含金属氧化物纳米粒子的树脂光学透镜及制作方法
专利汇可以提供含金属氧化物纳米粒子的树脂光学透镜及制作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的含金属 氧 化物 纳米粒子 的 树脂 光学透镜 及制作方法属一种光学防护透镜及制作工艺。其组成包括金属氧化物纳米粒子和高分子 单体 材料，纳米粒子加入量为高分子单体量的0.1－10％。金属氧化物纳米粒子是核壳型过渡金属氧化物纳米粒子，尺寸在20－100nm之间；纳米粒子直接分散在有机高分子单体中，如二乙二醇双烯丙基 碳 酸酯或甲基 丙烯酸 甲酯等材料中，经过预聚合－填模 固化 －二次固化的工艺过程，制得多种功能型透镜，如全波段吸收紫外线光学透镜，屏蔽紫外至部分 近红外 的太阳镜，屏蔽单波段或多波段的激光防护透镜。本发明工艺简单，重复性好；光学透镜 质量 轻、不易碎， 颜色 鲜艳、耐老化，增透性高、视物清晰、防护能 力 强。，下面是含金属氧化物纳米粒子的树脂光学透镜及制作方法专利的具体信息内容。
1、一种含金属氧化物纳米粒子的树脂光学透镜，组成包括高分 子单体材料，其特征是，组成还包括金属氧化物纳米粒子；所说的金 属氧化物纳米粒子是核壳型过渡金属氧化物纳米粒子，其核为过渡族 金属、其壳为表面活性剂；所说的高分子单体材料是二乙二醇双烯丙 基碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、中折的单一物质或它们的混合 物；纳米粒子在高分子单体中加入量为高分子单体量的0.1-10％。
2、按照权利要求1所述的含金属氧化物纳米粒子的树脂光学透 镜，其特征是，所说的金属氧化物纳米粒子是TiO2、Cr2O3、MnO、Fe2O3、 CoO、CuO、ZrO、NbO、CdO、NiO其中一种或两种以上混合，纳米粒子 尺寸在20-100nm。
3、一种权利要求1的含金属氧化物纳米粒子的树脂光学透镜的 制备方法，其特征是，以过渡金属氧化物核壳型纳米粒子和高分子单 体为原料，经过预聚合—填模固化—二次固化的工艺过程，制得成品； 所说的预聚合是将纳米粒子溶解分散于高分子单体中，经过滤加入引 发剂，纳米粒子加入量为高分子单体量的(0.1-10)％，引发剂加入 量为高分子单体量的(2.5-3)％，聚合时间(2-5)小时得预聚物； 所说的填模固化是，预聚物经过滤后，充填入模具中，放入程序升温 炉中进行(15-20)小时的程序升温，开模洗净；所说的二次固化是， 在(100-130)℃固化(1-3)小时。
4、按照权利要求3所述的含金属氧化物纳米粒子的树脂光学透 镜的制备方法，其特征是，所说的程序升温，是在(15-20)小时内 使预聚物由室温升至(90-120)℃；所说的引发剂是过氧化二碳酸 酯类。
5、按照权利要求3或4所述的含金属氧化物纳米粒子的树脂光 学透镜的制备方法，其特征是，纳米粒子是TiO2、Cr2O3、MnO、Fe2O3、 CoO、CuO、ZrO、NbO、CdO、NiO其中一种或一种以上混合，总量为高 分子单体总量的(0.1-1.0)％范围，制作纳米粒子复合的树脂镜片， 用于制作浅色太阳镜、太阳镜及特种太阳镜。
6、按照权利要求3或4所述的含金属氧化物纳米粒子的树脂光 学透镜的制备方法，其特征是，纳米粒子是CuO、Fe2O3、MnO、Cr2O3、 CoO一种或一种以上混合，总量为高分子单体总量的(1-6)％范围， 制作纳米粒子复合的树脂镜片，用于制作激光防护镜。
技术领域
本发明属一种光学透镜，特别涉及含金属氧化物纳米粒子的树脂 材料的透镜，还涉及含金属氧化物纳米粒子的树脂透镜的制作方法。
背景技术
现有的遮阳用的太阳镜多选择质轻、不易破碎的有机树脂镜片制 作。这种树脂镜片的外表面多为有机染料染致而成。而目前市售的激 光护防镜多为无机玻璃片。
制作树脂遮阳镜的大致步骤是：首先制成透明毛坯片子，把水溶 性的有机染料在容器内溶于水中；在大约70-100℃的温度下，将透 明的有机树脂镜片毛坯浸在上述装有染料水溶液的容器中，浸泡5- 10分钟，将毛坯从容器中提拉出来，经过纯水洗净即为带有染料颜 色的镜片。
采用上述工艺制作的太阳镜片，由于有机染料多半是一些偶氮类 有机分子，染料浸透入镜面一层，在阳光长时间照射下会褪色，不能 经久耐用；即或把有机染料直接溶解在高分子单体中进行聚合，因为 引发剂是一种极强的氧化剂，也会使染料分子在聚合过程中变异而褪 色。采用浸染工艺制作太阳镜片，由于是在容器中染色，染料的浓度 因多批次使用，每批镜片染色的深浅程度不同，造成产品的重复性不 好。无机玻璃镜片的激光防护镜质量重，戴在人的眼睛上不舒服，弹 片冲击易致伤人眼。即或用金属有机化合物制作激光镜片，一种化合 物只能防护单一波段；几种化合物混合才能多波段防护，而多种材料 引入镜片制作，使透光度大大降低。
发明内容
本发明所说的树脂光学透镜，是指能透过光线的镜片，包括平面 镜和曲面镜，包括用于防护强太阳光和激光的镜片，可以用于人眼睛 的防护，也可作为军事上光电设备的传感器等的激光防护。
本发明的含金属氧化物纳米粒子的树脂光学透镜，其组成包括金 属氧化物纳米粒子和高分子单体材料。所说的金属氧化物纳米粒子是 核壳型过渡金属氧化物纳米粒子，其核为过渡族金属、其壳为表面活 性剂；所说的高分子单体是二乙二醇双烯丙基碳酸酯(CR39)、甲基丙 烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯、中折等的单一物质或它们的混合物；纳米 粒子在高分子单体中加入量为高分子单体量的0.1-10％。
核壳型过渡金属氧化物纳米粒子可采用专利号ZL96101878.X的 名称为“过渡金属氧化物核壳型纳米粒子的制备方法”的技术制备。 将过渡金属Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Cd等氧化物制 备核壳型纳米粒子，核为以上金属、壳为表面活性剂的纳米材料。本 发明所用的纳米粒子可以是TiO2、Cr2O3、MnO、Fe2O3、CoO、CuO、ZrO、 NbO、CdO、NiO其中一种或两种以上混合，纳米粒子尺寸在20-100nm。
高分子单体材料中的中折，其组成类同CR39，折光指数在1.56以 上。
本发明的金属氧化物纳米粒子的树脂光学透镜的制备方法是，以 过渡金属氧化物核壳型纳米粒子和高分子单体为原料，经过预聚合— 填模固化—二次固化的工艺过程，制得成品。所说的预聚合是将纳米 粒子溶解分散于高分子单体中，经过滤加入引发剂，纳米粒子加入量 为高分子单体量的(0.1-10)％，引发剂加入量为高分子单体量的(2.5 -3)％，聚合时间(2-5)小时得预聚物；所说的填模固化是，预聚 物经过滤后，充填入模具中，放入程序升温炉中进行(15-20)小时 的程序升温，开膜洗净；所说的二次固化是，在(100-130)℃固 化(1-3)小时。
上述的程序升温，可以是在(15-20)小时内使预聚物由室温升 至(90-120)℃。
上述的引发剂可以是过氧化二碳酸酯类。
按上述的工艺过程，纳米粒子是TiO2、Cr2O3、MnO、Fe2O3、CoO、 CuO、ZrO、NbO、CdO、NiO其中一种或一种以上混合，总量为高分子 单体总量的(0.1-1.0)％范围，制作纳米粒子复合的树脂镜片，可 用于制作浅色太阳镜、太阳镜及特种太阳镜。
按上述的工艺过程，纳米粒子是CuO、Fe2O3、MnO、Cr2O3、CoO一 种或一种以上混合，总量为高分子单体总量的(1-6)％范围，制作 纳米粒子复合的树脂镜片，可用于制作激光防护镜，能屏散488、514、 532、660、690nm波段的光，可以单波段也可以是多波段屏蔽。
本发明制作纳米材料，每种材料都具有其特征吸收光谱，如TiO2、 Fe2O3、Cr2O3、CoO，都具有很强的吸收紫外线的功能，而且随着镜片 中纳米材料含量增加，谱线红移，吸收部分可见光。如TiO2纳米材料 含量占高分子单体量的0.2％时，镜片厚度2mm，光波(280-360)nm 处被其吸收，当含量增加到0.8％时，(280-380)nm的光波被其吸收。 又如CuO纳米材料，当含量占高分子单体量的0.2％时，光波700nm 处透过率为35％，当含量为0.4％时，700nm处透过率为0.5％，如果把 几种材料按比例混合，可以制造各种波段的滤光片或光波节制器。
本发明的金属氧化物纳米粒子的树脂光学透镜的制备方法工艺 简单，重复性好；制备的光学透镜质量轻、不易碎，多种颜色、颜色 鲜艳、耐老化不褪色，镜片增透性高、视物清晰、防护能力强。还可 以制作出一镜多波段、透明度高、清晰度高的激光防护镜。
具体实施方式
以上配方中如改用Cd、Ti、Zr、Co等的氧化物纳米粒子，将制 备出不同颜色的镜片。
实施例2纳米粒子Cr2O3、MnO、CoO、Fe2O3按质量2∶1∶2∶2 比例配制到高分子单体CR39中，纳米材料总量占高分子单体的(2-6) ％，低温引发剂过氧化二碳酸二异丁酯占高分子单体2.8％，过滤后进 行预聚合，填模固化，二次固化，直至形成产品。这种镜片吸收488、 514、532nm等波段的激光束。
实施例3、采用CuO纳米粒子和CR39或MMA高分子单体为原料，纳 米粒子占高分子单体总量的0.8-2％，分散到高分子单体中，加入高 分子单体总量的3％的过氧化二碳酸二异丁酯低温引发剂，经预聚合， 填模固化，二次固化直至形成产品，这种镜片吸收660、690mm的激 光束。
实施例4、纳米粒子Fe2O3、CuO、MnO、Cr2O3、CoO五种材料按2∶ 2∶0.5∶0.5∶0.5混合，总加入量为高分子单体量的4％，加入高分 子单体总量的2.8％的过氧化二碳酸二异丙酯低温引发剂，经预聚合， 填模固化，二次固化直至形成产品，可屏蔽多波段的激光束。
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