[發明專利]耐高溫光纖涂料用光敏聚酰亞胺的合成與應用

有效

• 申請號: 201911328090.6
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111072962B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 虞明東;蔡蔚葵;蔣天龍
• 申請（專利權）人: 上海維凱光電新材料有限公司;上海乘鷹新材料有限公司;江蘇乘鷹新材料股份有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C09D179/08
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 陳少凌;郭國中

本發明公開了一種耐高溫光纖涂料用光敏聚酰亞胺的合成與應用；采用在聚酰亞胺的主鏈引入二氨基羧酸結構，通過主鏈上殘留的羧基與帶有光敏基團的環氧化合物反應，在聚酰亞胺的主鏈中引入高含量的光敏基團，以此制備光敏活性較高的光敏聚酰亞胺。該光敏聚酰亞胺可以用于制備耐高溫光纖涂料。

技術領域

本發明涉及聚酰亞胺合成技術領域，具體涉及一種耐高溫光纖涂料用光敏聚酰亞胺的合成與應用。

背景技術

隨著光通信技術的發展，光纖的應用領域也逐漸延伸到各種高溫、低溫領域，在這種惡劣的環境下要求光纖的性能必須保持在一定的溫度范圍內不變。傳統的光纖生產過程中，為了保證光波導玻璃纖維免受外界的環境的影響，需要在玻璃纖維外部涂覆光纖涂料，來抵御環境中化學品、機械外力和溫度變化對玻璃纖維的影響。

常規的光纖涂料，主要成分是聚氨酯丙烯酸、環氧丙烯酸酯等，長期最高使用溫度僅能到達85℃。特種耐高溫丙烯酸酯樹脂制備的耐高溫光纖涂料長期最高使用溫度可以達到150℃。主要成分是硅樹脂的耐高溫光纖涂料長期最高使用溫度可以達到180℃。長期使用溫度高于200℃的光纖涂料主要成分采用聚酰亞胺。

聚酰亞胺具有良好的耐熱性能，在涂料行業主要是制備成聚酰胺酸溶液，之后在高溫固化條件下脫除溶劑并進行亞胺化。傳統的熱固化方式很難滿足光纖生產過程中的快速拉絲的要求。為了加快聚酰亞胺固化速率，在聚酰亞胺結構中引入光敏性基團制備光敏聚酰亞胺，在高溫固化前，先通過紫外光固化，使涂料先發生聚合反應成膜，這樣可以大大加快光纖的生產速率。

光敏聚酰亞胺不僅保留了熱固化聚酰亞胺的耐熱性能，同時還具有感光性。

現有技術中，一種制備光敏聚酰亞胺的方法是，在合成聚酰亞胺時，利用分子鏈端部殘留的酸酐基團或者氨基基團與帶有光敏基團的化合物反應，在聚酰亞胺的分子鏈兩端引入光敏基團。但是為了滿足固化后聚酰亞胺的力學性能要求，需要將聚酰亞胺的分子量做到幾萬甚至幾十萬，這樣勢必會導致分子鏈兩端殘留端基含量降低，從而限制了可引入的光敏基團的數量，使光敏基團含量太低，光敏聚酰亞胺的感光性能將會大大下降，甚至不能進行光固化。

CN109824833A中介紹了一種利用聚酰胺酸與環氧反應，制備聚酰胺酸酯，在分子鏈的內部引入大量光敏基團，這種方法雖然可以大大提高光敏聚酰亞胺的光敏性，但是在固化過程中有大量小分子化合物揮發，留膜率低。

CN102492320A中介紹通過活性羥基與丙烯酰氯反應，在分子鏈主鏈引入光敏基團。該方法雖然能夠大量引入光敏基團，且成膜過程中也不會導致大量小分子物揮發，留膜率較高，但是合成過程中涉及到酰氯，在放大生產時對工藝條件要求極其嚴格，不適合放大生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐高溫光纖涂料用光敏聚酰亞胺的合成與應用；具體是在聚酰亞胺的主鏈上引入不參加亞胺化的羧基官能團。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明涉及一種光敏聚酰亞胺化合物，所述化合物結構中具有結構式(Ⅰ)所示的結構單元：

其中，R為脂環族或者芳香族四羧酸二酐化合物的四價殘基；

所述四羧酸二酐選自碳數為10～26的芳香族二酐化合物、碳數為8～31的脂環族二酐化合物、氟數為3～6的含氟二酐化合物；所述四羧酸二酐可以為一種單獨使用也可以是多種混合使用；

R1為芳香族二氨基化合物的二價殘基；

所述二氨基化合物為碳數大于6且分子結構中含有1～3個苯環的二氨基化合物，所述二氨基化合物可以為一種單獨使用也可以是多種混合使用；

R2為具有結構式(Ⅱ)化合物的二價殘基；