[发明专利]一种光纤环圈用粘合胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光纤环圈用粘合胶及其制备方法，其特征是：该光纤环圈用粘合胶由35～60质量份柔性氨基树脂、35～60质量份柔性环氧基丙烯酸树脂、以及1～5质量份偶联剂改性导热无机纳米填料混合组成；本发明光纤环圈用粘合胶25℃时粘度为5000～5500cps，玻璃化转变温度为‑60～‑40℃，23℃下弹性模量为50～60MPa，固化收缩率为0.1～0.5%，热导率为0.8～1.2W/（m·K）；在50℃～90℃的条件下5～8小时能够完全固化。本发明光纤环圈用粘合胶高粘度、低玻璃化转变温度、高弹性模量、低固化收缩率、高热导率，且固化周期可调，适用于光学及其器件的粘合。

技术领域

本发明属于光学及其器件用粘合胶及其制备，特别涉及一种光纤环圈用粘合胶及其制备方法。本发明提供一种高粘度、高弹性模量、低固化收缩率、高热导率，且固化周期可调的光纤环圈用粘合胶及其制备方法，本发明粘合胶特别适用作光学及其器件用粘合胶。

背景技术

一种基于Sagnac效应的角速度光纤传感器——光纤陀螺，其中光纤环圈是光纤陀螺的重要组成部分之一，光纤环圈用粘合胶是用来制造该光纤环圈等光纤元器件的粘合胶。目前通常采用粘合剂封装和固定光纤环圈，使其与光纤陀螺骨架成为一个整体，以提高光纤环圈的热稳定性和抗震性，从而确保光纤陀螺的正常输出，同时提高光纤陀螺的精度。由于光纤本身对外加应力非常敏感，对于封装后的光纤环圈而言，当温度变化时，因光纤与粘合剂的热膨胀系数的不一致而产生应力，这将会影响光纤陀螺的精度和输出。

关于光纤环圈粘合胶的研制，现有文献报道例如：美国EPOXY Technology公司研制的EPO-TEK353ND(简称353ND胶)热固化胶，该胶为高温条件下研制的一种热固化环氧树脂胶，对多种溶剂和化学品都具有优异的抵抗性，但其固化周期较短，只有4个小时，混合后气泡多且难以消除，固化后收缩力太大会形成不可消除的内应力和极大的脆性，而不适用于易弯曲的光纤粘接(黄春娟·EPO-TEK353ND热固化胶在光纤耦合器制作中的应用[J]·自动驾驶仪与红外技术，2005，(4)：34-36)。孟照魁等在常温下研制出含乙烯基端基聚二甲基硅氧烷的硫化加成型硅橡胶，此胶虽减小应力对光纤的影响，但固化周期较短。(孟照魁，伊小素等·光纤陀螺线圈的涂胶工艺及其涂胶装置·中国，CN1597143A[P].2005-03-23)。张宝华等使用柔性链超支化固化剂和柔性链环氧树脂相结合，制备了一种光纤陀螺用的弹性粘合剂，此粘合剂具有长的固化周期，高弹性模量、良好韧性等，但是该胶的固化时间太长，需要80℃固化48小时，且热导率仅有0.2W/(m·K)。(张宝华，陈斌等·一种光纤陀螺用弹性粘合剂及其制备方法·中国CN102140324[A].2011-08-03)。因此，光纤环圈用粘合剂需要具备弹性模量大、蠕变小；粘结力强、固化收缩率0.1～0.5％；耐老化、温湿度抵抗性好，高热导率，热导率0.8～1.2W/(m·K)。此外，光纤环圈绕环的过程一般需要6小时，因此粘合剂的可操作固化周期时间可控制在5～8小时。且弹性模量大、蠕变小、粘结力强等性能能降低在温度变化时光纤环圈受应力的影响。而现有技术尚不能满足上述性能要求。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种光纤环圈用粘合胶及其制备方法。从而提供一种高粘度、高弹性模量、低固化收缩率、高热导率，且固化周期可调的光纤环圈用粘合胶及其制备方法。

本发明的内容是：一种光纤环圈用粘合胶，其特征是：该光纤环圈用粘合胶由35～60质量份柔性氨基树脂、35～60质量份柔性带环氧基丙烯酸树脂、以及1～5质量份偶联剂改性导热无机纳米填料混合组成；所述光纤环圈用粘合胶25℃时粘度为5000～5500cps，23℃下弹性模量为50～60MPa，固化收缩率为0.1～0.5％，热导率为0.8～1.2W/(m·K)；所述光纤环圈用粘合胶在50℃～90℃的条件下5～8小时能够完全固化；

所述柔性氨基树脂是在四氢呋喃中，由三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(简称TMPTA)与一种或两种以上的二仲胺化合物反应而制得，其氨基基团官能度为6～9；