[發明專利]開環光纖陀螺光纖環繞制用紫外固化膠粘劑及其使用方法

有效

• 申請號: 202110377141.5
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113025252B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 寇亮亮;崔志超;謝良平;楊東錕;孔軍;張斌
• 申請（專利權）人: 中航捷銳（北京）光電技術有限公司
• 主分類號: C09J163/10
• 分類號: C09J163/10;C08F2/48
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 姚東華

本發明涉及一種開環光纖陀螺光纖環繞制用紫外固化膠粘劑及其使用方法，屬于光纖用膠粘劑技術領域，解決了現有技術中膠粘劑與開環光纖陀螺環繞光纖的模量差異較大無法保持光纖的溫度性能；無法通過膠粘劑對開環光纖陀螺環繞光纖進行膠粘提高光纖振動性能；膠粘劑對光纖環引入附加應力，造成光纖環溫度性能的改變等問題。本發明的開環光纖陀螺光纖環繞制用紫外固化膠粘劑，按重量百分比計，各組份含量為：環氧丙烯酸酯50％～60％，活性稀釋劑35％～40％，光引發劑3％～10％，各組份含量之和為100％；光纖為保偏光纖，包層材料為純石英玻璃，纖芯材料為摻鍺的石英玻璃，外涂層涂覆材料為紫外光固化的丙烯酸酯類高聚物。實現了開環光纖陀螺上保偏光纖的纏繞和膠粘。

技術領域

本發明涉及光纖用膠粘劑技術領域，尤其涉及一種開環光纖陀螺光纖環繞制用紫外固化膠粘劑及其使用方法。

背景技術

慣性導航已成為當今在陸、海、空、天眾多領域得到廣泛使用的一種基本導航方式，尤其在信息化程度日益提高的現代軍事領域，慣性導航系統已成為各種航空武器的關鍵設備。光纖陀螺儀是慣性導航系統的核心部件。光纖環是光纖陀螺的敏感核心器件，光纖環的溫度和力學穩定性直接影響光纖陀螺綜合性能。對開環光纖陀螺而言，光纖環性能好壞同樣決定了開環光纖陀螺的最終性能。在開環光纖陀螺中，光纖環是通過膠粘劑將光纖纏繞在金屬骨架上構成的復合體。傳統的光纖環制作過程需要將數百米甚至更長的細徑保偏光纖整齊、有序的排列數百圈，通過繞環膠將光纖固定，但是常規的繞環膠存在楊氏模量與光纖外涂層模量不匹配、繞環膠與光纖涂層浸潤性差等問題，導致光纖環振動與變溫性能的劣化。

一般對于光纖環繞環膠的要求是：(1)固化速度快；(2)粘度適中、易于操作；(3)與光纖涂層浸潤性良好、在使用環境中不發生分離；目前，國內外無市售的專用開環光纖陀螺光纖環繞環膠，市場上通用的紫外光固化膠雖然能夠滿足光纖環的工藝使用要求，但是其材料參數不能滿足高變溫精度、強振動環境的光纖陀螺使用要求。尤其對于具有特殊材質、特殊直徑的特殊開環光纖，尋找適合的用于環繞開環光纖陀螺進行粘接的膠粘劑十分重要而迫切。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種開環光纖陀螺光纖環繞制用紫外固化膠粘劑及其使用方法，至少解決下列技術問題之一：(1)現有膠粘劑與開環光纖陀螺環繞光纖的模量差異較大無法保持光纖的溫度性能；(2)無法有效通過膠粘劑對開環光纖陀螺環繞光纖進行膠粘提高光纖振動性能；(3)現有的膠粘劑對光纖環引入附加應力，造成光纖環溫度性能的改變。

一方面，本發明提供一種開環光纖陀螺光纖環繞制用紫外固化膠粘劑，按重量百分比計，各組份的含量為：

環氧丙烯酸酯50％～60％，活性稀釋劑35％～40％，光引發劑3％～ 10％，各組份含量之和為100％；

所述光纖為細徑保偏光纖，包層材料為純石英玻璃，纖芯材料為摻鍺的石英玻璃，外涂層涂覆材料為紫外光固化的丙烯酸酯類高聚物。

進一步地，所述環氧丙烯酸酯組份含量以質量百分比計為：雙酚A 環氧丙烯酸酯60％～70％，雙酚F環氧丙烯酸酯30％～40％。

進一步地，所述雙酚A環氧丙烯酸酯的常溫彈性模量不小于 1400MPa，官能度為2～4，玻璃化轉變溫度不低于90℃，斷裂伸長率不小于10％，膨脹系數不大于200ppm/℃。

進一步地，所述雙酚F環氧丙烯酸酯的常溫彈性模量不小于 1300MPa，玻璃化轉變溫度不低于100℃，斷裂伸長率不小于10％，膨脹系數不大于200ppm/℃。

進一步地，所述環氧丙烯酸酯的具體制備方法包括：

步驟1.將環氧樹脂加熱；

步驟2.滴加丙烯酸、催化劑和阻聚劑的混合物，控制反應溫度；

步驟3.當酸值降至8mgKOH/g時，升高反應溫度繼續反應；