【技术实现步骤摘要】
本申请涉及泳镜领域，尤其涉及一种长效纳米亲水涂膜泳镜及其制备方法。
技术介绍
1、在游泳运动及相关水上活动中，泳镜其作为一种关键的防护装备，对于保护游泳者的眼睛免受水刺激和提供清晰的视野起着至关重要的作用；尤其在游泳运动中，泳镜的视野受阻将有可能对于使用者的生命安全造成极大的隐患。因此，如何保证提供一种具有优异防雾性能、视野清晰的泳镜，成为了相关从业者最关注的问题之一。
2、现有技术中的防雾泳镜的制备主要依赖于物理或化学涂层，虽然这些方法在一定程度上能够改善泳镜的防水、防雾等性能，但仍面临在一些问题。例如，涂层的不耐磨性，导致涂层易损进而使得防雾和保护性能下降；或者，涂层的部分原料对于人体皮肤、眼睛产生刺激，影响游泳者的舒适度等。因此，如何在保证泳镜具有优异的防雾性、亲水性的同时，还能够具有优异的耐磨性和安全性，一直是业界的研究重点。
3、近年来，纳米超亲水技术逐渐成为了研究热点。该技术利用纳米材料特殊的表面性质，使材料表面具有超亲水性，从而达到防雾、易清洁等多重效果。在泳镜领域，应用纳米超亲水技术可以显著提升泳镜的防雾性能，能够为游泳者提供更加清晰、舒适的视野其安全性较高。但目前这类泳镜依旧面临着的耐久性较差、使用寿命较短的问题，这主要还是由于泳镜的纳米涂膜不稳定、耐磨性差、制备配方/工艺不成熟导致的。
4、所以，为了解决上述问题，本申请提供了一种长效纳米亲水涂膜泳镜及其制备方法，其制备的长效纳米亲水涂膜泳镜不仅相较于吸水树脂类涂膜泳镜具有更加优异的亲水效果和亲水耐久性，还能够不同于泳镜亲水
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请第一方面提供了一种长效纳米亲水涂膜泳镜，其至少包括聚碳酸酯镜片，位于聚碳酸酯镜片的表面的纳米亲水涂膜以及用于携带和固定聚碳酸酯镜片的镜框。
2、作为一种优选的方案，所述聚碳酸酯镜片和纳米亲水涂膜之间还包括加硬层。
3、作为一种优选的方案，所述加硬层的厚度为3~10μm。
4、作为一种优选的方案，所述加硬层的厚度为5~10μm。
5、作为一种优选的方案，所述纳米亲水涂膜的厚度为250~500nm。
6、作为一种优选的方案，所述加硬层，以质量份计，原料包括：30~60份聚氨酯丙烯酸酯，10~30份活性稀释剂，1~10份助剂，20~40份溶剂ⅰ。
7、作为一种优选的方案，所述聚氨酯丙烯酸酯的官能度为3~12。
8、作为一种优选的方案，所述聚氨酯丙烯酸酯为官能度3聚氨酯丙烯酸酯和官能度9聚氨酯丙烯酸酯的组合物。
9、作为一种优选的方案，所述官能度3聚氨酯丙烯酸酯和官能度9聚氨酯丙烯酸酯的质量比为（4~5）：（2~3）。
10、作为一种优选的方案，所述官能度3聚氨酯丙烯酸酯和官能度9聚氨酯丙烯酸酯的质量比为4.5：2.5。
11、本申请中，通过对加硬层原料中不同官能度的聚氨酯丙烯酸酯树脂的复配限定，能够有效提高亲水涂膜泳镜的使用寿命和亲水耐久性。本申请中，通过不同官能度的聚氨酯丙烯酸酯树脂的复配，能够在加硬层体系中形成稳定的缠结体系，从而在后续的等离子活化过程中在加硬层表面形成更加均匀的自由基和化学键位点，这些位点的存在能够大幅提高加硬层对于纳米亲水涂膜层的粘结性，进而提高纳米亲水涂膜层在镜片表面的长期留存度；若官能度9聚氨酯丙烯酸酯的含量较高，则在表面活化之后溶液形成大量的表面活性分子之间的氢键作用，反而减弱了其与亲水涂膜层之间的结合力；而官能度3聚氨酯丙烯酸酯的含量较高则容易降低两层之间粘性。
12、作为一种优选的方案，所述聚氨酯丙烯酸酯和活性稀释剂的质量比为（5~6）：（1.2~2.5）。
13、作为一种优选的方案，所述活性稀释剂为hdda或tpgda。
14、作为一种优选的方案，所述助剂为湿润剂、防紫外剂、阻燃剂、稳定剂、耐高温剂、流平剂中的至少一种。
15、作为一种优选的方案，所述助剂为湿润剂和流平剂；所述湿润剂和流平剂的质量比为（1~2）：（1~2）。
16、作为一种优选的方案，所述溶剂ⅰ为醋酸乙酯。
17、作为一种优选的方案，所述纳米亲水涂膜，以质量份计，原料包括：40~60份聚乙烯醇树脂，10~20份改性纳米二氧化硅，5~15份纳米硅溶胶，1~5份成膜助剂，1~3份消泡剂，1~3份分散剂，1~3份表面活性剂，40~60份溶剂ⅰⅰ。
18、作为一种优选的方案，所述聚乙烯醇树脂，改性纳米二氧化硅和纳米硅溶胶的质量比为（4.5~5.5）：（1.5~2）：（0.8~1）。
19、作为一种优选的方案，所述聚乙烯醇树脂，改性纳米二氧化硅和纳米硅溶胶的质量比为5：1.5：1。
20、作为一种优选的方案，所述聚乙烯醇树脂的平均分子量为10000~80000da。
21、作为一种优选的方案，所述聚乙烯醇树脂的平均分子量为30000~60000da。
22、作为一种优选的方案，所述聚乙烯醇树脂的醇解度为85~90%。
23、作为一种优选的方案，所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：s1：将二氧化硅与丁二酸酐和硅烷偶联剂混合加入至dmf溶剂中，密闭升温至60~70℃，并且60~120r/min搅拌反应2~4h，反应完成后离心洗涤取预处理二氧化硅粒子，备用；s2：将硝酸铬，对苯二甲酸，以及乙酸加入去离子当水中室温搅拌均匀，之后加入密闭反应釜中，2~3℃/min升温速度逐渐升温至200~240℃，加入s1所得预处理二氧化硅粒子，200~300 r/min搅拌反应6~12h，反应完成后降至室温并洗涤过滤烘干，即得改性纳米二氧化硅。
24、作为一种优选的方案，所述二氧化硅，丁二酸酐和硅烷偶联剂的质量比为（1~2）：（4~5）：（2~3）。
25、本申请中，通过上述对于纳米二氧化硅的改性，能够在保证亲水涂膜的其在泳镜镜片表面的超亲水性和防雾性。本申请中通过上述改性方法制备的纳米二氧化硅，能够实际微观上形成由大量表面二氧化硅包裹的吸水框架复合粒子，该粒子的形成除了能够借助大量聚集的二氧化硅表面羟基在亲水涂膜表面形成亲水位点，进而有利于水合层的形成，另一方面还能通过框架粒子的吸水作用为水合层提供流动动力，从而在使用的过程中，亲水涂膜的表面能够实现动态的水合层体系，进而在长期的使用过程中始终保持表面水合层的饱满性，实际提高了亲水涂膜表面的含水量，进而实现超亲水效果；即使在不使用状态下，亲水涂膜也能够吸附空气中的水分子在表面形成微薄的水分子层，进而有效保护涂膜表面，具有优异的耐磨性。
26、作为一种优选的方案，所述硝酸铬，对苯二甲酸，乙酸和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：其至少包括聚碳酸酯镜片，位于聚碳酸酯镜片的表面的纳米亲水涂膜以及用于携带和固定聚碳酸酯镜片的镜框；
2.根据权利要求1所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述纳米亲水涂膜，以质量份计，原料包括：40~60份聚乙烯醇树脂，10~20份改性纳米二氧化硅，5~15份纳米硅溶胶，1~5份成膜助剂，1~3份消泡剂，1~3份分散剂，1~3份表面活性剂，40~60份溶剂ⅠⅠ。
3.根据权利要求2所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述聚乙烯醇树脂，改性纳米二氧化硅和纳米硅溶胶的质量比为（4.5~5.5）：（1.5~2）：（0.8~1）。
4.根据权利要求3所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述聚乙烯醇树脂的平均分子量为10000~80000Da。
5.根据权利要求4所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述聚乙烯醇树脂的醇解度为85~90%。
6.根据权利要求5所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：S1：将二氧化硅与丁二酸酐和硅烷偶
7.根据权利要求6所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述二氧化硅，丁二酸酐和硅烷偶联剂的质量比为（1~2）：（4~5）：（2~3）。
8.根据权利要求7所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述改性纳米二氧化硅的平均粒径为150~200nm。
9.根据权利要求8所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述成膜助剂为乙二醇丁醚、丙二醇乙醚、二丙二醇单甲醚、丙二醇丁醚中的至少一种。
10.一种根据权利要求1~9任一项所述的长效纳米亲水涂膜泳镜的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：S1：取聚碳酸酯镜片，将加硬层所需原料浸润在聚碳酸酯镜片表面，升温至90~120℃烘烤加热1~5h加硬固化；S2：加硬固化完成后，将加固层表面进行真空等离子活化处理，完成后将纳米亲水涂膜所需原料浸润在加硬层表面，升温至90~120℃烘烤加热0.5~3h固化，得亲水涂膜镜片；S3：将亲水涂膜镜片与镜框嵌合固定，即得。
...【技术特征摘要】
1.一种长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：其至少包括聚碳酸酯镜片，位于聚碳酸酯镜片的表面的纳米亲水涂膜以及用于携带和固定聚碳酸酯镜片的镜框；
2.根据权利要求1所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述纳米亲水涂膜，以质量份计，原料包括：40~60份聚乙烯醇树脂，10~20份改性纳米二氧化硅，5~15份纳米硅溶胶，1~5份成膜助剂，1~3份消泡剂，1~3份分散剂，1~3份表面活性剂，40~60份溶剂ⅰⅰ。
3.根据权利要求2所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述聚乙烯醇树脂，改性纳米二氧化硅和纳米硅溶胶的质量比为（4.5~5.5）：（1.5~2）：（0.8~1）。
4.根据权利要求3所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述聚乙烯醇树脂的平均分子量为10000~80000da。
5.根据权利要求4所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述聚乙烯醇树脂的醇解度为85~90%。
6.根据权利要求5所述的长效纳米亲水涂膜泳镜，其特征在于：所述改性纳米二氧化硅的制备方法包括以下步骤：s1：将二氧化硅与丁二酸酐和硅烷偶联剂混合加入至dmf溶剂中，密闭升温至60~70℃，并且60~120r/min搅拌反应2~4h，反应完成后离心洗涤取预处理二氧化硅粒子，备用；...
【专利技术属性】
技术研发人员：河东辰，
申请(专利权)人：青岛惠陆有机硅有限公司，
类型：发明
国别省市：
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