一种防蓝光量子点树脂镜片及其制备方法与流程

1.本技术涉及量子点技术领域，具体而言，涉及一种防蓝光量子点树脂镜片及其制备方法。


背景技术：

2.蓝光是自然可见光中的一部分，日光及电子屏幕都会发出蓝光，然而蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜。蓝光照射视网膜会产生自由基，而这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，上皮细胞的衰亡会导致光敏感细胞缺少养分从而引起视力损伤，而且这些损伤是不可逆的。但是并不是所有的蓝光都是有害的，众多科学实验证明：视网膜色素上皮细胞在415
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445nm波长的蓝光下衰亡最多，表明这段波长的蓝光最具伤害性，能导致黄斑变性等视觉损伤，而455
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495nm波长的蓝光则是有益蓝光，是可见光不可缺少的组成部分，可以帮助瞳孔收缩，帮助眼睛正常显示物体的颜色。
3.为了减少蓝光对眼睛的伤害，目前已经出现了防蓝光眼镜，但是现有的防蓝光眼镜主要是通过镜片表面镀膜反射有害蓝光，或者通过在镜片基材加入防蓝光因子(如镍盐、铜盐、钴盐等一种或几种金属盐)，吸收蓝光，从而实现对有害蓝光的阻隔，保护眼睛。然而目前市面上在眼镜表面镀膜反射蓝光的产品仅仅能够去除2％
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5％的蓝光，效果并不理想。而且如果直接将蓝光防护膜贴在镜片表面，会带来诸多问题：由于镜片表面呈曲面，贴合难度大，导致镜片成本高；用于贴合的粘贴剂还会影响镜片的光学透光率。另外，在镜片基材加入防蓝光因子的技术方法会将有害蓝光与有益蓝光同时过滤，减弱原本有益蓝光带来的好处。
4.为此，有必要提供一种新型防蓝光镜片，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种防蓝光量子点树脂镜片及其制备方法，镜片的光学透光率高，具有优良的防蓝光效果，且制备流程简单，成本较低。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种防蓝光量子点树脂镜片，其包括透明的树脂镜片，以及均匀分散于树脂镜片中的量子点，量子点的质量添加比例为0.01％～1％，量子点选自蓝色量子点、红色量子点、绿色量子点和橙色量子点中的至少一种，蓝色量子点的发射峰值波长为470～485nm，绿色量子点的发射峰值波长为500～520nm，橙色量子点的发射峰值波长为570～590nm，红色量子点的发射峰值波长为630～655nm。
7.在上述技术方案中，以普通透明的树脂镜片为基体，直接添加一定质量比例的量子点并使其均匀分散，镜片的光学透光率高，量子点(quantum dot)是把激子在三个空间方向上束缚住的纳米半导体结构，通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光。本技术采用的是一定发射峰值波长的量子点或它们的复合，分散在树脂中的量子点对有害蓝光(短波蓝光)吸收，且受短波蓝光的激发实现光学转换为有益蓝光(长波蓝光)，最终实现镜片优良的防蓝光效果，同时减少有益蓝光(长波蓝光)的吸收
过滤，增大透光率，使镜片保持高透光率。原理为：当一束光照射到半导体材料上，半导体材料吸收光子后，其价带上的电子跃迁到导带，导带上的电子还可以再跃迁回价带而发射光子，也可以落入半导体材料的电子陷阱中。当电子落入较深的电子陷阱中的时候，绝大部分电子以非辐射的形式而猝灭了，只有极少数的电子以光子的形式跃迁回价带或吸收一定能量后又跃迁回到导带。
8.在一种可能的实现方式中，树脂镜片的树脂单体选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺和聚碳酸酯中的一种或多种。
9.在上述技术方案中，树脂镜片为普通树脂材料即可，选择范围广，成本低。
10.在一种可能的实现方式中，防蓝光量子点树脂镜片的视觉舒适度指数为1～2级。
11.在上述技术方案中，视觉舒适度高，适合长期佩戴。
12.在一种可能的实现方式中，防蓝光量子点树脂镜片对波长385≤λ＜415的蓝光的透光率为65％～75％，对415≤λ＜445波长的蓝光的透光率为70％～75％，对445≤λ＜475波长的蓝光的透光率为85％～95％，对475≤λ＜505波长的蓝光的透光率为85％～95％。
13.在上述技术方案中，防蓝光量子点树脂镜片对短波蓝光的透光率更低，对长波蓝光透光率更高，完全满足蓝光防护透射比要求。
14.第二方面，本技术实施例提供了一种上述的防蓝光量子点树脂镜片的制备方法，其包括以下步骤：
15.将量子点有机溶液和透明的树脂单体溶液混合均匀，形成混合溶液；
16.将混合溶液浇注于模具中，加热以进行聚合固化反应。
17.在上述技术方案中，采用混合、浇注、加热的工艺，就能制得均匀分散有量子点的树脂镜片，制备工艺流程简单，成本较低。
18.在一种可能的实现方式中，量子点有机溶液是将量子点溶于有机溶剂中形成的。
19.在上述技术方案中，量子点溶于有机溶剂中形成量子点有机溶液，能够使量子点均匀分散于树脂单体溶液的体系中(量子点表面配体与溶剂分子结合，因此量子点可稳定存在溶剂中)，再聚合固化形成量子点均匀分散的树脂镜片。
20.在一种可能的实现方式中，有机溶剂选自油胺、十二烷基硫醇、油酸、三甲基氧化磷和三辛基膦中的一种或多种的混合物。
21.在上述技术方案中，有机溶剂对量子点的分散效果好。
22.在一种可能的实现方式中，量子点有机溶液中量子点的质量浓度为5mg/ml
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50mg/ml。
23.在一种可能的实现方式中，量子点有机溶液与树脂单体溶液的质量百分比范围为0.1％～1％。
24.在一种可能的实现方式中，加热的温度＜150℃。
25.在上述技术方案中，固化温度不宜过高，否则容易导致量子点的淬灭。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为本技术实施例提供的一种防蓝光量子点树脂镜片的结构示意图。
28.图标：110
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树脂镜片；120
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量子点。
具体实施方式
29.发明人在文献中发现，通过对蓝光提取了四个光谱范围的光透射比，提出了385
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415nm波段光与416
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445nm波段光是有害蓝光，446
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475nm波段光与476
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505nm波段光是有益蓝光。
30.为了提高镜片的防蓝光效果，需要尽可能提高镜片对有益蓝光的透光率，降低镜片对有害蓝光的透光率。发明人还发现，虽然所有量子点均可以实现光学转化，但是一般需要高能量光激发，即较短波长光激发量子点产生较长波长光。而发明人创造性的发现一定发射波长的量子点可以达到上述防蓝光效果。
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
32.下面对本技术实施例的防蓝光量子点树脂镜片及其制备方法进行具体说明。
33.参加图1所示，本技术实施例提供一种防蓝光量子点树脂镜片，其包括透明的树脂镜片110，以及均匀分散于树脂镜片110中的量子点120，量子点120的质量添加比例为0.01％～1％，量子点120选自蓝色量子点、红色量子点、绿色量子点和橙色量子点中的至少一种，蓝色量子点的发射峰值波长为470～485nm，绿色量子点的发射峰值波长为500～520nm，橙色量子点的发射峰值波长为570～590nm，红色量子点的发射峰值波长为630～655nm。
34.本技术实施例采用的量子点120为特定发射波长的波长，比如发射峰值波长为470～485nm的蓝色量子点，是指发射波长的峰值范围为470～485nm。本技术实施例采用的量子点120可以购买或自制得到，为inp或cdse体系常规结构即可，只需要其发射波长满足对应的发射波长要求即可。
35.本技术实施例的量子点120可以选取上述蓝色量子点、红色量子点、绿色量子点和橙色量子点中的一种，还可以是多种，主要看加入量子点120后的树脂镜片110能不能将短波蓝光转化为长波蓝光以及转化的效果，通常情况下，选择几种不同发射波长的量子点120更容易实现对树脂镜片110的调控，且对有害蓝光的阻隔波长范围也更宽。
36.本技术实施例中，树脂镜片110是由树脂单体聚合而成，通常在树脂单体中加入引发剂bpo发生聚合反应，相应地，树脂单体选自聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate)，简称pmma)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，简称pet)、聚苯乙烯(polystyrene，简称ps)、聚乙烯(polyethylene，简称pe)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，简称pvc)、聚酰胺(polyamide，简称pa)、聚碳酸酯(polycarbonate，简称pc)中的一种或多种。
37.本技术实施例中，防蓝光量子点树脂镜片的视觉舒适度指数vico指数为1～2级。防蓝光量子点树脂镜片对波长385≤λ＜415的蓝光的透光率为65％～75％，对415≤λ＜445
波长的蓝光的透光率为70％～75％，对445≤λ＜475波长的蓝光的透光率为85％～95％，对475≤λ＜505波长的蓝光的透光率为85％～95％。
38.本技术实施例还提供一种上述的防蓝光量子点树脂镜片的制备方法，其包括以下步骤：
39.步骤1、配置混合溶液：将量子点有机溶液和透明的树脂单体溶液混合均匀，形成粘稠的混合溶液。
40.其中，量子点有机溶液是将量子点溶于有机溶剂中形成的，有机溶剂选自油胺、十二烷基硫醇、油酸、三甲基氧化磷topo和三辛基膦top中的一种或多种的混合物。
41.量子点有机溶液中量子点的质量浓度为5mg/ml
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50mg/ml；量子点有机溶液与树脂单体溶液的体积百分比范围为0.01％
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5％；量子点有机溶液与树脂单体溶液的质量百分比范围为0.1％～1％。
42.步骤2、模组浇注：将混合溶液浇注于模具中。
43.模具包括相对设置的两片玻璃模具，用胶圈固定玻璃模具的相对位置，两片玻璃模具的浇注面和胶圈内缘形成浇注形腔，将混合溶液浇注入浇注形腔中，镜片的前后表面由玻璃模具成型。
44.步骤3、聚合固化：加热混合溶液以进行聚合固化反应。
45.将浇注好混合溶液的模具送到固化炉(加热炉)中，经过一定时间和加热，加热的温度通常＜150℃，混合溶液中的树脂单体进行聚合反应，最终由粘稠的液体聚合为透明的固体。
46.步骤4、开模、磨边，进行镜片清洗。
47.以下结合实施例对本技术的特征和性能作进一步的详细描述。
48.实施例1
49.本实施例提供一种防蓝光量子点树脂镜片，其制备过程如下：
50.s1、称取发射峰值波长接近485nm蓝色量子点，溶于油胺(有机溶剂)中，得到量子点的质量浓度为10mg/ml的量子点有机溶液。
51.将量子点有机溶液加入至透明的聚甲基丙烯酸甲酯单体溶液中，量子点有机溶液与聚甲基丙烯酸甲酯单体溶液的体积百分比范围为0.1％，混合均匀形成具有量子点和树脂单体的粘稠的混合溶液。
52.s2、将混合溶液浇注入模具的浇注形腔中，模具包括相对设置的两片玻璃模具，用胶圈固定玻璃模具的相对位置，两片玻璃模具的浇注面和胶圈内缘形成浇注形腔，镜片的前后表面由玻璃模具成型。
53.s3、将浇注好混合溶液的模具送到固化炉中，经过一定时间和加热，加热的温度为80℃，加热的时间为24h，混合溶液由粘稠的液体聚合为透明的固体。
54.s4、开模、磨边，进行镜片清洗，即得到产品。
55.实施例2
56.本实施例提供一种防蓝光量子点树脂镜片，其制备过程如下：
57.s1、称取发射峰值波长接近475nm的蓝色量子点和发射峰值波长接近520nm的绿色量子点，二者的质量用量比为4：1，将这些量子点溶于十二烷基硫醇中，得到量子点的质量浓度为10mg/ml的量子点有机溶液。
58.将量子点有机溶液加入至透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯单体溶液中，量子点有机溶液与聚甲基丙烯酸甲酯单体溶液的体积百分比范围为0.5％，混合均匀形成具有量子点和树脂单体的粘稠的混合溶液。
59.s2、将混合溶液浇注入模具的浇注形腔中，模具包括相对设置的两片玻璃模具，用胶圈固定玻璃模具的相对位置，两片玻璃模具的浇注面和胶圈内缘形成浇注形腔，镜片的前后表面由玻璃模具成型。
60.s3、将浇注好混合溶液的模具送到固化炉中，经过一定时间和加热，加热的温度为100℃，加热的时间为24h，混合溶液由粘稠的液体聚合为透明的固体。
61.s4、开模、磨边，进行镜片清洗，即得到产品。
62.实施例3
63.本实施例提供一种防蓝光量子点树脂镜片，其制备过程如下：
64.s1、称取发射峰值波长接近520nm的绿色量子点和发射峰值波长接近580nm的橙色量子点，二者的质量用量比为3：2，将这些量子点溶于油酸中，得到量子点的质量浓度为10mg/ml的量子点有机溶液。
65.将量子点有机溶液加入至透明的聚苯乙烯单体溶液中，量子点有机溶液与聚苯乙烯单体溶液的体积百分比范围为1％，混合均匀形成具有量子点和树脂单体的粘稠的混合溶液。
66.s2、将混合溶液浇注入模具的浇注形腔中，模具包括相对设置的两片玻璃模具，用胶圈固定玻璃模具的相对位置，两片玻璃模具的浇注面和胶圈内缘形成浇注形腔，镜片的前后表面由玻璃模具成型。
67.s3、将浇注好混合溶液的模具送到固化炉中，经过一定时间和加热，加热的温度为120℃，加热的时间为24h，混合溶液由粘稠的液体聚合为透明的固体。
68.s4、开模、磨边，进行镜片清洗，即得到产品。
69.对比例1
70.本对比例提供一种树脂镜片，其制备过程与实施例1的大致相同，不同之处在于：本对比例未加入量子点，而是直接采用油胺和聚甲基丙烯酸甲酯单体溶液混合形成混合溶液。
71.对比例2
72.本对比例提供一种树脂镜片，其制备过程与实施例2的大致相同，不同之处在于：本对比例未加入量子点，而是直接采用十二烷基硫醇和聚对苯二甲酸乙二醇酯单体溶液混合形成混合溶液。
73.对比例3
74.本对比例提供一种树脂镜片，其制备过程与实施例3的大致相同，不同之处在于：本对比例未加入量子点，而是直接采用油酸和聚苯乙烯单体溶液混合形成混合溶液。
75.以下对实施例和对比例的镜片进行防蓝光测试，具体方法将相同条件下生产的树脂镜片(实施例1和对比例1、实施例2和对比例2、实施例3和对比例3)进行对比测试，主要是测试镜片在不同蓝光波长的透光率及视觉舒适度指数vico，测试标准参考《gb/t 38120
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2019蓝光防护膜的光健康与光安全应用技术要求》，测试结果如表1所示。
76.表1树脂镜片的测试结果
77.组别385≤λ＜415415≤λ＜445445≤λ＜475475≤λ＜505vico实施例1707290901.75对比例1858485863.5实施例2657092901.25对比例2808583793.75实施例3727588911.50对比例3798886803.6标准要求＜75％≤80％＞80％＞80％＜3
78.根据上表的数据可知，相比较于普通未添加量子点的树脂镜片，本技术实施例中的含有一定量的量子点的树脂镜片对短波蓝光透光率更低，对长波蓝光透光率更高，完全满足蓝光防护透射比要求；且视觉舒适度指数vico相比较于普通树脂镜片的3.5级甚至更高(不合格)提升至1级(a+)水准，防蓝光效果显著。
79.综上所述，本技术实施例的防蓝光量子点树脂镜片及其制备方法，镜片的光学透光率高，具有优良的防蓝光效果，且制备流程简单，成本较低。
80.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。