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CN116102699A - 密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用 - Google Patents

密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用 Download PDF

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CN116102699A
CN116102699A CN202211535959.6A CN202211535959A CN116102699A CN 116102699 A CN116102699 A CN 116102699A CN 202211535959 A CN202211535959 A CN 202211535959A CN 116102699 A CN116102699 A CN 116102699A
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谢公兴
怀旭
巴志新
王章忠
朱海峰
束建超
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Mingyue Lens Co ltd
Nanjing Institute of Technology
Original Assignee
Mingyue Lens Co ltd
Nanjing Institute of Technology
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Abstract

本发明公开了一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用，基材由以下物料组成：含环硫基团的多元醇、异氰酸酯、催化剂、溶剂和扩链剂；含环硫基团的多元醇和异氰酸酯的摩尔分数之比为1：（1.0‑1.1）；催化剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的0.5‑1.2%；溶剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的50‑120%；扩链剂用量是异氰酸酯质量的2‑8%。本发明环硫基团有效地增大了聚合物的折射率与阿贝数，提高其作为镜片基材的抗冲击强度和韧性；加工工艺避免传统机械加工对微透镜基材过高的性能要求，同时又满足微透镜镜片的加工精度。

Description

密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用，属于微透镜防近控镜片材料技术领域。
背景技术
聚合物光学材料因质轻、价格便宜、容易加工成型等优点，在近年来得到了广泛的应用，在很多方面取代了无机光学玻璃等材料，在镜片材料领域应用非常广泛，据统计树脂镜片的普及率逐年递增。传统近视镜片的工作原理就是在眼前增加一个凹透镜，使不能成像在视网膜上的点后移至视网膜上，从而使我们的眼睛可以看清物体。但是，由于人们的视网膜是一个类似球体内部构造的一个弧形，而非平面，这就使得成像焦点以外的部位成像在视网膜后方，眼轴就会被慢慢拉长以适应这一变化，久而久之视力就会加深。
通过控制眼轴增长的速度，可以有效延缓近视加深。基于上述原因，预防近视加深的方法有许多，应用较多的主要有以下几种：第一是周边离焦技术，通过降低镜片周围的度数从而达到防止眼轴增长的目的。第二是通过在镜片上增加微透镜，根据微透镜的分布、结构设计以及数量不同，达到不同的防近控效果，比如让透镜部位的光线成像在视网膜前方，使光线在视网膜前方形成非聚焦的光束带等，可以减缓或避免眼轴被拉伸，从而减缓近视进展。整体而言，通过微透镜预防近视的效果更佳，这是由于微透镜可以根据视力的不同，在微细光学上进行细致调整，更具针对性。但这也从另一方面增加了对微透镜阵列及其镜片材质、加工技术的要求。关于微透镜阵列方面也有一些专利，如专利CN 202210623672.2公开了一种波浪结构和微透镜结构复合的多焦点镜片，CN202210599054.9公开了一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法等。这些阵列虽然从屈光度不同的角度出发进行设计，但对微透镜阵列多限制在圆形区域。事实上，这不太符合人类的视野特点和观察习惯，这种设计多少会造成一定的视觉疲劳，还会减少一定的视野清晰度。因此，有必要根据人类的视野特点，进一步对微透镜阵列进行设计。
在微透镜加工方面，见于文献报道的加工技术有直接法和间接法，比如喷墨打印、激光直写、丝网印刷、光刻技术、光聚合技术、热熔回流技术和气相化学沉积等，也有利用传统机械方法配合光学和控制技术的方法，比如模压成形等。但是具体到基于镜片使用的微透镜的加工技术，需要考虑到目前已知的微透镜数量从几百至千余不等，在这种情况下，所用技术就不仅仅对加工工艺的精细化程度提出要求，同时对镜片材料的各项性能也有很高的要求。专利CN201911073459.3提出镜片微透镜可以采用数控车床加工、采用3D打印所得，或者眼镜片选自软性透明塑胶聚合物材料，采用离心铸造法、切削研磨法、直接模压成型等。无论哪种方法，微透镜的尺寸要求需在毫米级，加工精度有限，在选材上需用软性透明塑胶聚合物材料，但是没有具体说明采用什么样的聚合物材料。传统的视力矫正镜片主要采用CR-39以及PMMA和PC，这类镜片质量较脆，不易加工。从这两个角度都能够看出选材对镜片的功能实现和实际应用的重要性。因此，如何保证镜片材料的性能与加工工艺的协调是微透镜防近控领域发展的重要议题。故亟需一种具有可加工性的、密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法和应用。
发明内容
为了解决镜片材料与加工工艺的协调性问题，进一步解决密集分布有微透镜的防近控镜片基材对强度和韧性等方面的要求，本发明提供一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材。
同时，本发明提供一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材及其制备方法，该法采用近红外飞秒激光脉冲双光子聚合工艺，进一步避免传统机械加工对密集分布有微透镜的镜片基材过高的性能要求，同时又满足微透镜镜片的加工精度。
同时，本发明提供一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
密集分布有微透镜的防近控镜片基材，由以下物料组成：含环硫基团的多元醇、异氰酸酯、催化剂、溶剂和扩链剂；
含环硫基团的多元醇和异氰酸酯的摩尔分数之比为1：(1.0-1.1)；
催化剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的0.5-1.2％；
溶剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的50-120％；
扩链剂用量是异氰酸酯质量的2-8％。
含环硫基团的多元醇为二元醇或三元醇，具有如下结构之一：
Figure BDA0003977659580000031
其中，R1为含有2-10个碳的烷基、烯烃基、芳环基中的一种，且同一个碳原子上最多只能有一个—OH；R2为含有3-9个碳的烷基、烯烃基、芳环基中的一种，且同一个碳原子上最多只能有一个—OH。
含环硫基团的多元醇具有如下结构之一：
Figure BDA0003977659580000032
异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI中的一种或几种。
催化剂为二乙醇胺DEOA、二月桂酸二丁基锡DBTDL中的一种；
溶剂为1,3,5-三甲基苯、丙酮中的一种；
扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇中的一种或几种。
密集分布有微透镜的防近控镜片基材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：预聚反应，先将含环硫基团的多元醇和催化剂加入反应容器中，然后再加入异氰酸酯，在55-65℃下加热反应1-3小时，再加入溶剂稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向预聚混合物中加入扩链剂，在70-90℃下机械搅拌，继续反应1-3小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，获得含硫的聚氨酯树脂体系，将含硫的聚氨酯树脂体系经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片；
双光子聚合加工工艺过程为：将含硫的聚氨酯树脂体系注入镜片模具中，将近红外飞秒激光脉冲照射到树脂体系表面微透镜的位置，受到照射的树脂体系部分通过双光子聚合得到微透镜阵列，近红外飞秒激光脉冲的中心波长为760nm，脉冲宽度为80fs，重复频率75MHz，最大输出功率5W，激发功率5.5mW，x、y轴扫描步距0.15-0.35μm，z轴扫描步距为0.45-0.65μm，获得微透镜阵列后，未受到照射的树脂体系部分再在紫外光照射下发生自由基聚合，紫外光的波长为365nm，功率为350W，照射时间为1-5min，最后得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
防近控镜片上，微透镜的数量在1000-2600个之间，微透镜呈圆形结构，直径为80-500μm，全部微透镜形成椭圆形阵列。
椭圆形阵列的结构为：靠近防近控镜片中心的最内侧微透镜中心连线围成一个椭圆形区域，椭圆的长轴处于水平方向，长度在1.1-2.3cm，远离防近控镜片中心的最外侧微透镜中心连线围成一个更大的椭圆形，所有椭圆形的中心均处于防近控镜片中心，其它微透镜依次排布在内外侧微透镜之间并形成椭圆环，椭圆环的数量在5-15圈之间，同一椭圆环上相邻两个微透镜的中心间距为圆形微透镜直径的0.618-1.236倍，相邻两个椭圆环的间距为圆形微透镜直径的1.000-1.854倍。
密集分布有微透镜的防近控镜片基材在防近控镜片中的应用，防近控镜片的折射率大于1.712，阿贝数大于41，抗冲击强度大于36.6kJ/m2，拉伸强度大于40MPa。
一种防近控镜片，包含密集分布有微透镜的防近控镜片基材。
本发明的有益效果：
(1)通过引入环硫基团，改善聚氨酯基材作为光学材料的折射率，降低色散，增大阿贝数，同时与芳环基等其它多元醇基团协同提高聚氨酯基材的抗冲击强度和韧性。
(2)在改善树脂单体的抗冲击强度和柔韧性的同时，通过优化和采用双光子聚合工艺进行镜片用微透镜加工，在保证满足光学要求的前提下，进一步避免传统机械加工对基材性能的严格要求，同时又满足微透镜镜片的加工精度。
(3)圆形微透镜在镜片上呈同心的椭圆形分布，摒弃了传统防近控镜片中心为圆形或多边形区域的设计，成像更加符合人类的视觉特点，加工而成的眼镜佩戴舒适，视野清晰，特别适用于青少年儿童专注用眼或较高频次向四周观看的情景，疲劳感降低，防控效果良好。
(4)本发明的基于镜片用微透镜的加工工艺，进一步避免传统机械加工对微透镜基材过高的性能要求，同时又满足微透镜镜片的加工精度。本发明还提供了一种微透镜阵列的分布方式，加工而成的眼镜佩戴舒适，防近控效果良好。
(5)本发明的含硫的聚氨酯树脂的折射率至少达1.712，阿贝数达42，抗冲击强度和韧性较高，特别适用于基于3D内雕、双光子聚合加工等工艺制作密集分布有微透镜的防近控镜片。
附图说明
图1本发明的密集分布有微透镜的防近控镜片的示意图；
图2本发明的防近控镜片上微透镜之间的关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材，由以下物料制备而成：
环硫基二元醇 19.6g
异佛尔酮二异氰酸酯 23.5g
二乙醇胺 0.38g
丙酮 38g
乙二醇 0.9g
其中，环硫基二元醇具有以下结构(式I)：
Figure BDA0003977659580000061
本发明通过以下步骤制作防近控镜片：
步骤1：预聚反应，按上述物料比例先将19.6g的环硫基二元醇、0.38g的催化剂二乙醇胺加入反应容器中，然后再加入23.5g的异佛尔酮二异氰酸酯，在65℃下加热反应1.5小时，再加入38g的丙酮稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向步骤1得到的预聚混合物中加入0.9g的扩链剂乙二醇，在85℃下机械搅拌，继续反应1.5小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，将步骤2所述的含硫的聚氨酯经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
双光子聚合加工工艺过程为：将含硫的聚氨酯树脂体系注入镜片模具中，在系统程序控制下，将近红外飞秒激光脉冲照射树脂体系表面，受到照射的部分通过双光子聚合得到微透镜阵列，近红外飞秒激光脉冲通过钛宝石飞秒激光器产生，中心波长为760nm，脉冲宽度为80fs，重复频率75MHz，最大输出功率5W，激发功率5.5mW，x、y轴扫描步距0.15μm，z轴扫描步距为0.45μm，其它镜片部分(即未受到近红外飞秒激光脉冲照射的树脂体系部分)再在紫外光照射下发生自由基聚合，紫外光由高压汞灯产生，波长为365nm，功率为350W，照射时间为1min，最后得到密集分布有微透镜的树脂基防近控镜片。如图1～图2所示，本实施例的密集分布有微透镜的防近控镜片，其微透镜的数量在1000-2600个之间，微透镜呈圆形结构，直径为80μm，靠近镜片中心的最内侧微透镜中心连线围成一个椭圆形区域，椭圆的长轴处于水平方向，长度在1.1cm，远离镜片中心的最外侧微透镜中心连线围成一个更大的椭圆形，所有椭圆形的中心均处于镜片中心，其它微透镜依次排布在内外侧微透镜之间并形成椭圆环，椭圆环的数量在6圈，同一椭圆环上相邻两个微透镜的中心间距为圆形微透镜直径的0.618-1.236倍(这个尺寸不固定，有的密一点，有的疏一点)，相邻两个椭圆环的间距为圆形微透镜直径的1.4倍。
一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材在防近控镜片中的应用。
一种防近控镜片，包含本实施例的密集分布有微透镜的防近控镜片基材。
实施例2
一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材，由以下物料制备而成：
环硫基三元醇 15.8g
二苯基甲烷二异氰酸酯 25g
二月桂酸二丁基锡 0.45g
丙酮 45g
1,4-丁二醇 0.6g
其中，环硫基三元醇具有以下结构(式II)：
Figure BDA0003977659580000071
本发明通过以下步骤制作防近控镜片：
步骤1：预聚反应，按上述物料比例先将15.8g的环硫基三元醇、0.45g的催化剂二月桂酸二丁基锡加入反应容器中，然后再加入25g的二苯基甲烷二异氰酸酯，在55℃下加热反应2.5小时，再加入45g的丙酮稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向步骤1得到的预聚混合物中加入0.6g的扩链剂1,4-丁二醇，在90℃下机械搅拌，继续反应1.0小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，将步骤2所述的含硫的聚氨酯经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
双光子聚合加工工艺过程为：将含硫的聚氨酯树脂体系注入镜片模具中，在系统程序控制下，将近红外飞秒激光脉冲照射树脂体系表面，受到照射的部分通过双光子聚合得到微透镜阵列，近红外飞秒激光脉冲通过钛宝石飞秒激光器产生，中心波长为760nm，脉冲宽度为80fs，重复频率75MHz，最大输出功率5W，激发功率5.5mW，x、y轴扫描步距0.35μm，z轴扫描步距为0.65μm，其它镜片部分再在紫外光照射下发生自由基聚合，紫外光由高压汞灯产生，波长为365nm，功率为350W，照射时间为5min，最后得到密集分布有微透镜的树脂基防近控镜片。
本实施例的密集分布有微透镜的防近控镜片，其微透镜的数量在1000-2600个之间，微透镜呈圆形结构，直径为500μm，靠近镜片中心的最内侧微透镜中心连线围成一个椭圆形区域，椭圆的长轴处于水平方向，长度在2.3cm，远离镜片中心的最外侧微透镜中心连线围成一个更大的椭圆形，所有椭圆形的中心均处于镜片中心，其它微透镜依次排布在内外侧微透镜之间并形成椭圆环，椭圆环的数量在15圈，同一椭圆环上相邻两个微透镜的中心间距为圆形微透镜直径的0.618-1.236倍，相邻两个椭圆环的间距为圆形微透镜直径的1.854倍。
一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材在防近控镜片中的应用。
一种防近控镜片，包含本实施例的密集分布有微透镜的防近控镜片基材。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于：
一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材，由以下物料制备而成：
2，3-二硫代(2-巯基)-1-丙烷硫醇 26g
异佛尔酮二异氰酸酯 23.5g
二乙醇胺 0.4g
丙酮 40g
乙二醇 1.2g
本对比例通过以下步骤制作防近控镜片：
步骤1：预聚反应，按上述物料比例先将26g的2，3-二硫代(2-巯基)-1-丙烷硫醇、0.4g的催化剂加入反应容器中，然后再加入23.5g的异佛尔酮二异氰酸酯，在65℃下加热反应1.5小时，再加入40g的丙酮稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向步骤1得到的预聚混合物中加入1.2g的扩链剂，在85℃下机械搅拌，继续反应1.5小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，将步骤2所述的含硫的聚氨酯经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于：
一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材，由以下物料制备而成：
环硫基三元醇 21.6g
二苯基甲烷二异氰酸酯 25g
二月桂酸二丁基锡 0.45g
丙酮 45g
1,4-丁二醇 0.6g
其中，环硫基三元醇具有以下结构：
Figure BDA0003977659580000091
本发明通过以下步骤制作防近控镜片：
步骤1：预聚反应，按上述物料比例先将21.6g的环硫基三元醇、0.45g的催化剂二月桂酸二丁基锡加入反应容器中，然后再加入25g的二苯基甲烷二异氰酸酯，在55℃下加热反应2.5小时，再加入45g的丙酮稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向步骤1得到的预聚混合物中加入0.6g的扩链剂1,4-丁二醇，在90℃下机械搅拌，继续反应1.0小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，将步骤2所述的含硫的聚氨酯经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于：
一种近视镜片基材，由以下物料制备而成：
聚醚多元醇 16.4g
异佛尔酮二异氰酸酯 23.5g
二乙醇胺 0.32g
丙酮 32g
乙二醇 0.75g
本发明通过以下步骤制作防近控镜片：
步骤1：预聚反应，按上述物料比例先将16.4g的聚醚多元醇、0.32g的催化剂二乙醇胺加入反应容器中，然后再加入23.5g的异佛尔酮二异氰酸酯，在65℃下加热反应1.5小时，再加入32g的丙酮稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向步骤1得到的预聚混合物中加入0.75g的扩链剂，在85℃下机械搅拌，继续反应1.5小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，将步骤2所述的含硫的聚氨酯经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
对比例4
一种近视镜片基材，由以下物料制备而成：
2，3-二硫代(2-巯基)-1-丙烷硫醇 26g
异佛尔酮二异氰酸酯 23.5g
二乙醇胺 0.4g
丙酮 40g
乙二醇 1.2g
本发明通过以下步骤制作防近控镜片：
步骤1：预聚反应，按上述物料比例先将26g的2，3-二硫代(2-巯基)-1-丙烷硫醇、0.4g的催化剂二乙醇胺加入反应容器中，然后再加入23.5g的异佛尔酮二异氰酸酯，在65℃下加热反应1.5小时，再加入40g的丙酮稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向步骤1得到的预聚混合物中加入1.2g的扩链剂乙二醇，在85℃下机械搅拌，继续反应1.5小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，将步骤2所述的含硫的聚氨酯经过一定的模具热压成型，脱模剂脱模后，得到防近控镜片。
各实施例和对比例得到的树脂或镜片均通过以下方法进行性能测试，结果如表1所示。
(1)透光率的测定
按照ISO 8980-3-2005标准的方法进行测定，由于透光率与样品的厚度有关，故将透光率换算成标准厚度(0.2mm)时的对应值。
(2)折射率的测定
采用阿贝折射仪对材料进行折射率的测定。
(3)冲击强度
采用摆锤式冲击试验机对材料进行缺口冲击强度测试。
(4)拉伸强度
采用万能试验机对材料进行拉伸测试，得到材料的拉伸强度。
(4)耐老化性
按照ISO 11985标准的方法进行紫外线和可见光辐射的老化实验。
表1性能测试结果表
Figure BDA0003977659580000111
Figure BDA0003977659580000121
从测试结果可以看出，实施例1-实施例2的透光率均在99％以上，折射率均在1.712以上，阿贝数在41以上，冲击强度都在36.6kJ/m2以上，拉伸强度均高于40MPa，由此能够制作出密集分布有微透镜的镜片，且佩戴后视物更清晰，佩戴更舒适，预防近视的效果良好。对比例1采用的是含有其它硫化物的多元醇，各方面性能均有下降，对比例2采用的是含碳数量较多的环硫多元醇，对光学性能的影响较小，但是冲击强度和拉伸强度下降较多，镜片加工和使用性能受到影响，对比例3采用的是没有经过硫化改性的聚醚多元醇，得到的聚氨酯基材的折射率和阿贝数都较低，透光率也是仅仅达到93％，基本属于透过率与折射率不能同时提高的情况，并且其它性能也一般，对比例4是采用热压成型工艺制得聚合物镜片材料，其冲击韧性和抗拉强度与实施例1-实施例2相比明显降低，甚至比其他对比例的各项性能也低，达不到密集分布有微透镜的镜片加工的性能要求，由其制作的传统镜片可以满足视力需求，但是对青少年预防近视的效果不佳。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于：
一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材，由以下物料制备而成：
环硫基二元醇(式I) 19.6g
甲苯二异氰酸酯 23.5g
二乙醇胺 0.216g
1,3,5-三甲基苯 21.6g
乙二醇 0.47g
本发明通过以下步骤制作防近控镜片：
步骤1：预聚反应，按上述物料比例先将19.6g的环硫基二元醇、0.216g的催化剂二乙醇胺加入反应容器中，然后再加入23.5g的甲苯二异氰酸酯，在60℃下加热反应1小时，再加入21.6g的1,3,5-三甲基苯稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向步骤1得到的预聚混合物中加入0.47g的扩链剂乙二醇，在70℃下机械搅拌，继续反应3小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，将步骤2所述的含硫的聚氨酯经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
本实施例中，微透镜阵列的椭圆环的数量在5圈，相邻两个椭圆环的间距为圆形微透镜直径的1.000倍。
实施例4
本实施例与实施例1的区别仅在于：
一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材，由以下物料制备而成：
环硫基二元醇(式I)19.6g
二环己基甲烷二异氰酸酯 23.5g
二乙醇胺 0.517g
1,3,5-三甲基苯 51.7g
乙二醇 1.88g
本发明通过以下步骤制作防近控镜片：
步骤1：预聚反应，按上述物料比例先将19.6g的环硫基二元醇、0.517g的催化剂二乙醇胺加入反应容器中，然后再加入23.5g的二环己基甲烷二异氰酸酯，在60℃下加热反应3小时，再加入51.7g的1,3,5-三甲基苯稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向步骤1得到的预聚混合物中加入1.88g的扩链剂乙二醇，在80℃下机械搅拌，继续反应3小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，将步骤2所述的含硫的聚氨酯经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
实施例5
本实施例与实施例1的区别仅在于：
一种密集分布有微透镜的防近控镜片基材，由以下物料制备而成：
环硫基二元醇(式I)19.6g
异佛尔酮二异氰酸酯 12.0g
甲苯二异氰酸酯 11.5g
二乙醇胺 0.431g
丙酮 43.1g
乙二醇 0.47g
1,4-丁二醇 0.705g
本发明通过以下步骤制作防近控镜片：
步骤1：预聚反应，按上述物料比例先将19.6g的环硫基二元醇、0.431g的催化剂二乙醇胺加入反应容器中，然后再加入12.0g的异佛尔酮二异氰酸酯和11.5g的甲苯二异氰酸酯，在60℃下加热反应2小时，再加入43.1g的丙酮稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向步骤1得到的预聚混合物中加入0.47g的扩链剂乙二醇以及0.705g的扩链剂1,4-丁二醇，在75℃下机械搅拌，继续反应2小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，将步骤2所述的含硫的聚氨酯经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，由以下物料组成：含环硫基团的多元醇、异氰酸酯、催化剂、溶剂和扩链剂；
含环硫基团的多元醇和异氰酸酯的摩尔分数之比为1：(1.0-1.1)；
催化剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的0.5-1.2％；
溶剂用量占含环硫基团的多元醇和异氰酸酯总质量的50-120％；
扩链剂用量是异氰酸酯质量的2-8％。
2.根据权利要求1所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，含环硫基团的多元醇为二元醇或三元醇，具有如下结构之一：
Figure FDA0003977659570000011
其中，R1为含有2-10个碳的烷基、烯烃基、芳环基中的一种，且同一个碳原子上最多只能有一个—OH；R2为含有3-9个碳的烷基、烯烃基、芳环基中的一种，且同一个碳原子上最多只能有一个—OH。
3.根据权利要求2所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，含环硫基团的多元醇具有如下结构之一：
Figure FDA0003977659570000012
4.根据权利要求1所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材，其特征在于，催化剂为二乙醇胺DEOA、二月桂酸二丁基锡DBTDL中的一种；
溶剂为1,3,5-三甲基苯、丙酮中的一种；
扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：预聚反应，先将含环硫基团的多元醇和催化剂加入反应容器中，然后再加入异氰酸酯，在55-65℃下加热反应1-3小时，再加入溶剂稀释，得到预聚混合物；
步骤2：扩链反应，向预聚混合物中加入扩链剂，在70-90℃下机械搅拌，继续反应1-3小时，之后冷却至室温，得到含硫的聚氨酯；
步骤3：加工成型，获得含硫的聚氨酯树脂体系，将含硫的聚氨酯树脂体系经过双光子聚合加工后，得到密集分布有微透镜的防近控镜片；
双光子聚合加工工艺过程为：将含硫的聚氨酯树脂体系注入镜片模具中，将近红外飞秒激光脉冲照射到树脂体系表面微透镜的位置，受到照射的树脂体系部分通过双光子聚合得到微透镜阵列，近红外飞秒激光脉冲的中心波长为760nm，脉冲宽度为80fs，重复频率75MHz，最大输出功率5W，激发功率5.5mW，x、y轴扫描步距0.15-0.35μm，z轴扫描步距为0.45-0.65μm，获得微透镜阵列后，未受到照射的树脂体系部分再在紫外光照射下发生自由基聚合，紫外光的波长为365nm，功率为350W，照射时间为1-5min，最后得到密集分布有微透镜的防近控镜片。
7.根据权利要求6所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材的制备方法，其特征在于，防近控镜片上，微透镜的数量在1000-2600个之间，微透镜呈圆形结构，直径为80-500μm，全部微透镜形成椭圆形阵列。
8.根据权利要求8所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材的制备方法，其特征在于，椭圆形阵列的结构为：靠近防近控镜片中心的最内侧微透镜中心连线围成一个椭圆形区域，椭圆的长轴处于水平方向，长度在1.1-2.3cm，远离防近控镜片中心的最外侧微透镜中心连线围成一个更大的椭圆形，所有椭圆形的中心均处于防近控镜片中心，其它微透镜依次排布在内外侧微透镜之间并形成椭圆环，椭圆环的数量在5-15圈之间，同一椭圆环上相邻两个微透镜的中心间距为圆形微透镜直径的0.618-1.236倍，相邻两个椭圆环的间距为圆形微透镜直径的1.000-1.854倍。
9.根据权利要求1～5任意一项所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材在防近控镜片中的应用，其特征在于，防近控镜片的折射率大于1.712，阿贝数大于41，抗冲击强度大于36.6kJ/m2，拉伸强度大于40MPa。
10.一种防近控镜片，其特征在于，包含根据权利要求1～5任意一项所述的密集分布有微透镜的防近控镜片基材。
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