本發(fā)明涉及光學薄膜領域，具體涉及一種藍光阻隔膜及其制備方法。
背景技術：
半導體發(fā)光二極管(簡稱led)由于其使用壽命長、節(jié)能、體積小等一系列優(yōu)點，已經(jīng)在裝飾照明、汽車照明、背光源等各種照明領域，led已被公認為21世紀最有價值的新光源。現(xiàn)在我們每個人每天幾乎都會接觸到led光源，比如家用照明及電腦背光源等，這些應用中的led照明及背光源基本都是通過白光led進行濾色分光出紅、綠、藍光來實現(xiàn)的，而其中的白光led一般都是用藍光led產(chǎn)生的藍光激發(fā)熒光粉來產(chǎn)生混合白光的，由于這個原理，很多廠家為了提高led燈的亮度，直接通過提高藍光激發(fā)光的強度來提高白光led的整體亮度。因此實際的led白光光譜里含有很強的藍光成分。
根據(jù)普朗克輻射定律e＝hc/l，波長越短，則能量越大，所以藍光對人體的傷害很大。人的眼睛中用來接收光的組織叫做視網(wǎng)膜，藍光波段為400～500nm，其中400nm～460nm屬于可見光深藍部分，470nm～500nm屬于可見光淺藍部分，德國眼科專家李查德·馮克(r.h.w.funk)教授的研究報告指出當“不合適的光”持續(xù)照射我們的眼睛，會引起功能失調(diào)，這些短波藍光具有極高能量，能夠穿透晶狀體直達視網(wǎng)膜，對視網(wǎng)膜造成光化學損害，直接或間接導致黃斑區(qū)細胞的損害。世衛(wèi)組織who愛眼協(xié)會公布：2006年至2008年因藍光、輻射每年導致全球超過30000人失明，并在2009年底發(fā)出橙色預警：“藍光對人類的潛在隱性威脅將遠遠超過蘇丹紅、三聚氰胺、sasi、hini的破壞性，無形中吞噬人的雙眼”。屏幕藍光對人體危害較其他波長的光線尤為嚴重。如果光源中的400–460nm藍光波段亮度過高，眼睛長時間直視光源后可能引起視網(wǎng)膜的光化學損傷以及引起視疲勞、視力損傷、結(jié)膜炎、角膜炎，甚至會破壞眼睛的晶狀體引起白內(nèi)障和視網(wǎng)膜產(chǎn)生黃斑病變。過量的藍光還混亂人體的生物鐘，減少夜間褪黑激素的減少，對人體的睡眠造成影響。同時400nm以下的藍紫短光波段對人體的傷害更加嚴重。因此如何將led照明光源的藍光充分尤其是460nm以下的成分進行過濾，從而保護人體免受傷害，是一個在led照明領域急需解決的問題。
現(xiàn)有技術中針對led的藍光問題，已經(jīng)發(fā)明出藍光阻隔膜，用藍光阻隔膜過濾led中的藍光成分，使用的形式也多種多樣，包括將藍光阻隔膜作為led的光源面板膜層或者作為led芯片的封裝膜層等等來過濾led光照中的藍光短波成分。但是現(xiàn)有技術中的藍光阻隔膜普遍是通過在其中設置藍光吸收顏料或藍光阻隔劑來實現(xiàn)的，這種直接設置吸收阻隔成分的做法并沒有充分將藍光色散后進行吸收，而且現(xiàn)有的吸收阻隔劑組份單調(diào)，屬于使用多年的傳統(tǒng)組份，其在藍光吸收效率方面存在著嚴重的不足，因此現(xiàn)有技術中實際上并沒有很好的解決led照明的藍光問題，本發(fā)明基于此提出一種藍光阻隔膜及其制備方法。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明基于此提出一種全新結(jié)構和組成的藍光阻隔膜及其制備方法，不但創(chuàng)新了藍光阻隔劑材料本身，而且創(chuàng)新了不同阻隔成分在不同膜層中的分布，更是很好的匹配了多層阻隔效果，達到90％以上藍光阻隔效率，能夠很好的解決led照明的藍光問題，具有良好的適用前景。
本發(fā)明解決上述技術問題所采取的技術方案如下：
一種藍光阻隔膜，包括：基底層、藍光阻隔層和藍光色散吸收層，所述藍光阻隔層設置于所述基底層之上，所述藍光色散吸收層設置于所述藍光阻隔層之上。
進一步的根據(jù)本發(fā)明所述的藍光阻隔膜，其中所述基底層由第一基材均勻分散藍光吸收顏料形成，所述藍光阻隔層由第二基材均勻分散藍光阻隔劑形成，所述藍光色散吸收層由第三基材均勻分散藍紫吸收劑和藍光色散納米顆粒形成；所述基底層的厚度為30-80微米，所述藍光阻隔層的厚度為50-120微米，所述藍光色散吸收層的厚度為10-30微米。
進一步的根據(jù)本發(fā)明所述的藍光阻隔膜，其中所述第一基材選自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯中的任一種，所述藍光吸收顏料選自鈦黃或達旦黃和喹酞酮或吡唑啉酮類顏料的組合，所述藍光吸收顏料的粒徑為80-400nm；所述藍光吸收顏料的添加量為所述第一基材重量的0.005-0.01％。
進一步的根據(jù)本發(fā)明所述的藍光阻隔膜，其中所述藍光吸收顏料為2,2’-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亞苯基)雙(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二鈉鹽和1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮按照質(zhì)量比0.8-1.2：1的混合物；或者所述藍光吸收顏料為c28h19n5na2o6s4和1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮按照質(zhì)量比0.8-1：1的混合物；所述藍光吸收顏料的粒徑為120-200nm。
進一步的根據(jù)本發(fā)明所述的藍光阻隔膜，其中所述第二基材選自環(huán)氧樹脂改性的聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯或環(huán)氧樹脂改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯中的任一種；所述藍光阻隔劑由2-(3’-叔-丁基-2’羥基-5’-甲基苯基)二苯基乙醇酸、2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、4-羥基苯甲酸苯甲酯、三(2-苯基吡啶)銥(iii)和2,2-亞甲基雙[6-苯并三唑-2-基]-4-叔/特辛基苯酚組成；所述第二基材與所述藍光阻隔劑的質(zhì)量比為100:25-35。
進一步的根據(jù)本發(fā)明所述的藍光阻隔膜，其中所述第二基材由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯中的任一種100重量份、聚砜改性環(huán)氧樹脂20-35重量份、雙酚f/間苯二酚共聚型環(huán)氧樹脂12-18重量份、聚二甲基硅氧烷1-3份、擴鏈劑0.5-1重量份和抗氧化劑0.3-0.8重量份混合均勻后在一定溫度下聚合反應制得，其中擴鏈劑選自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、環(huán)己烷二甲醇、3,3’-二氯-4,4-二氨基二苯甲烷中的任一種或任幾種的組合，其中的抗氧化劑選自抗氧劑-264、雙酚a、亞磷酸三苯酯、抗氧劑-1010、抗氧劑1076或亞磷酸三酯中的任一種或任幾種的組合；所述藍光阻隔劑各組份的質(zhì)量配比為：
進一步的根據(jù)本發(fā)明所述的藍光阻隔膜，其中所述第三基材選自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯中的任一種，所述藍光色散納米顆粒為粒徑在30-60nm的摻鋁氧化鋅納米顆粒al:zno，其中al與zno的質(zhì)量比為1-5：10，所述藍光色散納米顆粒與所述第三基材的質(zhì)量比為0.01-0.5:1；所述藍紫吸收劑與所述第三基材的質(zhì)量比為0.005-0.02:1，且所述藍紫吸收劑的結(jié)構式為：
進一步的根據(jù)本發(fā)明所述的藍光阻隔膜，其中所述第一基材和第三基材為聚碳酸酯，所述第二基材為環(huán)氧樹脂改性的聚碳酸酯；或者所述第一基材和第三基材為聚甲基丙烯酸甲酯，所述第二基材為環(huán)氧樹脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯；或者所述第一基材和第三基材為聚對苯二甲酸乙二醇酯，所述第二基材為環(huán)氧樹脂改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述藍光阻隔層通過膠粘或熱熔方式結(jié)合于所述基底層上，所述藍光色散吸收層通過膠粘方式結(jié)合于所述藍光阻隔層上；所述藍光阻隔膜對460nm以下波段光的阻隔率在80％以上，對350-460nm藍紫波段光的阻隔率在90-98％，對470-750nm間可見波段光的透光率保持在85％以上。
進一步的根據(jù)本發(fā)明所述的藍光阻隔膜，其中在所述基底層的外表面涂覆有貼合硅膠層，所述貼合硅膠層上設置有離型保護層，在所述藍光色散吸收層上設置有uv硬化層，在所述uv硬化層上設置有防刮層；或者在所述基底層的兩側(cè)都設置有所述藍光阻隔層，在其中一側(cè)的藍光阻隔層上依次設置有uv硬化層和離型保護層，在其中另一側(cè)的藍光阻隔層上設置有所述藍光色散吸收層，在所述藍光色散吸收層上設置有uv硬化層，在所述uv硬化層上設置有防刮層；所述藍光阻隔膜的整體厚度小于500微米，且整體厚度為藍光波長的整數(shù)倍。
一種本發(fā)明所述藍光阻隔膜的制備方法，包括以下步驟：
步驟(1)、制備基底層：將按對應質(zhì)量份數(shù)稱取的第一基材原料與藍光吸收顏料混合后加入攪拌機中高速攪拌，控制攪拌機轉(zhuǎn)速為180-320r/min，控制溫度在80-200℃，聚合反應20-40分鐘后，在100-220℃條件下送入單螺桿擠出機中擠出流延形成膜層結(jié)構，最后在冷卻過程中經(jīng)雙向拉伸形成基底層；
步驟(2)、制備藍光阻隔層：按對應質(zhì)量份數(shù)稱取藍光阻隔劑的各組份并進行均勻混合，按對應質(zhì)量份數(shù)稱取第二基材的原料各組分并將其加入攪拌機中高速攪拌10-30分鐘，然后將藍光阻隔劑的各組份加入攪拌機內(nèi)第二基材原料各組份的混合料中并再次進行高速攪拌，控制攪拌溫度在80-180℃，攪拌60-120分鐘，第二基材的各組分進行熱縮聚合反應，同時藍光阻隔劑各組份均勻分散于第二基材的聚合體中，最后將聚合反應物由攪拌機的出料口送入雙螺桿擠出機的喂料口，控制雙螺桿擠出機的加工溫度在120℃～250℃，螺桿轉(zhuǎn)速120～500r/min，通過雙螺桿擠出機塑化共混后擠出成膜，并在冷卻的過程中經(jīng)雙向拉伸形成藍光阻隔層；
步驟(3)、將所述藍光阻隔層設置于所述基底層上，通過以下兩種方式之一實現(xiàn)：方式一、所述藍光阻隔層通過膠粘方式結(jié)合于所述基底層上，具體的首先在所述基底層上涂覆厚度在1-10微米的透明膠，然后將藍光阻隔層層疊于所述透明膠上，并在50-80℃下進行模壓固化，將藍光阻隔層結(jié)合于所述基底層上；方式二、所述藍光阻隔層通過熱熔方式結(jié)合于所述基底層上，具體的首先將所述藍光阻隔層層疊設置于所述基底層上，然后將層疊在一起的藍光阻隔層和基底層共同通過對置滾筒模壓機，控制滾筒的模壓溫度在100-180℃、控制上下對置滾筒間的間距為藍光阻隔層厚度與基底層厚度之和的80％，并設置并排布置的多組上下對置滾筒，利用藍光阻隔層與基底層的聚合物在玻璃軟化溫度點的熱熔結(jié)合實現(xiàn)藍光阻隔層與基底層之間的牢固結(jié)合；
步驟(4)、制備藍光色散吸收層：將按對應質(zhì)量份數(shù)稱取的第三基材原料、藍紫吸收劑和藍光色散納米顆?；旌虾蠹尤霐嚢铏C中高速攪拌，控制攪拌機轉(zhuǎn)速為180-320r/min，控制溫度在120-240℃，混合反應30-60分鐘后，在100-220℃條件下送入單螺桿擠出機中擠出流延形成膜層結(jié)構，最后在冷卻過程中經(jīng)雙向拉伸形成藍光色散吸收層。
步驟(5)、將所述藍光色散吸收層通過膠粘方式結(jié)合于所述藍光阻隔層上，具體的首先在所述藍光阻隔層的外表面涂覆厚度在1-10微米的透明膠，然后將所述藍光色散吸收層層疊于所述透明膠上，并在50-80℃下進行模壓固化，將藍光色散吸收層牢固粘貼于所述藍光阻隔層的外表面，制得所述藍光阻隔膜。
本發(fā)明的技術方案具有以下技術效果：
本發(fā)明所述的藍光阻隔膜至少包括依次層疊在一起的基底層、藍光阻隔層和藍光色散吸收層。本發(fā)明創(chuàng)新地在作為阻隔膜主要膜層的基底層、藍光阻隔層和藍光色散吸收層中設置了對藍光具有良好吸收阻隔效果的材料，尤其是其中創(chuàng)新設置了藍光阻隔層中的阻隔成分，并創(chuàng)新的實現(xiàn)了不同阻隔材料的配合作用過程，先通過阻隔顏料進行基本藍光成分的著色吸收和熒光色散，然后通過藍光阻隔層進行高強度的阻隔吸收，最后在經(jīng)過藍光色散吸收層對剩余藍紫波段光基于色散原理進行吸收，并利用納米顆粒的擴散作用對保留藍光成分進行擴散勻光，保證出光質(zhì)量。經(jīng)過測試本發(fā)明所述藍光阻隔膜對460nm以下波段光的阻隔率可達到80％以上(透光率小于20％)，尤其是對350-460nm藍紫波段光的阻隔率更是達到了90-98％(透光率2-10％之間)，同時對470-750nm間可見波段光的透光率保持在85％以上，屬于一種全新的、對藍紫波段光具有突出阻隔效率的光學膜，可廣泛應用于led照明封裝、顯示輸出面板等領域，市場應用前景廣闊。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的技術方案進行詳細的描述，以使本領域技術人員能夠更加清楚的理解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明的保護范圍。
本發(fā)明創(chuàng)新的提出一種藍光阻隔膜，至少包括依次層疊在一起的基底層、藍光阻隔層和藍光色散吸收層，即所述藍光阻隔層設置于所述基底層之上，所述藍光色散吸收層設置于所述藍光阻隔層之上，這三層作為本發(fā)明所述藍光阻隔膜主要的阻隔材料層。進一步的在所述基底層的外表面可設置離型保護層，在所述藍光色散吸收層的外表面可設置uv硬化層和防刮層，這些都屬于在本發(fā)明技術范疇內(nèi)的靈活選擇。下面重點描述本發(fā)明所述藍光阻隔膜包括的基底層、藍光阻隔層和藍光色散吸收層的組成結(jié)構及其制備方法。
所述基底層由混合有藍光吸收顏料的熱塑性聚合物基材經(jīng)過混煉注塑、擠出和拉伸成形制得。
其中熱塑性聚合物基材，可選用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或pet中的任一種，要求透光性好、透明度高。
其中的藍光吸收顏料可選擇有機著色顏料，混合添加于所述熱塑性聚合物基材中，并與所述熱塑性聚合物基材具有較好的相容性，其中所述有機顏料的添加量為所述熱塑性聚合物基材重量的0.005-0.01％；藍光吸收顏料選擇與所述熱塑性聚合物基材具有較好的相容性、同時能夠大量阻隔400-460nm波段光且對于500nm以上波段光具有最小阻隔的有機著色顏料。經(jīng)過大量的測試所述的藍光吸收顏料采用鈦黃或達旦黃和喹酞酮或吡唑啉酮類顏料的組合，優(yōu)選的采用鈦黃或達旦黃和吡唑啉酮類顏料的組合，經(jīng)測試達旦黃選用2,2’-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亞苯基)雙(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二鈉鹽，鈦黃選用c28h19n5na2o6s4，吡唑啉酮類顏料選用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮，組合形成的吸收顏料對藍光的阻隔功能最強，其中c28h19n5na2o6s4與1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮的質(zhì)量比為0.8-1：1，2,2’-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亞苯基)雙(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二鈉鹽與1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮的質(zhì)量比為0.8-1.2：1，這兩種組合下的吸收顏料化學上相當穩(wěn)定，對強酸強堿及強氧化劑和還原劑具有較佳穩(wěn)定性且具有對于藍光最佳的阻絕效果，物理上折射率介于1.5與1.9之間。所述藍光吸收顏料的粒徑為80-400nm，屬于一種黃橙色粉，通過對藍光進行熒光作用而進行阻隔吸收。
所述基底層由所述有機顏料和熱塑性聚合物基材混合后注塑成形而成。具體的首先稱取所述熱塑性聚合物基材的顆粒料，然后按照熱塑性聚合物基材總質(zhì)量的0.005-0.01％稱取所述藍光吸收顏料，然后將熱塑性聚合物基材顆粒料和藍光吸收顏料充分混合并攪拌均勻，接著將混合物置于攪拌機中高速混合反應20-40min，攪拌機的轉(zhuǎn)速為180-320r/min，進行基材成形反應，溫度控制在80-200℃；然后在100-220℃條件下送入單螺桿擠出機中擠出流延形成基材膜層結(jié)構，最后在冷卻的過程中經(jīng)雙向拉伸形成厚度在30-80微米的基底層，其中在基底層內(nèi)部混合有藍光吸收顏料，同時基底層具有良好的透明度。
在所述基底層上形成有藍光阻隔層，所述藍光阻隔層由熱塑性主材料和藍光阻隔劑混煉制得。
其中所述熱塑性主材料為經(jīng)過環(huán)氧樹脂改性的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或pet中的任一種，具有較好的透明度和透光性，具體的所述熱塑性主材料由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或pet中的任一種100重量份，聚砜改性環(huán)氧樹脂20-35重量份，雙酚f/間苯二酚共聚型環(huán)氧樹脂12-18重量份，聚二甲基硅氧烷1-3份，擴鏈劑0.5-1重量份，抗氧化劑0.3-0.8重量份，混合均勻后在一定溫度下聚合反應制得。其中的擴鏈劑選自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、環(huán)己烷二甲醇、3,3’-二氯-4,4-二氨基二苯甲烷中的任一種或任幾種的組合，其中的抗氧化劑選自抗氧劑-264、雙酚a、亞磷酸三苯酯、抗氧劑-1010、抗氧劑1076或亞磷酸三酯中的任一種或任幾種的組合。其中藍光阻隔層的熱塑性主材料中的主材與基底層中的熱塑性聚合物基材相對應，如當基底層中的基材選擇聚碳酸酯時，所述藍光阻隔層的熱塑性主材料為環(huán)氧樹脂改性的聚碳酸酯，當基底層中的基材選擇聚甲基丙烯酸甲酯時，所述藍光阻隔層的熱塑性主材料為環(huán)氧樹脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯，當基底層中的基材選擇聚對苯二甲酸乙二醇酯時，所述藍光阻隔層的熱塑性主材料選擇為環(huán)氧樹脂改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
所述藍光阻隔劑屬于本申請的重大創(chuàng)新，申請人經(jīng)過長期大量的試驗，創(chuàng)新的總結(jié)出一種全新的藍光阻隔劑組份，在其中不但添加了對藍光能夠起到有效吸收阻隔的成分，而且同時添加了對藍紫波段以及紫外波段光的吸收成分，此外還要保證其對其他可見光的低阻性能，確保了藍光阻隔劑能夠最大限度的阻隔460nm以下波段光，并不會太大的影響阻隔膜整體的透明度和透光性，同時創(chuàng)新了各組份的含量，使其能夠很好的兼容于熱塑性主材料中。具體的所述藍光阻隔劑由2-(3’-叔-丁基-2’羥基-5’-甲基苯基)二苯基乙醇酸、2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、4-羥基苯甲酸苯甲酯、三(2-苯基吡啶)銥(iii)和2,2-亞甲基雙[6-苯并三唑-2-基]-4-叔/特辛基苯酚混合制成，這些成分優(yōu)選的按照以下重量份混合組成：
所述熱塑性主材料與所述藍光阻隔劑的質(zhì)量比為100:25-35。本發(fā)明中通過創(chuàng)新的選擇具有較好阻隔性能和較好分散性能的藍光阻隔劑，使得藍光阻隔劑在熱塑性主材料形成的透明基材中的含量可相對較少，能夠確保藍光阻隔層整體的透光率在85％以上。
所述藍光阻隔層的優(yōu)選制備過程為：首先按照上述質(zhì)量份稱取所述藍光阻隔劑包括的各組份，然后進行均勻混合，形成藍光阻隔劑備用。接著，按照熱塑性主材料與藍光阻隔劑的質(zhì)量配比關系稱取對應重量份下熱塑性主材料包括的各組分，然后將熱塑性主材料包括的各組份加入高速攪拌混合機中，高速攪拌10-30分鐘后，將所述藍光阻隔劑加入熱塑性主材料各組份的混合料中再次進行高速攪拌，同時控制攪拌溫度在80-180℃，攪拌60-120分鐘，熱塑性主材料的各組分進行熱縮聚合反應，并將藍光阻隔劑分散于聚合體中，最后聚合反應物由高速攪拌混合機的出料口送入雙螺桿擠出機的喂料口，控制雙螺桿擠出機的加工溫度在120℃～250℃，螺桿轉(zhuǎn)速120～500r/min，通過雙螺桿擠出機塑化共混后擠出成膜，并在冷卻的過程中經(jīng)雙向拉伸形成厚度在50-120微米的藍光阻隔層。
鑒于所述藍光阻隔層的熱塑性主材料的主聚合物成分與所述基底層的聚合物基材成分相對應，因此兩者之間優(yōu)選的可通過采用透明膠粘的方式連接在一起，具體的在所述基底層上涂覆厚度在1-10微米的透明膠，然后將藍光阻隔層貼合在所述透明膠上，并在50-80℃下進行模壓成形，將藍光阻隔層緊密結(jié)合于基底層上。所述透明膠可選擇快速固化透明環(huán)氧膠或全透明環(huán)氧膠等。
亦可將所述藍光阻隔層通過熱熔方式結(jié)合于所述基底層上，將所述藍光阻隔層緊貼設置于所述基底層上，然后將層疊在一起的雙層膜通過對置滾筒模壓機，控制滾筒的模壓溫度在100-180℃、控制上下對置滾筒間的間距為藍光阻隔層厚度與基底層厚度之和的80％，并設置并排布置的多組上下對置滾筒。由于藍光阻隔層的主聚合物基材成分與基底層的聚合物基材成分相對應(同為pc或pmma或pet)，從而在其玻璃軟化溫度附近能夠?qū)崿F(xiàn)熱熔結(jié)合，實現(xiàn)了藍光阻隔層與基底層之間的一體成形。
經(jīng)過測試本發(fā)明制得的有基底層和藍光阻隔層層疊形成的膜層，其對460nm以下波段光的阻隔率可達到70％以上，尤其是對400-460nm波段光的阻隔率更是達到了85-95％，申請人在本領域長期從事該方面的研究，尚未發(fā)現(xiàn)可將藍光阻隔率提高到80％以上的膜產(chǎn)品，因此本發(fā)明具有非常好的技術效果。
為進一步提高藍光阻隔膜對藍紫短波段光吸收和表面出光分布的均勻性，本發(fā)明進一步創(chuàng)新的在所述藍光阻隔層上設置有藍光色散吸收層，所述藍光色散吸收層由透明基膜和混合于透明基膜內(nèi)的藍紫吸收劑和藍光色散納米顆粒組成，所述的藍光色散吸收層的厚度優(yōu)選的在10-30微米，其中所述透明基膜采用聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)中的任一種，進一步優(yōu)選的所述透明基膜采用與基底層和藍光阻隔層對應的基材，如同時選擇高透明性的pc材料等。所述藍光色散納米顆粒選擇粒徑在30-60nm之間的摻al的zno納米顆粒即al:zno納米顆粒，其中al與zno的質(zhì)量比為1-5：10，所述藍光色散納米顆粒與透明基膜的質(zhì)量比為0.01-0.5:1。所述藍紫吸收劑采用下述結(jié)構式表示的吸收劑，該吸收劑對360-420nm波段光具有良好的吸收效果，所述藍紫吸收劑與所述透明基膜的質(zhì)量比為0.005-0.02:1，所述藍紫吸收劑的結(jié)構式為：
所述藍光色散吸收層通過注塑聚合制成，可采用現(xiàn)有工藝，以將所述藍紫吸收劑和藍光色散納米顆粒均勻分散于透明基膜中為主。優(yōu)選的首先稱取所述透明基膜的原材料顆粒料，然后按照其質(zhì)量的0.005-0.02倍稱取所述藍紫吸收劑、按照其質(zhì)量的0.01-0.5倍稱取所述藍光色散納米顆粒，然后將各組份進行混合，接著將混合物置于攪拌機中高速混合30-60min，并控制混合反應溫度在120-240℃；然后在100-220℃條件下送入單螺桿擠出機中擠出流延形成藍光色散吸收層結(jié)構，最后在冷卻的過程中經(jīng)雙向拉伸和滾壓形成厚度在10-30微米的藍光色散吸收層。所述藍光色散吸收層采用透明基膜，并在其中均勻分散藍光色散納米顆粒和藍紫吸收劑，使得光束通過藍光色散吸收層后剩余的藍紫波段光被高強吸收劑所吸收，同時利用了色散吸收和顆粒擴散勻光作用，使得剩余可見波段光能夠均勻出射。
鑒于所述藍光阻隔層的熱塑性主材料的主聚合物成分與所述藍光色散吸收層的聚合物基材成分相對應，因此兩者之間優(yōu)選的可通過采用透明膠粘的方式連接在一起，具體的在所述藍光阻隔層的外表面(相對于層疊基底層的另一表面)上涂覆厚度在1-10微米的透明膠，然后將藍光色散吸收層貼合在所述透明膠上，并在50-80℃下進行模壓成形，將藍光色散吸收層緊密結(jié)合于藍光阻隔層的外表面上。所述透明膠可選擇快速固化透明環(huán)氧膠或全透明環(huán)氧膠等。
最后在所述基底層的外表面(相對于層疊藍光阻隔層的另一表面)涂覆有貼合硅膠層，所述貼合硅膠層上設置有離型保護層。在所述藍光色散吸收層的上表面通過粘貼或者涂覆設置厚度在5-15微米的uv硬化層，在所述uv硬化層上通過粘貼或者涂覆設置厚度在10-20微米的防刮層。本發(fā)明所述藍光阻隔膜體系的整體厚度小于500微米，同時總厚度為藍光波長的整數(shù)倍。
本發(fā)明所述的藍光阻隔膜包括依次層疊在一起的離型保護層、貼合硅膠層、基底層、藍光阻隔層、藍光色散吸收層、uv硬化層和防刮層，但是本發(fā)明的阻隔膜結(jié)構不以此為限，如其中可根據(jù)需要在基底層的兩側(cè)都設置藍光阻隔層、藍光色散吸收層和/或uv硬化層，這些變換都屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明創(chuàng)新地在作為阻隔膜主要膜層的基底層、藍光阻隔層和藍光色散吸收層中設置了對藍光具有良好吸收阻隔效果的材料，尤其是其中創(chuàng)新設置了藍光阻隔層中的阻隔成分，并創(chuàng)新的實現(xiàn)了不同阻隔材料的配合作用過程，先通過阻隔顏料進行基本藍光成分的著色吸收和熒光色散，然后通過藍光阻隔層進行高強度的阻隔吸收，最后在經(jīng)過藍光色散吸收層對剩余藍紫波段光基于色散原理進行吸收，并利用納米顆粒的擴散作用對保留藍光成分經(jīng)常擴散勻光，保證出光質(zhì)量。經(jīng)過測試本發(fā)明所述藍光阻隔膜對460nm以下波段光的阻隔率可達到80％以上(透光率小于20％)，尤其是對350-460nm藍紫波段光的阻隔率更是達到了90-98％(透光率2-10％之間)，同時對470-750nm間可見波段光的透光率保持在85％以上，屬于一種全新的、對藍紫波段光具有突出阻隔效率的光學膜，可廣泛應用于led照明封裝、顯示輸出面板等領域，市場應用前景廣闊。
以下給出本發(fā)明的幾個具體實施例。
實施例1
一種藍光阻隔膜，包括基底層、藍光阻隔層和藍光色散吸收層，所述藍光阻隔層設置于所述基底層之上，所述藍光色散吸收層設置于所述藍光阻隔層之上。
所述基底層由混合有藍光吸收顏料的聚碳酸酯基材經(jīng)過混煉注塑、擠出和拉伸成形制得，其中所述藍光吸收顏料在聚碳酸酯基材中的添加量為聚碳酸酯基材重量的0.005％，所述藍光吸收顏料為c28h19n5na2o6s4與1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮按質(zhì)量比0.8：1混合制得。
所述藍光阻隔層由環(huán)氧樹脂改性的聚碳酸酯和藍光阻隔劑混煉制得。所述環(huán)氧樹脂改性的聚碳酸酯由聚碳酸酯100重量份、聚砜改性環(huán)氧樹脂20重量份，雙酚f/間苯二酚共聚型環(huán)氧樹脂12重量份，聚二甲基硅氧烷1份、擴鏈劑0.5重量份、抗氧化劑0.3重量份，混合均勻后在一定溫度下聚合反應制得，其中的擴鏈劑選自乙二醇和1,2-丙二醇的組合，其中的抗氧化劑選自抗氧劑-264。所述藍光阻隔劑由2-(3’-叔-丁基-2’羥基-5’-甲基苯基)二苯基乙醇酸10重量份、2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚4重量份、4-羥基苯甲酸苯甲酯8重量份、三(2-苯基吡啶)銥(iii)0.8重量份和2,2-亞甲基雙[6-苯并三唑-2-基]-4-叔/特辛基苯酚1重量份混合制得。所述環(huán)氧樹脂改性的聚碳酸酯與所述藍光阻隔劑的質(zhì)量比為100:25，并通過混合熱縮聚合反應后由雙螺桿擠出機塑化共混后擠出和拉伸成膜。所述藍光阻隔層通過快速固化透明環(huán)氧膠粘貼于所述基底層上。
所述藍光色散吸收層由聚碳酸酯和混合于其內(nèi)的藍紫吸收劑和藍光色散納米顆粒組成，所述藍光色散納米顆粒為粒徑在30-60nm間的al:zno納米顆粒，其中al與zno的質(zhì)量比為1：10；所述藍光色散納米顆粒與聚碳酸酯的質(zhì)量比為0.01:1。所述藍紫吸收劑與所述聚碳酸酯的質(zhì)量比為0.005:1，所述藍紫吸收劑的結(jié)構式為：
所述藍光色散吸收層通過快速固化透明環(huán)氧膠粘貼于所述藍光阻隔層上。
經(jīng)測試所述藍光阻隔膜對350-460nm藍紫波段光的最小阻隔率達92％，對470-750nm間可見波段光的透光率在89％以上。
實施例2
一種藍光阻隔膜，包括基底層、藍光阻隔層、藍光色散吸收層、uv硬化層和防刮層，所述藍光阻隔層設置于所述基底層之上，所述藍光色散吸收層設置于所述藍光阻隔層之上，所述uv硬化層設置于所述藍光色散吸收層上，所述防刮層設置于所述uv硬化層上。
所述基底層由混合有藍光吸收顏料的聚甲基丙烯酸甲酯基材經(jīng)過混煉注塑、擠出和拉伸成形制得，其中所述藍光吸收顏料在聚甲基丙烯酸甲酯基材中的添加量為聚甲基丙烯酸甲酯基材重量的0.01％，所述藍光吸收顏料為2,2’-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亞苯基)雙(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二鈉鹽與1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮按質(zhì)量比1：1混合制得。
所述藍光阻隔層由環(huán)氧樹脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯和藍光阻隔劑混煉制得。所述環(huán)氧樹脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯由聚甲基丙烯酸甲酯100重量份、聚砜改性環(huán)氧樹脂35重量份，雙酚f/間苯二酚共聚型環(huán)氧樹脂18重量份，聚二甲基硅氧烷3份、擴鏈劑1重量份、抗氧化劑0.8重量份，混合均勻后在一定溫度下聚合反應制得，其中的擴鏈劑選自新戊二醇、1,6-己二醇、環(huán)己烷二甲醇的組合，其中的抗氧化劑選自亞磷酸三苯酯。所述藍光阻隔劑由2-(3’-叔-丁基-2’羥基-5’-甲基苯基)二苯基乙醇酸10重量份、2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚6重量份、4-羥基苯甲酸苯甲酯10重量份、三(2-苯基吡啶)銥(iii)2重量份和2,2-亞甲基雙[6-苯并三唑-2-基]-4-叔/特辛基苯酚2.5重量份混合制得。所述環(huán)氧樹脂改性的聚甲基丙烯酸甲酯與所述藍光阻隔劑的質(zhì)量比為100:35，并通過混合熱縮聚合反應后由雙螺桿擠出機塑化共混后擠出和拉伸成膜。所述藍光阻隔層通過熱熔方式結(jié)合于所述基底層上，將所述藍光阻隔層層疊設置于所述基底層上，然后將層疊在一起的藍光阻隔層和基底層共同通過對置滾筒模壓機，控制滾筒的模壓溫度在180℃、控制上下對置滾筒間的間距為藍光阻隔層厚度與基底層厚度之和的80％，并設置并排布置的多組上下對置滾筒，利用藍光阻隔層與基底層的聚合物在玻璃軟化溫度點的熱熔結(jié)合實現(xiàn)藍光阻隔層與基底層之間的牢固結(jié)合。
所述藍光色散吸收層由聚甲基丙烯酸甲酯和混合于其內(nèi)的藍紫吸收劑和藍光色散納米顆粒組成，所述藍光色散納米顆粒為粒徑在30-60nm間的al:zno納米顆粒，其中al與zno的質(zhì)量比為5：10；所述藍光色散納米顆粒與聚甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.5:1。所述藍紫吸收劑與聚甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.02:1，所述藍紫吸收劑的結(jié)構式為：
所述藍光色散吸收層通過快速固化透明環(huán)氧膠粘貼于所述藍光阻隔層上。
所述藍光色散吸收層的上表面粘貼有10微米厚的uv硬化層，所述uv硬化層上粘貼有15微米厚的防刮層。
經(jīng)測試所述藍光阻隔膜對350-460nm藍紫波段光的最小阻隔率達95％，對470-750nm間可見波段光的透光率在86％以上。
實施例3
一種藍光阻隔膜，包括離型保護層、基底層、藍光阻隔層、藍光色散吸收層、uv硬化層和防刮層，所述基底層的一側(cè)面設置有離型保護層，所述基底層的另一側(cè)面設置有藍光阻隔層，所述藍光色散吸收層設置于所述藍光阻隔層之上，所述uv硬化層設置于所述藍光色散吸收層上，所述防刮層設置于所述uv硬化層上。
所述基底層由混合有藍光吸收顏料的聚對苯二甲酸乙二醇酯基材經(jīng)過混煉注塑、擠出和拉伸成形制得，其中所述藍光吸收顏料在聚對苯二甲酸乙二醇酯基材中的添加量為聚對苯二甲酸乙二醇酯基材重量的0.008％，所述藍光吸收顏料為2,2’-(1-三嗪-1,3-二基二-4,1-亞苯基)雙(6-甲基-7-苯并噻唑磺酸)二鈉鹽與1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮按質(zhì)量比1.2：1混合制得。
所述藍光阻隔層由環(huán)氧樹脂改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯和藍光阻隔劑混煉制得。所述環(huán)氧樹脂改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯由聚對苯二甲酸乙二醇酯100重量份、聚砜改性環(huán)氧樹脂30重量份，雙酚f/間苯二酚共聚型環(huán)氧樹脂15重量份，聚二甲基硅氧烷2份、擴鏈劑0.8重量份、抗氧化劑0.6重量份，混合均勻后在一定溫度下聚合反應制得，其中的擴鏈劑選用3,3’-二氯-4,4-二氨基二苯甲烷，其中的抗氧化劑選自雙酚a和亞磷酸三苯酯的組合。所述藍光阻隔劑由2-(3’-叔-丁基-2’羥基-5’-甲基苯基)二苯基乙醇酸10重量份、2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚5重量份、4-羥基苯甲酸苯甲酯9重量份、三(2-苯基吡啶)銥(iii)1.2重量份和2,2-亞甲基雙[6-苯并三唑-2-基]-4-叔/特辛基苯酚2重量份混合制得。所述環(huán)氧樹脂改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯與所述藍光阻隔劑的質(zhì)量比為100:30，并通過混合熱縮聚合反應后由雙螺桿擠出機塑化共混后擠出和拉伸成膜。所述藍光阻隔層通過透明膠粘貼于所述基底層上。
所述藍光色散吸收層由聚對苯二甲酸乙二醇酯和混合于其內(nèi)的藍紫吸收劑和藍光色散納米顆粒組成，所述藍光色散納米顆粒為粒徑在30-60nm間的al:zno納米顆粒，其中al與zno的質(zhì)量比為2：10；所述藍光色散納米顆粒與聚對苯二甲酸乙二醇酯的質(zhì)量比為0.2:1。所述藍紫吸收劑與聚對苯二甲酸乙二醇酯的質(zhì)量比為0.01:1，所述藍紫吸收劑的結(jié)構式為：
所述藍光色散吸收層通過快速固化透明環(huán)氧膠粘貼于所述藍光阻隔層上。
在所述基底層的外表面涂覆有貼合硅膠層，所述貼合硅膠層上設置有離型保護層。在所述藍光色散吸收層的上表面粘貼有8微米厚的uv硬化層，在所述uv硬化層上粘貼有10微米厚的防刮層。
經(jīng)測試所述藍光阻隔膜對350-460nm藍紫波段光的最小阻隔率達98％，對470-750nm間可見波段光的透光率在85％以上。
以上僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了描述，并不將本發(fā)明的技術方案限制于此，本領域技術人員在本發(fā)明的主要技術構思的基礎上所作的任何公知變形都屬于本發(fā)明所要保護的技術范疇，本發(fā)明具體的保護范圍以權利要求書的記載為準。