CN106634104A - 一种led‑uv光固化加硬液以及一种光学板材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED‑UV光固化加硬液，原料包括丙烯酸化丙烯酸酯类树脂，反应性单体、辐射固化剂、助剂和无机填料，所述丙烯酸化丙烯酸酯类树脂为带反应性双键的丙烯酸化丙烯酸酯类系列树脂；所述反应性单体为丙烯酸酯系列反应性单体的混合物；所述辐射固化剂为有机膦及硫酮类辐射固化剂的任一种或两种的混合物；所述助剂为消泡剂和流平剂，所述无机填料为5‑1500nm等级的填料。本发明高速生产、节能环保、安全卫生，可节省电能20%~80%。

Description

一种LED-UV光固化加硬液以及一种光学板材
技术领域
本发明涉及辐射固化材料制备和加工领域，尤其涉及一种LED-UV光固化加硬液以及一种光学板材。
背景技术
市面上的镜片、镜头及光学板材等等(镜片、 眼镜片、镜头、照/摄像机镜头、光学板材、具有某些光学特性的板材,下同)原材料,为了须满足安全、重量、颜色、遮挡强烈阳光等等的需求, 而本身硬度及耐磨无法达到市场要求, 所以便需在表面加上一层耐磨的加硬液.目前市场上用量最多是传统的热烘烤型加硬液, 在热烘条件70-110℃*0.5-2小时下固化而成; 或是用传统汞/卤素灯(40-80℃ *2-10分钟热烘赶跑溶剂, 然后再在曝光能量200-1000 mJ/cm2下曝光几秒-10分钟)内固化而成, 其所产生的热量易使镜片变形;而我们用跟他们完全不一样的固化方法, 就是LED-UV(发光二极管-紫外光,下同)辐射光固化.使用这个方法相对而言几乎不产生热量,可确保镜片、镜头及光学板材等等原材料不因固化过程中的热量而发生变形；并且它的生产速度快得多，可以节省大于一半的能源, 既高效率也环保；再者我们的加硬液属于无挥发性溶剂***，既不会造成这方面的环境污染,也可使从业人员摆脱易燃易爆及不卫生工作环境的威胁。
现存热烘及传统汞/卤素灯固化缺点:-
1)烘烤时间长,效率低,虚耗能源；
2)生产速度慢，造成生产线的瓶颈；
3)从业员面对高温作业条件, 流动性高，不好找人。
4)含有大量有机溶剂,有安全及健康隐患。
5) 加工所得产品有变形的隐患。
而市场上尚未有用LED-UV加硬液：利用高能光线LED-UV灯照射在被涂物上,常温即可瞬间（几秒至5分钟内）干燥。
光固化条件：LED-UV波长305-405纳米。
耗能量：比现用汞灯节省电能10%-50%；比热烘型节省电能20%-80%。
优点：高速生产、节能环保、及安全卫生，令加硬耐磨部分不再是生产瓶颈, 安全又环保。
市场对光固化的要求：中国是全世界最大的镜片生产国, 数量约占全球的80%;而节能、环保、安全是世界的大趋势, 行业一旦转用LED-UV辐射固化, 即能节省大量能源,而且生产效率高, 在在能加强在世界市场上的竞争能力。
发明内容
本发明旨在提供一种节能环保，高速产生的一种LED-UV光固化加硬液。
本发明的另一目的是提供一种涂覆加硬液的光学镜片、光学板材和一种光学镜头。
本发明目的通过以下技术方案来予以实现：
一种LED-UV光固化加硬液，原料包括丙烯酸化丙烯酸酯类树脂，反应性单体、辐射固化剂、助剂和无机填料，所述丙烯酸化丙烯酸酯类树脂为带反应性双键的丙烯酸化丙烯酸酯类系列树脂；所述反应性单体为丙烯酸酯系列反应性单体的混合物；所述辐射固化剂为有机膦及硫酮类辐射固化剂的任一种或两种的混合物；所述助剂为消泡剂和流平剂，所述无机填料为5-1500nm等级的填料。
各原料的含量分别为：丙烯酸化丙烯酸酯类树脂10-50%；反应性单体20-40%；辐射固化剂0.1-15%；助剂0.1-5%；无机填料0.1-20%。
丙烯酸化丙烯酸酯类树脂中含有1-10%的丙烯酸酯。
所述反应性单体为TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、TPGDA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、HDDA(1,6己二醇二丙烯酸酯)、CTFA(环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯)、EOEOEA(乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯)、LA(月桂酸丙烯酸酯)、脂肪族丙烯酸酯单体、多环类丙烯酸酯单体的任两种或以上。
所述无机填料包括滑石粉、碳酸钠、透明粉、硫酸钡、二氧化硅、氧化铝、云母粉、石英粉的任一种或以上。
所述辐射固化剂为感光波长在305-405nm的光固化剂。
在常温常压下将各原料搅拌分散1-3小时。
一种光学镜片，将LED-UV光固化加硬液通过点胶、浸涂、淋涂、喷涂、旋涂的方法将加硬液涂敷在镜片上，在温度为0-100℃下，通过LED-UV灯照射，1-10秒完成干燥，制得光学镜片。
一种光学板材，将LED-UV光固化加硬液通过点胶、浸涂、淋涂、喷涂、旋涂的方法将加硬液涂敷在板材上，在温度为0-100℃下，通过LED-UV灯照射，1-10秒完成干燥，制得光学板材。
一种光学镜头，将LED-UV光固化加硬液通过点胶、浸涂、淋涂、喷涂、旋涂的方法将加硬液涂敷在镜头上，在温度为0-100℃下，通过LED-UV灯照射，1-10秒完成干燥，制得光学镜头。
本发明的原理是：光固化镜片、镜头及光学板材等等用加硬液配方的主要成分，乃是丙烯酸化丙烯酸酯类树脂主及聚氨酯类/环氧丙类/聚酯类辅助性的丙烯酸酯、光学级反应性单体、纳米级无机填料、光学级光固化剂及助剂等，当高能光线照射在涂层上，激活光学级光固化剂而带动树脂、单体的聚合作用，即是光固化加硬液的固化过程，而其固化在瞬间完成，带出节能环保、高效率安全生产的好处。
本发明的有益效果：本发明高速生产、节能环保、安全卫生，可节省电能20%-80%；传统加硬液均需经烘烤后用热力或汞灯固化，而我们的LED-UV光固化加硬液是靠辐射固化，传递热力能量辐射较传导或对流快速得多，而且几乎不会产生热量,不止效率提高,产品的尺寸安定性也相对提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明。
实施例1
一种LED-UV光固化加硬液，各原料重量分数：
带反应性双键的丙烯酸化丙烯酸酯类系列树脂 43%；
丙烯酸酯系列反应性单体的混合物 30%；
有机膦及硫酮类辐射固化剂的两种混合物 12%；
流平剂 2%
消泡剂 1%；
5-1500nm等级的无机填料 12%。
在常温常压下将各原料搅拌分散1-3小时，制得实施例1的LED-UV光固化加硬液。
实施例2
一种LED-UV光固化加硬液，包括：
带反应性双键的丙烯酸化丙烯酸酯类系列树脂 35%；
丙烯酸酯系列反应性单体的混合物 35%；
有机膦及硫酮类辐射固化剂的两种混合物 10%；
流平剂 3%；
消泡剂 1%；
5-1500nm等级的无机填料 16%。
在常温常压下将各原料搅拌分散1-3小时，制得实施例1的LED-UV光固化加硬液。
实施例3
一种LED-UV光固化加硬液，包括：
带反应性双键的丙烯酸化丙烯酸酯类系列树脂 30%；
丙烯酸酯系列反应性单体的混合物 40%；
有机膦及硫酮类辐射固化剂的两种混合物 15%；
流平剂 2%；
消泡剂 3%；
5-1500nm等级的无机填料 10%；
在常温常压下将各原料搅拌分散1-3小时，制得实施例3的LED-UV光固化加硬液。
将实施例1-3制得的LED-UV光固化加硬液一半留置，另一半喷涂在光学镜片上，在温度为0-100℃下，通过LED-UV灯照射，1-10秒完成干燥，形成光固化涂层，得到以下物性参数：
外观：半透明~透明液体 （目测法）
比重：1.10-1.13 （GB4472-84）
粘度：5-200cps （GB/T10247-2008）
固化涂层典型性能：
耐磨性：无划伤 （0000#钢丝绒1kg*2000Cycles,QB2702-2005）
耐水煮：OK （80℃纯水浸泡30min）
耐化学性：OK （GB/T1763-89）
铅笔硬度（PC基材，干膜厚度3-5μm）：2H （GB/T6739-1996）
铅笔硬度（PMMA基材，干膜厚度3-5μm）：6H （GB/T6739-1996）
LED-UV光固化加硬液与汞灯/热烘型加硬液固化条件的数据对比：
① 热烘型加硬液：温度70-110摄氏度、固化时间0.5-2小时；
② 汞灯固化加硬液：40-80摄氏度*2-10分钟热烘/,再200-1000 mJ/cm2曝光能量, 几秒-10分钟内固化；
③ LED-UV光固化镜片、镜头-及光学板材用加硬液：固化温度为常温或之下,固化时间只需要几秒-1分钟；
以上所述并非对本新型的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种LED-UV光固化加硬液，其特征在于，原料包括丙烯酸化丙烯酸酯类树脂，反应性单体、辐射固化剂、助剂和无机填料，所述丙烯酸化丙烯酸酯类树脂为带反应性双键的丙烯酸化丙烯酸酯类系列树脂；所述反应性单体为丙烯酸酯系列反应性单体的混合物；所述辐射固化剂为有机膦及硫酮类辐射固化剂的任一种或两种的混合物；所述助剂为消泡剂和流平剂，所述无机填料为5-1500nm等级的填料。
2.根据权利要求1所述的LED-UV光固化加硬液，其特征在于，各原料的含量分别为：丙烯酸化丙烯酸酯类树脂10-50%；反应性单体20-40%；辐射固化剂0.1-15%；助剂0.1-5%；无机填料0.1-20%。
3.根据权利要求1所述的LED-UV光固化加硬液，其特征在于，丙烯酸化丙烯酸酯类树脂中含有1-10%的丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的LED-UV光固化加硬液，其特征在于，所述反应性单体为TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、TPGDA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、HDDA(1,6己二醇二丙烯酸酯)、CTFA(环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯)、EOEOEA(乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯)、LA(月桂酸丙烯酸酯)、脂肪族丙烯酸酯单体、多环类丙烯酸酯单体的任两种或以上。
5.根据权利要求1所述的LED-UV光固化加硬液，其特征在于，所述无机填料包括滑石粉、碳酸钠、透明粉、硫酸钡、二氧化硅、氧化铝、云母粉、石英粉的任一种或以上。
6.根据权利要求1所述的LED-UV光固化加硬液，其特征在于，所述辐射固化剂为感光波长在305~405nm的光固化剂。
7.权利要求1-6所述的LED-UV光固化加硬液的制备方法，其特征在于，在常温常压下将各原料搅拌分散1-3小时。
8.一种光学镜片，其特征在于；将权利要求1-6任一项所述的LED-UV光固化加硬液通过点胶、浸涂、淋涂、喷涂、旋涂的方法将加硬液涂敷在镜片上，在温度为0-100℃下，通过LED-UV灯照射，1-10秒完成干燥，制得光学镜片。
9.一种光学板材，其特征在于；将权利要求1-6任一项所述的LED-UV光固化加硬液通过点胶、浸涂、淋涂、喷涂、旋涂的方法将加硬液涂敷在板材上，在温度为0-100℃下，通过LED-UV灯照射，1-10秒完成干燥，制得光学板材。
10.一种光学镜头，其特征在于；将权利要求1-6任一项所述的LED-UV光固化加硬液通过点胶、浸涂、淋涂、喷涂、旋涂的方法将加硬液涂敷在镜头上，在温度为0-100℃下，通过LED-UV灯照射，1-10秒完成干燥，制得光学镜头。
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