[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

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，防藍光納米復合微球為聚氨酯/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?32nm，氧化鈦、光吸收劑和聚氨酯的重量比為1：(0.2～0.6)：(0.2～1)。該防藍光納米復合微球可以摻雜入樹脂光學材料中制成防藍光光學樹脂材料。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％。

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。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400-440 nm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聚氨酯/光吸收劑/氧化鈦納米復合微球和由其制備的防藍光光學樹脂材料。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。該材料可以制備成防藍光涂層或者摻雜入樹脂光學材料中制成防藍光材料。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%；同時，該防藍光材料還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，本發明包括以下技術方案：

一種防藍光納米復合微球，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2~6nm；氧化鈦、光吸收劑和聚氨酯的重量比為1：（0.2~0.6）：（0.2~1）。