CN110763255A - 一种光纤绕环固化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤绕环固化工艺，包括以下步骤：步骤一、调配固化胶；步骤二、将调配好的固化胶涂覆在光纤上；步骤三、使用UV灯照射光纤环；步骤四、冷却；步骤五、储存；通过将不饱和树脂、填料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、饱和醇、十八烷基醇和单酰基氧化磷制备成固化胶，不饱和树脂搭配碳酸钙和氢氧化铝，降低固化胶的收缩率，十八烷基醇配合甲基丙烯酸缩水甘油酯，不仅能增大低聚物的相对分子质量，减小树脂的反应官能团密度，还能大幅度提高低聚物分子的柔性，使得光固化收缩率明显降低，同时，单酰基氧化磷作为引发剂激活甲基丙烯酸缩水甘油酯的光固化反应，可以提高树脂的光固化速度和最终转化率，降低固化收缩对光纤环的影响。
Description
技术领域
本发明属于光纤绕环技术领域，具体涉及一种光纤绕环固化工艺。
背景技术
光纤陀螺即光纤角速度传感器，它是各种光纤传感器中最有希望推广应用的一种。光纤陀螺和环形激光陀螺一样，具有无机械活动部件、无预热时间、不敏感加速度、动态范围宽、数字输出、体积小等优点。除此之外，光纤陀螺还克服了环形激光陀螺成本高和闭锁现象等致命缺点。因此，光纤陀螺受到许多国家的重视。
光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克(Sagnac)效应。萨格纳克效应是相对惯性空间转动的闭环光路中所传播光的一种普遍的相关效应，即在同一闭合光路中从同一光源发出的两束特征相等的光，以相反的方向进行传播，最后汇合到同一探测点。
光纤陀螺在光纤环绕时，需要对光纤进行固化，以保证光纤以后的正常使用，然而，现有的光纤绕环固化工艺中，固化胶涂抹于光纤环上后，经常会出现由于固化收缩率过高，导致光纤受损，甚至断裂，同时光纤环绕制时的涂胶工艺也会影响光纤受到的收缩应力，严重时可导致光纤受损，甚至断裂的情况出现，生产合格率降低，生产效益降低，为此，提出一种光纤绕环固化工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤绕环固化工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种光纤绕环固化工艺，包括以下步骤：
步骤一、调配固化胶：将一定比例的不饱和树脂、填料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、饱和醇、十八烷基醇和单酰基氧化磷制备成固化胶，并在60-80℃的环境下，使用UV灯照射30-60min；
步骤二、将调配好的固化胶涂覆在光纤上：涂覆固化胶时，在30-45℃的环境下，将固化胶均匀涂抹于光纤环上；
步骤三、使用UV灯照射光纤环：采用波长为500-600纳米的紫外光直接照射涂抹好固化胶的光纤环上；
步骤四、冷却：涂覆完毕后，将涂抹好固化胶的光纤环放置于在40-50℃的环境下；
步骤五、储存：将冷却后的光纤环放置于20-24℃的环境下，保存。
优选的：在步骤一中，所述固化胶的原料中，按重量份数比为：不饱和树脂40-50份、填料10-15份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-12份、饱和醇1-2份、十八烷基醇2-3份、单酰基氧化磷5-8份。
优选的：所述填料为碳酸钙和氢氧化铝。
优选的：固化胶调配过程中，还包括以下步骤：
将不饱和树脂放置于120-200份的蒸馏水内，通氮气保护，放置于卧式搅拌机内，将蒸馏水加热至65-70℃，以350r-500r/min的搅拌速度，搅拌10-15min，加入填料和甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌5-8min，加入饱和醇和十八烷基醇，继续搅拌8-15min，加入单酰基氧化磷，搅拌30-45min，经高压筛选，去除固化废弃物，得到固化胶。
优选的：在步骤二中，固化胶均匀涂抹于光纤环上时，包括以下步骤：
使用UV光固化机涂抹第一层固化胶，厚度为0.3-0.5mm，5-8min后，涂抹第二层固化胶，厚度为0.2-0.4mm，4-6min后，涂抹第三层固化胶，厚度为0.5-0.8mm。
优选的：在使用UV光固化机涂抹固化胶时，保持使用UV灯进行照射。
优选的：在步骤三中，UIV灯照射时间为5-8min。
优选的：在步骤四中，将光纤环放置于40-50℃的环境下后，5-8min后，以1-2℃/min的降温速率降温至20-25℃，保持20-30min。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种光纤绕环固化工艺，与现有技术相比，具有以下优点：
一、通过将不饱和树脂、填料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、饱和醇、十八烷基醇和单酰基氧化磷制备成固化胶，不饱和树脂搭配碳酸钙和氢氧化铝，降低固化胶的收缩率，十八烷基醇配合甲基丙烯酸缩水甘油酯，不仅能增大低聚物的相对分子质量，减小树脂的反应官能团密度，还能大幅度提高低聚物分子的柔性，使得光固化收缩率明显降低，同时，单酰基氧化磷作为引发剂激活甲基丙烯酸缩水甘油酯的光固化反应，可以提高树脂的光固化速度和最终转化率，以此降低固化收缩对光纤环的影响；
二、在固化过程中，通过层层涂抹固化胶的方式，可以进一步的消除固化胶固化收缩对光纤环的影响，进一步消除固化收缩对光纤环的影响，避免出现光纤受损，甚至断裂的情况，提高光纤陀螺的精准性，提高生产合格率，从而提高生产效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供了一种光纤绕环固化工艺，包括以下步骤：
步骤一、调配固化胶：将一定比例的不饱和树脂、填料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、饱和醇、十八烷基醇和单酰基氧化磷制备成固化胶，并在60℃的环境下，使用UV灯照射60min；
步骤二、将调配好的固化胶涂覆在光纤上：涂覆固化胶时，在30℃的环境下，将固化胶均匀涂抹于光纤环上；
步骤三、使用UV灯照射光纤环：采用波长为500纳米的紫外光直接照射涂抹好固化胶的光纤环上；
步骤四、冷却：涂覆完毕后，将涂抹好固化胶的光纤环放置于在40℃的环境下；
步骤五、储存：将冷却后的光纤环放置于20℃的环境下，保存。
本实施例中，具体的：在步骤一中，固化胶的原料中，按重量份数比为：不饱和树脂40份、填料10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10份、饱和醇2份、十八烷基醇3份、单酰基氧化磷8份。
本实施例中，具体的：填料为碳酸钙和氢氧化铝；不饱和树脂的收缩率为7%以下，通过添加碳酸钙和氢氧化铝，可以将不饱和树脂的收缩率将降至1%左右，降低光纤环受固化收缩的影响。
本实施例中，具体的：固化胶调配过程中，还包括以下步骤：
将不饱和树脂放置于120份的蒸馏水内，通氮气保护，放置于卧式搅拌机内，将蒸馏水加热至65℃，以350r/min的搅拌速度，搅拌15min，加入填料和甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌8min，加入饱和醇和十八烷基醇，继续搅拌15min，加入单酰基氧化磷，搅拌45min，经高压筛选，去除固化废弃物，得到固化胶；可以制得固化胶。
本实施例中，具体的：在步骤二中，固化胶均匀涂抹于光纤环上时，包括以下步骤：
使用UV光固化机涂抹第一层固化胶，厚度为0.3mm，5min后，涂抹第二层固化胶，厚度为0.2mm，4min后，涂抹第三层固化胶，厚度为0.8mm；通过层层涂抹固化胶的方式，可以进一步的消除固化胶固化收缩对光纤环的影响。
本实施例中，具体的：在使用UV光固化机涂抹固化胶时，保持使用UV灯进行照射；可以使光纤环在涂抹固化胶的固化中，保持固化，降低固化收缩对光纤环的影响。
本实施例中，具体的：在步骤三中，UIV灯照射时间为8min。
本实施例中，具体的：在步骤四中，将光纤环放置于40℃的环境下后，5min后，以1℃/min的降温速率降温至20℃，保持20min。
实施例二
本发明还提供了一种光纤绕环固化工艺，与实施例一不同的是，包括以下步骤：
步骤一、调配固化胶：将一定比例的不饱和树脂、填料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、饱和醇、十八烷基醇和单酰基氧化磷制备成固化胶，并在70℃的环境下，使用UV灯照射45min；
步骤二、将调配好的固化胶涂覆在光纤上：涂覆固化胶时，在40℃的环境下，将固化胶均匀涂抹于光纤环上；
步骤三、使用UV灯照射光纤环：采用波长为550纳米的紫外光直接照射涂抹好固化胶的光纤环上，照射时间为6min；
步骤四、冷却：涂覆完毕后，将涂抹好固化胶的光纤环放置于在45℃的环境下，6min后，以2℃/min的降温速率降温至23℃，保持25min；
步骤五、储存：将冷却后的光纤环放置于22℃的环境下，保存。
固化胶的原料中，按重量份数比为：不饱和树脂45份、填料13份、甲基丙烯酸缩水甘油酯11份、饱和醇1份、十八烷基醇2份、单酰基氧化磷7份；
固化胶调配过程中，还包括以下步骤：
将不饱和树脂放置于150份的蒸馏水内，通氮气保护，放置于卧式搅拌机内，将蒸馏水加热至68℃，以440r/min的搅拌速度，搅拌12min，加入填料和甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌7min，加入饱和醇和十八烷基醇，继续搅拌12min，加入单酰基氧化磷，搅拌35min，经高压筛选，去除固化废弃物，得到固化胶；
固化胶均匀涂抹于光纤环上时，包括以下步骤：
使用UV光固化机涂抹第一层固化胶，厚度为0.4mm，6min后，涂抹第二层固化胶，厚度为0.3mm，5min后，涂抹第三层固化胶，厚度为0.7mm。
实施例三
本发明还提供了一种光纤绕环固化工艺，与实施例一不同的是，包括以下步骤：
步骤一、调配固化胶：将一定比例的不饱和树脂、填料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、饱和醇、十八烷基醇和单酰基氧化磷制备成固化胶，并在80℃的环境下，使用UV灯照射60min；
步骤二、将调配好的固化胶涂覆在光纤上：涂覆固化胶时，在45℃的环境下，将固化胶均匀涂抹于光纤环上；
步骤三、使用UV灯照射光纤环：采用波长为600纳米的紫外光直接照射涂抹好固化胶的光纤环上，照射时间为8min；
步骤四、冷却：涂覆完毕后，将涂抹好固化胶的光纤环放置于在50℃的环境下，8min后，以2℃/min的降温速率降温至25℃，保持30min；
步骤五、储存：将冷却后的光纤环放置于20-24℃的环境下，保存。
固化胶的原料中，按重量份数比为：不饱和树脂50份、填料15份、甲基丙烯酸缩水甘油酯12份、饱和醇1份、十八烷基醇3份、单酰基氧化磷5份；
固化胶调配过程中，还包括以下步骤：
将不饱和树脂放置于200份的蒸馏水内，通氮气保护，放置于卧式搅拌机内，将蒸馏水加热至70℃，以500r/min的搅拌速度，搅拌10min，加入填料和甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌8min，加入饱和醇和十八烷基醇，继续搅拌15min，加入单酰基氧化磷，搅拌45min，经高压筛选，去除固化废弃物，得到固化胶；
固化胶均匀涂抹于光纤环上时，包括以下步骤：
使用UV光固化机涂抹第一层固化胶，厚度为0.5mm，8min后，涂抹第二层固化胶，厚度为0.4mm，6min后，涂抹第三层固化胶，厚度为0.5mm。
工作原理：通过将一定比例的不饱和树脂、填料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、饱和醇、十八烷基醇和单酰基氧化磷制备成固化胶，不饱和树脂搭配碳酸钙和氢氧化铝，降低固化胶的收缩率，十八烷基醇具有更高的相对分子质量和更好的柔韧性，能够明显改善甲基丙烯酸缩水甘油酯衍生物的柔性，不仅能增大低聚物的相对分子质量，减小树脂的反应官能团密度，还能大幅度提高低聚物分子的柔性，使得光固化收缩率明显降低，同时，单酰基氧化磷作为引发剂激活甲基丙烯酸缩水甘油酯的光固化反应，不仅能够提高树脂的光固化速度和最终转化率，还能获得优异的力学性能和相对较低的收缩应力，以此降低固化收缩对光纤环的影响，同时在固化过程中，通过层层涂抹固化胶的方式，可以进一步的消除固化胶固化收缩对光纤环的影响，进一步消除固化收缩对光纤环的影响，避免出现光纤受损，甚至断裂的情况，提高光纤陀螺的精准性，提高生产合格率，从而提高生产效益。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种光纤绕环固化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、调配固化胶：将一定比例的不饱和树脂、填料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、饱和醇、十八烷基醇和单酰基氧化磷制备成固化胶，并在60-80℃的环境下，使用UV灯照射30-60min；
步骤二、将调配好的固化胶涂覆在光纤上：涂覆固化胶时，在30-45℃的环境下，将固化胶均匀涂抹于光纤环上；
步骤三、使用UV灯照射光纤环：采用波长为500-600纳米的紫外光直接照射涂抹好固化胶的光纤环上；
步骤四、冷却：涂覆完毕后，将涂抹好固化胶的光纤环放置于在40-50℃的环境下；
步骤五、储存：将冷却后的光纤环放置于20-24℃的环境下，保存。
2.根据权利要求1所述的一种光纤绕环固化工艺，其特征在于：在步骤一中，所述固化胶的原料中，按重量份数比为：不饱和树脂40-50份、填料10-15份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-12份、饱和醇1-2份、十八烷基醇2-3份、单酰基氧化磷5-8份。
3.根据权利要求2所述的一种光纤绕环固化工艺，其特征在于：所述填料为碳酸钙和氢氧化铝。
4.根据权利要求1所述的一种光纤绕环固化工艺，其特征在于：固化胶调配过程中，还包括以下步骤：
将不饱和树脂放置于120-200份的蒸馏水内，通氮气保护，放置于卧式搅拌机内，将蒸馏水加热至65-70℃，以350r-500r/min的搅拌速度，搅拌10-15min，加入填料和甲基丙烯酸缩水甘油酯，继续搅拌5-8min，加入饱和醇和十八烷基醇，继续搅拌8-15min，加入单酰基氧化磷，搅拌30-45min，经高压筛选，去除固化废弃物，得到固化胶。
5.根据权利要求1所述的一种光纤绕环固化工艺，其特征在于：在步骤二中，固化胶均匀涂抹于光纤环上时，包括以下步骤：
使用UV光固化机涂抹第一层固化胶，厚度为0.3-0.5mm，5-8min后，涂抹第二层固化胶，厚度为0.2-0.4mm，4-6min后，涂抹第三层固化胶，厚度为0.5-0.8mm。
6.根据权利要求5所述的一种光纤绕环固化工艺，其特征在于：在使用UV光固化机涂抹固化胶时，保持使用UV灯进行照射。
7.根据权利要求1所述的一种光纤绕环固化工艺，其特征在于：在步骤三中，UIV灯照射时间为5-8min。
8.根据权利要求1所述的一种光纤绕环固化工艺，其特征在于：在步骤四中，将光纤环放置于40-50℃的环境下后，5-8min后，以1-2℃/min的降温速率降温至20-25℃，保持20-30min。
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