一種紫外-近紅外雙波段吸收濾光片及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種紫外-近紅外雙波段吸收濾光片及其制備方法；其原料組分及各組分的重量份如下：紫外吸收劑0.3～0.6份，低波段近紅外吸收劑0.02～0.03份，高波段近紅外吸收劑0.03～0.05份，光學(xué)聚合物粒料100份，液狀石蠟0.025～0.05份；選用可見光透過率較高的光學(xué)聚合物為基體材料，利用光學(xué)聚合物粒子與吸收劑共混造粒后注塑成型的方法獲得吸收劑分子在光學(xué)聚合物基體材料中均勻分布的濾光片。濾光片對波段為200nm～400nm和700nm～900nm范圍內(nèi)的激光具有良好的截止性能，同時(shí)保證了一定的可見光區(qū)域透過率。
【專利說明】一種紫外-近紅外雙波段吸收濾光片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光防護(hù)材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種紫外-近紅外雙波段吸收濾光片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光具有快速、精確、方向性好、受電磁干擾小等優(yōu)異性能，目前激光技術(shù)在軍事、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，與之同時(shí)帶來的輻射危害及其防護(hù)問題日益得到重視。激光防護(hù)的對象主要是人眼和光電傳感器，使用濾光片減弱特定波長的入射激光強(qiáng)度是一種直接有效的防護(hù)手段。濾光片的工作波段可覆蓋紫外、可見和紅外波段，按工作原理分為吸收濾光片和干涉濾光片兩種，其中基于線性光學(xué)原理防護(hù)技術(shù)的塑料吸收濾光片憑借其耐沖擊、質(zhì)量輕、制造成本低廉等優(yōu)勢弓I起了人們的極大關(guān)注，其應(yīng)用前景被普遍看好，但也存在容易老化等問題。在國內(nèi)外的報(bào)道中，目前這種塑料吸收濾光片大部分局限于可見和近紅外光區(qū)特定波段的單波段防護(hù)，可防波段窄，難以適應(yīng)目前日益增多的激光譜線和寬波段連續(xù)可調(diào)諧激光快速發(fā)展的現(xiàn)狀。國外對吸收型激光防護(hù)塑料的研究起步較早，如美國陸軍采用的紅寶石激光防護(hù)塑料，具有很窄的吸收帶，在694nm波長處的光密度達(dá)到了 4.5，對紅寶石激光具有很好的防護(hù)作用；國內(nèi)段潛等人(近紅外波段激光防護(hù)塑料的研究[J].激光雜志，2001，22(6):57?59.)研制了在780nm?1500nm波段有較強(qiáng)吸收的近紅外激光防護(hù)塑料。但是可以同時(shí)防護(hù)200nm?400nm波段和700nm?900nm波段范圍內(nèi)的激光，并在可見光區(qū)域保持一定透過率的塑料吸收濾光片在國內(nèi)文獻(xiàn)中還沒有相關(guān)的報(bào)道。200nm?400nm屬于紫外波段，大量紫外線的照射會引起角膜炎、結(jié)膜炎，并透過角膜損傷晶狀體；700nm?900nm波段屬于近紅外波段，該波段的激光同樣容易引起眼底和眼介質(zhì)的損傷。因此，開發(fā)一種紫外/近紅外雙波段吸收濾光片是非常必要的。
[0003]中國專利文獻(xiàn)CN102031047A公開了一種“夜視兼容近紅外吸收膜材料及其制備方法”，該吸收膜一層為透明薄膜基材，另一層為近紅外吸收涂層，其中所述近紅外吸收涂層是由含有近紅外吸收劑(硫代雙烯型鎳染料、蒽醌染料、多次甲基菁染料中的一種或多種)，基體樹脂(丙烯酸樹脂、有機(jī)硅樹脂等中的一種)，樹脂固化劑以及有機(jī)溶劑制成。所述近紅外吸收膜對波長在660nm?930nm范圍的光線平均透過率為0.1?0.2%，對波長在400nm?630nm內(nèi)的光線平均透過率為20?30%，但未涉及對紫外線的吸收。同時(shí)，由于該吸收膜是一種的輕薄型膜材料，在高溫、機(jī)械力等作用下容易發(fā)生變形，不適合應(yīng)用于激光防護(hù)護(hù)目鏡等對材料的環(huán)境穩(wěn)定性能、力學(xué)性能要求較高的激光防護(hù)材料領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對目前塑料吸收濾光片不能同時(shí)防護(hù)200nm?400nm波段和700nm?900nm波段范圍內(nèi)激光的問題,而提供了一種紫外-近紅外雙波段吸收濾光片，本發(fā)明的另一目的是提供上述紫外-近紅外雙波段吸收濾光片的制備方法，其對200nm?400nm波段和700nm?900nm波段范圍內(nèi)的激光具有良好的截止性能，同時(shí)保證了一定的可見光區(qū)域透過率。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:選用可見光透過率較高的光學(xué)聚合物為基體材料，利用光學(xué)聚合物粒子與吸收劑共混造粒后注塑成型的方法獲得吸收劑分子在光學(xué)聚合物基體材料中均勻分布的濾光片。
[0006]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種紫外-近紅外雙波段吸收濾光片，其原料組分及各組分的重量份如下:紫外吸收劑0.3?0.6份，低波段近紅外吸收劑0.02?0.03份，高波段近紅外吸收劑0.03?0.05份，光學(xué)聚合物粒料100份，液狀石蠟0.025?0.05份；所述濾光片的主要吸收波段為200nm?400nm和700nm?900nm。
[0007]優(yōu)選所述的紫外吸收劑為苯并三唑UV-360、苯并三唑UV-326或二苯甲酮UV-531中的一種；所述的低波段近紅外吸收劑為鄰苯二胺鈷絡(luò)合染料或溴化吲哚多次甲基菁染料中的一種；所述的高波段近紅外吸收劑為硫代雙烯鎳絡(luò)合染料或六氟化銻游離基芳胺染料中的一種；所述的光學(xué)聚合物粒料為聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。
[0008]本發(fā)明還提出了一種制備上述紫外-近紅外雙波段吸收濾光片的方法，其具體步驟如下:
[0009](I)將光學(xué)聚合物粒料在80?120°C條件下密封干燥4?6小時(shí)；
[0010](2)按重量百分比精確稱量光學(xué)聚合物粒料和吸收劑粉末，設(shè)定料筒轉(zhuǎn)速180r/min?250r/min,裝入混料桶內(nèi)預(yù)混0.5?I小時(shí)；
[0011](3)取出混料桶，加入0.25?0.5重量份液狀石蠟混合2?3小時(shí)，得到深綠色半透明色母粒；
[0012](4)將步驟(3)制備得到的深綠色半透明色母粒通過注塑成型制得紫外-近紅外雙波段吸收濾光片；
[0013](5)將步驟⑷中制得的濾光片在60?80°C鼓風(fēng)干燥箱中后處理4?5小時(shí)，消除內(nèi)應(yīng)力。
[0014]有益效果:
[0015]1.對本發(fā)明提供的濾光片使用分光光度計(jì)進(jìn)行光學(xué)性能測試，結(jié)果顯示:該種材料在200nm?400nm波段的平均透過率< 0.5%,在700nm?900nm波段的平均透過率< 0.1%，在400nm?630nm波段的平均透過率> 10% ;在紫外-近紅外光區(qū)范圍內(nèi)的特定波段以及多個(gè)激光波長處的光密度>4，是一種光學(xué)性能良好的激光防護(hù)材料。
[0016]2.本發(fā)明提供的濾光片采用注塑成型的方法制備，吸收劑分子在基體材料中分散均勻，色差小，濾光片的制備工藝簡單快捷，生產(chǎn)效率高，成本低。
[0017]3.本發(fā)明提供的濾光片力學(xué)性能良好，其中聚碳酸酯基濾光片材料的沖擊強(qiáng)度>50kJ/m2，彎曲強(qiáng)度 > IOOMPa。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為按照實(shí)例1#制備的濾光片的透射光譜，橫坐標(biāo)為波長(nm)，縱坐標(biāo)為光線透過率(%)。
[0019]圖2為按照實(shí)例3#制備的濾光片的透射光譜，橫坐標(biāo)為波長(nm)，縱坐標(biāo)為光線透過率(%)。【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]本發(fā)明通過光學(xué)聚合物粒料基材與吸收劑粉末均勻混合后注塑成型的方法制備濾光片的4個(gè)具體實(shí)施例的配方如表1所示。
[0022]表1
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種紫外-近紅外雙波段吸收濾光片，其原料組分及各組分的重量份如下:紫外吸收劑0.3?0.6份，低波段近紅外吸收劑0.02?0.03份，高波段近紅外吸收劑0.03?0.05份，光學(xué)聚合物粒料100份，液狀石蠟0.025?0.05份；所述濾光片的主要吸收波段為 200nm ?400nm 和 700nm ?900nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外-近紅外雙波段吸收濾光片，其特征在于所述的紫外吸收劑為苯并三唑UV-360、苯并三唑UV-326或二苯甲酮UV-531中的一種；所述的低波段近紅外吸收劑為鄰苯二胺鈷絡(luò)合染料或溴化吲哚多次甲基菁染料中的一種；所述的高波段近紅外吸收劑為硫代雙烯鎳絡(luò)合染料或六氟化銻游離基芳胺染料中的一種；所述的光學(xué)聚合物粒料為聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。
3.一種制備如權(quán)利要求1所述紫外-近紅外雙波段吸收濾光片的方法，其具體步驟如下: (1)將光學(xué)聚合物粒料在80?120°C條件下密封干燥4?6小時(shí)； (2)按重量百分比精確稱量光學(xué)聚合物粒料和吸收劑粉末，設(shè)定料筒轉(zhuǎn)速180r/min?250r/min,裝入混料桶內(nèi)預(yù)混0.5?I小時(shí)； (3)取出混料桶，加入0.25?0.5重量份液狀石蠟混合2?3小時(shí)，得到深綠色半透明色母粒； (4)將步驟(3)制備得到的深綠色半透明色母粒通過注塑成型制得紫外-近紅外雙波段吸收濾光片； (5)將步驟(4)中制得的濾光片在60?80°C鼓風(fēng)干燥箱中后處理4?5小時(shí)，消除內(nèi)應(yīng)力。
【文檔編號】G02B5/22GK103809231SQ201410039760
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】張其土, 楊凱元, 張樂, 王麗熙 申請人:南京工業(yè)大學(xué)