一种光纤用高附着低粘度涂料及其制备方法

本发明属于涂料，具体涉及一种光纤用高附着低粘度涂料及其制备方法。

背景技术：

1、丙烯酸树脂因具有透明度好、色泽光亮、耐腐蚀、附着力好、韧性好等特点，在涂层材料中使用较多。随着社会的发展，单一的丙烯酸树脂材料已经很难满足人们的需求，对丙烯酸树脂进行改性来赋予它更优异的性能成为目前研究的热点。近年来，随着纳米粒子技术的不断发展，将纳米粒子与聚合物结合制备的新型复合材料在提高热稳定性和机械性能方面表现出卓越优势。据研究，纳米粒子的添加可以增强有机/无机复合材料的耐磨性、附着力和抗拉升强度。有机/无机复合材料是以有机相为基质，纳米粒子为分散相，各相间通过化学作用或物理作用在分子水平上复合的多相均匀材料。由于无机相与有机相在热稳定性和化学稳定性上有较大的差异，对于复合材料的合成具有一定的难度。近年来，复合材料的制备方法主要有原位聚合法、溶胶-凝胶法、共混法、插层复合法。共混法通过机械共混、熔融共混、溶液共混或乳液共混的方法将粒子混入到聚合物中，在此过程中粒子在聚合物中极易团聚，增大了涂料的粘度，影响涂料的涂刷性。针对这一问题通常对粒子进行表面改性来解决这个问题，如在纳米粒子中加入分散剂、表面活性剂或偶联剂等。在一些光纤上，改性丙烯酸树脂与光纤加强层的附着力仍然不够理想，可能会出现涂层脱落、起泡等问题，影响产品的使用寿命和外观质量。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中加入纳米粒子会影响涂料的粘度，从而影响涂料的涂刷性，在光纤上喷涂固化后可能会出现涂层脱落、起泡等问题，影响产品的使用寿命和外观等质量问题，提供一种具有高附着低粘度的光纤用涂料及其制备方法。

2、本发明提供的光纤用高附着低粘度涂料由下述方法制备得到：

3、步骤1：改性剂的预处理

4、将改性剂1加入乙醇中，混合均匀后，加入柠檬酸调节ph为4～5，然后加入改性剂2，在70～90℃下搅拌60～90分钟，制成改性剂预制品；其中，所述改性剂1与改性剂2的质量比20:80～80:20；所述改性剂1由硅烷偶联剂kh550和氯化聚丙烯或氯化聚脂或n-羟基琥珀酰亚胺或3-硝基-1,2,4-三唑按质量比为100:0～50:50组成；所述改性剂2由聚吡咯和5-羟基-2-戊酮或3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷或聚氧乙烯脂肪醇醚按质量比为100:0～50:50组成。

5、步骤2：改性二氧化硅纳米粒子的制备

6、将粒径40～100nm的二氧化硅在分散液中超声分散均匀，然后加入改性剂预制品，在均相反应器中150～200℃水热反应2～4小时，反应结束后将反应液离心洗涤，沉淀经冷冻干燥后进行球磨处理，得到改性二氧化硅纳米粒子；其中，二氧化硅的质量与改性剂预制品的质量比为30:70～70:30；所述分散液为去离子水或去离子水与甲醇或乙二醇或异丙醇的混合物。

7、步骤3：制备光纤用高附着低粘度涂料

8、将丙烯酸树脂、环氧树脂或聚氨脂树脂或聚砜树脂、改性二氧化硅纳米粒子、助剂使用机械搅拌的方式搅拌混合均匀，得到光纤用高附着低粘度涂料；其中，所述丙烯酸树脂与环氧树脂或聚氨脂树脂或聚砜树脂的质量比100:0～90:10；所述改性二氧化硅纳米粒子的加入量为丙烯酸树脂质量的1％～5％；所述助剂的加入量为丙烯酸树脂质量的1％～5％；所述助剂由硅烷偶联剂kh570与环己烷或丙三醇按质量比为100:0～50:50组成。

9、上述步骤1中，优选所述改性剂1与乙醇的质量比为5:95～10:90。

10、上述步骤2中，优选所述粒径40～100nm的二氧化硅与分散液的质量比20:80～30:70。

11、上述步骤2中，优选将粒径40～100nm的二氧化硅在分散液中超声分散20～40分钟。

12、上述步骤2中，优选所述混合液中去离子水与甲醇或乙二醇或异丙醇的体积比为50:50～70:30。

13、上述步骤2中，优选在均相反应器中170～180℃水热反应2～4小时。

14、上述步骤2中，优选所述球磨时间为4～6小时。

15、上述步骤3中，优选以600～1000转/分钟的速度搅拌15～30分钟。

16、本发明的有益效果如下：

17、本发明利用硅烷偶联剂kh550和聚吡咯对二氧化硅纳米粒子表面进行改性，增加其表面能；硅烷偶联剂kh550可以在聚吡咯表面形成一层有机硅层，改变聚吡咯的表面性质，如亲水性、疏水性、表面能等。二氧化硅纳米粒子可以作为增强相，均匀分散在聚吡咯基体中，降低材料的粘度，提高复合材料力学性能，如附着力等。将改性二氧化硅纳米粒子使用机械共混的方式加入到丙烯酸树脂涂料中，同时使用不同助剂增强涂料的综合性能，制备出低粘度、高附着力的丙烯酸树脂涂料。本发明使用的原料廉价易得，改性方式简单，在降低成本的同时增强了涂料的性能，扩大了其应用领域。

技术特征：

1.一种光纤用高附着低粘度涂料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的光纤用高附着低粘度涂料的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述改性剂1与乙醇的质量比为5:95～10:90。

3.根据权利要求1所述的光纤用高附着低粘度涂料的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述粒径40～100nm的二氧化硅与分散液的质量比20:80～30:70。

4.根据权利要求1所述的光纤用高附着低粘度涂料的制备方法，其特征在于：步骤2中，将粒径40～100nm的二氧化硅在分散液中超声分散20～40分钟。

5.根据权利要求1所述的光纤用高附着低粘度涂料的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述混合液中去离子水与甲醇或乙二醇或异丙醇的体积比为50:50～70:30。

6.根据权利要求1所述的光纤用高附着低粘度涂料的制备方法，其特征在于：步骤2中，在均相反应器中170～180℃水热反应2～4小时。

7.根据权利要求1所述的光纤用高附着低粘度涂料的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述球磨时间为4～6小时。

8.根据权利要求1所述的光纤用高附着低粘度涂料的制备方法，其特征在于：步骤3中，以600～1000转/分钟的速度搅拌15～30分钟。

9.权利要求1～8任意一项制备方法制备的光纤用高附着低粘度涂料。

技术总结本发明公开了一种光纤用高附着低粘度涂料及其制备方法，主要利用硅烷偶联剂KH550和聚吡咯对二氧化硅纳米粒子进行化学改性，然后使用物理共混的方式将其加入到丙烯酸树脂中，同时使用助剂对涂料的性能进行优化，提升了涂层在光纤上的附着力。本发明方法操作简单，原料易得、廉价，制备出的涂料综合性能优异，应用广泛，既可用于光纤，也可用于玻璃基底、304钢基底。技术研发人员：马生华,尹龙翔,王刚,王贝贝受保护的技术使用者：西北大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14