專利名稱：一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光導(dǎo)纖維涂料及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
光通信用光導(dǎo)纖維是由石英玻璃(多組分石英玻璃)或摻稀土元素玻璃等經(jīng)熔融拉絲而成，為保證光導(dǎo)纖維的原始強(qiáng)度，其表面必須同時(shí)涂覆保護(hù)材料——光導(dǎo)纖維涂料， 才能避免環(huán)境應(yīng)力和水分子對光纖表面微裂紋的侵蝕以及空氣中氫對光纖產(chǎn)生的“氫損”。 光纖涂料具有為光纖提供強(qiáng)度保護(hù)、防水及應(yīng)力緩沖等作用，從而保持光纖優(yōu)良的機(jī)械和光學(xué)性能。光纖涂料是光纖生產(chǎn)和應(yīng)用中不可缺少的關(guān)鍵保護(hù)材料，目前，國際上開發(fā)生產(chǎn)了多種類型的光纖涂料，隨光纖光纜應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，各種新型、高性能的光纖涂料正在不斷被研制開發(fā)?？勺鳛楣饫w涂料的聚合物體系有聚酯、聚酰胺、脲醛樹脂、糠醇樹脂、丙烯酸環(huán)氧樹脂及硅橡膠、硅樹脂等等。由于上述樹脂的耐溫等級不高，而且耐冷熱交替循環(huán)性也不好，因此其應(yīng)用受到了限制，特別是在航空航天等高科技領(lǐng)域。聚酰亞胺是一類綜合性能非常優(yōu)異的高分子材料，具有特別優(yōu)異的耐熱性、耐低溫性、阻燃性、電氣性能和力學(xué)性能，被廣泛地應(yīng)用于電子微電子、航空航天、激光、光電等高科技領(lǐng)域。有關(guān)聚酰亞胺樹脂領(lǐng)域的研究開發(fā)工作已有不少報(bào)道中國發(fā)明專利CN1927908A公開了一種含酚羥基聚酰亞胺粉末的制備方法，其主要特征在于(1)摩爾比為1 1的含酚羥基芳香族二元胺化合物或含酚羥基芳香族二元胺與其它二元胺的混合物和芳香族二元酐在強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于 0°C 30°C下反應(yīng)3 12小時(shí)后，得到透明粘稠的聚羥基酰胺酸溶液，其中，強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑占整個(gè)反應(yīng)體系的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5% 30% ;(幻氮?dú)鈿夥罩?，加入共沸脫水劑?加熱升溫，于120°C 160°C的溫度范圍內(nèi)，回流共沸脫水亞胺化反應(yīng)5 18小時(shí)，冷卻至室溫，過濾，洗滌，真空干燥，得到含酚羥基聚酰亞胺粉末，其中，共沸脫水劑與強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑的體積比為0.1 10 1。虞鑫海等人耐高溫單組分環(huán)氧膠粘劑的研制，粘接，2008，29 (12) 16_19公開了一種聚酰亞胺的制備方法，其主要特征在于以馬來酸酐(MA)為封端劑，以2，2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷(BAHPFP)、2，2-雙(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPOPP)、 2，2_雙W-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)為主原料合成得到了含酚羥基的聚醚酰亞胺樹脂(HPEI)。中國發(fā)明專利CN10156(^98A公開了一種熱塑性含氟全芳型聚酰亞胺粉末及其制備方法，主要特征在于，在催化劑的作用下，摩爾比為1 0. 8 1. 2的含氟芳香族二元伯胺與芳香族二元酸酐在酚類溶劑中，與100°C 180°C的溫度范圍內(nèi)反應(yīng)5-10小時(shí)后，趁熱倒入高速攪拌狀態(tài)下的沉析劑中，析出固體粉末，過濾、洗滌、浸泡、過濾、干燥，獲得熱塑性含氟全芳型聚酰亞胺粉末。中國發(fā)明專利CN101580637A公開了一種含脂環(huán)聚酰亞胺薄膜及其制備方法，主要特征在于室溫下，將脂環(huán)二元伯胺、芳香族二元伯胺溶解于強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中， 攪拌呈均相溶液后，加入芳香族二元酸酐，攪拌，于室溫下反應(yīng)1-3小時(shí)后，獲得均相、透明、粘稠狀的含脂環(huán)聚酰胺酸樹脂溶液；用強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑調(diào)節(jié)上述含脂環(huán)聚酰胺酸樹脂溶液的粘度，于流延機(jī)中成膜，加熱升溫，進(jìn)行脫水熱亞胺化反應(yīng)，冷卻，脫膜，獲得均相透明的含脂環(huán)聚酰亞胺薄膜。中國發(fā)明專利CN101597428A公開了一種全芳型含氟無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法，主要特征在于將含氟芳香族二元伯胺和強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑加入聚合瓶中， 室溫下攪拌，完全溶解后，冰水浴冷卻至5°C以下，加入芳香族二元酸酐，攪拌，于5°C-10°C 的溫度范圍內(nèi)反應(yīng)3小時(shí)后，獲得均相、透明、粘稠狀的含氟芳香族聚酰胺酸樹脂溶液；用強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑調(diào)節(jié)上述含氟芳香族聚酰胺酸樹脂溶液的粘度，于流延機(jī)中成膜， 加熱升溫，進(jìn)行脫水熱亞胺化反應(yīng)，冷卻，脫膜，獲得全芳型含氟無色透明聚酰亞胺薄膜。中國發(fā)明專利CN101585923A公開了一種高可見光透過性聚酰亞胺薄膜及其制備方法，主要特征在于在室溫下，將二元伯胺溶解于強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑體系中，冰水浴冷卻至5°C -10°C的溫度范圍內(nèi)，加入芳香族二元酸酐，攪拌，于5°C-10°C的溫度范圍內(nèi)反應(yīng)4-10小時(shí)后，獲得均相、透明、粘稠狀的聚酰胺酸樹脂溶液；調(diào)節(jié)該聚酰胺酸樹脂溶液的粘度，于流延機(jī)中成膜，熱亞胺化，獲得均相透明的聚酰亞胺薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料及其制備方法， 該涂料采用的原料樹脂分子量容易控制，分子結(jié)構(gòu)也容易調(diào)整；工藝簡單、成本低、環(huán)境友好、可以在通用設(shè)備中完成制備過程，適用于工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明的一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料，所述聚酰亞胺涂料組成包括重量比為 1 0.1-0.2 0.5-2.0的馬來酰亞胺基聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺和含酚羥基聚硅氧烷酰亞胺，其余為有機(jī)溶劑；涂料的固含量為10% -30%。所述馬來酰亞胺基聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料，其特征在于所述聚酰亞胺涂料組成包括重量比為1 0. 1-0. 2 0. 5-2. 0的馬來酰亞胺基聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺和含酚羥基聚硅氧烷酰亞胺，其余為有機(jī)溶劑；涂料的固含量為10% -30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料，其特征在于所述馬來酰亞胺基聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料，其特征在于所述雙馬來酰亞胺為4，4’ -雙馬來酰亞胺基二苯甲烷、3，3’ - 二甲基-4，4’ -雙馬來酰亞胺基二苯甲烷、 4，4’ -雙馬來酰亞胺基二苯醚、1，3-雙馬來酰亞胺基苯、1，4-雙馬來酰亞胺基苯、4，4’ -雙馬來酰亞胺基二苯砜、3，3’-雙馬來酰亞胺基二苯砜、2，2-雙^-(4_馬來酰亞胺基苯氧基) 苯基]丙烷、2，2-雙馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4，4’ -雙(4-馬來酰亞胺基苯氧基)二苯砜、4，4’-雙(4-馬來酰亞胺基苯氧基)二苯甲烷、4，4’-雙(4-馬來酰亞胺基苯氧基)聯(lián)苯、4，4’_雙(4-馬來酰亞胺基苯氧基)二苯醚、1，3_雙(3-馬來酰亞胺基苯氧基)苯、1，3_雙(4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯、1，4_雙(3-馬來酰亞胺基苯氧基) 苯、1，4_雙(4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯、2，2_雙W-(2-三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]丙烷、2，2_雙W-(2-三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4， 4，-雙(2-三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基)二苯砜、4，4，-雙(2-三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基)二苯甲烷、4，4’ -雙(2-三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基)聯(lián)苯、4， 4’ -雙(2-三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基)二苯醚、1，3_雙(2-三氟甲基-3-馬來酰亞胺基苯氧基)苯、1，3_雙(2-三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯、1，4_雙(2-三氟甲基-3-馬來酰亞胺基苯氧基)苯、1，4_雙(2-三氟甲基-4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料，其特征在于所述含酚羥基芳香族二元伯胺為4，4，_ 二氨基-4”-羥基三苯甲烷、3，3，_ 二甲基-4，4，_ 二氨基-4”-羥基三苯甲烷、3，3，- 二氨基_4，4，- 二羥基聯(lián)苯、3，3，- 二氨基_4，4，- 二羥基二苯砜、3， 3’ - 二氨基_4，4’ -二羥基二苯醚、3，3’ - 二氨基-4，4’ - 二羥基二苯硫醚、2，2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)丙烷、2，2_雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷中的一種或幾種。
5.一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料的制備方法，包括(1)將2，2_雙W-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷和強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑室溫下混合，加入馬來酸酐，室溫下反應(yīng)0.5 1小時(shí)后，加入3，3’，4，4’ -四羧基二苯醚二酐， 0°C -5°C下反應(yīng)2 3小時(shí)，獲得樹脂溶液；其中，2，2-雙W-(2，4-二氨基苯氧基)苯基] 丙烷、馬來酸酐和3，3’，4，4’_四羧基二苯醚二酐的摩爾比為1 2 1;向樹脂溶液中加入甲苯，共沸分水反應(yīng)6-8小時(shí)后，得到馬來酰亞胺基聚酰亞胺溶液，測定固含量；其中，甲苯與強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑的體積比為0.5-2 1 ;2，2-雙W-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷與強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑的質(zhì)量體積比為1克10-20毫升；(2)將含酚羥基芳香族二元伯胺、無酚羥基芳香族二元伯胺、有機(jī)硅二元伯胺和N-甲基吡咯烷酮室溫下混合，攪拌溶解完全后，加入芳香族二元酸酐，室溫下反應(yīng)4 5小時(shí)后， 獲得樹脂溶液；其中，含酚羥基芳香族二元伯胺、無酚羥基芳香族二元伯胺與有機(jī)硅二元伯胺的氨基總摩爾數(shù)等于芳香族二元酸酐的摩爾數(shù)；向樹脂溶液中加入甲苯，共沸分水反應(yīng) 6-8小時(shí)后，得到含酚羥基聚硅氧烷酰亞胺溶液，測定固含量；其中，甲苯與N-甲基吡咯烷酮溶劑的體積比為0.5-2 1;含酚羥基芳香族二元伯胺與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量體積比為1克10-50毫升；(3)將質(zhì)量比為1 2-4的雙馬來酰亞胺和N-甲基吡咯烷酮混合，加熱攪拌，溶解完全后即得雙馬來酰亞胺溶液；(4)在室溫下將馬來酰亞胺基聚酰亞胺溶液、含酚羥基聚硅氧烷酰亞胺溶液和雙馬來酰亞胺溶液按重量比1 0.1-0.2 0.5-2.0混合均勻，即得光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亞砜、N-乙基-2-吡咯烷酮中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料的制備方法，其特征在于所述步驟O)中的無酚羥基芳香族二元伯胺為對苯二胺、間苯二胺、鄰苯二胺、2，4，6_三甲基間苯二胺、甲基間苯二胺、甲基對苯二胺、4，4’ - 二氨基二苯甲烷、3，3’ - 二甲基_4，4’ - 二氨基二苯甲烷、4，4’ - 二氨基二苯醚、3，4’ - 二氨基二苯醚、3，3’ - 二氨基二苯醚、4，4’ - 二氨基二苯砜、3，3’ - 二氨基二苯砜、4，4’ - 二氨基聯(lián)苯、3，3’ - 二甲基_4，4’ - 二氨基聯(lián)苯、 1，3_雙(3-氨基苯氧基)苯、1，3_雙(4-氨基苯氧基)苯、1，4_雙(3-氨基苯氧基)苯、 1，4_雙(4-氨基苯氧基)苯、1，3-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，4-雙O-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2，2_雙氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2_雙氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2_雙W-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2_雙氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，2_雙氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2， 2-雙W-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4，4，_雙(4-氨基苯氧基)二苯砜、4，4’_雙(3-氨基苯氧基)二苯砜、4，4’_雙(4-氨基苯氧基)-3，3’，5，5’_四甲基二苯砜、4，4，-雙(3-氨基苯氧基)-3，3，，5，5，-四甲基二苯砜、4，4，-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯砜、4，4，-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)-3，3，，5，5，-四甲基二苯砜、 4，4’ -雙(4-氨基苯氧基)-3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯、4，4’ -雙(3-氨基苯氧基)-3，3’， 5，5，-四甲基聯(lián)苯、4，4，-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)-3，3，，5，5，-四甲基聯(lián)苯、4， 4，-雙(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4，_雙(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4，_雙O-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4’_雙(4-氨基苯氧基)二苯甲烷、4，4’_雙(3-氨基苯氧基)二苯甲烷、4，4，_雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯甲烷、4，4，_雙(4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4，_雙(3-氨基苯氧基)二苯醚、4，4，_雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4’_雙(4-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4’_雙(3-氨基苯氧基)二苯硫醚、 4，4’ -雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯硫醚中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料的制備方法，其特征在于所述步驟⑵中的有機(jī)硅二元伯胺為α，ω-二氨丙基多聚二甲基硅氧烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料的制備方法，其特征在于所述步驟O)中的芳香族二元酸酐為3，3’，4，4’_四羧基二苯醚二酐、均苯四甲酸二酐、3，3’， 4,4'-四羧基聯(lián)苯二酐、3，3’，4，4’ -四羧基二苯甲酮二酐、3，3’，4，4’ -四羧基二苯砜二酐、2，2_雙W-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、2，2-雙W-(3，4-二羧基苯氧基) 苯基]六氟丙烷二酐、2，2-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、1，4-雙(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐、1，3_雙(3，4_ 二羧基苯氧基)苯二酐、4，4’_雙(3，4_ 二羧基苯氧基)聯(lián)苯二酐、4，4’_雙(3，4_ 二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐、4，4’_雙(3，4_ 二羧基苯氧基)二苯醚二酐、4，4’-雙(3，4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4，4’-雙(3，4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料及其制備方法，涂料組成包括重量比為1∶0.1-0.2∶0.5-2.0的馬來酰亞胺基聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺和含酚羥基聚硅氧烷酰亞胺，其余為有機(jī)溶劑；涂料的固含量為10％-30％。制備方法包括分別制備馬來酰亞胺基聚酰亞胺和含酚羥基聚硅氧烷酰亞胺，再與雙馬來酰亞胺進(jìn)行共聚即得。本發(fā)明采用的原料樹脂分子量容易控制，分子結(jié)構(gòu)也容易調(diào)整，有利于制備理想性能的光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺功能涂料；工藝簡單、成本低、環(huán)境友好、可以在通用設(shè)備中完成制備過程，適用于工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C09D179/08GK102516867SQ201110418189
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者虞鑫海, 陳東紅, 陳梅芳 申請人:上海睿兔電子材料有限公司, 東華大學(xué)