[发明专利]低折射率光固化涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种低折射率光固化涂料，尤其是一种紫外光或电子束引发的具有良好弹性和较强拉伸强度的低折射率光固化涂料。主要应用于特种双包层光纤的外层保护，也可以用于其他需要快速固化的光电子用涂料领域。

背景技术

光纤涂料是用于保护光导玻璃纤维免受外界环境影响、保持其足够的机械强度和光学性能的涂料。是由光纤拉制成型时涂覆的一层软的缓冲层，和后来涂覆的一层较硬的坚韧、耐磨、耐化学品等特性的保护层组合而成的多层保护体系。目前用于低折射率光固化的涂料一般是基于带有乙烯基双键的甲基有机硅氧烷(折射率在1.41～1.42)或有机氟涂料。

紫外光固化有机硅氧烷类涂料通常是基于乙烯基双键的甲基有机硅氧烷低聚物或其组合，再配合活性稀释剂、光引发剂、热稳定剂等。该类涂料都具有拉伸强度低(＜0.5MP)、拉断伸长率小(＜60％)、折射率不可控(＞1.41)等缺陷。

紫外光固化有机氟涂料是由带有丙烯酸基团的有机氟低聚物或其组合，再配合活性稀释剂、光引发剂、热稳定剂等。有机氟涂料虽然能够实现很低的折射率(1.36～1.39)，但由于树脂本身为刚性结构，无弹性不能作为缓冲层来使用，并且涂覆以后剥离困难，并且含氟结构的低聚物合成工艺复杂综合成本高，导致产品售价昂贵。

本发明基于以上两种情况，结合两者的优点通过更加灵活的低聚物合成方法及根据这一新方法所合成的低聚物可以同时改进最终涂料的多种性能。

关于紫外光固化光纤涂料文献和专利非常多如CN1651533A、CN1047104、CN1047103、CN101792619A等，但是没有一篇涉及到低折射率光固化涂料。本发明是在活性长链有机硅聚硅氧烷侧链上引入了低折射率的丙烯酸氟单体，从结构上改善了快速固化硅橡胶产品强度不足的缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对低折射率涂料现有的缺陷，提供一种以新的有机氟改性线性结构的活性有机硅低聚物的合成方法及相关应用。

本发明的上述目的是通过下述技术方案得以实现的：一种低折射率光固化涂料，包括低聚物、活性稀释剂、光引发剂、热稳定剂、硫化剂。其中低聚物的含量为25～75％，活性稀释剂的含量为5～70％，光引发剂的含量为0.1～15％，热稳定剂的含量0.1～10％；低聚物为选用乙烯基聚硅氧烷、巯基聚硅氧烷、丙烯酸氟硅聚合物等，采用物理混合和化学聚合的方法得到的混合物。其中乙烯基聚硅氧烷改变乙烯基含量，可有效调整光固化速度和储存期。通过引入丙烯酸氟单体，可一定范围内控制涂层的折射率和拉伸强度。本发明研制的涂料具有较低的折射率(1.38～1.41)，较高的强度，极低的吸水率，良好的耐温性能并与石英玻璃的粘结性好。可对石英光纤起到良好的保护作用，可有效降低光信号微弯损耗，提高光纤的耐温性及抗潮性。

本发明中乙烯基的聚硅氧烷低聚物至少由下列物质制备而成：

(1)乙烯基的聚硅氧烷：由一种环状结构的甲基聚硅氧烷，一种环状结构的乙烯基甲基聚硅氧烷、封端剂及催化剂，在一定温度条件下聚合得到乙烯基聚硅氧烷。

(2)巯基聚硅氧烷低聚物：由一种环状结构的甲基聚硅氧烷甲基单体、两种或两种以上的带甲基或苯基的乙氧基硅烷单体、两种或两种以上的带巯基的硅烷偶联剂、去离子水和酸催化剂，在惰性气体保护下在一定温度反应，得到巯基聚硅氧烷聚合物。

(3)丙烯酸氟硅聚合物低聚物：由一种低粘度的线性甲基乙烯基聚硅氧烷，三种以上的丙烯酸氟单体、引发剂在一定温度条件下聚合得到。

本发明中通过在线性结构的活性有机硅聚合物中改变乙烯基含量，可有效调整光固化速度和储存期。通过引入丙烯酸氟单体，可一定范围内控制涂层的折射率和拉伸强度。制得的涂料具有较低的折射率(1.38～1.41)，较高的强度，极低的吸水率，良好的耐温性能并与石英玻璃的粘结性好。

附图说明

附图为本发明低折射率光固化涂料生产工艺流程。

具体实施方式

(1)、在带搅拌加热装置的三口反应瓶中加入八甲基环四硅氧烷(D4)，升温至90℃，搅拌通氮气1小时，以除去单体中的水。停氮气，加入四甲基四乙烯基环四硅氧烷(V4)、封端剂六甲基二硅醚及催化剂四甲基氢氧化胺，在110℃保温3小时，到适当粘度后，升温至250℃在一定真空度条件下除掉小分子物质。得到一定分子量的乙烯基聚硅氧烷待用。