一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂制造技术

一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂，按重量百分比计，其中各组分的含量为预聚物A 10

【技术实现步骤摘要】
一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂


[0001]本专利技术属于光纤及光纤涂层领域，具体涉及一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂。

技术介绍

[0002]光纤涂覆树脂是光纤生产和应用中不可缺少的关键保护材料，它为光纤提供强度保护、防水及应力缓冲等作用，从而保持光纤优良的机械和光学性能。通讯光纤中最常用的是紫外光UV固化光纤涂料。通常用于二氧化硅基光纤材料的普通光纤涂料分为内、外层涂料，其折射率内层大于1.48，外层大于1.50，两种涂料在玻璃光棒于高温熔融拉丝经过冷却系统后，在玻璃表面的微裂纹尚没有受空气中水分影响，而快速涂覆光固化内、外层树脂固化制备成光纤。
[0003]低折射率光纤涂料是一种特殊的光纤内层包覆涂料，一般设计为有机氟或有机硅类紫外光固化丙烯酸树脂材料，其特点在于具有较低的折射率，一般是1.35
‑
1.42之间。固化膜折射率低，可以增大光纤的数值孔径，在保证良好机械性能的前提下，有效提高光能的长距离传输效率，降低光损耗。利用其较低的折射率，和硅基玻璃材料一起，形成具有高NA值特点的光波导。
[0004]目前常见的低折射率光纤涂覆树脂的折射率在1.36
‑
1.41之间，现有技术制备的低折射率光纤涂覆树脂其玻璃化温度一般随着折射率的降低而降低，如1.36级别的低折射率涂覆树脂的玻璃化温度已经小于25℃。如果低折涂层的玻璃化温度处于光纤的工作温度范围内，会造成玻璃化温度以上温度区域与玻璃化温度以下温度区域的光学性能差异巨大，将会严重影响了其制备的光纤的全温性能，所以如何提高低折涂覆树脂的玻璃化温度，已经成为特种光纤发展的关键。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂，折射率低且可调(1.36
‑
1.41)，玻璃化温度高(60
‑
120℃)，粘附力强，使得光纤在弯曲时不易折断，可靠性好。
[0006]本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
[0007]一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂，按重量百分比计，其中各组分的含量为：预聚物A10
‑
60％，预聚物B10
‑
60％，附着力增强剂C1
‑
10％，光引发剂0.5
‑
5％，单官能活性稀释剂0
‑
5％、多官能活性稀释剂5
‑
30％，含氟硅烷偶联剂0.1
‑
1％，各组分之和满足100％。
[0008]按上述方案，所述预聚物A结构式如式A所示，R1为
R2为
‑
CH3或
‑
H，R3为
‑
CF3或
‑
F，a为3
‑
8，PMZ的结构式为其中X的结构式为其中X的结构式为b＝2
‑
20，c＝6
‑
18，d＝0
‑
2，e＝2
‑
18，y＝1
‑
20，R4＝
‑
CH3或
‑
H。
[0009][0010]按上述方案，所述预聚物A的合成方法，包括如下步骤：
[0011]1)将全氟二酸与含氟二醇按摩尔比(y:y+1)(y＝1
‑
20)加入带搅拌的反应器中，加入催化剂α，升温至120
‑
140℃，保持该温度反应，直到所有的固体均变成液体，打开真空泵继续保持该温度抽真空继续反应6
‑
24小时，相对真空度应保持在
‑
0.09MPa～
‑
0.1MPa之间，待反应器内物料酸值＜0.5(mgKOH/g)后停止反应，出料得到所述氟化聚酯二元醇；其中，催化剂α的加入量占本步骤中整个反应体系物质总质量的0.03％
‑
1％；
[0012]2)按照氟化聚酯二元醇与二异氰酸酯的摩尔比1:2，将氟化聚酯二元醇与二异氰酸酯加入带搅拌的反应器中混合均匀，然后加入催化剂β和阻聚剂，所得混合体系置于温度30
‑
60℃的反应3
‑
6小时，反应得到端异氰酸酯的中间体；其中，催化剂β的加入量占本步骤中整个反应体系物质总质量的0.03％
‑
1％，阻聚剂的加入量占本步骤中整个反应体系物质总质量的0.01％
‑
1％；
[0013]3)按照含羟基的氟化丙烯酸酯与氟化聚酯二元醇的摩尔比为2：1，将含羟基的氟化丙烯酸酯加入到步骤2)所得的端异氰酸酯的中间体中，于温度60
‑
80℃反应3
‑
6小时，得到预聚物A。预聚物的合成路线图如图1所示。
[0014]其中，预聚物A的合成方法中，所述的氟化聚酯二元醇由全氟二酸与含氟二醇通过缩聚反应得到的，其数均分子量为600
‑
4000之间。
[0015]进一步地，预聚物A的合成方法中，所述的含氟二醇的结构式为其中c＝6
‑
18；d＝0
‑
2；e＝2
‑
18；R4＝
‑
CH3或
‑
H。
[0016]进一步地，预聚物A的合成方法中，所述的二异氰酸酯是氢化苯二亚甲基二异氰酸酯(HXDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等中的一种或二种按比例的混合物。
[0017]进一步地，预聚物A的合成方法中，所述的催化剂α优选对甲基苯磺酸。
[0018]按上述方案，所述预聚物B结构式如式B所示，属于多官能预聚物，玻璃化温度高，
整个分子上有4部分是高氟代结构又具有非常低的折射率；其中b＝2
‑
20，n＝3
‑
18，R＝
‑
CH3或
‑
H。
[0019][0020]按上述方案，所述预聚物B的合成方法，包括如下步骤：
[0021]1)(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与全氟二酸按摩尔比2:1加入带搅拌的反应器中混合均匀，然后加入催化剂γ和阻聚剂，保持温度80
‑
110℃的反应2
‑
8小时，得到中间体双官能含氟环氧丙烯酸酯；其中，催化剂γ占本步骤物质总质量的0.03％
‑
1％，阻聚剂占整个反应体系物质总质量的0.01％
‑
1％；
[0022]2)向中间体双官能含氟环氧丙烯酸酯中加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和催化剂β，保持70
‑
90℃反应2
‑
4小时，得到中间体氨基甲酸酯改性环氧丙烯酸酯；其中，催化剂β占第一步和第二步物质总质量的0.03％
‑
1％，HDI与第一步骤中的全氟二酸的摩尔比为1:2；
[0023]3)向中间体氨基甲酸酯改性环氧丙烯酸酯中加入碳酸钾搅拌均匀，降温至40本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂，其特征在于按重量百分比计，其各组分的含量为：预聚物A10
‑
60％，预聚物B10
‑
60％，附着力增强剂C1
‑
10％，光引发剂0.5
‑
5％，单官能活性稀释剂0
‑
5％、多官能活性稀释剂5
‑
30％，含氟硅烷偶联剂0.1
‑
1％，各组分之和满足100％；预聚物A的结构如式A所示，式A中，R1为R2为
‑
CH3或
‑
H，R3为
‑
CF3或
‑
F，a为3
‑
8；PMZ的结构式为其中X的结构式为b＝2
‑
20，c＝6
‑
18，d＝0
‑
2，e＝2
‑
18，y＝1
‑
20，R4＝
‑
CH3或
‑
H；预聚物B的结构如式B所示，式B中，b＝2
‑
20，n＝3
‑
18，R＝
‑
CH3或
‑
H；
附着力增强剂C的结构如式C所示，式C中，f＝1
‑
4；R5＝
‑
OCH3或
‑
OCH2CH3；R6＝
‑
OCH3或
‑
OCH2CH3或
‑
CH3，R2为
‑
CH3或
‑
H，R3为
‑
CF3或
‑
F，a为3
‑
8。2.根据权利要求1所述的一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂，其特征在于所述预聚物A的合成方法，包括如下步骤：1)按照氟化聚酯二元醇与二异氰酸酯按摩尔比1:2混合于反应器中，加入催化剂β和阻聚剂，然后置于温度30
‑
60℃的反应3
‑
6小时，得到端异氰酸酯的中间体；其中，催化剂β的加入量占本步骤中整个反应体系物质总质量的0.03％
‑
1％，阻聚剂的加入量占本步骤中整个反应体系物质总质量的0.01％
‑
0.3％；2)将含羟基的氟化丙烯酸酯加入到步骤1)所得的端异氰酸酯的中间体中，于温度60
‑
80℃反应3
‑
6小时，得到预聚物A；本步骤中含羟基的氟化丙烯酸酯与步骤1)中氟化聚酯二元醇的摩尔比为2：1。3.根据权利要求1所述的一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂，其特征在于所述的氟化聚酯二元醇由全氟二酸与含氟二醇通过缩聚反应得到，其数均分子量为600
‑
4000之间；其中，含氟二醇的结构式为之间；其中，含氟二醇的结构式为全氟二酸的结构式为其中b＝2
‑
20，c＝6
‑
18，d＝0
‑
2，e＝2
‑
18，R4＝
‑
CH3或
‑
H。4.根据权利要求1所述的一种高玻璃化温度的低折射率光纤涂覆树脂，其特征在于所述的预聚物B的合成方法，包括如下步骤：1)(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与全氟二酸按摩尔比2:1混合于反应器中加入催化剂γ和阻聚剂，保持温度80
‑
110℃的反应2
‑
8小时，得到中间体双官能含氟环氧丙烯酸酯FEA；其中，催化剂γ占本步骤物质总质量的0.03％
‑
1％，阻聚剂占整个反应体系物质总质量的0.01％
‑
1％；2)将步骤1)所得中间体双官能含氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔丽云，余晓梦，黄星，万欢，桂振东，皮亚斌，高旭，
申请(专利权)人：武汉长盈鑫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：