[发明专利]玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜及透镜阵列及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜及透镜阵列及其制备方法。

背景技术

菲涅尔透镜是一种基本的光学元件，广泛应有于太阳能聚光聚能光学照明、视景系统、科学研究等领域，尤其是大尺寸的菲涅尔透镜，在一些要求不高的场合，往往用于代替制造难度大、同期长和重量大的玻璃透镜。

通常用于菲涅尔透镜的材料是聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）及其酸性材料、聚硫酸醋（PC）、聚醋(PET)等透明有机材料，采用模压成型、固化成型、浇铸成型、注塑成型等工艺制成菲涅尔透镜或透镜阵列。但是由于透明有机材料性能的局限性，这类透镜在长期使用过程中容易发生变形、光老化、表面腐蚀等现象，导致功能和性能指标大幅度下降，不能满足使用要求。

发明内容

本发明的发明目的在于解决现有技术的不足，提供一种玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜及透镜阵列及其制备方法，以高透光的玻璃为基板，在其一侧一次复合成型有机硅材料的透镜或透镜阵列，利用玻璃及有机硅材料良好的物理及化学性能，能够满足长期户外使用的要求。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：

玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜及透镜阵列，它包括一个基片，基片的一侧复合有菲涅尔透镜或菲涅尔透镜阵列。

所述的基片采用高透光的玻璃制成。

所述的菲涅尔透镜或菲涅尔透镜阵列采用透明的有机硅凝胶或有机硅橡胶制成。

玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜的制备方法，它包括以下步骤：

（1）准备材料：准备片状透镜模具、略大于透镜模具的玻璃基板和透镜材料，片状透镜模具厚度为0.5～0.8mm，玻璃基板的厚度为2～4mm；

（2）涂布透镜材料：在透镜模具的透镜面和玻璃基板表面中的之一或两者同时均匀涂布的一层透镜材料；

（3）复合：将涂布后的透镜模具或玻璃基板排泡后再进行复合，并保证复合面不残留或残留尽可能少，以免影响产品功能和性能的气泡。

（4）脱模：用加热固化、自然硫化或射线固化使得透镜材料完全固化后，脱模即得到所要的制品。

玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜阵列的制备方法，它包括以下步骤：

（1）准备材料：制作数块透镜模具块，然后将这些透镜模具块拼接成一个透镜模具，并保证透镜模具块之间的缝隙小于0.05mm；将厚度为1～3mm，大小与透镜模具大小匹配的玻璃基板，去除锐边（磨边）且清洗干净后备用；

（2）涂布透镜材料：将透镜模具表面均匀的涂布一层透镜材料，保证填满模具表面的沟槽；

（3）复合：将涂布后的透镜模具排泡后再进行复合，并保证复合面不残留或残留尽可能少，以免影响产品功能和性能的气泡；

（4）脱模：用加热固化、自然硫化或射线固化使得透镜材料完全固化后，脱模即得到所需制品。

所述的透镜材料为有机硅凝胶或有机硅橡胶。

所述的复合包括自然复合和真空复合，其中，自然复合即是将涂布后的透镜模具和玻璃基板在空气中静置排泡后，再将玻璃基板覆盖在透镜模具上采用滚压法进行复合；真空复合即将涂布后的透镜模具和玻璃基板放入真空箱中抽真空排泡后，在真空中将玻璃基板覆盖在透镜模具上，压平并保证玻璃基板与透镜模具的相对位置，然后缓慢的向真空箱中通入空气，在均匀的大气压下，玻璃基板和透镜模具进行复合，真空复合的真空度为0.02～1Pa。

所述的片状透镜模具采用具有柔性的电铸片状模具。

所述的透镜模具块采用具有柔性的有机材料或金属材料制成。

本发明在涂布透镜材料之前，需在玻璃基板上涂布一层偶联剂或在透镜材料中掺入偶联剂。

本发明的有益效果是：以高透光的玻璃为基板，在其一侧一次复合成型有机硅材料的透镜或透镜阵列，利用玻璃及有机硅材料良好的物理及化学性能，能够满足长期户外使用的要求。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图中，1-基片，2-菲涅尔透镜或菲涅尔透镜阵列。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图进一步说明本发明的技术方案：

【实施例1】如图1，玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜及透镜阵列，它包括一个基片1，所述的基片1的一侧复合有菲涅尔透镜或菲涅尔透镜阵列2。

所述的基片1采用高透光的玻璃制成。

所述的菲涅尔透镜或菲涅尔透镜阵列2采用透明的有机硅凝胶制成。

800×1200mm的玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜的制备方法，它包括以下步骤：