[發明專利]一種光纖用高導熱光固化涂料、及其制備與應用

有效

• 申請號: 201710344090.X
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107083159B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 周興平;盧瑞超;趙東旭;張平;彭海炎;阮歡;解孝林
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C09D163/10
• 分類號: C09D163/10;C09D175/14;C09D167/06;C09D7/62;C09D5/08;G02B6/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明公開了一種光纖用高導熱光固化涂料、及其制備與應用，該涂料包括丙烯酸酯類樹脂、乙烯基硅烷偶聯劑改性的無機導熱粒子、活性稀釋劑、以及光引發劑；其中，乙烯基硅烷偶聯劑改性的無機導熱粒子為丙烯酸酯類樹脂的2.5～60wt％，活性稀釋劑為丙烯酸酯類樹脂的10～50wt％,光引發劑為丙烯酸酯類樹脂的1～10wt％。本發明通過對該涂料內關鍵的組成成分的物質種類及配比、以及相應制備方法(包括制備方法整體工藝流程的設計，各個步驟的反應原料種類及配比、反應溫度及時間等)進行改進，與現有技術相比能夠有效解決目前光纖涂料固化成型后的涂層導熱系數低、熱膨脹系數較高的問題。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種光纖用高導熱光固化涂料、及其制備與應用。

背景技術

光纖廣泛用于通信光能傳輸等領域，為現代通信技術的飛速發展奠定了堅實基礎。光纖涂料對保護光纖、穩定光纖傳輸性能具有重要作用，是通信光纖使用中不可缺少的組成部分，其中紫外光固化涂料是光纖涂料的主要品種。傳統的紫外光固化涂料固化后的光纖涂層雖然具有硬度高、光澤度好、耐化學腐蝕等優點，但其導熱系數不高和熱膨脹系數偏大的缺點限制了其在大溫差地區的應用。

為了解決傳統光纖涂料存在的不足以及滿足光纖在不同領域應用的特殊要求，近年來，很多學者在傳統涂料原料的基礎上對其進行了改性。目前研究較多的是采用有機氟、有機硅、聚氨酯、環氧樹脂等進行改性。代表性的工作有：譚遠清(一種含氟樹脂的光固化光纖涂料組合物及其制備方法，中國發明專利CN101792619A)采用甲基丙烯酸全氟烷基酯改性降低了光纖內涂層的玻璃化溫度、提高了涂層與光纖的附著力，改善了光纖外涂層的機械和抗腐蝕性能；胡秀智等(POSS改性聚氨酯光固化涂料及其應用研究，武漢理工大學碩士學位論文，2013)采用多面齊聚倍半硅氧烷(POSS)接枝改性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯涂料，顯著提高了涂膜的耐熱性、硬度、耐磨性等性能。與傳統光纖涂料相比，上述改性方法所制備的涂料具有明顯的優點，但仍沒能改善光纖涂層的耐熱性，相反這些改性方法存在操作復雜、生產繁瑣、原料昂貴等問題。

發明內容

針對現有技術存在的光纖涂層導熱系數不高、受熱存在較大膨脹等以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于提供一種光纖用高導熱光固化涂料、及其制備與應用，其中通過對該涂料內關鍵的組成成分的物質種類及配比、以及相應制備方法(包括制備方法整體工藝流程的設計，各個步驟的反應原料種類及配比、反應溫度及時間等)進行改進，與現有技術相比能夠有效解決目前光纖涂料固化成型后的涂層導熱系數低、熱膨脹系數較高的問題，本發明尤其通過在丙烯酸酯類樹脂中添加乙烯基硅烷偶聯劑改性后的無機導熱粒子，使得該涂料通過光固化后的涂層具有高導熱和低熱膨脹系數的特征；此外，本發明中的涂料及其制備方法，還能克服現有改性方法中操作復雜、生產繁瑣、經濟成本高的缺陷。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種光纖用高導熱光固化涂料，其特征在于，包括丙烯酸酯類樹脂、乙烯基硅烷偶聯劑改性的無機導熱粒子、活性稀釋劑、以及光引發劑；其中，所述乙烯基硅烷偶聯劑改性的無機導熱粒子為所述丙烯酸酯類樹脂的2.5～60wt％，所述活性稀釋劑為所述丙烯酸酯類樹脂的10～50wt％,所述光引發劑為所述丙烯酸酯類樹脂的1～10wt％；

此外，該光固化涂料經紫外光輻射固化后形成的涂層，導熱系數為0.21～0.80W/mK，熱膨脹系數為4.0～2.1*10^-6/℃。

作為本發明的進一步優選，所述丙烯酸酯類樹脂為雙酚A環氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、以及聚酯丙烯酸酯樹脂中的任意一種。

作為本發明的進一步優選，所述乙烯基硅烷偶聯劑改性的無機導熱粒子為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性的無機導熱粒子、乙烯基三乙氧基硅烷改性的無機導熱粒子、乙烯基三甲氧基硅烷改性的無機導熱粒子、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷改性的無機導熱粒子中的一種；所述無機導熱粒子為納米Al₂O₃、納米AlN、納米BN中的任意一種。