一种高韧性多角度显色镜片、膜及其制备方法与流程

1.本发明属于光学材料领域，尤其涉及一种高韧性多角度显色镜片、膜及其制备方法。


背景技术：

2.为了增强眼镜对光的反射作用，减少光的直射从而保护眼睛以及增加眼镜的美观性，采用电镀的方式在镜片的表面上电镀上一层反射层。但是，采用电镀工艺制作出来的电镀镜片存在着柔韧性不够、大角度弯曲以及电镀的显色膜容易开裂等缺点，极大限制了电镀镜片的进一步加工和使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服现有的显色镜片存在着柔韧性不够、大角度弯曲以及电镀层容易开裂的缺陷，提供一种高韧性多角度显色镜片、膜及其制备方法。
4.第一方面，本发明提供一种镜片用显色涂液采用以下的技术方案：
5.一种镜片用显色涂液的，包括聚氨酯树脂、丙烯酸酯、液晶液、甲基乙基酮、醋酸丁酯、光引发剂、流平剂以及消泡剂，所述液晶液为联苯型液晶聚氨酯。
6.更进一步，所述显色涂液中各组分的浓度为；聚氨酯树脂25-30wt％、丙烯酸酯10-20wt％、联苯型液晶聚氨酯30-40wt％、甲基乙基酮5-10wt％、醋酸丁酯5-10wt％、光引发剂0.5-1wt％、流平剂0.5-1wt％以及消泡剂0.5-1wt％。
7.通过采用上述技术方案，聚氨酯树脂与丙烯酸酯交联固化能够形成柔韧度较高的膜层结构，同时联苯型液晶聚氨酯也能与聚氨酯树脂发生轻微交联且当上述三种物质的投入量分别为25-30wt％、10-15wt％以及30-35wt％时，形成的聚合物具有能较好的交联度，将该显色涂液涂覆于镜片基材的表面上经固化处理后可形成一层具有较好柔韧性的显色膜片的力学性能，其具有较好的光响应性和可逆性，可克服现有的通过电镀制备显色镜片中存在的不足。
8.更进一步，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基或甲酮中至少一种；
9.任选的，所述流平剂为改性丙烯酸；
10.任选的，所述消泡剂为为聚醚类消泡剂；优选的，所述消泡剂为聚乙烯醚。
11.通过采用上述技术方案，在显色涂液中加入有流平剂，使得显色涂液光能、热能固化成膜的过程中形成一个平整、光滑、均匀的显色膜片，并且在显色涂液中还加入有消泡剂，可减少流平剂的加入导致显色涂液中存在稳定泡沫以及影响显色膜片与主基材膜板之间附着力的问题。
12.第二方面，本发明提供了一种上述任一所述的镜片用显色涂液的制备方法采用以下的技术方案：
13.一种镜片用显色涂液的制备方法，包括以下步骤：
14.s1、将所述聚氨酯树脂、联苯型液晶聚氨酯和醋酸丁酯于室温下搅拌，使得联苯型
液晶聚氨酯包覆于聚氨酯树脂中，制得第一混合液；
15.s2、将所述丙烯酸酯、甲基乙基酮、光引发剂、流平剂以及消泡剂加入所述第一混合液中，于室温下搅拌混合均匀，制得所述显色涂液；
16.优选的，所述步骤s1中，搅拌的速度为50-100r/min，时间为10-15min。
17.在现有技术中，通常为了避免液晶被其组合物污染会采用变色液晶微胶囊作为显色涂液中的液晶材料，但是若变色液晶微胶囊的加入量过多会对显色膜层片的雾度造成较大的影响，因而限制了变色液晶微胶囊的投入量，进而使得显色膜片的显色效果受到较大的限制；
18.而本发明中，在显色涂液的配制中，将聚氨酯树脂和联苯型液晶聚氨酯在醋酸丁酯中混合均匀，使得联苯型液晶聚氨酯包覆于聚氨酯树脂的大分子链中，接着再将丙烯酰胺、甲基乙基酮、光引发剂、流平剂以及消泡剂等其他原料加入第一混合液中，减少联苯型液晶聚氨酯被其他组合物污染的可能，克服了现有技术中存在的缺陷，使得显色膜片能具有较佳的显色效果；
19.同时，控制聚氨酯树脂和联苯型液晶聚氨酯混合搅拌时的速度，聚氨酯树脂和联苯型液晶聚氨酯受到适宜大小的剪切力，使得聚氨酯树脂能够更好地将联苯型液晶聚氨酯包覆，同时也不会破坏已形成的聚氨酯树脂包覆联苯型液晶聚氨酯的结构。
20.第三方面，本发明提供了一种显色基材膜采用以下的技术方案：
21.一种显色基材膜，通过将上述任一所述的显色涂液和/或通过上述提供的镜片用显色涂液的制备方法制备得到的显色涂液涂布于薄膜片的一面或两面上，并经光能固化和热能固化制备得到。
22.第四方面，本发明提供了一种高韧性多角度显色镜片采用以下的技术方案：
23.一种高韧性多角度显色镜片，所述显色镜片的制备包括以下步骤：
24.(1)将上述任一所述的显色涂液和/或通过上述提供的镜片用显色涂液的制备方法制备得到的显色涂液涂布于主基材膜板的一面或两面上；
25.(2)对涂布有所述显色涂液的主基材膜板进行光能固化和热能固化，在所述主基材膜板的一面或两面上形成显色膜。
26.通过采用上述技术方案，将含有液晶液的显色涂液涂覆在主基材膜板上经过光能、热能固化形成显色膜片，显色膜片力学性能佳，具有较好的柔韧性，能够承受大角度的弯曲而不发生开裂。
27.更进一步，所述光能固化为，采用uv灯对所述显色涂液的主基材膜板进行照射，照射功率为20-50w/cm2，时间为5-20s。
28.更进一步，所述热能固化的温度为65-100℃，时间为5-10min。
29.通过采用上述技术方案，控制光能固化的照射功率和时间、热能固化的温度，实现控制显色膜片内聚氨酯树脂、丙烯酰胺以及联苯型液晶聚氨酯的交联程度，使得联苯型液晶聚氨酯与聚氨酯树脂发生轻微交联，避免联苯型液晶聚氨酯过度交联影响其的显色性能。
30.更进一步，所述主基材膜板为tac、pc、pa、pmma、tpu或玻璃中的一种或多种；或为一种塑料基材；或为其他各种基材。
31.第五方面，本发明提供了一种显色眼镜采用以下的技术方案：
32.一种显色眼镜，包括上述所述的显色基材膜或上述任一所述的高韧性多角度显色镜片。
33.有益效果：
34.(1)使用包含聚氨酯树脂、丙烯酸酯、联苯型液晶聚氨酯、甲基乙基酮、醋酸丁酯、光引发剂、流平剂以及消泡剂的显色液涂步于主基材膜板，再经光能、热能固化，使得镜片上形成一层柔韧性高、不易开裂的显色膜，且具有与电镀镜片相同甚至更好的显色效果；
35.(2)按照特定的顺序进行投料搅拌制备得到的含有联苯型液晶聚氨酯的显色涂液，可克服现有技术中对于液晶投入量的限制，进而使得显色镜片能够具有好的显色效果；
36.(3)使用联苯型液晶聚氨酯作为显色涂液中的液晶液，在后续光能、热能固化的过程中，联苯型液晶聚氨酯能与聚氨酯树脂以及丙烯酸酯发生交联，联苯型液晶聚氨酯交联度的提高能够提高其的光响应性以及可逆性，进而使得显色镜片具有更好的显色效果。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
38.图1是本发明一个实施例1提供的显色镜片的横截面；
39.图2是本发明一个实施例6提供的显色镜片的横截面。
具体实施方式
40.实施例1
41.本实施例提供了一种显色镜片，其横截面如图1所示，包括显色膜1和一面与显色膜1一面结合的主基材膜板2，显色膜1是通过将显色涂液涂布于主基材膜板2的一面上再经光能、热能固化制备得到，具体步骤如下所示：
42.(1)准备显色涂液：s1、将聚氨酯树脂、联苯型液晶聚氨酯和醋酸丁酯在室温下以50r/min的搅拌速度搅拌15min，制得第一混合液；
43.s2、接着往第一混合液中加入丙烯酸酯、甲基乙基酮、1-羟基环己基苯基、改性丙烯酸以及聚乙烯醚，于室温下以50r/min的搅拌速度搅拌5min，制得显色涂液；
44.s3、将显色涂液倒入涂布机的凹槽中，并让涂布辊的侧面涂覆有显色涂液，涂布辊以60r/min空转除去气泡；
45.(2)准备主基材膜板：s4、将材质为tac的主基材膜板依次置于丙酮、乙醇以及水中进行超声清洗后，在80℃下烘干过夜；
46.s5、将经过烘干的主基材膜板预冷，进行ipa清洗，采用弱碱性表面清洗剂、碱、乙醇和水的混合液对主基材膜板进行清洗，混合液中各组分体积比依次为1:0.5:2:5，清洗后制备得到干净的主基材膜板；
47.(3)制备显色膜片：s6、将干净的主基材膜板置于涂布机槽中，通过涂布辊在主基材膜板的一面均匀涂布上一层显色涂液；
48.s7、光能固化：将涂布有显色涂液的主基材膜板置于uv灯下，以20w/cm2的照射功率照射20s；
49.s8、热能固化：将经过光能固化的主基材膜板置于65℃下保持10min。
50.在本实施例中，显色涂液中的各原料的含量分别为：聚氨酯树脂30wt％、丙烯酸12wt％、联苯型液晶聚氨酯35wt％、甲基乙基酮10wt％、醋酸丁酯10wt％、1-羟基环己基苯基1wt％、改性丙烯酸1wt％以及聚乙烯醚1wt％；且显色膜的厚度为50μm。
51.对比例1.
52.本对比例提供了一种显色镜片的制备方法，包括以下步骤：
53.(1)准备显色涂液：s1、将聚氨酯树脂、变色液晶微胶囊和醋酸丁酯在室温下以50r/min的搅拌速度搅拌10min后，制得第一混合液；
54.s2、接着往第一混合液中加入丙烯酸酯、甲基乙基酮丁酮、1-羟基环己基苯基、改性丙烯酸以及聚乙烯醚，于室温下以50r/min的搅拌速度搅拌5min，制得显色涂液；
55.s3、将显色涂液倒入涂布机的凹槽中，并让涂布辊的侧面涂覆有显色涂液，涂布辊以60r/min空转除去气泡；
56.(2)准备主基材膜板：s4、将材质为tac的主基材膜板依次置于丙酮、乙醇以及水中进行超声清洗后，在80℃下烘干过夜；
57.s5、将经过烘干的主基材膜板预冷，进行ipa清洗，采用弱碱性表面清洗剂、碱、乙醇和水的混合液对主基材膜板进行清洗，混合液中各组分体积比依次为1:0.5:2:5，清洗后制备得到干净的主基材膜板；
58.(3)制备显色膜：s6、将干净的主基材膜板置于涂布机槽中，通过涂布辊在主基材膜板的一面均匀涂布上一层显色涂液；
59.s7、光能固化：将涂布有显色涂液的主基材膜板置于uv灯下，以20w/cm2的照射功率照射20s；
60.s8、热能固化：将经过光能固化的主基材膜板置于65℃下保持10min。
61.在本对比例中，显色涂液中的各原料的含量分别为：聚氨酯树脂30wt％、丙烯酸12wt％、变色液晶微胶囊35wt％、甲基乙基酮10wt％、醋酸丁酯10wt％、1-羟基环己基苯基1wt％、改性丙烯酸1wt％以及聚乙烯醚1wt％；且显色膜的厚度为50μm。
62.对比例2.(需采用特定的显色涂液配制方法才能降低显色镜片的雾度)
63.本对比例提供了一种显色镜片的制备方法，包括以下步骤：
64.(1)准备显色涂液：s1、将聚氨酯树脂、丙烯酸酯、联苯型液晶聚氨酯、甲基乙基酮、醋酸丁酯、1-羟基环己基苯基、改性丙烯酸以及聚乙烯醚以50r/min的搅拌速度搅拌15min，制得显色涂液；
65.s2、将显色涂液倒入涂布机的凹槽中，并让涂布辊的侧面涂覆有显色涂液，涂布辊空转除去气泡；
66.(2)准备主基材膜板：s3、将主基材膜板依次置于丙酮、乙醇以及水中进行超声清洗后，在80℃下烘干过夜；
67.s4、将经过烘干的主基材膜板预冷，进行ipa清洗，采用弱碱性表面清洗剂、碱、乙醇和水的混合液对主基材膜板进行清洗，混合液中个组分体积比依次为1:0.5:2:5，清洗后制备得到干净的主基材膜板；
68.(3)制备显色膜：s5、将干净的主基材膜板置于涂布机槽中，通过涂布辊在主基材膜板的一面均匀涂布上一层显色涂液；
69.s6、光能固化：将涂布有显色涂液的主基材膜板置于uv灯下，以20w/cm2的照射功
率照射20s；
70.s7、热能固化：将经过光能固化的主基材膜板置于65℃下保持10min。
71.在本对比例中，显色涂液中的各原料的含量分别为：聚氨酯树脂30wt％、丙烯酸12wt％、联苯型液晶聚氨酯35wt％、甲基乙基酮10wt％、醋酸丁酯10wt％、1-羟基环己基苯基1wt％、改性丙烯酸1wt％以及聚乙烯醚1wt％；且显色膜的厚度为50μm。
72.对比例3.(显色膜片交联过度导致联苯型液晶聚氨酯失去液晶性质)
73.本对比例提供了一种显色镜片的制备方法，包括以下步骤：
74.(1)准备显色涂液：s1、将聚氨酯树脂、联苯型液晶聚氨酯和醋酸丁酯在室温下以50r/min的搅拌速度搅拌10min后，制得第一混合液；
75.s2、接着往第一混合液中加入丙烯酸酯、甲基乙基酮、光引发剂、流平剂以及消泡剂，于室温下以50r/min的搅拌速度搅拌5min，制得显色涂液；
76.s3、将显色涂液倒入涂布机的凹槽中，并让涂布辊的侧面涂覆有显色涂液，涂布辊以60r/min空转除去气泡；
77.(2)准备主基材膜板：s4、将主基材膜板依次置于丙酮、乙醇以及水中进行超声清洗后，在80℃下烘干过夜；
78.s5、将经过烘干的主基材膜板预冷，进行ipa清洗，采用弱碱性表面清洗剂、碱、乙醇和水的混合液对主基材膜板进行清洗，混合液中个组分体积比依次为1:0.5:2:5，清洗后制备得到干净的主基材膜板；
79.(3)制备显色膜：s6、将干净的主基材膜板置于涂布机槽中，通过涂布辊在主基材膜板的一面均匀涂布上一层显色涂液；
80.s7、光能固化：将涂布有显色涂液的主基材膜板置于uv灯下，以50w/cm2的照射功率照射40s；
81.s8、热能固化：将经过光能固化的主基材膜板置于65℃下保持20min。
82.在本对比例中，显色涂液中的各原料的含量分别为：聚氨酯树脂30wt％、丙烯酸12wt％、联苯型液晶聚氨酯35wt％、甲基乙基酮10wt％、醋酸丁酯10wt％、光引发剂1wt％、流平剂1wt％以及消泡剂1wt％；且显色膜的厚度为50μm。
83.使用雾度计分别测试实施例1以及对比例1-3提供的显色镜片的雾度，实施例1的雾度h为0.13，对比例1的雾度为1.53，对比例2的雾度为0.89，对比例3的雾度为0.35。
84.由雾度测试的结果可知，按照35wt％的投入量往显色涂液中加入常规的变色液晶微胶囊制备得到显色眼镜的雾度高达1.53远高于光学镜片的雾度标准(h小于1)，变色液晶微胶囊的投入量过高会对显色镜片的雾度造成很大的影响，无法制备得到合格的显色镜片。
85.而对比例2制备显色镜片的过程中，并未先使用聚氨酯树脂对联苯型液晶聚氨酯进行包覆，制备得到的显色镜片的雾度虽相较于对比例1有一定的提升，但是相较于实施例1中的显色镜片，仍存在雾度过高的缺陷，也会对显色镜片的光学性能造成较大的影响，导致无法制备得到合格的显色镜片。
86.并且对实施例1以及对比例1-3进行多角度显色观察，实施例1以及对比例1、2均能多角度显色，但是对比例3中的显色镜片进行多角度显色观察时镜片颜色并未发生变化，不具有显色性。
87.实施例2
88.本实施例与实施例1的不同之处在于，显色涂液中的各原料的含量分别为：聚氨酯树脂27wt％、丙烯酸10wt％、联苯型液晶聚氨酯40wt％、甲基乙基酮10wt％、醋酸丁酯10wt％、甲酮1wt％、改性丙烯酸1wt％以及聚乙烯醚1wt％；主基材膜板的材质为pc；且s1中将聚氨酯树脂、联苯型液晶聚氨酯和醋酸丁酯在室温下以100r/min的搅拌速度搅拌10min，制得第一混合液。
89.使用雾度计测试得到显色镜片的雾度为0.20，且具有多角度显色性。
90.实施例3
91.本实施例与实施例1的不同之处在于，显色涂液中的各原料的含量分别为：聚氨酯树脂27wt％、丙烯酸20wt％、联苯型液晶聚氨酯30wt％、甲基乙基酮10wt％、醋酸丁酯10wt％、1-羟基环己基苯基0.5wt％、甲酮0.5wt％、改性丙烯酸1wt％以及聚乙烯醚1wt％；主基材膜板的材质为pa；且s7中将涂布有显色涂液的主基材膜板置于uv灯下，以50w/cm2的照射功率照射5s。
92.使用雾度计测试得到显色镜片的雾度为0.15，且具有多角度显色性。
93.实施例4
94.本实施例与实施例1的不同之处在于，显色涂液中的各原料的含量分别为：聚氨酯树脂30wt％、丙烯酸18wt％、联苯型液晶聚氨酯40wt％、甲基乙基酮5wt％、醋酸丁酯5wt％、1-羟基环己基苯基1wt％、改性丙烯酸0.5wt％以及聚乙烯醚0.5wt％；主基材膜板的材质为pmma；且在s8中将经过光能固化的主基材膜板置于100℃下保持5min。
95.使用雾度计测试得到显色镜片的雾度为0.21，且具有多角度显色性。
96.实施例5
97.本实施例与实施例1的不同之处在于，显色涂液中的各原料的含量分别为：聚氨酯树脂30wt％、丙烯酸18wt％、联苯型液晶聚氨酯40wt％、甲基乙基酮5wt％、醋酸丁酯5wt％、1-羟基环己基苯基0.5wt％、改性丙烯酸0.5wt％以及聚乙烯醚1wt％。
98.使用雾度计测试得到显色镜片的雾度为0.34，且具有多角度显色性。
99.实施例6.
100.本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例提供的显色镜片，其横截面如图2所示，包括两片显色膜片1和主基材膜板2，两显色膜片1分别与主基材模板2的两侧面结合。
101.实施例7.
102.本实施例与实施1的不同之处在于，主基材膜板的材质为tpu。
103.实施例8.
104.本实施例与实施例1的不同之处在于，主基材膜板的材质为玻璃。
105.实施例9.
106.本实施例与实施1的不同之处在于，主基材模板的材质为塑料薄膜片。
107.实施例10.
108.本实施例提供了一种眼镜，包括实施例1-9任一提供的显色镜片。
109.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
110.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
111.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。