[发明专利]一种含金属氧化物纳米粒子的纳米纤维素基光学透镜及制作方法

说明书

本发明的一种含金属氧化物纳米粒子的纳米纤维素基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纳米纤维素材料，纳米粒子加入量为纳米纤维素量的0.01－1％。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10－20nm之间；纳米粒子直接分散在纳米纤维素中，经过混匀‑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、可折叠。

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纳米纤维素材料的透镜，还涉及含金属氧化物纳米粒子的纳米纤维素基光学透镜的制作方法。

背景技术

夏日里，强烈的阳光容易伤害人们的眼睛；受激光直射的眼睛和光电设备的传感器等也可能被致伤或破坏。为此人们选择太阳镜、激光镜等光学透镜进行防护。

现有的遮阳用的太阳镜多选择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。

采用上述工艺制作的太阳镜片和激光护防镜片质量重，没有弹性，不可折叠，戴在人的眼睛上不舒服，弹片冲击易致伤人眼。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服背景技术的不足，采用纳米粒子分散到纳米纤维素中制作光学镜片，具有质量轻、不易碎、多种颜色、透光度好、防护能力强等许多优异的性能。

本发明的含金属氧化物纳米粒子的纳米纤维素基光学透镜，其组成包括金属氧化物纳米粒子和纳米纤维素材料。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，尺寸在10－20nm之间；所说的纳米纤维素是以漂白木浆为原料，用52 wt % 硫酸水解1h后，用蒸馏水充分混合20分钟，在30°C下离心三次，离心除去蒸馏水后即可得高纯化纤维素纳米纤维，再将纤维素纳米纤维经高压均质机进行机械开纤，均质速度控制在205ml/min，均质8次，可得纤维素纳米纤维悬浮液；金属氧化物纳米粒子加入量为纳米纤维素量的0.01－1％。

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10-20nm。

本发明的含金属氧化物纳米粒子的纳米纤维素基光学透镜的制作方法是，以过渡金属氧化物核壳型纳米粒子和纳米纤维素为原料，经过混匀-固化的工艺过程，制得多种功能型透镜。

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46％，当含量为0.4％时，700nm处透过率为1.5％，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。

本发明的含金属氧化物纳米粒子的纳米纤维素基光学透镜的制作方法工艺简单，重复性好；制作的光学透镜质量轻、不易碎，韧性好。

具体实施方式

实施例1