一种电焊用滤光镜片及其制备方法
【专利摘要】一种电焊用滤光镜片及其制备方法，该镜片的材料为树脂镜片材料以及分散于其中的核壳结构氧化铁、氧化钛和氧化铜纳米粒子；其中，该纳米粒子总量占树脂镜片材料总重量的0.5％～3.5％，氧化铁、氧化钛和氧化铜纳米粒子的重量比为1.8～2.1∶1.8～2.1∶0.9～1.1；该纳米粒子的内核为氧化铁、氧化钛和氧化铜，粒径为10-50nm；外壳为表面修饰剂或表面改性剂，厚度为3-10nm。该树脂滤光镜片不仅在起弧前能看清工件，起弧后仍能过滤有害强光，保护眼睛。
【专利说明】一种电焊用滤光镜片及其制备方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电焊用护目滤光镜片，具体为利用高分子树脂与纳米粒子复合制造的功能性树脂滤光片。
【背景技术】
[0002]滤光片是一种光学材料，是用来拦截或选择性滤过某些波段光线的光学器件，能衰减光强度和改变光成分，它通常是由塑料片或玻璃片再加入特种染料制作而成，作为各种设备或器材的窗口材料。日常使用的电焊防护滤光镜片，大多为玻璃晶体结构镜片，由于玻璃镜片透过率较低，电焊操作员在起焊前根本无法看见被焊工件，焊接过程中，视物也模糊，影响焊接质量和速度，特别是在光线较弱的特殊作业场所或焊接精密度要求较高的工件，影响更大。究其原因主要是现有电焊防护镜片在过滤有害强光的同时，也影响到无害光线的通过，特别是在光线较弱的特殊场所，由于镜片在可见光区透过率过低，造成视物不清楚。因此如何使操作人员起焊前就能通过弱谱线区域的高透过率观察到工件的具体位置，从而对准部位进行焊接，显得尤为重要。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，提出了一种电焊用滤光镜片及其制造方法，通过该方法制备的树脂滤光镜片不仅在起弧前能看清工件，起弧后仍能过滤有害强光，保护眼睛。
[0004]为实现上述目的，本发明包括如下技术方案:
[0005]—种电焊用滤光镜片，该镜片的材料为树脂镜片材料以及分散于其中的核壳结构氧化铁、氧化钛和氧化铜纳米粒子；其中，该纳米粒子总量占树脂镜片材料总重量的0.5%~3.5%，氧化铁、氧化钛和氧化铜纳米粒子的重量比为1.8~2.1:1.8~
2.1: 0.9~1.1 ;该纳米粒子的内核为氧化铁、氧化钛和氧化铜，粒径为10-50nm ;外壳为表面修饰剂或表面改性剂，厚度为3-10nm。
[0006]如上所述的电焊用滤光镜片，优选地，所述树脂镜片材料为聚甲基丙烯酸甲脂或
烯丙基乙二醇酸脂。
[0007]如上所述的电焊用滤光镜片，优选地，所述表面修饰剂或表面改性剂为C2-C5羧酸盐、聚乙烯基吡咯烷酮或十二烷基苯磺酸钠。
[0008]另一方面，本发明提供一种电焊用滤光镜片的制备方法，该方法包括如下步骤:
[0009](I)聚合反应:按照权利要求1所述配比将纳米粒子分散溶解在作为树脂镜片材料的高分子单体中，加入引发剂，以每小时15°C的速度升温到50-75°C，反应进行3-4小时，完成聚合；
[0010](2) 一次固化:将步骤(1)获得的聚合物过滤、脱气冲入模具，在固化炉内经17-20小时从室温升至60~120°C，完成一次固化；
[0011](3) 二次固化:一次固化结束后开模洗净，在恒温炉中90~120°C恒温2-3小时二次固化，得树脂滤光镜片。[0012]如上所述的制备方法，优选地，所述步骤(1)中的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二碳酸二异丙酯，引发剂与高分子单体中的质量比为0.5~1.0: 100。
[0013]如上所述的制备方法，优选地，所述方法还包括在步骤(3)制备的树脂滤光镜片上复合一层透明钢化玻璃，作用为透过可见光，防止飞溅的金属、熔渣。
[0014]再一方面，本发明提供一种电焊用滤光镜片，其是采用如上所述的方法制备的。
[0015]本发明所述的核壳结构过渡金属氧化物纳米粒子(核壳结构氧化铁、氧化钛和氧化铜纳米粒子)可以市场购买获得，例如江苏华天通科技有限公司生产的核壳结构过渡金属氧化物纳米粒子；也可以采用公知的方法制备，例如采用以下方法制备:
[0016]向浓度为0.1~lmol / L的金属盐溶液中，滴加H2S04水溶液至溶液呈透明状，该金属为铁、铜或钛；然后滴加碱性水溶液使沉淀沉出，水溶液pH在7-12间，在50°C下，加酸使沉淀溶解，得到金属氧化物氧化水溶胶；pH在1-7间，加入作为表面修饰剂的浓度为0.1~5mol / L的C2-C5羧酸盐或十二烷基苯磺酸钠，和/或作为相转移剂的氨水或乙酸钠；过渡金属盐、表面修饰剂和相转移剂三者间的摩尔比为1: (0.1-10): (0-1);搅拌10-60分钟，有过渡金属氧化物纳米颗粒生成，将溶液经离心脱水、烘干得松散的过渡金属氧化物纳米复合颗粒。 [0017]本发明的有益效果在于，本发明根据不同过渡金属氧化物纳米粒子在树脂滤光片中的光谱特性，将多种过渡金属氧化物纳米粒子复配并与树脂复合，制备出可选择性地透过和截止所需范围内的光线、具有可视性和防护性的电焊用滤光镜片。该电焊用滤光镜片在起弧前能看清工件，起弧后又能过滤有害射线，保护眼睛，有效提高焊接质量和安全性，节省焊接材料和电力。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为氧化铜纳米树脂滤光片光谱图。
[0019]图2为氧化钛纳米树脂滤光片光谱图。
[0020]图3为氧化铁纳米树脂滤光片光谱图。
[0021]图4为不同含量氧化铁纳米树脂滤光片光谱图。
[0022]图5为电焊用滤光镜片结构示意图。
[0023]图6为实施例2滤光镜片透过率曲线图。
【具体实施方式】
[0024]本发明的设计原理如下:
[0025](一 )确定电焊弧光最弱光谱区域
[0026]通过对电焊弧光光谱的分析，找出其中光强度最弱的波段，针对标准铁和不锈钢光谱表及所发电弧光，确定三个最弱光谱区域，详见下表。
[0027]表1:标准铁电焊和不锈钢氩弧焊弱光谱线范围
[0028]
11?谱范围I中心波I
475-485 480
570-590 580
675-685 |θ80[0029](二)设计滤光镜片透过率范围
[0030]根据电焊弧光最弱光谱区域的波长范围，使滤光镜片在最弱光谱区域内的中心波长峰值透过率达到下表要求:
[0031]表2电焊用滤光镜片透过率
[0032]
【权利要求】
1.一种电焊用滤光镜片，其特征在于，该镜片的材料为树脂镜片材料以及分散于其中的核壳结构氧化铁、氧化钛和氧化铜纳米粒子；其中，该纳米粒子总量占树脂镜片材料总重量的0.5%?3.5%，氧化铁、氧化钛和氧化铜纳米粒子的重量比为1.8?2.1:1.8?2.1: 0.9?1.1 ;该纳米粒子的内核为氧化铁、氧化钛和氧化铜，粒径为10-50nm ;外壳为表面修饰剂或表面改性剂，厚度为3-10nm。
2.如权利要求1所述的电焊用滤光镜片，其特征在于，所述树脂镜片材料为聚甲基丙烯酸甲脂或烯丙基乙二醇酸脂。
3.如权利要求1或2所述的电焊用滤光镜片，其特征在于，所述表面修饰剂或表面改性剂为C2-C5羧酸盐、聚乙烯基吡咯烷酮或十二烷基苯磺酸钠。
4.一种电焊用滤光镜片的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: (1)聚合反应:按照权利要求1所述配比将纳米粒子分散溶解在作为树脂镜片材料的高分子单体中，加入引发剂，以每小时12-18°C的速度升温到50-75°C，反应进行3_4小时，完成聚合； (2)—次固化:将步骤(I)获得的聚合物过滤、脱气冲入模具，在固化炉内经17-20小时从室温升至60?120°C，完成一次固化； (3)二次固化:一次固化结束后开模洗净，在恒温炉中90?120°C恒温2-3小时二次固化，得树脂滤光镜片。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二碳酸二异丙酯，引发剂与高分子单体中的质量比为0.5?1.0: 100。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(3)制备的树脂滤光镜片上复合一层透明钢化玻璃，作用为透过可见光，防止飞溅的金属、熔渣。
7.一种电焊用滤光镜片，其特征在于:其是采用如权利要求4-6中任一项所述的方法制备的。
【文档编号】G02B1/00GK103837920SQ201410100816
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】王旭, 王明华, 徐静涛, 李国栋, 郑永华, 薛晓花 申请人:江苏华天通科技有限公司