[发明专利]防蓝光纳米复合单体材料及由其制备的防蓝光光学树脂

说明书

技术领域

本发明涉及光学单体及树脂材料，尤其是防蓝光纳米复合单体及其树脂材料。

背景技术

众所周知，紫外线对眼睛具有强烈的损害作用。眼睛长期暴露于紫外线下，容易引发白内障，造成视网膜色素上皮细胞损伤，引起甚至加快老年黄斑病变等。此外，有研究表明，可见光中的蓝光(波长为380-500nm范围的短波光)可以穿透晶状体到达视网膜，视网膜经蓝光长期照射会产生自由基，而这些自由基会导致视网膜色素上皮细胞衰亡，进而导致光敏细胞缺少养分，最终引起视力损伤。且其损害程度随着光波波长的减小而迅速增加。蓝光被研究证实是最具危害的可见光。医学研究还表明，人眼对380-450nm波段的紫光和部分蓝光的视物和辨色不敏感，即眼睛对该波段的色光的颜色分辨能力有限，但该波段光波波长短能量高，对眼睛伤害较大。因此，有效避免450nm以下蓝光及紫外线的照射对保护眼睛至关重要。

随着现代社会的进步与发展，LED灯、电视、电脑显示屏、智能手机、平板电脑等产品现已被广泛应用于人们生活的方方面面，这些产品(尤其是LED灯与显示屏)发出的光中含有大量不规则频率的高能短波蓝光。长时间近距离观看图像、文字、视频等，会对眼睛造成一定压力，进而出现红眼，眼干，眼涩，视力模糊，视力疲劳，头、脊背、肩膀及颈椎疼痛等症状。因此，寻找合适的防蓝光树脂材料并制作成防蓝光镜片或者屏幕防护膜，对于长期在室内外强光环境下的工作者、有白内障及黄斑病变的患者、学生族以及长期使用电脑的上班族来说，显得意义重大。

现在许多防蓝光树脂材料是在树脂基材中掺杂或表面浸染黑色素、黄色素等有机染色剂，利用光学色彩的中和原理达到一定的蓝光中和、过滤效果。但是，由于有机染料耐候性较弱，经阳光长期照射会褪色，不能经久耐用。此外，以镜片材料为例，很多防蓝光树脂制造的镜片的蓝光通过率不足10％，由此再经过眼睛中晶状体和玻璃体的进一步吸收，佩戴这种高抗蓝光眼镜后真正到达人眼视网膜的蓝光量几乎为零，也就是完全阻隔色光三基色(红、绿、蓝)中的蓝色色光，结果会造成画面严重失真，长此以往会降低视神经的色彩感光敏感度，有导致色弱乃至色盲的风险。不仅如此，有色防蓝光镜片对长波可见光的选择性透过率较低，佩戴时视物和辨色能力较弱，尤其是在阴天或弱光环境下，现阶段采取的一致有效改进方法是蒸镀3-11层甚至更多层的增透膜，制造过程繁杂且增透效果有限。因此，探寻简单有效的制造工艺，为防蓝光光学材料领域提供高效稳定的防蓝光单体及树脂材料，具有深远意义。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了高效防蓝光纳米复合单体以及由其制备的树脂材料，该材料制造工艺简单，由其制得的树脂材料能高效持久屏蔽波长在380-450nm范围的高能有害蓝光及紫外线，综合性能佳，在防蓝光树脂镜片、屏幕防护膜、汽车车灯、建筑玻璃等光学材料领域具有巨大的应用潜力。

为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：

一种防蓝光纳米复合单体材料，其组成包括用于制作光学材料的高分子单体及分散其中的核壳型过渡金属氧化物纳米粒子和紫外线吸收剂；其中，纳米粒子总量占单体总重量的0.2％-2％，紫外线吸收剂总量占单体总重量的0.5％-5％。

如上所述的防蓝光纳米复合单体材料，优选地，所述高分子单体包括：乙烯基单体、丙烯酸酯型单体、烯丙基型单体、环氧树脂系高分子单体、聚碳酸酯系高分子单体、聚氨酯系高分子单体。更优选地，所述高分子单体包括：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、折光指数为1.49的双烯丙基二甘醇二碳酸酯单体、折光指数为1.56的丙烯酸酯类高分子单体和折光指数为1.60的丙烯酸酯类高分子单体。

如上所述的防蓝光纳米复合单体材料，优选地，所述核壳型过渡金属氧化物纳米粒子为纳米TiO₂、纳米CoO和纳米Fe₂O₃中的至少一种，使用一种以上过渡金属氧化物时按照任意比例混合；纳米粒子粒径为20-50nm，内核为过渡金属氧化物，外壳为表面活性剂，厚度为3-10nm。

如上所述的防蓝光纳米复合单体材料，优选地，所述外壳表面活性剂为C₂-C₅羧酸盐、聚乙烯基吡咯烷酮或十二烷基苯磺酸钠。

如上所述的防蓝光纳米复合单体材料，优选地，所述紫外线吸收剂选用脂溶性UV粉，在UV-P、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329、UV-360、UV-531、UV-928中任选一种或几种，多种UV可任意比例混合。

另一方面，本发明提供上述防蓝光纳米复合单体的制备方法，该方法包括如下步骤：