CN114276731B - 一种耐水煮低折射率光纤涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐水煮低折射率光纤涂料：由预聚物、光引发剂、活性稀释剂制备而得，所述预聚物由全氟丙烯酸酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯型无味分子量控制剂、过氧化苯甲酰、四丁基溴化铵制备而得。本发明制备的耐水煮低折射率涂料以紫外光固化方式进行固化，同时具有较低折射率和较优异的耐水煮性能，可以广泛应用在有相应需求的光纤玻璃纤维的纤芯涂覆。

Description

一种耐水煮低折射率光纤涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种耐水煮低折射率光纤涂料及其制备方法。

背景技术

在光纤涂料的实际使用过程中，往往需要将光纤具有一定的耐水煮特性。光纤的耐水煮性指将涂覆涂料后的光纤放置于高温(70℃～90℃)水环境中经一定时间的耐候。低折射率光纤涂料拥有较低折射率但由于其特殊的分子结构使其耐水煮特性较差，经过长时间水煮后除涂料光透性能大幅下降还会出现光纤表面裂纹，褶皱等现象，因此需要研制一种耐水煮的低折射率光纤涂料使其涂敷于光纤表面后拥有良好的耐水煮性能。

目前解决该问题的主要方法有两种，一种为增加涂料的交联度从而增强其分子结构致密性，可是由于低折射率光纤涂料需要较低折射率，交联度的增加会导致涂料折射率的上升，且合成过程中等都有诸多限制因素，此种方法只适用于对折射率要求不高的光纤涂料；第二种常用解决方法为向涂料中添加不同助剂。由于低折射率光纤涂料为光固化类型涂料，助剂的添加势必会影响固化过程中固化时间以及助剂与涂料体系相容性的问题，且目前来说针对光固化体系的耐水煮性助剂种类较少较单一，且价格昂贵。

发明内容

本发明制备了一种耐水煮低折射率光纤涂料，在合成过程中使用链转移剂调整其分子量同时后期添加适当活性稀释剂控制其折射率，该涂料具有良好的耐水煮性，经水煮后涂料依旧拥有较优良的光透过率，其固化定型速度快，且能根据使用需求灵活调整折射率。

本发明的具体方案提供一种耐水煮低折射率光纤涂料，按质量百分数计：

预聚物 45～65％

光引发剂 0.1～1％

活性稀释剂 34～54％

所述预聚物，包括如下按质量百分数计的下列组分：

进一步，所述全氟丙烯酸酯为甲基丙烯酸三氟乙酯，丙烯酸三氟乙酯，甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯的一种或几种。

进一步，所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、四甲基米蚩酮中的一种或几种。

进一步，所述活性稀释剂为甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯中的一种或几种。

本发明的第二方面在于提供该耐水煮低折射率光纤涂料的制备方法如下：

(1)预聚物的制备方法：将10％的全氟丙烯酸酯，10％的甲基丙烯酸丁酯与适量醋酸丁酯加入反应釜，搅拌，升温至回流，保持回流状态30min；滴加剩余90％的全氟丙烯酸酯，90％的甲基丙烯酸丁酯，90％的过氧化苯甲酰，100％的甲基丙烯酸缩水甘油酯，100％的苯乙烯型无味分子量控制剂以及适量醋酸丁酯的混合液，3h左右滴加完，滴加完保温回流30min；滴加剩余10％过氧化苯甲酰与适量醋酸丁酯混合液，30min左右滴加完，滴加完后保温回流反应3h；加入100％的四丁基溴化铵并在0.5h内滴加完100％的甲基丙烯酸，反应8h，控温减压抽出醋酸丁酯溶剂，真空度0.07Mpa，抽出后得到耐水煮低折射率光纤涂料预聚物；

(2)根据实际折射率需要向预聚物中加入光引发剂和活性稀释剂，得到耐水煮低折射率光纤涂料。

本发明的有益效果：

本发明制备的耐水煮低折射率涂料以紫外光固化方式进行固化，同时具有较低折射率和较优异的耐水煮性能，可以广泛应用在有相应需求的光纤玻璃纤维的纤芯涂覆。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

将10g甲基丙烯酸三氟乙酯，10g丙烯酸十三氟辛酯，21g甲基丙烯酸丁酯与适量醋酸丁酯加入反应釜，搅拌，升温至回流，保持回流状态30min；滴加90g甲基丙烯酸三氟乙酯，90g丙烯酸十三氟辛酯，189g甲基丙烯酸丁酯，1.35g过氧化苯甲酰，40g甲基丙烯酸缩水甘油酯，20g苯乙烯型无味分子量控制剂以及适量醋酸丁酯的混合液，3h左右滴加完，滴加完保温回流30min；滴加0.15g过氧化苯甲酰与适量醋酸丁酯混合液，30min左右滴加完，滴加完后保温回流反应3h；加入1.5g四丁基溴化铵并在0.5h内滴加完30g甲基丙烯酸，反应8h，控温减压抽出溶剂，真空度0.07Mpa，抽出后得到耐水煮低折射率涂料预聚物。

取65g预聚物，向其中加入1g光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮和34g丙烯酸十三氟辛酯，得到折射率为1.374的耐水煮低折射率光纤涂料1#。

实施例2

将5g甲基丙烯酸三氟乙酯，10g甲基丙烯酸十三氟辛酯，5g丙烯酸十二氟庚酯，13.2g甲基丙烯酸丁酯与适量醋酸丁酯加入反应釜，搅拌，升温至回流，保持回流状态30min；滴加45g甲基丙烯酸三氟乙酯，90g甲基丙烯酸十三氟辛酯，45g丙烯酸十二氟庚酯，118.8g甲基丙烯酸丁酯，1.08g过氧化苯甲酰，24g甲基丙烯酸缩水甘油酯，12g苯乙烯型无味分子量控制剂以及适量醋酸丁酯的混合液，3h左右滴加完，滴加完保温回流30min；滴加0.12g过氧化苯甲酰与适量醋酸丁酯混合液，30min左右滴加完，滴加完后保温回流反应3h；加入1.2g四丁基溴化铵并在0.5h内滴加完32g甲基丙烯酸，反应8h，控温减压抽出溶剂，真空度0.07Mpa，抽出后得到耐水煮低折射率涂料预聚物。

取50g预聚物，向其中加入0.5g光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，0.5g光引发剂苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，40g丙烯酸十三氟辛酯，9g甲基丙烯酸三氟乙酯得到折射率为1.368的耐水煮低折射率光纤涂料2#。

实施例3

将3g甲基丙烯酸三氟乙酯，3g甲基丙烯酸十三氟辛酯，3g丙烯酸十二氟庚酯，7.4g甲基丙烯酸丁酯与适量醋酸丁酯加入反应釜，搅拌，升温至回流，保持回流状态30min；滴加27g甲基丙烯酸三氟乙酯，27g甲基丙烯酸十三氟辛酯，27g丙烯酸十二氟庚酯，66.6g甲基丙烯酸丁酯，0.54g过氧化苯甲酰，16g甲基丙烯酸缩水甘油酯，4g苯乙烯型无味分子量控制剂以及适量醋酸丁酯的混合液，3h左右滴加完，滴加完保温回流30min；滴加0.06g过氧化苯甲酰与适量醋酸丁酯混合液，30min左右滴加完，滴加完后保温回流反应3h；加入0.6g四丁基溴化铵并在0.5h内滴加完16g甲基丙烯酸，反应8h，控温减压抽出溶剂，真空度0.07Mpa，抽出后得到耐水煮低折射率涂料预聚物。

取60g预聚物，向其中加入1g光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，20g丙烯酸十三氟辛酯，19g甲基丙烯酸十三氟辛酯，得到折射率为1.373的耐水煮低折射率光纤涂料3#。

实施例4

将5.5g丙烯酸十三氟辛酯，2.9g甲基丙烯酸丁酯与适量醋酸丁酯加入反应釜，搅拌，升温至回流，保持回流状态30min；滴加49.5g丙烯酸十三氟辛酯，26.1g甲基丙烯酸丁酯，0.27g过氧化苯甲酰，6g甲基丙烯酸缩水甘油酯，4g苯乙烯型无味分子量控制剂以及适量醋酸丁酯的混合液，3h左右滴加完，滴加完保温回流30min；滴加0.03g过氧化苯甲酰与适量醋酸丁酯混合液，30min左右滴加完，滴加完后保温回流反应3h；加入0.3g四丁基溴化铵并在0.5h内滴加完6g甲基丙烯酸，反应8h，控温减压抽出溶剂，真空度0.07Mpa，抽出后得到耐水煮低折射率涂料预聚物。

取53g预聚物，向其中加入1g光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮和46g甲基丙烯酸十三氟辛酯，得到折射率为1.371的耐水煮低折射率光纤涂料4#。

实施例5

将30g甲基丙烯酸六氟丁酯，24g丙烯酸十二氟庚酯，31g甲基丙烯酸丁酯与适量醋酸丁酯加入反应釜，搅拌，升温至回流，保持回流状态30min；滴加270g甲基丙烯酸六氟丁酯，216g丙烯酸十二氟庚酯，279g甲基丙烯酸丁酯，2.7g过氧化苯甲酰，60g甲基丙烯酸缩水甘油酯，20g苯乙烯型无味分子量控制剂以及适量醋酸丁酯的混合液，3h左右滴加完，滴加完保温回流30min；滴加0.3g过氧化苯甲酰与适量醋酸丁酯混合液，30min左右滴加完，滴加完后保温回流反应3h；加入3g四丁基溴化铵并在0.5h内滴加完70g甲基丙烯酸，反应8h，控温减压抽出溶剂，真空度0.07Mpa，抽出后得到耐水煮低折射率涂料预聚物。

取45g预聚物，向其中加入0.5g光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，0.5g光引发剂四甲基米蚩酮，27g丙烯酸十三氟辛酯，27g丙烯酸六氟丁酯，得到折射率为1.377的耐水煮低折射率光纤涂料5#。

耐水煮性能检测：

将实例中制得的耐水煮低折射率涂料取60g样浇筑在内槽尺寸为10cm﹡5cm﹡0.2cm的玻璃板槽中，使用紫外光固化方式进行固化成膜，使用仪器为LH-6B markⅡ，功率100％输出，固化箱玻璃板距离紫外光源距离10cm，固化时间25s，固化后待冷却到室温剥离，同片膜片进行裁剪，裁剪为5cm﹡2cm的矩形长条，分别放置在常温，80℃水中1h对比膜的状态以及紫外光吸光率。如下表所示：其中紫外光透过率使用紫外分光光度计900～1050nm，10nm间隔扫描测定，水煮后衰减在15％以内的涂层定义为耐水煮性能优良，其余表观状态均为人眼观察。其中6#为市面购买普通低折射率光固化涂料。可以看出，经过水煮后，此发明所制得的耐温低折射率涂料有较好的耐水煮性能

表1耐水煮性能检测

本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种耐水煮低折射率光纤涂料，其特征在于：由如下按质量百分数计的下列组分组成：

预聚物 45～65％

光引发剂 0.1～1％

活性稀释剂 34～54％

所述的预聚物，由如下按质量百分数计的下列组分组成：

预聚物的制备方法：将10％的全氟丙烯酸酯，10％的甲基丙烯酸丁酯与适量醋酸丁酯加入反应釜，搅拌，升温至回流，保持回流状态30min；滴加剩余90％的全氟丙烯酸酯，90％的甲基丙烯酸丁酯，90％的过氧化苯甲酰，100％的甲基丙烯酸缩水甘油酯，100％的苯乙烯型无味分子量控制剂以及适量醋酸丁酯的混合液，3h滴加完，滴加完保温回流30min；滴加剩余10％过氧化苯甲酰与适量醋酸丁酯混合液，30min滴加完，滴加完后保温回流反应3h；加入100％的四丁基溴化铵并在0.5h内滴加完100％的甲基丙烯酸，反应8h，控温减压抽出醋酸丁酯溶剂，真空度0.07MP a，抽出后得到耐水煮低折射率光纤涂料预聚物。

2.根据权利要求1所述的耐水煮低折射率光纤涂料，其特征在于：所述全氟丙烯酸酯为甲基丙烯酸三氟乙酯，丙烯酸三氟乙酯，甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的耐水煮低折射率光纤涂料，其特征在于：所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、四甲基米蚩酮中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的耐水煮低折射率光纤涂料，其特征在于：所述活性稀释剂为甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯中的一种或几种。

5.如权利要求1-4任一项所述耐水煮低折射率光纤涂料的制备方法，其特征在于：预聚物中加入光引发剂和活性稀释剂，混合及得到耐水煮低折射率光纤涂料。