[发明专利]光学透镜、其制备方法及其在分叉光纤装置中的应用

说明书

本发明属于光学透镜技术领域，具体涉及一种光学透镜、其制备方法及其在分叉光纤装置中的应用。光学透镜以聚碳酸酯树脂作为塑料基底，包含聚氨酯树脂、有机硅化合物、金属氧化物微粒、交联剂、紫外线吸收剂、羟基环己烷苯酮的组合物为硬质膜层，包含有机硅化合物、二氧化硅的组合物为抗反射膜层，该光学透镜透光性好、折射率高，抗刮性好，耐热性能优异，硬质膜层与塑料基底之间粘结性强，稳定性高，使用寿命长。

技术领域

本发明属于光学透镜技术领域，具体涉及一种光学透镜、其制备方法及其在分叉光纤装置中的应用。

背景技术

光学透镜是用透明物质制成的表面为球面的光学元件，在相机、光学仪器、手机等方面发挥着重要的作用。光学透镜材料主要有玻璃透镜和塑料透镜两种，其中玻璃透镜有优良的透光率和耐热性能，且具有很高的尺寸稳定性，因此在传统的高端光学透镜领域占据主要地位，但玻璃透镜价格昂贵，且加工工艺复杂，限制了光学透镜的应用。随着一些高透光率、低吸湿性、具有良好抗冲击性的新型光学聚合物材料的研究，塑料透镜的应用日益广泛。

光学透镜作为一种不可或缺的光学器件，材料的选择以及成型加工工艺对光学透镜性能的好坏影响巨大。光学透镜用塑料材料需满足以下几点：1)在要求通过的波长范围内，透光率尽量大；2)具有较高的折射率、较小或者无双折射；3)机械加工性能良好，抗冲击性能好；4)物理化学稳定性好、不容易发生收缩、变形，抗老化、抗化学腐蚀；5)热敏性较差，外形尺寸不容易受到湿度和温度影响。目前，常用的塑料透镜材料主要有聚碳酸脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、烯丙基二甘醇二碳酸酯等，这些材料均具有一定的缺点。塑料透镜加工过程中，由于高分子聚合物材料固有的特性，如热胀冷缩效应大，存在分子取向，双折射现象等，采取普通的加工工艺很难满足光学透镜的髙质量要求。因此，为满足对高质量光学透镜日益增长的需求，需要对光学透镜的材料和加工工艺做出进一步地研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高透光率、高折射率，塑料基底与硬质膜层间粘合性好，抗刮性好，耐热性能优异的光学透镜及其制备方法。

为实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案。

一种光学透镜，所述光学透镜包括：塑料基底、形成在塑料基底上的硬质膜层、以及形成在硬质膜层上的抗反射膜层；其中，

硬质膜层包括：聚氨酯树脂、硅氧烷树脂、有机硅化合物、交联剂、紫外线吸收剂、金属氧化物微粒、羟基环己烷苯酮。

所述聚氨酯树脂由山梨糖醇、4-氨基水杨酰肼改性黄腐植酸和脂肪族二异氰酸酯反应制得。

所述脂肪族二异氰酸酯为亚二甲苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的任一种。

上述所述聚氨酯树脂的制备方法，具体包括下述步骤：

将4-氨基水杨酰肼改性黄腐植酸、山梨糖醇混合，充入氮气，100～110℃下脱水1～4h，自然冷却至70～80℃，加入脂肪族二异氰酸酯搅拌反应1～3h，降低温度至室温，加入三乙胺中和反应30～50min，然后加入到去离子水中高速搅拌1～3h，最后在40～60℃下旋蒸得到聚氨酯树脂。

需要注意的是，山梨糖醇、4-氨基水杨酰肼改性黄腐植酸、脂肪族二异氰酸酯的质量比为1:0.05～0.1:0.3～0.5。

需要注意的是，三乙胺的添加量为山梨糖醇质量的0.02～0.05倍。

本发明利用上述4-氨基水杨酰肼改性黄腐植酸为多元醇，以脂肪族二异氰酸酯为交联剂制得聚氨酯树脂，所得聚氨酯透明度高，抗刮性好，粘合性强、耐热性能优异；将该聚氨酯树脂制备光学透镜的硬质膜层，可获得较高的透明度和折射率，抗刮性好，耐热性能优异，且硬质膜层与塑料基底之间粘合性好，稳定性高，使用寿命长。

所述4-氨基水杨酰肼改性黄腐植酸经由下述方法制备得到：