自修復(fù)微囊和液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層的制備方法及其應(yīng)用與流程

本發(fā)明涉及一種功能性光學(xué)涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層的制備方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代照明以及移動(dòng)終端顯示器的光源等很多都是背光源，其不僅能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定高效的發(fā)光，且相較于傳統(tǒng)照明設(shè)備具有更高的節(jié)能性。2014年的諾貝爾物理學(xué)就授予此領(lǐng)域的研究學(xué)者：I. Akasaki、H. Amano和S. Nakamura。包括我國(guó)政府在內(nèi)的各國(guó)政府也在積極主動(dòng)的鼓勵(lì)推廣這類光源設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展。但是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)此類光源中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度過(guò)高的藍(lán)光照射嚴(yán)重傷害使用人的身體健康。長(zhǎng)期使用不僅會(huì)造成眼內(nèi)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞的氧化壓力改變導(dǎo)致視力受損，同時(shí)還會(huì)影響人體的生物鐘調(diào)節(jié)。因此很多具有防藍(lán)光性質(zhì)的涂層或膜產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，但是很遺憾的是，大多數(shù)產(chǎn)品在功能性上還是略顯匱乏，同時(shí)在制備工藝上，都是多層涂層組裝而成，較為繁瑣，不能合理滿足實(shí)際應(yīng)用。

在現(xiàn)實(shí)生活中，涂層的使用不可避免的會(huì)要受到外力作用，而且很多作用結(jié)果會(huì)導(dǎo)致涂層出現(xiàn)損傷，使得涂層光學(xué)性能的下降。自修復(fù)的功能可以使得涂層克服這方面的問(wèn)題，但是當(dāng)前自修復(fù)涂層的研究更傾向于化學(xué)反應(yīng)型自修復(fù)劑，一般來(lái)說(shuō)這些自修復(fù)劑通過(guò)化學(xué)反應(yīng)完成自修復(fù)后，體系內(nèi)部往往會(huì)出現(xiàn)一定的程度的分相以及結(jié)構(gòu)的改變，大多數(shù)情況會(huì)造成涂層的透光率下降，很明顯不適用于對(duì)于透明度要求較高的光學(xué)涂層。此外，光學(xué)涂層在不同的實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于折射率的要求也不盡相同，因此很有必要研制一系列不同折射率的功能性光學(xué)涂層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個(gè)目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一種自修復(fù)微囊制備方法。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供了一種液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層的制備方法。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供了液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層的應(yīng)用方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)發(fā)明目的，其技術(shù)方案是將氯化鹽、間苯二酚、尿素、乳化劑加入水中攪拌充分，再加入液體型自修復(fù)劑和穩(wěn)定劑進(jìn)行攪拌乳化，然后超聲攪拌，最后加入37wt%甲醛溶液10-50ml，并同時(shí)開始緩慢升溫至45-65℃，溫度穩(wěn)定后維持4-6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束調(diào)節(jié)pH至2-5，再真空過(guò)濾，多次用去離子水洗滌得到粒徑為0.1-10微米的自修復(fù)微囊；

所用的制備原料的組分為下述比例或該比例的同等倍數(shù)：

氯化鹽 0.1-1g

間苯二酚 0.1-1g

尿素 1-20g

乳化劑 1-10g

液體型自修復(fù)劑 10-100ml

穩(wěn)定劑 0.1-1g

水 100-1000ml

37wt%甲醛溶液 10-50ml。

進(jìn)一步設(shè)置是所用氯化鹽為氯化銨、氯化鉀、氯化鈉中的一種或幾種。

進(jìn)一步設(shè)置是所述的所用乳化劑為十二烷基磺酸鈉、甲基烯丙羥丙磺酸鈉、烯丙氧基羥丙磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、烷基酰胺乙烯磺酸鈉、聚(乙烯-alt-馬來(lái)酸酐)中的一種或幾種。

進(jìn)一步設(shè)置是所用液體型自修復(fù)劑為醋酸丁酯、乙二醇單乙醚、鄰苯二甲酸二甲酯，鄰苯二甲酸二丁酯，鄰苯二甲酸二辛酯，鄰苯二甲酸二異癸酯中的一種或幾種。

進(jìn)一步設(shè)置是所述穩(wěn)定劑為十六烷、辛烷、十六醇中的一種或幾種。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二個(gè)發(fā)明目的，其技術(shù)方案是將所述自修復(fù)微囊與高分子材料、藍(lán)光吸收劑攪拌均勻分散在有機(jī)溶劑中得到液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂液，將該液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂液直接涂布于基底材料上形成液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層；

其中各組成物的組分比例為，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)：

高分子材料 15-65份 ；

藍(lán)光吸收劑 0.1-5份；

有機(jī)溶劑 20-50份；

自修復(fù)微囊 1-18份

高分子材料為聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚電解質(zhì)、聚羥基乙基甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種。

進(jìn)一步設(shè)置是所述的藍(lán)光吸收劑為偶氮類化合物、香豆素類化合物、苝類化合物、三嗪環(huán)類化合物、有機(jī)硅類化合物、稀土氧化物中的一種或幾種。

進(jìn)一步設(shè)置是所述的涂布方法是采用澆鑄、旋涂、浸涂的涂布方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三個(gè)發(fā)明目的，其技術(shù)方案是該液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層應(yīng)用于人造晶體、眼鏡、屏幕保護(hù)膜、顯示器。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：涂層整體透明且受到外力破損時(shí)可依托微囊包裹的液體型自修復(fù)劑起到自修復(fù)的性能。更為重要的是涂層材料在折射率上具有選擇性，且組成為單層結(jié)構(gòu)，相較于以往防藍(lán)光功能涂層需要多層組成，制備工藝更簡(jiǎn)單，成本更低?？梢詰?yīng)用且不限于人造晶體、眼鏡、屏幕保護(hù)膜、顯示器等領(lǐng)域。

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例2制得的涂層的UV-Vis光譜圖；

圖2為實(shí)施例3制得的涂層的UV-Vis光譜圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。

實(shí)施例1

一種液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層的制備方法，首先制備亞微米級(jí)或微米級(jí)微囊，微囊起到自修復(fù)的作用。

所述亞微米級(jí)或微米級(jí)的自修復(fù)微囊的制備方法為：

自修復(fù)微囊的制備原料如下：

氯化銨 0.5g

間苯二酚 0.5g

尿素 3g

烷基酰胺乙烯磺酸鈉 2g

鄰苯二甲酸正丁酯 20ml

十六醇 0.2g

步驟1、將氯化銨，間苯二酚，尿素，乳化劑加入500ml水中，攪拌1小時(shí)。

步驟2、再加入液體型自修復(fù)劑，穩(wěn)定劑攪拌乳化10分鐘，移入帶有機(jī)械攪拌功能的700W超聲儀中20%的功率下超聲并攪拌3分鐘。

步驟3、最后加入37wt%甲醛溶液30ml，并同時(shí)開始緩慢升溫至65℃，溫度穩(wěn)定后維持4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束調(diào)節(jié)pH至4，再真空過(guò)濾，多次用去離子水洗滌得到粒徑為0.2微米的微囊。

功能性光學(xué)涂層的原料配方由以下質(zhì)量百分含量的材料組成：

聚丙烯酸酯 35份

香豆素化合物 0.3份

有機(jī)溶劑 50份

自修復(fù)微囊 5份

將所有組分通過(guò)溫和的軸流式攪拌均勻分散，將所得溶液澆鑄于基底材料上。

實(shí)施例2

一種液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層的制備方法，首先制備亞微米級(jí)或微米級(jí)微囊，微囊起到自修復(fù)的作用。

所述亞微米級(jí)或微米級(jí)微囊的制備方法為：

亞微米級(jí)或微米級(jí)微囊的制備原料如下：

氯化鈉 0.6g

間苯二酚 0.6g

尿素 2g

十二烷基苯磺酸鈉 1g

醋酸丁酯 15ml

十六醇 0.3g

步驟1、將氯化銨，間苯二酚，尿素，乳化劑加入300ml水中，攪拌2小時(shí)。

步驟2、再加入液體型自修復(fù)劑，穩(wěn)定劑攪拌乳化20分鐘，移入帶有機(jī)械攪拌功能的700W超聲儀中30%的功率下超聲并攪拌3分鐘。

步驟3、最后加入37%甲醛溶液40ml，并同時(shí)開始緩慢升溫至55℃，溫度穩(wěn)定后維持5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束調(diào)節(jié)pH至3，再真空過(guò)濾，多次用去離子水洗滌得到粒徑為1.8微米的微囊。

功能光學(xué)涂層的原料配方由以下質(zhì)量百分含量的材料組成：

聚二甲基硅氧烷 45份

苝類化合物 2份

有機(jī)溶劑 53份

自修復(fù)微囊 7份

將所有組分通過(guò)溫和的軸流式攪拌均勻分散，將所得溶液澆鑄于基底材料上。

實(shí)施例3

一種液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層的制備方法，首先制備亞微米級(jí)或微米級(jí)微囊，微囊起到自修復(fù)的作用。

所述亞微米級(jí)或微米級(jí)微囊的制備方法為：

亞微米級(jí)或微米級(jí)微囊的制備原料如下：

氯化銨 0.5g

間苯二酚 0.5g

尿素 5g

聚(乙烯-alt-馬來(lái)酸酐) 2g

鄰苯二甲酸酯二丁酯 60g

十六醇 0.2g

步驟1、將氯化銨，間苯二酚，尿素，乳化劑加入500ml水中，攪拌1小時(shí)。

步驟2、再加入液體型自修復(fù)劑，穩(wěn)定劑攪拌乳化20分鐘，移入帶有機(jī)械攪拌功能的700W超聲儀中20%的功率下超聲并攪拌3分鐘。

步驟3、最后加入37wt%甲醛溶液10ml，并同時(shí)開始緩慢升溫至65℃，溫度穩(wěn)定后維持5小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束調(diào)節(jié)pH至4，再真空過(guò)濾，多次用去離子水洗滌得到粒徑為0.3微米的微囊。

功能性光學(xué)涂層的原料配方由以下質(zhì)量百分含量的材料組成：

聚電解質(zhì) 55份

三嗪環(huán)類化合物 0.5份

有機(jī)溶劑 60份

自修復(fù)微囊 12份

將所有組分通過(guò)溫和的軸流式攪拌均勻分散，將所得溶液澆鑄于基底材料上。

該液體型自修復(fù)防藍(lán)光光學(xué)涂層可應(yīng)用于人造晶體、眼鏡、屏幕保護(hù)膜、顯示器等材料表面的功能化改性，通過(guò)降低藍(lán)光的透過(guò)率以及遇損傷可自修復(fù)的特性有效提高應(yīng)用產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值。