本發(fā)明涉及眼鏡，尤其涉及一種帶有抗靜電涂層的鏡片及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著環(huán)境變化及城市綠化程度的提高，花粉過敏人群的數(shù)量呈現(xiàn)上升趨勢。花粉顆粒在空氣中傳播時(shí)，容易附著于眼睛接觸的眼鏡片上，對眼鏡佩戴者尤其是過敏體質(zhì)人群造成嚴(yán)重不適，如眼部瘙癢、紅腫等癥狀。傳統(tǒng)的鏡片材料和表面處理技術(shù)往往無法有效防止花粉顆粒的黏附，且由于摩擦產(chǎn)生的靜電效應(yīng)，反而會(huì)加劇這一問題。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，雖然已有部分防霧、防塵或抗污漬的眼鏡片涂層技術(shù)，但專門針對防花粉設(shè)計(jì)并具有良好抗靜電性能的鏡片產(chǎn)品相對較少。已有的抗靜電眼鏡片多采用單一的導(dǎo)電材料進(jìn)行表面處理，其抗靜電效果有待提升，其防花粉性能往往會(huì)大打折扣，尤其是在干燥和風(fēng)大的春季，空氣中彌漫的花粉更容易引發(fā)過敏人群的眼部不適。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)要解決的技術(shù)問題

2、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)、不足，本發(fā)明提供一種帶有抗靜電涂層的鏡片及其制備方法，其解決了鏡片因抗靜電效果差而無法有效防止花粉顆粒的黏附的技術(shù)問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

5、第一方面，本發(fā)明提供一種帶有抗靜電涂層的鏡片，其特征在于，所述鏡片包括鏡片基體和涂覆于鏡片基體表面的抗靜電涂層，所述抗靜電涂層由抗靜電涂料固化成型；

6、所述抗靜電涂料由如下重量份的原料制備得到：

7、碳納米管分散液2-4份；

8、氧化石墨烯分散液4-6份；

9、導(dǎo)電金屬氧化物7-9份；

10、水性環(huán)氧樹脂40-45份；

11、水性丙烯酸樹脂30-35份；

12、交聯(lián)劑3-5份；

13、抗靜電劑2-4份；

14、流平劑1-2份；

15、n-甲基吡咯烷酮200-220份。

16、可選地，所述導(dǎo)電金屬氧化物為氧化銦錫、氧化鋅或氧化鋁。

17、可選地，所述交聯(lián)劑為環(huán)氧樹脂或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

18、它們能夠與碳納米管、氧化石墨烯及基材發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高涂層的機(jī)械性能和附著力。

19、所述流平劑為聚二甲基硅氧烷。

20、流平劑因其低表面張力和良好的潤濕性可提高涂層的平整度。

21、可選地，所述抗靜電劑包括磺酸鹽類或烷基硫酸鹽類抗靜電劑。

22、其中，烷基磺酸鹽包括硬脂酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和磺化油。

23、烷基硫酸鹽包括十二烷基硫酸鈉和辛基硫酸鈉。

24、抗靜電劑還可以作為潤濕劑，增強(qiáng)涂層對基體的潤濕能力，進(jìn)而提高涂層與基體之間的結(jié)合力。

25、可選地，所述抗靜電涂層制備方法包括如下步驟：

26、s1、取2-4重量份碳納米管分散液、4-6重量份氧化石墨烯分散液和7-9重量份導(dǎo)電金屬氧化物混合，溶解于200-220重量份n-甲基吡咯烷酮中，完成碳納米管、氧化石墨烯與導(dǎo)電金屬氧化物的預(yù)分散；

27、s2、向s1混合溶液中加入水性環(huán)氧樹脂40-45重量份、水性丙烯酸樹脂30-35重量份、交聯(lián)劑3-5重量份、抗靜電劑2-4重量份和流平劑1-2重量份；

28、s3、將s2得到的混合溶液加熱攪拌處理，持續(xù)1-3小時(shí)；

29、s4、將s3混合溶液超聲30min-35min，進(jìn)行充分分散，制得抗靜電涂層涂料；使用該涂料涂布于鏡片表面，固化后，制得帶有抗靜電涂層的鏡片。

30、可選地，所述s3加熱溫度為50℃-80℃。

31、適當(dāng)?shù)臏囟瓤梢约铀偎詷渲⒔宦?lián)劑和助劑的溶解與混合過程，提高反應(yīng)速度，有利于各組分間的相互滲透和化學(xué)鍵合，增強(qiáng)涂層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的致密性和穩(wěn)定性。

32、溫度過高，水性樹脂或分散在溶液中的碳納米管、氧化石墨烯以及導(dǎo)電金屬氧化物熱敏感成分發(fā)生熱降解或變性，從而降低涂層的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能。過高的溫度同時(shí)導(dǎo)致n-甲基吡咯烷酮過快蒸發(fā)，影響涂層的流平性，使得涂層表面粗糙，增加缺陷，進(jìn)而影響其電阻率和附著力，降低了抗靜電效果和涂層表面質(zhì)量。溫度過低，導(dǎo)致混合不均勻，粒子團(tuán)聚嚴(yán)重，不易分散，使最終涂層電阻率增大，即抗靜電效果減弱。由于涂料流動(dòng)性差，施工時(shí)難以獲得良好的涂膜厚度和均勻度，影響整體性能。因此，加熱溫度定在了50℃-80℃。

33、水性丙烯酸樹脂具有良好的戶外耐候性和抵抗紫外線降解的能力。將它與水性環(huán)氧樹脂混合，可以改善涂層在長時(shí)間暴露于日光下的穩(wěn)定性，減緩因紫外線照射導(dǎo)致的涂層黃變、粉化和機(jī)械性能下降等問題。水性丙烯酸樹脂對濕氣、溫度變化和化學(xué)侵蝕有較好的抵抗力。與環(huán)氧樹脂結(jié)合后，可以提高復(fù)合涂層在各種氣候條件下的適應(yīng)能力，延長使用壽命。

34、水性環(huán)氧樹脂本身具有很高的硬度和機(jī)械強(qiáng)度，而丙烯酸樹脂則能提供一定的韌性。兩者的結(jié)合可在保持高硬度的同時(shí)提高柔韌性，降低漆膜脆裂的風(fēng)險(xiǎn)。

35、樹脂含量過高會(huì)使涂層更加堅(jiān)硬，有助于提高抗刮擦性，但降低柔韌性和附著力，對透光率也有一定影響。樹脂不足以包覆所有導(dǎo)電填料并形成連續(xù)穩(wěn)定的膜層，將導(dǎo)致涂層的機(jī)械強(qiáng)度、附著力和耐久性降低。

36、碳納米管分散液和氧化石墨烯分散液的量添加量過多,導(dǎo)致涂層過于致密，雖然電阻率會(huì)進(jìn)一步降低，抗刮擦性提高，但影響透光率，同時(shí)會(huì)影響其附著力和光穩(wěn)定性能。添加量過少則無法形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，電阻率上升，抗靜電效果減弱。

37、導(dǎo)電金屬氧化物添加過多增強(qiáng)導(dǎo)電性和降低電阻率，但也導(dǎo)致光學(xué)透明度下降、涂膜變硬，從而影響透光率和抗刮擦性。同時(shí)，過度添加會(huì)降低涂層與鏡片基材之間的附著力。添加過少使導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)不完整，電阻率上升，抗靜電效果減弱。

38、交聯(lián)劑過多導(dǎo)致涂層過于硬化，抗刮擦性提高，但附著力受影響；抗靜電劑過多在一定程度上影響涂層表面電阻率分布的均勻性，而流平劑過多則導(dǎo)致涂層表面張力過低，影響涂布過程和最終涂層外觀質(zhì)量。交聯(lián)劑不足會(huì)使得涂層固化程度不夠，影響其耐化學(xué)性、耐磨性和耐久性；抗靜電劑不足則不能有效降低涂層表面電阻；流平劑不足導(dǎo)致涂層表面不平整，影響光學(xué)性能和外觀美觀。

39、綜上所述，在制備抗靜電涂層涂料時(shí)，需要精確控制各組分的比例，確保涂層具有理想的電阻率、透光率、抗刮擦性以及良好的光穩(wěn)定性能和附著力。

40、可選地，所述的碳納米管分散液制備方法包括如下步驟：

41、s11a、稱取2-4重量份單壁碳納米管粉末、3-5重量份聚乙烯吡咯烷酮和2-4重量份硬脂酸鈉溶解于400-410重量份去離子水，超聲20-30min；

42、s12a、球磨18-24h，得到在水中均勻分散的碳納米管分散液，將分散液在離心機(jī)中于6000-6200r/min下離心8-10min，取上清液，得到碳納米管的水分散液。

43、經(jīng)過20-30min的超聲處理，促使碳納米管更好地分散在溶液中，提高導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性和均勻性，從而有助于降低電阻率。

44、超聲時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致碳納米管過度剪切，結(jié)構(gòu)受損，降低其導(dǎo)電性能，從而影響最終涂層的電阻率，使電阻率上升；超聲時(shí)間過長導(dǎo)致碳納米管斷裂為細(xì)小顆粒，在一定程度上降低涂層的機(jī)械強(qiáng)度和抗刮擦性能；碳納米管過度破碎，對與基材的結(jié)合不利，影響附著力。

45、超聲時(shí)間不足導(dǎo)致碳納米管未能充分分散，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的效果較差，從而電阻率較高。超聲時(shí)間不足，碳納米管仍以較大顆粒的形式存在，影響涂層的致密性和均勻性，從而降低抗刮擦性。

46、球磨18-24h的過程能夠進(jìn)一步細(xì)化碳納米管顆粒，并均勻分布在水溶液中，確保后續(xù)形成的涂層具有均勻的抗靜電性能和良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。

47、離心操作可以分離出未完全分散的大顆粒和凝聚物，取上清液保留均勻分散的碳納米管溶液，這樣得到的碳納米管分散液對制作抗靜電涂層至關(guān)重要。

48、聚乙烯吡咯烷酮具有良好的分散作用、穩(wěn)定作用以及改性作用。聚乙烯吡咯烷酮通過氫鍵和其他分子間相互作用吸附在碳納米管表面，降低碳納米管之間的范德華力，從而有效地防止碳納米管團(tuán)聚，增強(qiáng)其在溶劑中的分散性能。并且聚乙烯吡咯烷酮具有良好的生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性，它可以為分散體系提供穩(wěn)定的分散狀態(tài)，并且有助于形成均勻穩(wěn)定的分散液。

49、通過接枝聚乙烯吡咯烷酮增加碳納米管的親水性。聚乙烯吡咯烷酮分子鏈可以覆蓋在碳納米管表面，形成一層聚合物包覆層，這種包覆可以改變碳納米管表面的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而增加親水性，并且有助于與改性的石墨烯的界面結(jié)合，改善復(fù)合材料的機(jī)械性能和電性能。

50、硬脂酸鈉具有表面改性與潤濕作用且減少團(tuán)聚。硬脂酸鈉可以改變碳納米管表面的化學(xué)性，提高其在水溶液的分散性和溶解性。硬脂酸鈉陰離子頭基團(tuán)能夠與碳納米管表面結(jié)合，進(jìn)一步幫助碳納米管解團(tuán)聚并保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。

51、可選地，所述氧化石墨烯分散液制備方法包括如下步驟：

52、s11b、將5-8重量份氧化石墨烯粉末以及5-7重量份濃度為1％-2％的羧甲基纖維素鈉溶液加入到100重量份濃度為5％-10％的聚乙烯醇中；

53、s12b、將上述混合溶液超聲20-30min，形成穩(wěn)定的分散液；

54、s13b、加熱回流，得到氧化石墨烯分散液。

55、羧甲基纖維素鈉也是一種水溶性高分子材料，其上的羧甲基基團(tuán)可以進(jìn)一步提高體系的電荷穩(wěn)定性和分散效果。聚乙烯醇和羧甲基纖維素鈉可以通過氫鍵作用吸附在石墨烯表面，降低石墨烯片層間的范德華力，防止石墨烯重新聚集，提高其在水相中的分散穩(wěn)定性。

56、通過超聲產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)，將石墨烯充分剝離，并確保其與聚乙烯醇和羧甲基纖維素鈉均勻混合，形成穩(wěn)定的石墨烯分散液。

57、回流可以進(jìn)一步促進(jìn)石墨烯與聚乙烯醇和羧甲基纖維素鈉之間的相互作用，增強(qiáng)石墨烯在復(fù)合材料體系中的分散性和穩(wěn)定性。同時(shí)，保持一定溫度下的攪拌有助于反應(yīng)的進(jìn)行以及分子間的作用力調(diào)整，以形成良好的界面結(jié)合，促使聚乙烯醇和羧甲基纖維素鈉更好地包裹石墨烯表面，并增強(qiáng)其在水相中的穩(wěn)定性。

58、第二方面，本發(fā)明提供帶有抗靜電涂層的鏡片的制備方法，包括以下制備步驟：

59、步驟1、預(yù)處理：取鏡片并清水沖洗，晾干后，堿洗預(yù)處理并超聲振蕩沖洗；

60、步驟2、抗靜電層制備：取抗靜電涂層涂料并涂覆于經(jīng)預(yù)處理后的鏡片；

61、步驟3、涂覆完成后升溫至50-60℃使涂料固化成涂層。

62、可選地，步驟s2所述的抗靜電層涂覆厚度為0.1-0.3μm。

63、若涂覆的抗靜電層過薄，會(huì)導(dǎo)致涂層中導(dǎo)電材料不足以形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而降低抗靜電性能，無法有效防止鏡片表面靜電荷積累并吸附花粉等微粒。且日常使用或清洗過程中更容易磨損或剝離，影響其長期穩(wěn)定的抗靜電功能和使用壽命。

64、涂層過厚導(dǎo)致光線通過時(shí)受到額外的吸收或散射，影響鏡片的透光率、清晰度和色彩還原能力。涂層過厚使鏡片整體硬度提高，但同時(shí)也導(dǎo)致鏡片更易因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋或者影響鏡片的整體柔韌性。

65、因此，在實(shí)際制備過程中，選擇合適的涂層厚度至關(guān)重要，既要確保達(dá)到理想的抗靜電效果，又要兼顧到鏡片的光學(xué)性能、耐久性。本發(fā)明中建議的0.1-0.3μm涂覆厚度是一個(gè)既滿足抗靜電要求又能保持良好光學(xué)特性的區(qū)間。

66、(三)有益效果

67、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的鏡片采用特殊配方的抗靜電涂層，包括碳納米管分散液、氧化石墨烯分散液、導(dǎo)電金屬氧化物等多種導(dǎo)電組分，這些組分共同構(gòu)建出一個(gè)多級結(jié)構(gòu)的抗靜電網(wǎng)絡(luò)，通過優(yōu)化的工藝流程形成均勻穩(wěn)定的涂層，有效提升了鏡片的抗靜電能力。同時(shí)借助特殊的表面化學(xué)性質(zhì)減少花粉顆粒的黏附，從而大大減輕了花粉過敏人群眼部受到的刺激與不適。一系列工藝的實(shí)施使得最終得到的帶有抗靜電涂層的鏡片具有理想的電阻率、透光率、抗刮擦性以及出色的光穩(wěn)定性能。

68、添加水性環(huán)氧樹脂和水性丙烯酸樹脂，兩種樹脂的混合使用既能保證成膜的硬度和韌性，又能實(shí)現(xiàn)良好的附著力，使涂層能牢固地粘附在鏡片表面。

69、十二烷基苯磺酸鈉是一種陰離子型表面活性劑，它能夠降低涂層表面張力，增加表面親水性，從而增強(qiáng)抗靜電效果。

70、聚二甲基硅氧烷作為一種流平劑，可以有效改善涂層表面的光滑度和耐磨性，同時(shí)也有助于防止微小氣泡和缺陷的產(chǎn)生，提高涂層質(zhì)量。

71、預(yù)處理階段采用清水沖洗、堿洗和超聲振蕩的方式，目的是清除鏡片表面污漬以及原有保護(hù)膜，為后續(xù)涂覆抗靜電涂層創(chuàng)造良好基礎(chǔ)。

72、控制涂覆溫度和厚度是關(guān)鍵，低溫涂覆有助于保持涂層材料原有的性能，薄而均勻的涂層既能保證抗靜電功能，又不會(huì)過多影響鏡片透光率和整體光學(xué)性能。

73、固化過程中選擇50-60℃的溫度，既能促進(jìn)涂層內(nèi)部化學(xué)鍵的形成，以達(dá)到良好的固化效果，形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了涂層。從而獲得理想的耐磨性能和抗靜電效果，又避免了高溫導(dǎo)致的鏡片變形或涂層失效的問題。