[發明專利]一種防藍光納米復合微球、防藍光光學樹脂材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811145343.1
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109331754B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 張鶴軍;喬振安;鄒永存;張凌;王明華;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: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14;C08G18/48;C08G18/32;C08K7/18;C08K3/22;C08K9/10;C08L75/04;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

1.一種防藍光納米復合微球，其特征在于，其為聚氨酯/光吸收劑/氧化鈦三層復合核殼結構，其內核為氧化鈦納米微球，中間層為光吸收劑，外殼為聚氨酯；該復合微球的外徑為8-32 nm，其中，氧化鈦納米微球的直徑為3~15 nm，中間層的厚度為0.5~2.5nm，外殼的厚度為2~6 nm；氧化鈦、光吸收劑和聚氨酯的重量比為1：（0.2~0.6）：（0.2~1）；

所述氧化鈦納米微球是由單分散氧化鈦納米晶或晶粒組成的氧化鈦介孔納米微球，所述中間層的光吸收劑顆粒分散在該氧化鈦介孔納米球的表面或孔隙中，形成納米復合介孔結構；

所述光吸收劑為紫外吸收劑，選自UV-P、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-360、UV-531、UV-928和喹酞酮光吸收劑中的至少一種。

2.如權利要求1所述的防藍光納米復合微球，其特征在于，所述聚氨酯是由含有二個以上的異氰酸酯基團的異氰酸酯單體化合物與醇類化合物聚合而成。

3.如權利要求2中所述的防藍光納米復合微球，其特征在于，所述異氰酸酯單體化合物選自：甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯、間苯二亞甲基二異氰酸酯、萘-1，5-二異氰酸酯、甲基環己基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯中的至少一種；

所述醇類化合物為正丁醇、聚四氫呋喃醚二醇、季戊四醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷中的至少一種。

4.權利要求1-3中任一項所述的防藍光納米復合微球的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

a. 制備光敏化氧化鈦納米材料：

向純水中加入醋酸鈉，升溫到65-100℃，待醋酸鈉全部溶解后，加入氧化鈦納米微球，攪拌10-20分鐘，冷卻至室溫，過濾分離沉淀，洗滌，隨后加入乙醇，攪拌加入光吸收劑，攪拌20-30分鐘后，靜置40-100分鐘，過濾收集沉淀物，干燥，得到光吸收劑包覆的氧化鈦納米材料；其中，醋酸鈉與氧化鈦二者質量比為（0.1-0.9）：1；光吸收劑與氧化鈦二者質量比為(0.2-0.9)：（0.5-3.0）；醋酸鈉、純水與乙醇三者質量比為（5-10）：100：(100-180)；

b. 制備聚氨酯/光吸收劑/氧化鈦防藍光納米復合微球：

將步驟a制備的光吸收劑包覆的氧化鈦納米材料、異氰酸酯單體化合物加入到乙酸丁酯溶劑中，攪拌均勻后，依次加入醇類化合物和吐溫80；其中光吸收劑包覆的氧化鈦納米材料、異氰酸酯單體化合物、醇類化合物、吐溫80與乙酸丁酯溶劑質量比為：（0.5-1.2）：（0.4-0.9）：（0.4-0.5）：（1.0-2.0）：（300-500）；溫度保持在15-25℃，攪拌下預聚反應40-60min，得到預聚物溶液；將擴鏈劑、催化劑添加到預聚物溶液中，擴鏈劑、催化劑和異氰酸酯單體化合物三者質量比為（5-10）：（0.2-0.5）：(9-15)，加熱至45-90℃攪拌下進行聚合擴鏈反應10-20min，生成聚氨酯包覆物沉淀，將沉淀過濾、洗滌，干燥，得到聚氨酯/光吸收劑/氧化鈦三層復合核殼結構防藍光納米復合微球。

5.如權利要求4所述的防藍光納米復合微球的制備方法，其特征在于，所述醇類化合物為正丁醇和聚四氫呋喃醚二醇的混合物，正丁醇與聚四氫呋喃醚二醇質量比為(1-3)：(9-11)。

6.如權利要求4所述的防藍光納米復合微球的制備方法，其特征在于，所述擴鏈劑為乙二醇。

7.如權利要求4所述的防藍光納米復合微球的制備方法，其特征在于，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫。

8.一種防藍光光學樹脂材料，其特征在于，其是在聚氨酯光學樹脂中摻雜權利要求1-3中任一項所述的防藍光納米復合微球，防藍光納米復合微球與聚氨酯光學樹脂的重量比為1：（20~200）。

9.權利要求8所述的防藍光光學樹脂材料的制備方法，其特征在于，該方法包括：

對于熱固性光學樹脂，向樹脂單體中加入防藍光納米復合微球，攪拌均勻后，加熱40-85℃進行預聚合反應20-100分鐘，獲得預聚物；將上述預聚物經孔徑≤1μm濾網/濾膜過濾后，加入固化劑或催化劑后澆注到模具中，進行10-20小時的程序升溫固化，降溫到室溫，脫模清洗后，得到熱固性防藍光光學樹脂片材；

對于熱塑性光學樹脂材料，制備步驟為：

a. 將熱塑性光學樹脂溶于溶劑中，得到光學樹脂溶液；

b. 按所述配比稱取防藍光納米復合微球，并加入到光學樹脂溶液中，攪拌溶解均勻后，除去溶劑，得到熱塑性防藍光光學樹脂材料。