本發(fā)明涉及光纖涂料，具體為一種耐高溫光固化光纖涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、耐高溫光纖是一種可以在高溫環(huán)境下使用的光纖傳輸設(shè)備。它采用了特殊的材料和制造工藝，可以在高溫環(huán)境下保持其正常的工作狀態(tài)，適用于一些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來(lái)，核電站、鉆井勘探、航空飛機(jī)用光纖越來(lái)越普及，這些高溫場(chǎng)景需要使用特殊的耐高溫光纖，該光纖一般使用聚酰亞胺、有機(jī)硅改性等熱固化體系進(jìn)行涂覆生產(chǎn)，但是其原料成本高、生產(chǎn)速度較慢、生產(chǎn)過(guò)程能耗高、生產(chǎn)出的光纖衰減大、耐低溫性能差，還有使用無(wú)機(jī)填料改性的光固化涂料，但其玻璃化轉(zhuǎn)化溫度高，無(wú)法同時(shí)應(yīng)用于低溫領(lǐng)域，且涂料容易沉降，儲(chǔ)存不穩(wěn)定。

2、耐高溫光纖的材料和制造工藝的關(guān)鍵主要包括兩個(gè)方面：光纖芯和光纖涂層。光纖芯通常采用高溫玻璃和陶瓷材料，具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性和抗氧化性能，能夠在高溫環(huán)境下長(zhǎng)期保持其正常的工作狀態(tài)。光纖涂層則采用了耐高溫的材料，如改性丙烯酸酯、有機(jī)硅樹(shù)脂和聚酰亞胺樹(shù)脂等，以保護(hù)光纖芯不受外界因素的影響。

3、中國(guó)發(fā)明專利cn115466566a、cn113402967b中均含有有機(jī)硅改性的丙烯酸酯體系，并復(fù)合丙烯酸酯單體或uv硅單體等組成耐高溫涂料體系，體系內(nèi)丙烯酸酯含量較高，實(shí)際耐溫和耐黃變性仍比高有機(jī)硅含量的體系差。

4、日本專利jp1989286939a和jp1991074463a采用紫外線固化型含巰基烷基聚有機(jī)硅氧烷組合物制備耐高溫硅系涂料，耐高溫性能良好，且能制備高折射率uv硅樹(shù)脂，但其制備方法中巰基型合成路線繁瑣且要求較高，且需要使用有機(jī)溶劑，后處理不易。

5、一般有機(jī)硅的力學(xué)性能較差，強(qiáng)度、模量和內(nèi)聚力均較差，作為uv硅樹(shù)脂難以實(shí)現(xiàn)同時(shí)具備柔韌性和一定模量的特性，作為光纖涂層易出現(xiàn)模量低內(nèi)聚能差，光纖剝除易殘留情況，有嘗試使用高官丙烯酸酯單體與之復(fù)合提高力學(xué)性能，但固化收縮率太大影響光纖性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，其提供了一種光固化耐高溫光纖涂料，具有合成工藝簡(jiǎn)單、耐熱性和耐低溫優(yōu)良、折光率和力學(xué)性能可調(diào)、光纖涂層易剝離等優(yōu)點(diǎn)。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：

3、一種光固化耐高溫光纖涂料，按重量百分比計(jì)，所述涂料包括以下組分：

4、

5、進(jìn)一步的，所述低模量丙烯酸酯改性甲基苯基硅油的2.5％特定模量在0.1～0.4mpa。

6、進(jìn)一步的，所述低模量丙烯酸酯改性甲基苯基硅油是由(i)二甲基二甲氧基硅烷、八甲基環(huán)四硅氧烷中至少一種，(ii)二苯基二甲氧基硅烷、四甲基四苯基環(huán)四硅氧烷、八苯基環(huán)四硅氧烷中至少一種，(iii)(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷，(iv)四甲基氫氧化銨，(v)六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷至少一種，(vi)純水合成；其中(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷的比例在1～8mol％。

7、進(jìn)一步的，所述高模量丙烯酸酯改性甲基苯基硅油的2.5％特定模量在2.0～6.0mpa。

8、進(jìn)一步的，所述高模量丙烯酸酯改性甲基苯基硅油是由(i)二甲基二甲氧基硅烷、八甲基環(huán)四硅氧烷中至少一種，(ii)二苯基二甲氧基硅烷、四甲基四苯基環(huán)四硅氧烷、八苯基環(huán)四硅氧烷中至少一種，(iii)(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷，(iv)四甲基氫氧化銨，(v)六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷至少一種，(vi)純水合成；其中(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷的比例在20～40mol％。

9、進(jìn)一步的，所述丙烯酸酯單體是異冰片基(甲基)丙烯酸酯、3,3,5-三甲基環(huán)己基丙烯酸酯、雙環(huán)戊烷基甲基丙烯酸酯、三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯、二氧六圜二甲醇二丙烯酸酯、三環(huán)癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯中至少一種。

10、進(jìn)一步的，所述光引發(fā)劑選自1173、184、tpo-l和819中的至少一種。

11、進(jìn)一步的，所述抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、irganoxl135、irganoxl57、irganox?1035中至少一種。

12、本發(fā)明還提供了一種丙烯酸酯改性甲基苯基硅油的制備工藝，包括以下步驟：稱取以下組分：(i)二甲基二甲氧基硅烷、八甲基環(huán)四硅氧烷中至少一種，(ii)二苯基二甲氧基硅烷、四甲基四苯基環(huán)四硅氧烷、八苯基環(huán)四硅氧烷中至少一種，(iii)(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷，(iv)四甲基氫氧化銨，(v)六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷至少一種，(vi)純水合成，投入至反應(yīng)釜中，升溫至50～70℃后進(jìn)行水解1～3小時(shí)，然后升溫至80～110℃，并減壓至-0.08mpa以下縮合1～2小時(shí)，然后繼續(xù)升溫至140～160℃分解催化劑四甲基氫氧化銨，反應(yīng)完成后制得的無(wú)色透明產(chǎn)物即為丙烯酸酯改性甲基苯基硅油，通過(guò)調(diào)節(jié)(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷的添加量即可得到不同高低模量的丙烯酸酯改性甲基苯基硅油。

13、本發(fā)明還提供了上述光固化耐高溫光纖涂料的制備工藝，包括以下步驟：按重量百分比稱取各個(gè)組分，充分?jǐn)嚢杈鶆虿⑦^(guò)濾后即制得光固化耐高溫光纖涂料。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的耐高溫光固化光纖涂料具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明中采用高低模量的丙烯酸酯改性甲基苯基硅油復(fù)配，以高模量低分子量的丙烯酸酯改性甲基苯基硅油為主體，通過(guò)低模量高分子量的丙烯酸酯改性甲基苯基硅油調(diào)節(jié)力學(xué)性能，再用活性丙烯酸酯單體調(diào)節(jié)粘度，配合光引發(fā)劑以及抗氧劑(即耐熱助劑)通過(guò)uv固化后形成有一定強(qiáng)度的堅(jiān)韌涂膜，具備良好耐高低溫特性，可在200℃烘烤24h以上無(wú)異常，并能通過(guò)濕熱濕凍高低溫循環(huán)等老化測(cè)試，光纖剝離時(shí)無(wú)殘留，避免使用高官單體影響光纖性能。

15、2、本發(fā)明中在合成低模量的丙烯酸酯改性甲基苯基硅油時(shí)，交聯(lián)點(diǎn)較少，分子量較大，可以提供主要的柔性，耐低溫特性，特征模量在0.1～0.4mpa，(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷的比例在1～8mol％，如果(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷的比例低于1mol％會(huì)出現(xiàn)固化效率低的情況引起表面發(fā)粘。在合成高模量的丙烯酸酯改性甲基苯基硅油時(shí)，交聯(lián)點(diǎn)較多，分子量較小，可以提高涂料的力學(xué)性能、內(nèi)聚力以及固化速度，減少光纖涂層剝離時(shí)的殘留，特征模量在2.0～6.0mpa，(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷的比例在20～40mol％，如果(甲基)丙烯酰氧基甲基二甲氧基硅烷的比例高于40mol％會(huì)出現(xiàn)交聯(lián)度過(guò)高，長(zhǎng)時(shí)間高溫環(huán)境易開(kāi)裂的情況。通過(guò)高模量的丙烯酸酯改性甲基苯基硅油與低模量的丙烯酸酯改性甲基苯基硅油進(jìn)行復(fù)配，可調(diào)節(jié)組合力學(xué)性能以應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景需要，且其復(fù)合配方的耐熱性要優(yōu)于同等模量下的單一丙烯酸酯改性甲基苯基硅油耐熱性。

16、3、本發(fā)明中在合成丙烯酸酯改性甲基苯基硅油時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整有機(jī)硅樹(shù)脂中苯基硅樹(shù)脂比例和耐熱的高tg單體比例來(lái)調(diào)整涂膜的折光率和力學(xué)性能，以滿足不同目標(biāo)群體的需要；并且在整個(gè)合成工藝中無(wú)有機(jī)溶劑參與，節(jié)能環(huán)保，無(wú)需進(jìn)行后處理。