[發明專利]一種防藍光/變色雙功能涂層光學材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811145342.7
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109337559B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 王明華;沈秋雨;鄒永存;張凌;張鶴軍;喬振安;紀立軍;范為正;司云鳳;劉洋;鄭永華
• 申請（專利權）人: 江蘇視科新材料股份有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D7/62
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉茵

一種防藍光/變色雙功能涂層光學材料及其制備方法，該雙功能涂層光學材料包括光學基材、防藍光涂層和光致變色涂層。防藍光涂層中摻雜聚氨酯/光吸收劑/氧化鈦納米復合微球，其為三層復合核殼結構，內核為氧化鈦納米微球，中間層為光吸收劑，外殼為聚氨酯。該防藍光涂層阻隔光譜范圍從紫外光譜區拓展到藍光光譜區，在保持高透過率的情況下，具有對不同波段藍光進行區分吸收的性能。防藍光涂層與光致變色涂層材料進行匹配與功能集成，能根據光線強弱自動調節透過率，通過選擇性透過有益光和截止有害光，實現明暗可控，按需透光。

技術領域

本發明屬于光吸收材料技術領域，具體涉及在280-450nm光譜區對不同波長具有特定吸收的光學材料及其制備方法。

背景技術

眾所周知，紫外線會傷害人的眼睛，此外，可見光中的藍光也會對眼睛造成傷害。藍光作為可見光的一部分，具有極高的能量，波長范圍在400～500nm之間，隨著電腦、手機，ipad等電子產品的廣泛普及，以藍光為主體的非自然光將會對人眼產生不可逆的傷害，造成人眼干澀、疲勞、流淚、近視加速、黃斑區疾病等問題。根據世界衛生組織(WHO)2009年底發布橙色預警：藍光對人類的潛在隱形威脅將遠遠超過蘇丹紅，三聚氰胺，SARS等的破壞性，每年至少有30000人因為藍光的輻射而失明。現有的光致變色光學材料大多是在光學樹脂中添加變色材料，其制備工藝為“基防”工藝，這些材料在日光照射時(明的環境)可阻隔紫外光和強光的傷害，但在暗的環境(室內)時不能阻隔藍光，即變色不防藍光；人眼對400-440nm范圍藍光的視物和辨色不敏感，且該波段光波波長短、能量高，對眼睛傷害大，為有害藍光，光學材料(器件)對這部分藍光應保持低透過率；440-500nm范圍為中長波藍光，對人眼傷害相對較小，可以幫助瞳孔收縮，顯示物體的顏色，為有益藍光，在確保視物畫面真實的情況下，對這部分藍光保持一定的透過率。國外藍光防護材料大多采用鍍膜技術，其制備工藝為“膜防”工藝，即通過藍光防護膜來吸收藍光，總體藍光有效率只能達到17％左右，且對短、中、長藍色光譜區的防護不能區分；另外，在明的環境下(日光)阻隔強光較難，人眼受光輻照傷害大，即防藍光不變色。

從制備工藝上來說，現有的光致變色“基防”工藝無法與防藍光“膜防”工藝匹配兼容，這是由于表面藍光膜吸收了大量紫外線，使得進入到光學材料基體中的紫外線減少，而缺少紫外光的激發，將使光致變色效率顯著降低。光學材料技術未來發展趨勢是發展多功能融合技術，單一功能已不能滿足未來人們對光學材料和器件的集成化、智能化要求。因此，需要對光譜線吸收進行調控，開發高性能智能型光學材料技術與工藝，能根據光線強弱自動調節透過率，通過選擇性透過有益光和截止有害光，實現明暗可控、按需透光具有重大意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種防藍光/變色雙功能涂層光學材料及其制備方法。其中防藍光涂層中摻雜聚氨酯/光吸收劑/氧化鈦納米復合微球。該納米復合微球內核為表面修飾光吸收劑的氧化鈦納米顆粒，外殼包覆聚氨基甲酸酯并形成復合核殼結構。該材料阻隔光譜范圍從紫外光譜區拓展到藍光光譜區，在保持高透過率的情況下，具有對不同波段藍光進行區分吸收的性能，其中280-380nm紫外線透過率小于1％，400-440nm短波藍光透過率低于5％，460-500nm光譜區藍光透過率超過50％；該防藍光材料可與光致變色涂層材料進行匹配與功能集成，能根據光線強弱自動調節透過率，通過選擇性透過有益光和截止有害光，實現明暗可控，按需透光。可廣泛應用于汽車車窗、光學防護玻璃、LED燈防護膜、手機防護屏、眼科防護裝備等領域，解決有害光對人眼造成的傷害。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種防藍光/變色雙功能涂層光學材料，包括光學基材、防藍光涂層和光致變色涂層；該光致變色涂層位于該光學基材先接觸光線面，防藍光涂層位于該光學基材后接觸光線面；或者防藍光涂層位于光致變色涂層和光學基材先接觸光線面之間；

該防藍光涂層為聚硫代氨基甲酸酯中分散有聚氨酯/光吸收劑/氧化鈦納米復合微球；聚氨酯/光吸收劑/氧化鈦納米復合微球與聚硫代氨基甲酸酯的重量比為1∶(20～200)；