一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂及其制备方法，该固化胶黏剂按重量份数百分比计组成为：环氧丙烯酸酯预聚物10～30％、聚氨酯丙烯酸酯预聚物20～40％、丙烯酸类活性稀释剂15～30％、光引发剂0.5～5％、增感剂0.1～1％、附着力促进剂1～15％、导热填料5～20％、助剂0.2～3％。使用本发明专利技术方法制备得到的胶黏剂能够实现线圈大厚度灌封固化，在全温范围可有效降低光纤线圈的温度梯度，提高光纤线圈全温稳定性。本发明专利技术成果设计科学，具有创新性，适合推广应用。

A High Thermal Conductivity Ultraviolet Curable Adhesive for Filling Optical Fiber Coils and Its Preparation Method

The invention relates to a high thermal conductivity ultraviolet curing adhesive for filling optical fibre coils and a preparation method thereof. The curing adhesive is composed of epoxy acrylate prepolymer 10-30%, polyurethane acrylate prepolymer 20-40%, acrylic active diluent 15-30%, photoinitiator 0.5-5%, sensitizer 0.1-1%, adhesion promoter 1-15% by weight fraction. 5-20% thermal conductive filler and 0.2-3% additive. The adhesive prepared by the method of the invention can realize the filling and solidification of large thickness coil, effectively reduce the temperature gradient of the optical fiber coil in the full temperature range, and improve the full temperature stability of the optical fiber coil. The results of the invention are scientifically designed, innovative and suitable for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂及其制备方法
本专利技术涉及光纤陀螺传感线圈灌封
，尤其是一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂及其制备方法。
技术介绍
光纤陀螺是一种新型的全固态角速率传感器，具有成本低、寿命长、动态范围大和可靠性高等优点，已被广泛的应用于军用及民用领域。光纤线圈是光纤陀螺的核心敏感元件，其环境适应性直接影响光纤陀螺的应用性能，在工作过程中，光纤线圈要经历-45～70℃温度环境，能否快速适应外界高低温环境是决定线圈全温稳定性的重要因素。灌封胶是一种高分子材料，占据环圈比例高，其理化性能很大程度上关系着光纤线圈的全温稳定性。作为光纤陀螺敏感元件的关键组成材料而言，灌封胶不仅要求具有良好的力学性能和耐久性能，还要具有良好的温度适应性。高导热灌封胶不仅能够灌封固化光纤线圈，起到固定和尺寸保持功能，还具有较高的导热系数，在线圈经历高低温过程中能够加速热量传递，有效降低光纤线圈的温度梯度，降低线圈全温温度误差。胶黏剂通常导热系数较低，固化后不易传导热量，导致整个产品体系温度不均匀，影响产品应用。因此，很多科研工作者对胶黏剂导热性能进行了研究，通常通过掺杂大量的导热填料来提高胶黏剂的导热效果，但这样一方面增加了体系粘度，胶黏剂施工困难，不易实现真空灌封工艺，另一方面导热填料会影响紫外光透过，导致固化效果变差，固化后内层固化层比较柔软，性能较差。因此，需要研制一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂，提升光纤陀螺的全温温度稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂及其制备方法，用来解决现有胶黏剂在光纤线圈灌封固化后温度梯度大、热导性能差的问题，同时实现光纤线圈灌封胶的大厚度充分固化。本专利技术的目的是通过以下技术手段实现的：一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂，其特征在于：按重量份数百分比计组成为：环氧丙烯酸酯预聚物10～30％、聚氨酯丙烯酸酯预聚物20～40％、丙烯酸类活性稀释剂15～30％、光引发剂0.5～5％、增感剂0.1～1％、附着力促进剂1～15％、导热填料5～20％、助剂0.2～3％。而且，所述的环氧丙烯酸酯预聚物为氰特EB6040、氰特EB600、沙多玛CN121、沙多玛CN2100、巴斯夫LR8986、巴斯夫LR8765、科宁3215、科宁3660、长兴6210G、长兴621A-80、三木61040、三木6104中的一种或几种。而且，所述的聚氨酯丙烯酸酯预聚物为沙多玛CN972、沙多玛CN999、沙多玛CN968、氰特EB210、氰特EB5129、科宁6572、科宁6891、拜耳UAVPLS2265、拜耳UAVPLS2337、巴斯夫UA9030A、巴斯夫LR8987、巴斯夫UA9031V、三木SM6201、长兴6146-100、长兴615-100、长兴611B-85中的一种或几种。而且，所述的丙烯酸类活性稀释剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、领苯二甲酸乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、三乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲氧基乙氧基三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯中的一种或几种。而且，所述的光引发剂为α,α-二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种或几种。而且，所述的增感剂为Doublecure225、DoublecureEPD和DoublecureITX中的一种或几种。而且，所述的附着力促进剂为γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、2,3-环氧丙基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、N-二甲基氨基三甲氧基硅烷中的一种或几种。而且，所述的导热填料为粒径0.05μm的氮化硼微粉、粒径0.6μm的氮化硼微粉、粒径1μm的氮化硼微粉中的一种或几种。而且，所述的助剂为迪高FoamexN、迪高Dispers710中的一种或几种。一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将环氧丙烯酸酯预聚物、聚氨酯丙烯酸酯预聚物、丙烯酸类活性稀释剂混合，加入到反应釜中，于一定转速下混合均匀，升温至80℃，保温1.5～2.5h，得到混合预聚体；步骤2：将步骤1得到的混合预聚体降温至45℃，加入导热填料和助剂，45℃恒温下搅拌混合均匀，保温0.5～1.5h，得到掺杂预聚物；步骤3：将步骤2得到的掺杂预聚物升温至65℃，避光条件下加入光引发剂、增感剂和附着力促进剂，65℃恒温下搅拌混合均匀，按照0.5℃/min降温速率冷却至室温，得到光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术制备的高导热紫外光固化胶黏剂可实现大厚度光纤线圈灌封固化，固化深度大于7mm，固化后样品内外层固化效果均匀。2、本专利技术运用纳米氮化硼为导热填料，极大提高了胶黏剂体系的导热性能，导热系数为1.1W/m·K，同时纳米氮化硼纳米粒径选择又最大限度降低了填料对胶黏剂体系粘度升高的影响，同时匹配相应的活性稀释剂，令体系粘度得到有效控制。3、本专利技术制备的胶黏剂为光纤线圈灌封用，极大提升了环圈全温温度稳定性，运用该高导热紫外光固化胶黏剂的光纤线圈，-45～70℃全温温度误差小于0.08°/h，较改进前提升近1倍。4、本专利技术提供的一种光纤线圈用高导热紫外光固化胶黏剂，有效提高了胶黏剂的热导效率。该胶黏剂可实现大厚度固化，工作温度范围宽，上述胶黏剂性能提升可有效提高光纤线圈全温稳定性。具体实施方式下面详细叙述本专利技术的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂，按重量份数百分比计组成为：环氧丙烯酸酯预聚物10～30％、聚氨酯丙烯酸酯预聚物20～40％、丙烯酸类活性稀释剂15～30％、光引发剂0.5～5％、增感剂0.1～1％、附着力促进剂1～15％、导热填料5～20％、助剂0.2～3％。所述的环氧丙烯酸酯预聚物为氰特EB6040、氰特EB600、沙多玛CN121、沙多玛CN2100、巴斯夫LR8986、巴斯夫LR8765、科宁3215、科宁3660、长兴6210G、长兴621A-80、三木61040、三木6104中的一种或几种。所述的聚氨酯丙烯酸酯预聚物为沙多玛CN972、沙多玛CN999、沙多玛CN968、氰特EB210、氰特EB5129、科宁6572、科宁6891、拜耳UAVPLS2265、拜耳UAVPLS2337、巴斯夫UA9030A、巴斯夫LR8987、巴斯夫UA9031V、三木SM6201、长兴6146-100、长兴615-100、长兴611B-85中的一种或几种。所述的丙烯酸类活性稀释剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、领苯二甲酸乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂，其特征在于：按重量份数百分比计组成为：环氧丙烯酸酯预聚物10～30％、聚氨酯丙烯酸酯预聚物20～40％、丙烯酸类活性稀释剂15～30％、光引发剂0.5～5％、增感剂0.1～1％、附着力促进剂1～15％、导热填料5～20％、助剂0.2～3％。

【技术特征摘要】
1.一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂，其特征在于：按重量份数百分比计组成为：环氧丙烯酸酯预聚物10～30％、聚氨酯丙烯酸酯预聚物20～40％、丙烯酸类活性稀释剂15～30％、光引发剂0.5～5％、增感剂0.1～1％、附着力促进剂1～15％、导热填料5～20％、助剂0.2～3％。2.根据权利要求1所述的一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂，其特征在于：所述的环氧丙烯酸酯预聚物为氰特EB6040、氰特EB600、沙多玛CN121、沙多玛CN2100、巴斯夫LR8986、巴斯夫LR8765、科宁3215、科宁3660、长兴6210G、长兴621A-80、三木61040、三木6104中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂，其特征在于：所述的聚氨酯丙烯酸酯预聚物为沙多玛CN972、沙多玛CN999、沙多玛CN968、氰特EB210、氰特EB5129、科宁6572、科宁6891、拜耳UAVPLS2265、拜耳UAVPLS2337、巴斯夫UA9030A、巴斯夫LR8987、巴斯夫UA9031V、三木SM6201、长兴6146-100、长兴615-100、长兴611B-85中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂，其特征在于：所述的丙烯酸类活性稀释剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、领苯二甲酸乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、三乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲氧基乙氧基三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种光纤线圈灌封用高导热紫外光固化胶黏剂，其特征在于：所述的光引发剂为α,α-二乙氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓乐，刘伯晗，陈桂红，赵亮，王玥泽，左文龙，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12