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眼镜镜片材料经历了数代发展,例如光学玻璃、CR-39、PC/丙烯酸树脂和聚氨酯树脂。从20世纪60年代到80年代,树脂镜片迅速取代玻璃成为眼镜镜片的主要材料。随着镜片折射率的增加,其色散现象会加剧,阿贝数会降低。因此,从树脂镜片的发展历程来看,其材料的改进主要沿着提高折射率并兼顾阿贝数的方向进行。
第一代:CR-39(低折射率镜片)
烯丙基二甘醇二碳酸酯,也就是现在常见的CR-39镜片材料,最初由美国PPG公司于20世纪40年代研发,并逐渐应用于眼镜镜片材料,改善了玻璃材料的脆性。CR-39镜片具有较高的阿贝数、优异的光学性能和1.49的折射率,已成为低折射率镜片中最广泛使用的材料。通常情况下,在相同度数下,镜片的折射率越低,镜片越厚。折射率仅为1.49的CR-39镜片必然会给消费者带来佩戴不适,因此,寻找更高折射率的镜片材料成为后续研究的重点。
第二代:丙烯酸树脂、聚碳酸酯(中高折射率镜片)
20世纪70年代和80年代,丙烯酸树脂和聚碳酸酯(PC)逐渐被用作折射率在1.56至1.60之间的眼镜镜片材料。第二代树脂镜片材料由此诞生,并成为中等折射率镜片的代表材料。聚碳酸酯(PC)材料比重低、抗冲击性强,但其阿贝数较低,仅约29。丙烯酸树脂(PMMA,聚甲基丙烯酸甲酯)也被用作眼镜镜片材料。它成本低廉、易于加工,但其阿贝数较低,抗冲击性较差。
第三代:聚氨酯材料(高折射率镜片)
1987年,三井化学首次将聚氨酯材料应用于眼镜镜片,并将其命名为“MR”镜片材料,开启了高折射率镜片的时代,即第三代树脂镜片材料。目前,三井化学已推出MR-8、MR-7/10、MR-174等聚硫代聚氨酯镜片材料,折射率范围为1.60至1.74,满足消费者不同的佩戴需求。与传统树脂镜片材料相比,这类镜片材料具有高折射率、低色散、轻质、耐磨、抗冲击等优点。同时,在保持高透光率的同时,材料的雾度、紫外线阻隔能力等性能也得到了提升。如今,它已成为业界高折射率眼镜镜片的首选材料。
聚硫聚氨酯镜片的生产工艺
聚硫氨酯镜片对单体材料的纯度、色度、折射率等指标要求极高。目前,该镜片材料的生产采用一次性热固化成型工艺,该工艺可分为预聚物生产和聚合固化两个步骤。在预聚物生产阶段,将基础化学原料按一定比例混合,并加入催化剂,在特定的温度和环境下,经过一定时间的聚合反应生成大分子预聚物。在镜片固化阶段,将预聚物注入镜片模具,在特定的温度和环境下聚合固化一定时间,形成固体镜片基材。
1.60 高折射率聚氨酯镜片操作说明:
1.1公斤级原料
| 成分 | 配料比例 | 额外数量(克) | 评论 |
| A(HXDI) | 49.5% | 495 | |
| SINOMER BMPT | 30% | 300 | |
| SINOMER PETMP | 20.5% | 205 | |
| 发起者(SIPEROX DCP) | 0.08% | 0.8 | |
| SINOSORB UV-329 | 1-1.5% | 10-15 | 根据您的需要添加 |
| SINOSORB UV-326 | 0.3-0.5% | 3-5 | |
| 释放剂 | 0.1% | 1 | |
| 着色剂 | 0.05% | 0.5 | 根据您的需要添加 |
操作流程
1)准备工作
① 真空条件:<2托;
② 室内条件:湿度 45%-55%;
2)批量步骤
① 在室温下,按比例将A和所有辅助成分混合在搅拌桶中,搅拌至完全溶解,得到材料I;
②按比例加入SINOMER BMPT和SINOMER PETMP组分,保持物料温度在12℃,搅拌脱气70分钟;
③ 停止搅拌并脱气 20 分钟;
④ 填充。
3.初步固化程序
| 温度 | 状态 | 时间 |
| 25℃-25℃ | 维持 | 3小时 |
| 25℃-45℃ | 升温 | 3小时 |
| 45℃-50℃ | 升温 | 2小时 |
| 50℃-60℃ | 升温 | 3小时 |
| 60℃-120℃ | 升温 | 5小时 |
| 120℃-120℃ | 维持 | 3小时 |
| 120℃-70℃ | 冷却 | 2小时 |
4.二次固化程序
| 温度 | 状态 | 时间 |
| 70℃-120℃ | 升温 | 1小时 |
| 120℃-120℃ | 维持 | 2小时 |
| 120℃-70℃ | 冷却 | 1小时 |
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1.6 7 高折射率聚氨酯镜片操作说明:
1公斤级原料
| 成分 | 配料比例 | 额外数量(克) | 评论 |
| A(XDI) | 52.0% | 520 | |
| B(SINOMER BMPT) | 48.0% | 480 | |
| 发起者(SIPEROX DCP) | 0.012% | 0.12 | |
| SINOSORB UV-329 | 0.8%-1.5% | 8-15 | 根据您的需要添加 |
| SINOSORB UV-326 | 0.3%-0.5% | 3-5 | |
| 释放剂 | 0.08% | 0.8 | |
| 着色剂(蓝色) | 0.02%-0.2% | 0.2-2 | 根据您的需要添加 |
操作流程
1)准备工作
① 真空条件:<2托;
② 室内条件:建议湿度<50%;
2)批量步骤
① 将组分 B 按比例加入混合罐中,并用循环水冷却至 8℃~10℃;
② 在室温下,将组分 A、UV 粉末、墨粉和脱模剂按比例混合在搅拌桶中,搅拌至固体完全溶解,得到材料 I;用 1 kg 的 A 单独溶解引发剂,得到材料 II;
③ 将物料 I 转移到搅拌罐中,快速搅拌 60 分钟;然后加入物料 II,快速搅拌 20 分钟;将搅拌速度降低至约 1 转/秒,用循环水冷却至 8℃~10℃,缓慢搅拌脱气 10 分钟;
④ 停止搅拌,用8~10℃的循环水冷却保温,然后加水。
3. 初级固化加热方案
| 温度 | 状态 | 时间 |
| 30℃-30℃ | 维持 | 3小时 |
| 30℃-45℃ | 升温 | 3小时 |
| 45℃-50℃ | 升温 | 1.5小时 |
| 50℃-60℃ | 升温 | 2小时 |
| 60℃-120℃ | 升温 | 4小时 |
| 120℃-120℃ | 维持 | 4小时 |
| 120℃-70℃ | 冷却 | 2.5小时 |
| 70℃-70℃ | 维持 | 2小时 |
4.二次固化加热方案
| 温度 | 状态 | 时间 |
| 70℃-120℃ | 升温 | 1小时 |
| 120℃-120℃ | 维持 | 3小时 |
| 120℃-70℃ | 冷却 | 1小时 |
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