一种聚碳酸酯光学透镜材料的制作方法

文档序号:16530851发布日期:2019-01-05 10:44阅读:214来源:国知局
本发明涉及透镜材料,具体涉及一种聚碳酸酯光学透镜材料。
背景技术
:聚碳酸酯(pc)或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)材料由于其强度高、透明性、耐高温性及阻燃性,通常被选用作为透镜材料。由于目前光学设计存在的难度和缺陷,或者出于对成本的考虑,使用常规的pc或pmma材料不能很好地解决耐磨性问题,虽然通过系统的复杂化可得到缓解,但其成本会大幅度地攀升。技术实现要素:基于
背景技术
存在的技术问题,本发明提出了一种聚碳酸酯光学透镜材料。本发明具有优异的耐磨性能。本发明提出的一种聚碳酸酯光学透镜材料,其原料按重量份包括:聚碳酸酯42-57份、碳纤维13-24份、氧化镧2.5-4.5份、钛酸铁纳晶须2-7份、醋酸锌3-6份、交联剂2-5份、紫外线吸收剂1-3份、抗氧剂1-2.5份。优选地,其原料按重量份包括:聚碳酸酯45-50份、碳纤维17-22份、氧化镧3-4份、钛酸铁纳晶须3-5份、醋酸锌4-5.5份、交联剂3-4.5份、紫外线吸收剂1.5-2.5份、抗氧剂1.2-2份。优选地,所述碳纤维为改性碳纤维。优选地,所述改性碳纤维的制备方法包括下述步骤:s1、向碳纤维中加入丙酮溶液,超声震荡,抽滤,洗涤,干燥,得到脱浆碳纤维;s2、向脱浆碳纤维中加入浓硫酸,回流反应,抽滤,洗涤,干燥,得到氧化碳纤维;s3、向氧化碳纤维中加入硅烷偶联剂水解液,搅拌反应,过滤,洗涤,烘干,得到改性碳纤维。优选地,s1中,超声震荡的时间为5-7h。优选地,s1中,干燥的温度为110-125℃,时间为2-3.5h。优选地,s2中,回流反应的温度为80-95℃,时间为1-3h。优选地,s2中,干燥的温度为95-110℃,时间为2-4h。优选地,s3中,搅拌反应的温度为60-80℃,时间为2.5-3.5h。本发明可按照常规方法进行制备。本发明的原料包括聚碳酸酯、碳纤维、氧化镧、钛酸铁纳晶须、醋酸锌、交联剂、紫外线吸收剂、抗氧剂,其中,碳纤维是由有机纤维经固相反应转变而成的纤维状聚合物碳,氧化镧具有独特的电子组态和突出的化学活性,钛酸盐晶须是一类兼具高强度、耐高温、耐酸碱性等优异性能的新型廉价无机填料,将碳纤维、氧化镧和钛酸盐晶须进行配合作用,不仅发挥出其本身优异的性能,同时赋予本发明优异的耐磨性能,且在优选方案中,对碳纤维依次进行脱浆、氧化和有机改性,能够有效改善碳纤维在聚碳酸酯中的分散性以及与氧化镧和钛酸盐晶须的相容性,同时能够提高聚碳酸酯的交联密度和粘结强度,进而优化本发明的耐磨性能。具体实施方式下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1一种聚碳酸酯光学透镜材料,其原料按重量份包括:聚碳酸酯42份、碳纤维24份、氧化镧2.5份、钛酸铁纳晶须7份、醋酸锌3份、交联剂5份、紫外线吸收剂1份、抗氧剂2.5份。实施例2一种聚碳酸酯光学透镜材料,其原料按重量份包括:聚碳酸酯57份、碳纤维13份、氧化镧4.5份、钛酸铁纳晶须2份、醋酸锌6份、交联剂2份、紫外线吸收剂3份、抗氧剂1份;其中,所述碳纤维为改性碳纤维;所述改性碳纤维的制备方法包括下述步骤:s1、向碳纤维中加入丙酮溶液,超声震荡,抽滤,洗涤,干燥,得到脱浆碳纤维;s2、向脱浆碳纤维中加入浓硫酸,回流反应,抽滤,洗涤,干燥,得到氧化碳纤维;s3、向氧化碳纤维中加入硅烷偶联剂水解液,搅拌反应,过滤,洗涤,烘干,得到改性碳纤维。实施例3一种聚碳酸酯光学透镜材料,其原料按重量份包括:聚碳酸酯47份、碳纤维20份、氧化镧3.5份、钛酸铁纳晶须4份、醋酸锌5份、交联剂4份、紫外线吸收剂2份、抗氧剂1.6份;其中,所述碳纤维为改性碳纤维;所述改性碳纤维的制备方法包括下述步骤:s1、向碳纤维中加入丙酮溶液,超声震荡,抽滤,洗涤,干燥,得到脱浆碳纤维;s2、向脱浆碳纤维中加入浓硫酸,回流反应,抽滤,洗涤,干燥,得到氧化碳纤维;s3、向氧化碳纤维中加入硅烷偶联剂水解液,搅拌反应,过滤,洗涤,烘干,得到改性碳纤维;s1中,超声震荡的时间为6h;s1中,干燥的温度为120℃,时间为3h;s2中,回流反应的温度为90℃,时间为2h;s2中,干燥的温度为100℃,时间为3h;s3中,搅拌反应的温度为70℃,时间为3h。实施例4一种聚碳酸酯光学透镜材料,其原料按重量份包括:聚碳酸酯45份、碳纤维22份、氧化镧3份、钛酸铁纳晶须5份、醋酸锌4份、交联剂4.5份、紫外线吸收剂1.5份、抗氧剂2份;其中,所述碳纤维为改性碳纤维;所述改性碳纤维的制备方法包括下述步骤:s1、向碳纤维中加入丙酮溶液,超声震荡,抽滤,洗涤,干燥,得到脱浆碳纤维;s2、向脱浆碳纤维中加入浓硫酸,回流反应,抽滤,洗涤,干燥,得到氧化碳纤维;s3、向氧化碳纤维中加入硅烷偶联剂水解液,搅拌反应,过滤,洗涤,烘干,得到改性碳纤维;s1中,超声震荡的时间为5h;s1中,干燥的温度为125℃,时间为2h;s2中,回流反应的温度为95℃,时间为1h;s2中,干燥的温度为110℃,时间为2h;s3中,搅拌反应的温度为80℃,时间为2.5h。实施例5一种聚碳酸酯光学透镜材料,其原料按重量份包括:聚碳酸酯50份、碳纤维17份、氧化镧4份、钛酸铁纳晶须3份、醋酸锌5.5份、交联剂3份、紫外线吸收剂2.5份、抗氧剂1.2份;其中,所述碳纤维为改性碳纤维;所述改性碳纤维的制备方法包括下述步骤:s1、向碳纤维中加入丙酮溶液,超声震荡,抽滤,洗涤,干燥,得到脱浆碳纤维;s2、向脱浆碳纤维中加入浓硫酸,回流反应,抽滤,洗涤,干燥,得到氧化碳纤维;s3、向氧化碳纤维中加入硅烷偶联剂水解液,搅拌反应,过滤,洗涤,烘干,得到改性碳纤维;s1中,超声震荡的时间为7h;s1中,干燥的温度为110℃,时间为3.5h;s2中,回流反应的温度为80℃,时间为3h;s2中,干燥的温度为95℃,时间为4h;s3中,搅拌反应的温度为60℃,时间为3.5h。试验例分别对实施例5和市面上的透镜进行耐磨性能测试,依次记为试验组和对照组。测试方法如下:采用国产mrh-3型环-块摩擦磨损试验机进行摩擦磨损测试。对偶钢环材质为gcr15钢,钢环表面粗糙度为0.1-0.2μm。摩擦磨损实验条件为载荷(50-300n),速度(0.5-3m/s),环境温度(25-140℃),干摩擦。实验前后采用丙酮溶液对试样进行超声波清洗,并在烘干后用电子分析天平称量,精度为0.1mg。采用失重法测试复合材料体积损失,利用公式k=δv/(n·l)计算材料磨损率(k),其中:δv为试样体积损失,n为试验载荷,l为滑动距离。测试结果如下表:项目磨损率/mm3·n-1·m-1试验组4.8×10-6对照组85.2×10-6由上表可以看出,本发明具有优异的耐磨性能。以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本
技术领域
的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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