一种耐热性塑料光纤及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐热性塑料光纤及制备方法。所述塑料光纤由以下步骤制得：a、将碳酸二酰肼、酚醛环氧树脂加入二甲基亚砜中搅拌反应，除去溶剂后得到改性酰肼；b、将酚醛环氧树脂、硅灰石粉碎过筛后加入二甲基甲酰胺中，再先后加入甲基三乙酰氧基硅烷、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇溶液，加热搅拌制得混合物A；c、将混合物A、含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯、改性酰肼和多聚磷酸铵混合，制得混合物B；d、将混合物B加热拉制，即得耐热性塑料光纤。所述方法具有以下有益效果：本发明专利技术制得的塑料光纤不仅具有较高的耐热性能，而且吸水率低，在高温和高湿状态下的性能优异，耐久性好，具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐热性塑料光纤及制备方法
本专利技术涉及通信材料领域，具体涉及塑料光纤的制备，尤其是涉及一种耐热性塑料光纤及制备方法。
技术介绍
塑料光纤是用高透明的非结晶型各向同性聚合物，如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯作为芯层材料，氟树脂等作为包层材料的一类光纤。塑料光纤与石英光纤一样，在光电领域有相同的优势，比如重量轻、抗电磁干扰、可多路复用等，并且熔点较低，柔韧性好，不易断裂，热熔拉伸容易，制备成本低，操作简单，对应力很敏感，在可见光波段有低损耗窗口。在通信过程中，环境温度对塑料光纤性能的影响很大。由于塑料光纤是由聚合物制成的，所以可在80~100℃的温度下工作。超出这一范围，塑料光纤开始失去其坚固性和透光性。材料本身所决定的耐热环境应力差使得塑料光纤的可靠性低。此外，塑料光纤的耐热性能很大程度上取决于湿度。聚甲基丙烯酸甲酯是塑料光纤中应用最广的品种，它的透光性是塑料中最好的，折射率相当于冕牌玻璃，耐候性也好，拉纤性能优异，成为近年来的研究热点。专利申请号201711171753.9公开了一种塑料光纤及其制备方法和应用，该塑料光纤，按照重量份的原料包括：聚甲基丙烯酸甲酯28~36份、二甲基甲酰胺15~25份、甲基三乙酰氧基硅烷3~7份、多聚磷酸铵1~5份、双酚A型环氧树脂8~16份、聚乙烯醇13~21份、海泡石22~30份、聚偏氟乙烯17~25份。将双酚A型环氧树脂、海泡石粉碎、与二甲基甲酰胺溶液混合，加热搅拌，再加入甲基三乙酰氧基硅烷、聚偏氟乙烯，加热搅拌，加入聚乙烯醇溶液加热搅拌，再与聚甲基丙烯酸甲酯、多聚磷酸铵混合，加热搅拌、拉制成所需直径的塑料光纤。专利申请号200810141860.1公开了一种塑料光纤材料，其由99.1~90重量份树脂和0.9~10重量份加工助剂组成，树脂为PS、PMMA、氟塑料、PC、TPX、CYTOP，加工助剂为有机硅类或含氟弹性体。此专利技术塑料光纤由于使用塑料加工助剂改善了塑料光纤的加工性能，降低了拉制光纤时的加工温度，增加挤出速度，从而保证光纤芯皮结构的圆整性，降低塑料光纤的非固有损耗，生产出高质量的塑料光纤。专利申请号201711261309.6公开了一种耐热聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法。主要由以下原料制备制得：60~98质量份甲基丙烯酸甲酯；1~15质量份强极性环状单体；1~25质量份特定结构的芳香族乙烯基单体。其中，芳香族乙烯基单体优选碳原子数为4~7且具有支化结构的对位取代苯乙烯。通过特定结构的芳香族乙烯基单体与甲基丙烯酸甲酯及强极性环状单体共聚，并且限制他们的摩尔比例范围，可以在具有较高好透光率的同时具有较佳的耐热性及耐水性。专利申请号201610533827.8公开了了一种纳米材料改性的塑料光纤及其制备方法，包括以下步骤：称取1~10重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中，加入90~99重量份正硅酸四乙酯，调节pH为1.5~2.0；将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的1/2~2/3，密封，在60~80℃的条件下反应0.5~10小时；将高压釜中的得到的产品烘干，用乙醇清洗，干燥，粉碎，得到纳米助剂；称取0.1~10重量份所述纳米助剂混合在90~99.9重量份甲基丙烯酸酯类单体中，加热聚合成塑料光纤预聚棒；加热，将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤，得到纳米材料改性的塑料光纤。由此可见，现有技术中聚甲基丙烯酸甲酯用于塑料光纤时，因其玻璃化温度低，耐热性能较差，吸水率高，在环境温度较高或湿度较大的场合使用时，存在信号衰减大、易老化等严重问题，限制了其在塑料光纤领域的发展应用。
技术实现思路
为有效解决上述技术问题，本专利技术提出了一种耐热性塑料光纤及制备方法，可有效提高塑料光纤的耐热性能，并降低吸水率，拓宽应用范围。本专利技术的具体技术方案如下：一种耐热性塑料光纤的制备方法，所述塑料光纤是将酚醛环氧树脂、硅灰石的混合粉末与甲基三乙酰氧基硅烷、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇溶液先后加入二甲基甲酰胺中，加热搅拌处理得到混合物A，再与含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯、改性酰肼和多聚磷酸铵混合后加热搅拌处理，得到混合物B，加热拉制而制得，具体的制备步骤为：a、将碳酸二酰肼加入二甲基亚砜中搅拌均匀，再加入酚醛环氧树脂，继续搅拌进行扩链改性反应，反应结束后减压蒸馏，除去二甲基亚砜，得到改性酰肼；b、将酚醛环氧树脂、硅灰石机械粉碎后过100~150目筛，将筛分后的混合粉末加入二甲基甲酰胺中，加热到50~60℃后搅拌处理，再加入甲基三乙酰氧基硅烷、聚偏氟乙烯，升温到60~70℃后搅拌处理，再加入质量浓度为14~18%的聚乙烯醇溶液，继续加热到75~80℃后搅拌均匀，制得混合物A；c、将步骤b制得的混合物A、含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯、步骤A制得的改性酰肼和多聚磷酸铵混合，升温搅拌处理，制得混合物B；d、将步骤c制得的混合物B加热拉制到所需直径，即得耐热性塑料光纤。优选的，所述步骤a中，减压蒸馏的压力为1~1.5kPa，温度为80~90℃。优选的，所述步骤a中，碳酸二酰肼30~35重量份、二甲基亚砜50~60重量份、酚醛环氧树脂10~15重量份。优选的，所述步骤b中，搅拌处理采用磁力搅拌，搅拌转速为400~500r/min。优选的，所述步骤b中，酚醛环氧树脂粉末10~13重量份、硅灰石粉末5~8重量份、二甲基甲酰胺20~34重量份、甲基三乙酰氧基硅烷1~3重量份、聚偏氟乙烯20~23重量份、聚乙烯醇溶液30~33重量份。优选的，所述步骤c中，升温搅拌处理的温度为85~95℃，搅拌转速为500~600r/min。优选的，所述步骤c中，多聚磷酸铵的聚合度为2000~3000。优选的，所述步骤c中，混合物A30~35重量份、含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯52~59重量份、改性酰肼5~8重量份、多聚磷酸铵3~5重量份。优选的，所述步骤d中，加热拉制的温度为250~300℃，拉力为4~10MPa。本专利技术上述内容还提出一种耐热性塑料光纤，由以下步骤制得：a、将碳酸二酰肼、酚醛环氧树脂加入二甲基亚砜中搅拌反应，除去溶剂后得到改性酰肼；b、将酚醛环氧树脂、硅灰石粉碎过筛后加入二甲基甲酰胺中，再先后加入甲基三乙酰氧基硅烷、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇溶液，加热搅拌制得混合物A；c、将混合物A、含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯、改性酰肼和多聚磷酸铵混合，制得混合物B；d、将混合物B加热拉制，即得耐热性塑料光纤。本专利技术的有益效果为：1.提出了添加改性酰肼和含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯制备耐热性塑料光纤的方法。2.本专利技术通过在制备塑料光纤的过程中，加入了改性酰肼和含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯，将混合物加热后拉制成塑料光纤的过程中由于其不同的分子链可以通过形成酰亚胺的方式链接在一起，不仅提高了耐热性能，并且降低了吸水率。3.本专利技术添加的含有酰亚胺结构及酚醛结构的原料，可以进一步赋予塑料光纤较高的耐热性。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本专利技术的范围内。实施例1a、将碳酸二酰肼加入二甲基亚砜中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热性塑料光纤的制备方法，其特征在于：所述塑料光纤是将酚醛环氧树脂、硅灰石的混合粉末与甲基三乙酰氧基硅烷、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇溶液先后加入二甲基甲酰胺中，加热搅拌处理得到混合物A，再与含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯、改性酰肼和多聚磷酸铵混合后加热搅拌处理，得到混合物B，加热拉制而制得，具体的制备步骤为：a、将碳酸二酰肼加入二甲基亚砜中搅拌均匀，再加入酚醛环氧树脂，继续搅拌进行扩链改性反应，反应结束后减压蒸馏，除去二甲基亚砜，得到改性酰肼；b、将酚醛环氧树脂、硅灰石机械粉碎后过100~150目筛，将筛分后的混合粉末加入二甲基甲酰胺中，加热到50~60℃后搅拌处理，再加入甲基三乙酰氧基硅烷、聚偏氟乙烯，升温到60~70℃后搅拌处理，再加入质量浓度为14~18%的聚乙烯醇溶液，继续加热到75~80℃后搅拌均匀，制得混合物A；c、将步骤b制得的混合物A、含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯、步骤A制得的改性酰肼和多聚磷酸铵混合，升温搅拌处理，制得混合物B；d、将步骤c制得的混合物B加热拉制到所需直径，即得耐热性塑料光纤。

【技术特征摘要】
1.一种耐热性塑料光纤的制备方法，其特征在于：所述塑料光纤是将酚醛环氧树脂、硅灰石的混合粉末与甲基三乙酰氧基硅烷、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇溶液先后加入二甲基甲酰胺中，加热搅拌处理得到混合物A，再与含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯、改性酰肼和多聚磷酸铵混合后加热搅拌处理，得到混合物B，加热拉制而制得，具体的制备步骤为：a、将碳酸二酰肼加入二甲基亚砜中搅拌均匀，再加入酚醛环氧树脂，继续搅拌进行扩链改性反应，反应结束后减压蒸馏，除去二甲基亚砜，得到改性酰肼；b、将酚醛环氧树脂、硅灰石机械粉碎后过100~150目筛，将筛分后的混合粉末加入二甲基甲酰胺中，加热到50~60℃后搅拌处理，再加入甲基三乙酰氧基硅烷、聚偏氟乙烯，升温到60~70℃后搅拌处理，再加入质量浓度为14~18%的聚乙烯醇溶液，继续加热到75~80℃后搅拌均匀，制得混合物A；c、将步骤b制得的混合物A、含有马来酸酐环状结构的聚甲基丙烯酸甲酯、步骤A制得的改性酰肼和多聚磷酸铵混合，升温搅拌处理，制得混合物B；d、将步骤c制得的混合物B加热拉制到所需直径，即得耐热性塑料光纤。2.根据权利要求1所述一种耐热性塑料光纤的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，减压蒸馏的压力为1~1.5kPa，温度为80~90℃。3.根据权利要求1所述一种耐热性塑料光纤的制备方法，其特征在于：所述步骤a...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，司文彬，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51