一种纤维增强塑料杆及其生产方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种纤维增强塑料杆及其生产方法和应用，所述纤维增强塑料杆包括纤维以及包覆在纤维外和/或填充在纤维之间的内涂层，所述内涂层为树脂涂层，是由光固化树脂通过光固化工艺固化制成，并且根据使用的需要，所述纤维增强塑料杆的内涂层的外侧还可以有一层外涂层，外涂层是由光固化树脂通过光固化工艺固化制成，或由挤出机通过挤塑工艺涂覆而成。与现有技术相比，本发明专利技术所述的生产方法的生产速度可提至20米/min以上，大幅提高了生产效率；工艺流程短，可通过优化组合得到更高的单线产能；柔性化生产，通过树脂配方的简单调整即可实现塑料杆性能的改变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光缆领域，特别涉及一种纤维增强塑料杆及其生产方法和应用。
技术介绍
近年来随着人类对于通讯与信息传输需求的增高，通信产业快速发展，旺盛的通信消费需求为光纤光缆行业发展提供了广阔的市场空间，用量逐年增大。光缆的基本结构一般是由缆芯（光纤）、加强芯（保护件）、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。其中加强芯的作用就是提高光缆的整体拉伸强度，保证光缆在施工及使用中由于缆体中加强件的高强拉力性能而不易被拉断，从而保护了光缆中的光纤不易断裂。通常的加强芯有钢丝、纤维纱、纤维增强塑料杆等，使用的增强用纤维有玻璃纤维，芳纶，超高分子量聚乙烯纤维等。现有技术中，纤维增强塑料杆的生产方法主要有两种。一种是热固化树脂拉挤成型方法。中国专利CN100449347公开了一种芳纶纤维增强塑料加强件的制备方法，使用芳纶纤维、浸渍乙烯基树脂，经5～8m/min的热固化成型，外覆EVA涂层。中国专利CN102692686公开了一种光缆用纤维增强塑料杆的生产方法，使用玻璃纤维、芳纶、玄武岩纤维、钢丝或碳纤维，浸渍一定配方比例的热固性聚氨酯或聚脲树脂，经100～250℃的热固化成型，生产速度最高可至10m/min。中国专利CN102896783公开了一种光电缆用玻璃纤维增强塑料杆的生产方法，使用玻璃纤维纱浸渍以聚醚多元醇、环氧树脂为基体的热固性树脂，经过80～220℃的连续多道热固化后卷绕成线盘，生产速度可至4～8m/min。该生产方法的缺点在于生产速率受限于热固化，一般低于10m/min。对于光缆行业通常使用的50km/卷的塑料杆，单盘生产周期将达到3.5天～8天，生产效率极低且质量一致性难以保证。一种是聚合物熔体涂覆允许挤拉成型。中国专利CN102608718公开了一种热塑性GFRP蝶形光缆用加强件的生产工艺，使用玻璃纤维进行两次聚合物熔体的热涂覆、并冷却固化，所用聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺或聚甲醛等。该生产方法的缺点也在于生产速率，聚合物熔体的高粘度极大限制了涂覆效率，并且将难以渗透进入纤维内部，所制得的塑料杆性能易不一致。另外，PCT专利WO2012/091806公开了一种缆线加强芯的新型生产方法，使用一种聚合物水分散体润湿纤维，后除去水分使聚合物固结在纤维表面从而制得加强件。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术的提供了一种纤维增强塑料杆及其生产方法和应用，可大幅提高生产速率、降低生产成本并有效降低挥发性气体排放，实现高效、环保生产。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种纤维增强塑料杆，所述纤维增强塑料杆包括纤维以及包覆在纤维外和/或渗透到纤维之间缝隙的内涂层，所述内涂层为树脂涂层，是由光固化树脂通过光固化工艺固化制成。可选地，所述纤维增强塑料杆的内涂层的外侧还有一层外涂层，外涂层是由光固化树脂通过光固化工艺固化制成，该光固化树脂可以和内涂层相同，也可以不同；或由塑料挤出机通过挤塑工艺涂覆而成。所述的光固化工艺是指，在光的辐照下，光引发剂被引发，产生一种或若干种活性种，该活性种引发光固化树脂的聚合和/或交联，并固化成型。进一步的，所述塑料杆的横截面为圆形或近似圆形，其直径为0.2mm～10mm。进一步的，所述的纤维包括但不限于，玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚芳酯纤维、聚酰胺纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、PBO纤维、聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。进一步的，所述的光固化树脂包含光引发体系，即能在紫外光区（200～400nm）和/或可见光区（400～800nm）吸收一定波长的能量，直接或间接产生自由基、阳离子等活性种，活性种进一步引发树脂聚合、交联、固化成型的一种或若干种化合物，亦即光引发剂。进一步的，所述光固化树脂还包括光固化预聚物和/或活性单体（即稀释剂）。进一步的，所述引发体系在整个光固化树脂中的用量为0.1-10%。优选地，其用量为1-3%。进一步的，所述光引发体系包含：安息香醚（BE）、α,α`-二甲基苯偶酰缩酮（DMBK）、α,α-二乙氧基苯乙酮（DEAP）、2-羟基-2甲基-苯基丙酮-1（HMPP）、1-羟基-环己基苯甲酮（HCPK）、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啡丙酮-1（MMMP）、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮-1（BDMB）、苯甲酰甲酸酯（MBF）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦（TEPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯（TPO-L）、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦（BAPO）、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮（2959）、4-对甲苯硫基二苯甲酮（BMS）、二苯甲酮（BP）、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮（MBP）、4-4`-双(二甲氨基)二苯甲酮（MK）、4-苯基二苯甲酮（PBZ）、4-4`-双(二乙氨基)二苯甲酮（DEMK）、2-甲酸甲酯二苯甲酮（OMBB）、4-4`-双(甲基、乙基氨基)二苯甲酮（MEMK）、异丙基硫杂蒽（ITX）、2-氯硫杂蒽酮（CTX）、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮（CPTX）、2,4-二乙基硫杂蒽酮（DETX）、2-乙基蒽醌（2-EA）、三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二甲基苯甲酸乙酯（EDAB）、N,N-二甲基苯甲酸-2-乙基己酯（ODAB）、苯甲酸二甲氨基乙酯（DMB）、活性胺、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐、聚[2-羟基-2-甲基-1-(4-甲基乙烯基-苯基)丙酮]、大分子二苯甲酮、大分子硫杂蒽酮、大分子氨基苯乙酮、大分子α-羟基酮、大分子苯甲酰甲酸酯、大分子肟酮酯、大分子酰基膦化氧、大分子胺烷基酮、大分子碘鎓盐、大分子硫鎓盐、2-羟基-3-(2’-硫杂蒽酮氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙胺氯化物、樟脑醌、双[2,6-二氟-3-(1H-吡咯基-1)苯基]钛茂、硫代叮啶酮/碘鎓盐、硼酸盐/染料、六芳基双咪唑/染料、香豆素酮/染料中的一种或若干种。优选地，所述光引发体系包含：安息香醚（BE）、4-对苯硫基二苯甲酮（BMS）、二苯甲酮（BP）、4-4`-双(二乙氨基)二苯甲酮（DEMK）、α,α`-二甲基苯偶酰缩酮（BDK）、α,α`-二乙氧基苯乙酮（DEAP）、苯甲酰甲酸酯（MBF）、N-甲基二乙醇胺中的一种或若干种。进一步的，所述的光固化预聚物包含以下类型的树脂：不饱和聚酯、环氧（甲基）丙烯酸酯、双酚A环氧（甲基）丙烯酸酯、酚醛环氧（甲基）丙烯酸酯、环氧化油（甲基）丙烯酸酯、改性环氧（甲基）丙烯酸酯、聚氨酯（甲基）丙烯酸酯、聚酯（甲基）丙烯酸酯、聚醚（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂、氨基（甲基）丙烯酸酯、有机硅（甲基）丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或几种。优选地，光固化预聚物包含：不饱和聚酯、氨基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂中的一种或几种。进一步的，所述的活性单体包含：苯乙烯、醋酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强塑料杆，其特征在于，所述纤维增强塑料杆包括纤维以及包覆在纤维外和填充在纤维之间的内涂层，所述内涂层为树脂涂层，是由光固化树脂通过光固化工艺固化制成。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强塑料杆，其特征在于，所述纤维增强塑料杆包括纤维以及包覆在纤维外和填充在纤维之间的内涂层，所述内涂层为树脂涂层，是由光固化树脂通过光固化工艺固化制成。2.根据权利要求1所述的纤维增强塑料杆，其特征在于，所述纤维增强塑料杆的内涂层的外侧还有一层外涂层，外涂层是由光固化树脂通过光固化工艺固化制成，或由挤出机通过挤塑工艺涂覆而成。3.根据权利要求1或2所述的纤维增强塑料杆，其特征在于，所述的纤维包括玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚芳酯纤维、聚酰胺纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、PBO纤维、聚乙烯醇纤维中的任意一种或几种的组合。4.根据权利要求1或2所述的纤维增强塑料杆，其特征在于，所述的光固化树脂包含光引发体系，即光引发剂。5.根据权利要求4所述的纤维增强塑料杆，其特征在于，所述光固化树脂还包括光固化预聚物和/或活性单体。6.根据权利要求4所述的纤维增强塑料杆，其特征在于，所述光引发体系包含：安息香醚（BE）、α,α`-二甲基苯偶酰缩酮（DMBK）、α,α-二乙氧基苯乙酮（DEAP）、2-羟基-2甲基-苯基丙酮-1（HMPP）、1-羟基-环己基苯甲酮（HCPK）、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啡丙酮-1（MMMP）、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮-1（BDMB）、苯甲酰甲酸酯（MBF）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦（TEPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯（TPO-L）、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦（BAPO）、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮（2959）、4-对甲苯硫基二苯甲酮（BMS）、二苯甲酮（BP）、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮（MBP）、4-4`-双(二甲氨基)二苯甲酮（MK）、4-苯基二苯甲酮（PBZ）、4-4`-双(二乙氨基)二苯甲酮（DEMK）、2-甲酸甲酯二苯甲酮（OMBB）、4-4`-双(甲基、乙基氨基)二苯甲酮（MEMK）、异丙基硫杂蒽（ITX）、2-氯硫杂蒽酮（CTX）、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮（CPTX）、2,4-二乙基硫杂蒽酮（DETX）、2-乙基蒽醌（2-EA）、三乙胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N,N-二甲基苯甲酸乙酯（EDAB）、N,N-二甲基苯甲酸-2-乙基己酯（ODAB）、苯甲酸二甲氨基乙酯（DMB）、活性胺、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐、聚[2-羟基-2-甲基-1-(4-甲基乙烯基-苯基)丙酮]、大分子二苯甲酮、大分子硫杂蒽酮、大分子氨基苯乙酮、大分子α-羟基酮、大分子苯甲酰甲酸酯、大分子肟酮酯、大分子酰基膦化氧、大分子胺烷基酮、大分子碘鎓盐、大分子硫鎓盐、2-羟基-3-(2’-硫杂蒽酮氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙胺氯化物、樟脑醌、双[2,6-二氟-3-(1H-吡咯基-1)苯基]钛茂、硫代叮啶酮/碘鎓盐、硼酸盐/染料、六芳基双咪唑/染料、香豆素酮/染料中的一种或若干种。7.根据权利要求5所述的纤维增强塑料杆，其特征在于，所述的光固化预聚物包含以下类型的树脂：不饱和聚酯、环氧（甲基）丙烯酸酯、双酚A环氧（甲基）丙烯酸酯、酚醛环氧（甲基）丙烯酸酯、环氧化油（甲基）丙烯酸酯、改性环氧（甲基）丙烯酸酯、聚氨酯（甲基）丙烯酸酯、聚酯（甲基）丙烯酸酯、聚醚（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸酯化聚丙烯酸树脂、氨基（甲基）丙烯酸酯、有机硅（甲基）丙烯酸酯、环氧树脂中的一种或几种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐玉龙，李乾坤，
申请(专利权)人：三河市洲通光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13