[發(fā)明專利]一種納米材料改性的塑料光纖及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011120382.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN112239514A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡獻(xiàn)麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州凱杰環(huán)保新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08F120/14
• 分類號(hào): C08F120/14;C08F120/18;C08F2/44;C08K5/098;C08K5/5415;C08L33/12;C08L33/10;B02C18/14;B02C23/16;G02B1/04
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34160
• 代理人: 王俊曉

本發(fā)明公開了一種納米材料改性的塑料光纖及其制備方法，該制備方法中首先通過使用粉末成型裝置制備一種納米材料，然后將這種納米材料加入至甲基丙烯酸酯類單體中與其反應(yīng)，使其改性，加入的納米材料能夠在聚合物分子鏈上均勻引入稀土離子和氟例子，使分子鏈間形成二維甚至三維交聯(lián)，減小材料的氫鍵化程度，可以提高聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并降低吸水率、提高阻燃性，提高了該納米材料改性的塑料光纖的適用范圍，而且該納米材料對(duì)聚合反應(yīng)有催化作用，可以在一定程度加快聚合反應(yīng)速度；該粉末成型裝置的自動(dòng)化程度高，且制得的納米材料粒徑小且均勻度高，使得納米材料在甲基丙烯酸酯類單體中分散的均勻，且反應(yīng)的充分。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖領(lǐng)域，具體涉及一種納米材料改性的塑料光纖及其制備方法。

背景技術(shù)

塑料光纖是用高透明的非結(jié)晶型各向同性聚合物，如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作為芯層材料，氟樹脂等作為包層材料的一類光纖。塑料光纖與石英光纖一樣，在光電領(lǐng)域有相同的優(yōu)勢(shì)，比如重量輕、抗電磁干擾、可多路復(fù)用等，并且熔點(diǎn)較低，柔韌性好，不易斷裂，熱熔拉伸容易，制備成本低，操作簡(jiǎn)單，對(duì)應(yīng)力很敏感，在可見光波段有低損耗窗口。但是，塑料光纖雖然比石英光纖便宜很多，但是它也存有一些缺點(diǎn)：玻璃化溫度低，耐熱性能較差，吸水率高，在環(huán)境溫度較高或濕度較大的場(chǎng)合使用時(shí)，存在信號(hào)衰減大、易老化的嚴(yán)重問題，限制了其適用范圍。

因此，如何改善現(xiàn)有的塑料光纖玻璃化溫度低，耐熱性能較差，吸水率高、存在信號(hào)衰減大、易老化是本發(fā)明需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種納米材料改性的塑料光纖及其制備方法：通過使用粉末成型裝置進(jìn)行制備該納米材料，通過將塊狀原料放置于輸送機(jī)的一端上，向蓄液箱中注入乙醇，啟動(dòng)輸送液泵，輸送液泵運(yùn)轉(zhuǎn)將乙醇從蓄液箱中抽出并輸送至輸送總管中，經(jīng)過分流分別輸送至若干個(gè)輸送支管中，從噴頭噴淋出，啟動(dòng)加熱管，加熱管釋放熱量，啟動(dòng)輸送機(jī)，輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)塊狀原料向前移動(dòng)，待輸送機(jī)輸送至輸送支管的下方，塊狀原料通過噴淋的乙醇進(jìn)行洗滌，然后繼續(xù)向前移動(dòng)，待塊狀原料移動(dòng)至加熱管下方，塊狀原料得以烘干，干燥的塊狀原料經(jīng)過輸送機(jī)的另一端落至收集斗中，然后進(jìn)入粉碎倉(cāng)的內(nèi)腔中，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)粉碎組件轉(zhuǎn)動(dòng)，塊狀原料在若干個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的粉碎刃的作用下粉碎成粉末原料，粉末原料穿過弧形篩板，從接料管進(jìn)入進(jìn)料管中，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)將部分粉末原料吸入至分離筒中，粉末原料以切線方向進(jìn)入分離筒，形成外旋流后從分離筒的底部排出，得到納米材料，然后將這種納米材料加入至甲基丙烯酸酯類單體中與其反應(yīng)，使其改性，然后制得一種納米材料改性的塑料光纖，解決了現(xiàn)有的塑料光纖玻璃化溫度低，耐熱性能較差，吸水率高、存在信號(hào)衰減大、易老化的問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種納米材料改性的塑料光纖，包括以下重量份組分：

甲基丙烯酸酯類單體90-110份、納米材料1-10份；

其中，所述甲基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸苯酯中的一種；

該納米材料改性的塑料光纖由以下步驟制備得到：

步驟一：稱取10-20重量份的三氟乙酸釔溶解于體積分?jǐn)?shù)為50-75％的乙醇溶液中，然后加入120-150重量份的正硅酸四乙酯，用濃度為1-6mol/L的硝酸調(diào)節(jié)pH至1.5-2.0，得到混合液；

步驟二：將混合液加入高壓釜中直至填充高壓釜體積的1/2-2/3，密封，在60-80℃的條件下反應(yīng)5-7小時(shí)后，將經(jīng)過反應(yīng)得到的產(chǎn)品烘干，得到塊狀原料；

步驟三：將塊狀原料放置于粉末成型裝置的輸送機(jī)的一端上，向蓄液箱中注入乙醇，啟動(dòng)輸送液泵，輸送液泵運(yùn)轉(zhuǎn)將乙醇從蓄液箱中抽出并輸送至輸送總管中，經(jīng)過分流分別輸送至若干個(gè)輸送支管中，從噴頭噴淋出，啟動(dòng)加熱管，加熱管釋放熱量；