一种复合变色高清眼镜片及其制备方法与流程

本发明涉及高清眼镜片的光致变色，尤其涉及一种复合变色高清眼镜片及其制备方法。

背景技术：

1、树脂镜片制造业中，要得到高质量的光致变色镜片，需要使用合适的光学树脂单体和光致变色材料。目前光致变色镜片主要分为膜层变色镜片和基片变色镜片。

2、膜层变色是将含有光致变色材料的变色膜层旋涂在基片表面，变色膜层中含有有机光致变色材料、或者无机光致变色材料。有机光致变色材料通过在光照条件下实现分子的构型转变或环化过程实现颜色变化，响应速度快、但抗疲劳性能较差，多次光致变色褪色循环后性能衰减，常用的有螺吡喃类、罗丹明类材料；无机光致变色材料具有抗疲劳性能好、可逆性好等优点，但除了多金属氧酸盐(poms)外溶解性一般较差、变色较为单一，变色效率与有机材料存在差距，常用的有卤化银、过渡金属氧化物等。从上述论述可知，有机光致变色材料与无机光致变色材料各有优缺点，若能将不同的有机/无机光致变色材料通过化学键连接、或掺杂共混等方法复合，并通过制备工艺的改良变色膜层与基片的粘结性，或可系统改善膜层变色镜片的光学性能。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提供一种既有有机光致变色材料的响应速度快的优势、又有无机光致变色材料的可逆性好、抗疲劳能力强等优势的变色高清眼镜片，本发明提供以下技术方案：

2、一种复合变色高清眼镜片，包括自人眼侧至光线入射侧依次设置的减反射膜层、后表面保护膜层、基片、光致变色层、前表面保护膜层、增透膜层；

3、所述基片由丙烯酸酯类材料制备；丙烯酸酯类材料制备的眼镜片具有阿贝数高、色散轻微的优点，但其与常用的光致变色材料粘结性较差，在其表面旋涂常用的变色膜层、长时间后膜层易脱落；本发明的复合光致变色材料除了改善光学性能外、亦可改善与基片的粘结性。

4、所述光致变色层包括按质量份数计的以下组分：丙烯酸树脂50-100份、复合光致变色材料20-30份、润湿剂20-30份、分散剂5-8份、表面活性剂1-3份、消泡剂1-3份、改性剂0.5-0.8份；

5、所述复合光致变色材料包括以下组分：粉末状共价有机框架材料cofs、过渡金属氧化物光致变色材料、多金属氧酸盐光致变色材料poms。

6、共价有机框架材料cofs目前多应用于光催化领域，是一种多孔微晶材料，其与过渡金属氧化物光致变色材料共混后可通过化学键方式相连，变色后在光谱上形成若干吸收峰值，在蓝绿交界、绿红交界、黄红交界、红黑交界处形成吸收峰，从而提高镜片的对比度、使物像更清晰；同时，共价有机框架材料cofs与多金属氧酸盐光致变色材料复合，通过配比能够解决cofs粉末溶解性差的问题，且共价有机框架材料cofs具有较大的π共轭骨架以及规则的π-π堆积结构，这有利于其层或层间电荷转移、其存在可以提高多金属氧酸盐光致变色材料poms电子-空穴对的复合速度，进一步提高响应速度；且共价有机框架材料cofs的加入能够显著提高光致变色层与基片的粘结力。

7、进一步的，所述复合光致变色材料中包括按质量份数计的以下组分：粉末状共价有机框架材料cofs2-5份、过渡金属氧化物光致变色材料5-8份、多金属氧酸盐光致变色材料poms10-15份。复合光致变色材料中各组分的配比直接决定了变色效率与工艺的可实现性，其中粉末状共价有机框架材料cofs作为框架型辅助变色材料无需过多，且由于其成本较高，因此占比较少；而过渡金属氧化物光致变色材料、多金属氧酸盐光致变色材料poms作为主变色材料，占比相对较多，且由于溶解性的原因，poms相对占比最大。

8、进一步的，所述粉末状共价有机框架材料为三苯胺基cofs材料，其具有透明度高、热稳定性高等优点。三苯胺基cofs材料目前多作为电致变色材料使用，本发明突破性的将其应用于光致变色领域，在复合光致变色材料中由于三苯胺特殊的分子结构其溶解性反而提高提高，从而提高了光致变色层的可加工性。

9、进一步的，所述过渡金属氧化物光致变色材料为tio2，tio2是一种典型的透明氧化物半导体材料，用于复合光致变色材料中能够有效促进载流子分离并抑制复合，从而有效提高光致变色效率。

10、进一步的，所述复合光致变色材料中的粉末状共价有机框架材料cofs、过渡金属氧化物光致变色材料、多金属氧酸盐光致变色材料poms的质量比为1:2:4。

11、进一步的，所述光致变色层厚度为3-5μm，若光致变色层过薄，一方面变色深度无法达到要求，另一方面由于共价有机框架材料cofs的存在膜厚过薄将导致研磨周期大幅提升、增加工艺难度；同时，光致变色层厚度也不可过厚，否则增加成本的同时、也易影响膜层均匀性。

12、上述的复合变色高清眼镜片的制备方法，包括以下步骤：

13、s1、基片制备：向模具内填充混合好的丙烯酸酯类基材，将填充好的模具置于固化炉中，进行一次固化、静置冷却、脱模、切边与清洗后，形成基片；

14、s2、光致变色层旋涂液制备：称取足量复合光致变色材料的各组分材料加入研磨机中进行共混与细磨，后加入润湿剂进行搅拌与分散研磨得到混合浆液；向混合浆液中加入丙烯酸树脂、分散剂、表面活性剂、消泡剂、改性剂进行共混后形成光致变色旋涂液；

15、复合光致变色材料研磨至一特定的粒径并搅拌均匀后方可加入润湿剂进行分散，否则易团聚、造成变色不均等问题。

16、s3、光致变色层旋涂：将基片固定于旋涂机，对基片待旋涂光致变色层的一侧进行低频短波红外线照射预处理10-15min后，立即将光致变色层旋涂液旋涂于基片上；

17、在光致变色层旋涂前，对镜片进行预处理，主要目的是利用红外线的热效应对基片浅表层进行略微软化，在不影响旋涂工序的前提下增加基片与光致变色层的粘结强度。

18、s4、其他膜层旋涂：待光致变色层固化后，依次旋涂剩余膜层。

19、进一步的，步骤s2中复合光致变色材料细磨工序后粒径范围为1-2μm。

20、进一步的，步骤s3中所述低频短波红外线波长为1.5-3μm。

21、本发明的有益效果在于：

22、1、有机与无机光致变色材料复合，既有有机光致变色材料的响应速度快的特点、又有无机光致变色材料的可逆性好、抗疲劳能力强的特点。

23、2、cofs材料与无机材料的复合材料均匀性好，且能够增加光致变色层与基片的粘结强度。

24、3、cofs复合过渡金属氧化物光致变色材料，通过化学键方式相连，在光谱上会有几个吸收峰值，即在蓝绿交界、绿红交界、黄红交界、红黑交界处为吸收峰、透过率低，从而提高对比度、使物像更清晰。

25、4、cofs复合多金属氧酸盐光致变色材料poms，poms溶解性佳、可逆性佳，通过配比可以解决cofs粉末溶解性差的问题，且cofs具有较大的π共轭骨架以及规则的π-π堆积结构，这有利于其层或层间电荷转移、其存在可以提高pom电子-空穴对的复合速度，进一步提高变色响应速度。

技术特征：

1.一种复合变色高清眼镜片，其特征在于：包括自人眼侧至光线入射侧依次设置的减反射膜层、后表面保护膜层、基片、光致变色层、前表面保护膜层、增透膜层；

2.如权利要求1所述的一种复合变色高清眼镜片，其特征在于，所述复合光致变色材料中包括按质量份数计的以下组分：粉末状共价有机框架材料cofs2-5份、过渡金属氧化物光致变色材料5-8份、多金属氧酸盐光致变色材料poms10-15份。

3.如权利要求2所述的一种复合变色高清眼镜片，其特征在于：所述粉末状共价有机框架材料为三苯胺基cofs材料。

4.如权利要求3所述的一种复合变色高清眼镜片，其特征在于：所述过渡金属氧化物光致变色材料为tio2。

5.如权利要求4所述的一种复合变色高清眼镜片，其特征在于：所述复合光致变色材料中的粉末状共价有机框架材料cofs、过渡金属氧化物光致变色材料、多金属氧酸盐光致变色材料poms的质量比为1:2:4。

6.如权利要求1所述的一种复合变色高清眼镜片，其特征在于：所述光致变色层厚度为3-5μm。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的一种复合变色高清眼镜片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求6所述的一种复合变色高清眼镜片的制备方法，其特征在于：步骤s2中复合光致变色材料细磨工序后粒径范围为1-2μm。

9.如权利要求6所述的一种复合变色高清眼镜片的制备方法，其特征在于：步骤s3中所述低频短波红外线波长为1.5-3μm。

技术总结
本发明涉及一种复合变色高清眼镜片及其制备方法，镜片包括自人眼侧至光线入射侧依次设置的减反射膜层、后表面保护膜层、基片、光致变色层、前表面保护膜层、增透膜层；所述光致变色层采用粉末状共价有机框架材料COFs、过渡金属氧化物光致变色材料、多金属氧酸盐光致变色材料POMs复合形成的光致变色材料；其制备方法包括基片制备、光致变色层旋涂液制备、基片预处理以及膜层旋涂。本发明将有机框架材料与无机光致变色材料复合，使变色片既有有机光致变色材料的响应速度快的特点、又有无机光致变色材料的可逆性好、抗疲劳能力强的特点。

技术研发人员：李军,商建国
受保护的技术使用者：江苏全真光学科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15