專(zhuān)利名稱(chēng)：柔性導(dǎo)光棒及制備方法
一種以甲基丙烯酸甲酯(MMA)為基質(zhì)的導(dǎo)光棒及制備方法，屬于塑料光導(dǎo)纖維技術(shù)領(lǐng)域。
六十年代美國(guó)杜邦公司開(kāi)始研制塑料光纖(POF)并投放市場(chǎng)以來(lái)，日本、法國(guó)等國(guó)家也相繼研制出了塑料光纖并已商品化。國(guó)內(nèi)七十年代開(kāi)始發(fā)展光導(dǎo)纖維，而塑料光纖的掘起是近十來(lái)年的事。與玻璃光纖相比塑料光纖重量輕、撓性好、芯徑粗、數(shù)值孔徑大、與光源耦合效率高、光纖之間連接簡(jiǎn)便、加工容易、使用方便而且經(jīng)濟(jì);特別是在顯示、照明、廣告、裝飾等領(lǐng)域更是得到廣泛應(yīng)用。目前使用最多的塑料光纖是直徑在1mm以下，以聚苯乙烯(PS)為芯徑、以PMMA為皮層的塑料光纖，當(dāng)其直徑大于1mm時(shí)，則不能自由彎曲，柔軟性很差，極易折斷。日本專(zhuān)利文獻(xiàn)昭60-235104所提到的以PMMA為芯徑的光導(dǎo)纖維，其直徑φ為0.5mm左右;工藝方法是把各組份一起共同進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，再進(jìn)行本體共聚合。此光纖的缺點(diǎn)是直徑太細(xì)，用于廣告顯示時(shí)，由于亮點(diǎn)小，不夠明顯，必須多根多股集束，極易損壞和折斷，制作起來(lái)又費(fèi)工又費(fèi)時(shí);而在工藝上雖然對(duì)各組份進(jìn)行了預(yù)聚合反應(yīng)但是把各組份是一起共同進(jìn)行預(yù)聚合的。由于各個(gè)組份的性質(zhì)不盡相同，所以預(yù)聚合物不易均勻，不能保證各組份間的準(zhǔn)確配比。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種無(wú)包皮層、直徑φ為3～15mm、柔軟性好、可作任意方向彎曲而不發(fā)生斷裂和龜裂的、透光性能好的導(dǎo)光棒及其制備方法。
本發(fā)明的特征是以甲基丙烯酸甲酯(MMA)為基質(zhì)，其配比組成(重量)如下甲基丙烯酸甲酯(MAA)為40～80%;丙烯酸低級(jí)烷基酯和/或甲基丙烯酸低級(jí)烷基酯為15～40%;醇酸樹(shù)脂為1～10%;苯乙烯為0～5%;烯丙基樹(shù)脂為0～5%。而所述的丙烯酸低級(jí)烷基酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯，所述的甲基丙烯酸低級(jí)烷基酯是甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯。本導(dǎo)光棒與通常塑料光纖所不同的是在配比組成上加入提高光纖柔軟性的醇酸樹(shù)脂;在工藝上不直接將各組份進(jìn)行共聚反應(yīng)，而是對(duì)各組份分別進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，再進(jìn)行共聚反應(yīng)。本導(dǎo)光棒的制備方法是在分別進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)前，必須對(duì)各組份進(jìn)行提純，除去雜質(zhì)，以達(dá)到足夠的透光率。將提純后的各組份甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸低級(jí)烷基酯和/或甲基丙烯酸低級(jí)烷基酯、苯乙烯、烯丙基樹(shù)脂，分別進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，其目的是為了使聚合物更加均勻和保證各組份間的準(zhǔn)確配比，其反應(yīng)條件是①預(yù)聚合反應(yīng)溫度為100～130℃;②反應(yīng)時(shí)間為10～20小時(shí);③需不斷進(jìn)行攪拌;④加入0.1%～0.5%的引發(fā)劑。引發(fā)劑通常選用偶氮二異丁腈(ABIN)，作為自由基聚合引發(fā)劑，其用量大小會(huì)影響聚合反應(yīng)的速度及聚合物的性能。預(yù)聚反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)取樣測(cè)定反應(yīng)物的折射率，由經(jīng)驗(yàn)公式(省略，可參見(jiàn)高分子實(shí)驗(yàn)手冊(cè))計(jì)算其反應(yīng)程度P，當(dāng)P為20～50%時(shí)，即可停止反應(yīng)。共聚合反應(yīng)的程序?yàn)閷㈩A(yù)聚合反應(yīng)后的各組份按配比加入洗凈后的反應(yīng)釜內(nèi)，再加入一定比例的醇酸樹(shù)脂和分子量調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)劑通常采用正丁硫醇(NBM)，用來(lái)調(diào)節(jié)聚合物的分子量大小，其用量通常為0.01%～0.1%，用量過(guò)多將會(huì)使聚合物分子量過(guò)低，影響光纖的強(qiáng)度和韌性，而用量過(guò)少，則會(huì)使聚合物分子量過(guò)高，雖可提高光纖的韌性與強(qiáng)度，但會(huì)給熔融擠出帶來(lái)困難。當(dāng)各組份加入反應(yīng)釜后，攪拌均勻，通入惰性氣體，通常采用氮?dú)?，升溫?20～160℃，反應(yīng)壓力為3～5kg/cm2，反應(yīng)時(shí)間為20～40小時(shí)，再快速升溫至180℃以上，將物料轉(zhuǎn)移至擠出機(jī)內(nèi)，同時(shí)由抽氣系統(tǒng)抽去未反應(yīng)的單體，緩緩擠出直徑φ3～15mm的導(dǎo)光棒。
本導(dǎo)光棒無(wú)包皮層、直徑粗、亮點(diǎn)大、柔軟性好，可作任意方向彎曲而不發(fā)生斷裂和龜裂，適用廣告顯示、溫泉和游泳池底照明、裝飾、裝璜和代替霓虹燈之用，具有一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)施例見(jiàn)附表1(共六個(gè)實(shí)施例)，該導(dǎo)光棒透光率可達(dá)90%以上，損耗為每公里500分貝以下，當(dāng)光源照射時(shí)，導(dǎo)光棒通體發(fā)光，特別適合于夜晚廣告標(biāo)牌顯示和游泳池內(nèi)照明之用。
權(quán)利要求
1.一種以甲基丙烯酸甲酯為基質(zhì)的柔性導(dǎo)光棒，其特征是該導(dǎo)光棒的組成(重量)如下甲基丙烯酸甲酯(MMA) 40～80%丙烯酸低級(jí)烷基酯和/或甲基丙烯酸低級(jí)烷基酯 15～40%醇酸樹(shù)脂1～10%苯乙烯 0～5%烯丙基樹(shù)脂 0～5%
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光棒，其特征是所述的丙烯酸低級(jí)烷基酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯;所述的甲基丙烯酸低級(jí)烷基酯是甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光棒的制備方法，其特征是Ⅰ、對(duì)組成中的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸低級(jí)烷基酯和/或甲基丙烯酸低級(jí)烷基酯、苯乙烯、烯丙基樹(shù)脂先分別進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)①預(yù)聚合反應(yīng)溫度100～130℃;②反應(yīng)時(shí)間為10～20小時(shí);③需不斷進(jìn)行攪拌;④加入0.1%～0.5%的引發(fā)劑。Ⅱ、將預(yù)聚合反應(yīng)后的各組份按配比，加入一定比例的醇酸樹(shù)脂和分子量調(diào)節(jié)劑，再進(jìn)行共聚合反應(yīng)①共聚合反應(yīng)必須在惰性氣體中進(jìn)行;②反應(yīng)壓力為3～5kg/cm2;③反應(yīng)溫度為120～160℃;④反應(yīng)時(shí)間為20～40小時(shí)。
全文摘要
一種以甲基丙烯酸甲酯為基質(zhì)的柔性導(dǎo)光棒及制備方法，屬于塑料光纖技術(shù)領(lǐng)域。本導(dǎo)光棒與通常的塑料光纖所不同的是在組成上加入提高光纖柔軟性的醇酸樹(shù)脂；工藝上不直接將各組分共聚，而是先分別進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，然后再進(jìn)行共聚反應(yīng)。本導(dǎo)光棒無(wú)包皮層，直徑粗、亮點(diǎn)大、柔軟性好，當(dāng)直徑為Φ3～15mm時(shí)，可作任意方向彎曲而不發(fā)生斷裂的龜裂，適合于制作廣告顯示，照明和裝飾之用。
文檔編號(hào)G02B1/04GK1090056SQ9311178
公開(kāi)日1994年7月27日 申請(qǐng)日期1993年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月1日
發(fā)明者王美娜, 張耀明, 王志明, 孔維彪 申請(qǐng)人:王美娜