生产树脂镜片的基地，也是世界最大的消费国，遗憾的是国内生产树脂镜片所需的材料几乎全部都是向欧美、日本等发达国家进口的，从而在源头上还是被国外企业所垄断，限止了国内树脂镜片行业的总体发展。因此，有必要自主研发一种光学性能好，弹性好，抗冲击强度高，且阿贝数较高的树脂材料，用于生产高端树脂镜片，以降低国内高端眼镜的生产成本，并进一步促进国内树脂镜片行业的发展。
技术实现要素：
针对上述的国内树脂镜片行业发展的限制因素，本发明从原料和配方入手进行深入研究，以间苯二甲酸二烯丙酯和对苯二甲酸二烯丙酯主要原料生产一种抗紫外线光学镜片，并对制作方法加以改进，提供一种抗紫外线光学镜片配方及镜片制作工艺，其具体技术方案如下：
首先本发明提供一种抗紫外线光学镜片配方，包括的组分按重量计如下：
间苯二甲酸二烯丙酯20～60份，
对苯二甲酸二烯丙酯30～80份，
抗紫外吸收剂0.1～0.2份，
苯甲醇0.1～0.5份，
马来酸二丁酯10～40份，上述的份数均为质量份数。
优选的，该抗紫外线光学镜片配方，包括的组分按重量计为：
间苯二甲酸二烯丙酯40～50份，
对苯二甲酸二烯丙酯50～70份，
抗紫外吸收剂0.15～0.2份，
苯甲醇0.2～0.3份，
马来酸二丁酯20～30份。
进一步优选的，前述的抗紫外线光学镜片配方，包括的组分按重量计为：
间苯二甲酸二烯丙酯45份，
对苯二甲酸二烯丙酯60份，
抗紫外吸收剂0.18份，
苯甲醇0.15份，
马来酸二丁酯25份。
此外，针对镜片的制作工艺进行改进和优化，本发明提供一种抗紫外线光学镜片制作工艺，包括步骤如下：
s1：制备基片：根据配方按重量份称取制备镜片的各组分原料：间苯二甲酸二烯丙酯20～60份，对苯二甲酸二烯丙酯30～80份，抗外吸收剂0.1～0.2份，苯甲醇0.1～0.5份，马来酸二丁酯10～40份，脱膜剂1～2份，无机胶粘剂1～2份，并混合搅拌均匀；然后浇注到光学镜片模具内，静置固化20h，降温脱膜后进行修边处理，得到制备抗紫外线光学镜片的基片，备用；
s2：清洗基片：将步骤s1中制得的基片进行清洗，具体为依次通过清水槽浸泡15～20min，进入多个去油槽进行去油处理，进入中和槽中和多余的溶剂，再经过多个清水槽进行冲洗干净；
s3：烘干固化：将步骤s2中清洗干净的基片进行烘干处理，烘干温度为65℃～70℃，烘干时间为5～10min；然后将温度直接升温到115℃～120℃，保持1.5～2h，进行再次固化，备用；
s4：涂变色层：对步骤s3中烘干固化完毕的基片涂抹变色层；
s5：加硬镀膜：对经步骤s4旋涂变色层后的基片进行加硬镀膜，使得镜片的膜层更加耐磨、使用寿命更加持久；
s6：三次固化：将经过步骤s5涂抹涂层后的镜片再次高温固化处理，固化条件为：110℃～115℃，保持1～2h；
s7：镀顶膜：将经步骤s6固化过的镜片再次加镀一层防水膜，从而获得抗紫外线光学镜片成品。
作为优选的技术方案的，前述的抗紫外线光学镜片制作工艺，还包括镀增透膜步骤，旋涂变色层并固化后的镜片加镀减少或消除镜片光线反射的增透膜，从而提升镜片的透光度。
作为本发明优选的技术方案的，前述的抗紫外线光学镜片制作工艺，步骤s4所述涂变色层为采用高速旋涂法，所述涂变色层的涂料为螺吡喃类化合物；步骤s5中所述加硬镀膜为氧化钛或氧化锆与偶联剂混合而成的膜层材料；所述加镀的增透膜为层数为4层。
本发明的有益效果是：
相对现有技术而言，本发明具备以下优势：
首先，本发明对光学镜片的原料选材和配方进行深度研发，选择间苯二甲酸二烯丙酯和对苯二甲酸二烯丙酯作为主要原料制备光学树脂镜片的基片，其光学性能和弹性优异，并且强度高抗冲击型好，最重要的是阿贝数高，在40～43之间。其次，本发明还对对镜片的制作工艺进行优化：首先，设有采用高速旋涂法加涂变色层，该变色层不仅阻挡强光并吸收紫外线，在保证镜片的透光度的同时，防止阳光、紫外光、眩光对眼睛的伤害，而且有多种颜色满足市场多样需求；其次，在旋涂变色层后还进行了强化镀膜处理，以延长镜片的使用寿命；另外，加设镀增透膜步骤，减少或消除镜片光线反射，改善可见光全波段增透效果，从而使镜片更通透，全面提升镜片的品质及佩戴的舒适感。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
首先本发明提供一种抗紫外线光学镜片配方，包括的组分按重量计如下：间苯二甲酸二烯丙酯：20～60份，对苯二甲酸二烯丙酯：30～80份，抗紫外吸收剂：0.1～0.2份，苯甲醇：0.1～0.5份，马来酸二丁酯：10～40份。
该抗紫外线光学镜片配方，包括的组分按重量计优选为：间苯二甲酸二烯丙酯40～50份，对苯二甲酸二烯丙酯50～70份，抗紫外吸收剂0.15～0.2份，苯甲醇0.2～0.3份，马来酸二丁酯20～30份。
进一步优选包括的组分按重量计为：间苯二甲酸二烯丙酯：45份，对苯二甲酸二烯丙酯：60份，抗紫外吸收剂：0.18份，苯甲醇：0.15份，马来酸二丁酯：25份。
实施例2：抗紫外线光学镜片的配制
首先制备基片：根据实施例1所述的抗紫外线光学镜片最优配方，称取间苯二甲酸二烯丙酯：45份，对苯二甲酸二烯丙酯：60份，抗紫外吸收剂：0.18份，苯甲醇：0.15份，马来酸二丁酯：25份；然后混合搅拌均匀，浇注到光学镜片模具内，静置固化20小时；最后进行降温脱膜和修边处理，得到制备抗紫外线光学镜片的基片。
第二步清洗基片：将前述制得的基片进行清洗，具体操作是，先将基片放入清水槽中浸泡20min，然后通过进入多个去油槽进行去油处理，再进入中和槽中和多余的溶剂，最后再经过多个清水槽将基片冲洗干净。
第三步烘干固化：将清洗干净的基片放入烘箱进行烘干处理，烘干的温度为65℃～70℃，烘干时间为5～10min；烘干后需要进行再次固化，将温度直接升温到115℃～120℃，保持1.5～2h，进一步加强基片的强度和抗冲击新能，备用。
第四步涂变色层：采用高速旋涂法烘干固化完毕的基片涂抹变色层，旋涂过程主要分为滴胶、高速旋转和干燥(溶剂挥发)3个步骤；在旋涂过程中，对高速旋转速度的控制和干燥条件的控制，是控制旋涂薄膜的厚度、结构等性能的关键步骤。本步骤中，所用的涂料为螺吡喃类化合物，所制成的镜片在光线和紫外线照射下可迅速变暗，以阻挡强光并吸收紫外线；回到暗处，能快速恢复无色透明状态，保证镜片的透光度。所以适合于室内室外同时使用，并防止阳光、紫外光、眩光对眼睛的伤害。
第五步加硬镀膜：为了延长镜片的使用寿命，对旋涂变色层后的基片进行加硬镀膜，所述加硬镀膜为氧化钛或氧化锆与偶联剂混合而成的膜层材料，使得镜片的膜层更加耐磨、使用寿命更加持久。
在此步之前，还可以加镀增透膜步骤，利用光的干涉原理，使通过膜层两侧反射回去的光线发生干涉，从而相互抵消，减少或消除镜片光线反射，从而提升镜片的透光度。本实施例中所述加镀的增透膜为层数为4层，以保证改善可见光全波段增透效果，提升佩戴使用的舒适感。
第六步，再次固化：每经过涂抹涂层后的镜片均需再次经高温固化处理，固化条件为：110℃～115℃，保持1～2h；
第七步，镀顶膜：将前述步骤处理过的镜片，最后再加镀一层防水膜，将氟化物等憎水材料蒸发沉积于镜片表面而成，通过憎水物质及紧致的膜层表面，减少水/油与镜片的接触面积，使水/油不易粘附于镜片表面，保证镜片的视觉效果，同时更易清洁。
此外，本发明工艺，在每个步骤完成后，均需进行检验，最终获得抗紫外线光学镜片成品经质检合格后再入库。
实施例3：基片光学性能测定
根据实施例2的制作工艺，制作多组基片，经烘干固化后，随机挑选5组，每组10片，采用反射法测定其折射率(平均值)，根据国标qb2457-1999的规定测定其透光率，并国标qb2506-2001“光学树脂眼镜片通用检测方法”测定其阿贝数，结果如表1所示：
表1.基片折射率测定结果表
由表1可以看出，本发明制备的眼镜基片折射率均达1.60以上，透光率在90％以上，阿贝数在40～43之间，光学性能优良，达到用于制作高级眼镜片的要求。
实施例4：基片拉伸性能测试
根据实施例2的制作工艺，制作多组基片，经烘干固化后，随机挑选5组测试其拉伸性能，测试方法按照gb/t1040-1992“塑料拉伸性能试验方法”进行测试，结果如表2所示。
表2.基片拉伸性能测试结果表
表2测试结果表明，本发明制备的眼镜基片，拉伸强度11.5-12.5mpa，断裂伸长率271～285％，弹性较好。
实施例5：基片抗冲击测试
根据实施例2的制作工艺，制作多组基片，经烘干固化后，随机挑选5组，每组20片，进行冲击脆化温度测试，测试方法gb/t5470-1985“塑料冲击脆化温度试验方法”进行测试，结果如表3所示。
表3.基片抗冲击测试结果表
由表3可知，本发明制备的眼镜基片，在-30℃时的破坏率均小于50％，低温柔软性能良好。
实施例6：成品光学镜片抗紫外线测试
根据实施例2的制作工艺，制作多组成品光学镜片，任选五组，采用国标gb10810.3《眼镜镜片及相关产品第3部分：透射比规范及测量方法》进行测试其紫外透过率，结果如表4所示。
表4.成品光学镜片抗紫外线测试
由表3可知，本发明工艺制作的成品光学镜片，紫外透过率小于1％，抗紫外性能优良。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非只包含一个的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。