一种多硅烷改性耐热光缆料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种多硅烷改性耐热光缆料，它是由下述重量份的原料组成的：聚乙烯亚胺2?3、月桂醇硫酸钠0.8?1、顺丁烯二酸酐0.7?1、八甲基环四硅氧烷5?7、八苯基?POSS2?3、四甲基氢氧化铵0.01?0.02、辛基苯基环四硅氧烷1?3、4，4'?二氨基二苯醚37?40、20?25%的氨水2?4、均苯四甲酸二酐46?50、N?甲基吡咯烷酮70?80、氮化铝3?4、高密度聚乙烯100?110、铝酸钙3?4、丁基硫醇锡0.1?0.2、亚甲基双丙烯酰胺0.8?2、氯化石蜡4?6、硅烷偶联剂kh5600.1?0.3、二甲基乙酰胺300?400。本发明采用多种硅烷改性光缆料，有效的提高了成品的疏水性和表面强度。
【专利说明】
一种多硅烷改性耐热光缆料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及光缆料技术领域，尤其涉及一种多硅烷改性耐热光缆料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚酰亚胺复合材料通常以聚酰亚胺为基体与其它物质复合而成〃其中以聚酞亚胺为基体与高性能增强纤维(如玻璃纤维，碳纤维，芳纶纤维等)复合而成的先进复合材料，比强度高，耐高温，制件重量轻，已大量用于制作航空航天器的结构件，对航空航天工业的发展作出了巨大的贡献〃当前以聚酰亚胺为基体，与无机微粒复合的研究也越来越引人注目，作为功能复合材料，具有广阔应用前景"用于聚酰亚胺/无机物(纳米)复合材料的无机物及其前体的物质主要有陶瓷、聚硅氧烷、粘土和分子筛，通常无机物以分散相的形式分散于聚酰亚胺基体中，形成一定相分离尺寸的无机相〃无机物可以超微粉的形式引入聚酰亚胺中，更普遍的是以某种前驱体形式(如烷氧化物等)与聚酰亚胺的前体溶液共混再转化为相应的无机相；
由于一般的聚酰亚胺不熔，成型加工温度高，因此开发易于成型加工的聚酰亚胺是其研究发展的一个热点"此外，由于其成本较高，在一般的民用和工业应用方面受到了极大的限制，因此合成出成本低，性能保持良好的聚酰亚胺也是研究的重点之一；
聚酰亚胺具有非常优异的耐热性，耐磨性，耐辐射性，耐化学性，良好的电绝缘性，韧性，同时还具有很高的气体渗透性，由于具有优越的综合性能，现已广泛应用于航空航天，电子电气，机车汽车，精密机械和自动办公机械等领域，聚酰亚胺固化温度太高，并且难于成型加工，而将聚酰亚胺制备成粉末状，则可作为材料改性添加剂，具有很广阔的应用前景；O
【发明内容】
[0003]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种多硅烷改性耐热光缆料及其制备方法。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种多硅烷改性耐热光缆料，它是由下述重量份的原料组成的:
聚乙烯亚胺2-3、月桂醇硫酸钠0.8-1、顺丁烯二酸酐0.7-1、八甲基环四硅氧烷5-7、八苯基-P0SS2-3、四甲基氢氧化铵0.01-0.02、辛基苯基环四硅氧烷1-3、4，4 ’ -二氨基二苯醚37-40、20-25%的氨水2-4、均苯四甲酸二酐46-50、N-甲基吡咯烷酮70-80、氮化铝3-4、高密度聚乙烯100-110、铝酸钙3-4、丁基硫醇锡0.1-0.2、亚甲基双丙烯酰胺0.8-2、氯化石蜡4-
6、硅烷偶联剂kh5600.1 -0.3、二甲基乙酰胺300-400。
[0005]—种所述的多硅烷改性耐热光缆料的制备方法，包括以下步骤:
(I)取上述八甲基环四硅氧烷重量的10-15%，与四甲基氢氧化铵混合，通入氮气，在90-95 °C下保温反应2-3小时，缓慢降低温度为常温，得碱溶胶； (2)取上述二甲基乙酰胺重量的10-15%，加入剩余的八甲基环四硅氧烷、辛基苯基环四硅氧烷、八苯基-POSS，搅拌均匀，通入氮气，加入上述碱溶胶，在90-95 0C保温搅拌30-40分钟，停止通入氮气，保温2-3小时，升高温度为150-160 °C，保温27-30分钟，冷却，在60-65 °C下真空干燥1-2小时，得交联聚硅氧烷；
(3)将上述4，4’ -二氨基二苯醚加入到其重量36-40倍的、15-17%的硫酸溶液中，加入上述20-25%的氨水，静置1-2小时，过滤，将沉淀用去离子水洗3-4次，在60-70 °C下真空干燥4-5小时，得精制苯醚；
(4)将上述精制苯醚、均苯四甲酸二酐、交联聚硅氧烷混合，加入剩余的二甲基乙酰胺，搅拌均匀，送入冰水浴中，通入氮气，搅拌反应2-3小时，出料，将产物加入到其重量30-40倍的蒸馏水中，常温静置4-5天，过滤，得预交联聚酰亚胺；
(5)将上述亚甲基双丙烯酰胺加入到其重量3-5倍的无水乙醇中，升高温度为80-90°C，加入上述氯化石蜡，保温搅拌10-17分钟，出料，加入上述丁基硫醇锡，搅拌至常温，得酰胺醇液；
(6)将上述预交联聚酰亚胺、酰胺醇液混合，升高温度为50-60°C，加入上述硅烷偶联剂kh560，100-200转/分搅拌4-10分钟，得硅烷改性酰胺溶液；
(7)将上述氮化铝加入到N-甲基吡咯烷酮中，超声2-3分钟，得氮化铝分散液；
(8)将上述硅烷改性酰胺溶液加入到氮化铝分散液中，加入上述丁基硫醇锡，超声20-30分钟，过滤，将沉淀在76-80 °C下真空干燥3-5小时，磨成细粉，送入250-260 °C的真空干燥箱中，加热6-7小时，出料冷却，得交联改性聚酰亚胺；
(9)将上述交联改性聚酰亚胺与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到螺杆挤出机中，熔融挤出，冷却，磨粉，即得所述光缆料。
[0006]本发明的优点是:本发明以4，4.一二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐为单体，以N-甲基吡咯烷酮为反应溶剂，以交联聚硅氧烷为疏水性组分，反应完成后经蒸馏水浸泡除去溶剂，再高温环化得到交联改性聚酰亚胺；
本发明在聚酰亚胺的分子链中引入了具有疏水性的S1-O-Si结构，通过聚酰亚胺对交联聚硅氧烷的剪切力，可以将聚硅氧烷分散成更小的颗粒，其可以均匀的包覆在聚酰亚胺粒子的表面，从而形成疏水层，从而改善了其在复合材料中的分散均匀性;本发明的交联聚硅氧烷还具有很好的热稳定性和辐射稳定性，提高了其阻尼性能和与聚酰亚胺的相容性；本发明将预交联聚酰亚胺与氮化铝悬浮液混合，形成的复合材料结合了聚酰亚胺和氮化铝的各自优点，具有高导热，低膨胀，低介电，电绝缘，耐高温等优异的性能;本发明采用多种硅烷改性光缆料，有效的提高了成品的疏水性和表面强度。
【具体实施方式】
[0007]一种多硅烷改性耐热光缆料，它是由下述重量份的原料组成的:
聚乙烯亚胺2、月桂醇硫酸钠0.8、顺丁烯二酸酐0.7、八甲基环四硅氧烷5、八苯基P0SS2、四甲基氢氧化铵0.01、辛基苯基环四硅氧烷1、4，4 ’ 二氨基二苯醚37、20%的氨水2、均苯四甲酸二酐46、N甲基吡咯烷酮70、氮化铝3、高密度聚乙烯100、铝酸钙3、丁基硫醇锡0.1、亚甲基双丙烯酰胺0.8、氯化石蜡4、硅烷偶联剂kh5600.1、二甲基乙酰胺300。
[0008]—种所述的多硅烷改性耐热光缆料的制备方法，包括以下步骤: (1)取上述八甲基环四硅氧烷重量的10%，与四甲基氢氧化铵混合，通入氮气，在90°C下保温反应2小时，缓慢降低温度为常温，得碱溶胶；
(2)取上述二甲基乙酰胺重量的10%，加入剩余的八甲基环四硅氧烷、辛基苯基环四硅氧烷、八苯基POSS，搅拌均匀，通入氮气，加入上述碱溶胶，在90°C保温搅拌30分钟，停止通入氮气，保温2小时，升高温度为150°C，保温27分钟，冷却，在60°C下真空干燥I小时，得交联聚硅氧烷；
(3)将上述4，4’ 二氨基二苯醚加入到其重量36倍的、15%的硫酸溶液中，加入上述20%的氨水，静置I小时，过滤，将沉淀用去离子水洗3次，在60 0C下真空干燥4小时，得精制苯醚；
(4)将上述精制苯醚、均苯四甲酸二酐、交联聚硅氧烷混合，加入剩余的二甲基乙酰胺，搅拌均匀，送入冰水浴中，通入氮气，搅拌反应2小时，出料，将产物加入到其重量30倍的蒸馏水中，常温静置4天，过滤，得预交联聚酰亚胺；
(5)将上述亚甲基双丙烯酰胺加入到其重量3倍的无水乙醇中，升高温度为80°C，加入上述氯化石蜡，保温搅拌1分钟，出料，加入上述丁基硫醇锡，搅拌至常温，得酰胺醇液；
(6)将上述预交联聚酰亚胺、酰胺醇液混合，升高温度为50°C，加入上述硅烷偶联剂kh560，100转/分搅拌4分钟，得硅烷改性酰胺溶液；
(7)将上述氮化铝加入到N甲基吡咯烷酮中，超声2分钟，得氮化铝分散液；
(8)将上述硅烷改性酰胺溶液加入到氮化铝分散液中，加入上述丁基硫醇锡，超声20分钟，过滤，将沉淀在76 °C下真空干燥3小时，磨成细粉，送入2500C的真空干燥箱中，加热6小时，出料冷却，得交联改性聚酰亚胺；
(9)将上述交联改性聚酰亚胺与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到螺杆挤出机中，熔融挤出，冷却，磨粉，即得所述光缆料。
[0009]性能测试:
拉伸强度:19.9 MPa；
断裂伸长率:353%。
【主权项】
1.一种多硅烷改性耐热光缆料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的: 聚乙烯亚胺2-3、月桂醇硫酸钠0.8-1、顺丁烯二酸酐0.7-1、八甲基环四硅氧烷5-7、八苯基-P0SS2-3、四甲基氢氧化铵0.01-0.02、辛基苯基环四硅氧烷1-3、4，4 ’ -二氨基二苯醚.37-40、20-25%的氨水2-4、均苯四甲酸二酐46-50、N-甲基吡咯烷酮70-80、氮化铝3-4、高密度聚乙烯100-110、铝酸钙3-4、丁基硫醇锡0.1-0.2、亚甲基双丙烯酰胺0.8-2、氯化石蜡4-.6、硅烷偶联剂kh5600.1 -0.3、二甲基乙酰胺300-400。2.—种如权利要求1所述的多硅烷改性耐热光缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)取上述八甲基环四硅氧烷重量的10-15%，与四甲基氢氧化铵混合，通入氮气，在90-.95 °C下保温反应2-3小时，缓慢降低温度为常温，得碱溶胶； (2)取上述二甲基乙酰胺重量的10-15%，加入剩余的八甲基环四硅氧烷、辛基苯基环四硅氧烷、八苯基-POSS，搅拌均匀，通入氮气，加入上述碱溶胶，在90-95 0C保温搅拌30-40分钟，停止通入氮气，保温2-3小时，升高温度为150-160 °C，保温27-30分钟，冷却，在60-65 °C下真空干燥1-2小时，得交联聚硅氧烷； (3)将上述4，4二氨基二苯醚加入到其重量36-40倍的、15-17%的硫酸溶液中，加入上述20-25%的氨水，静置1-2小时，过滤，将沉淀用去离子水洗3-4次，在60-70 °C下真空干燥4-.5小时，得精制苯醚； (4)将上述精制苯醚、均苯四甲酸二酐、交联聚硅氧烷混合，加入剩余的二甲基乙酰胺，搅拌均匀，送入冰水浴中，通入氮气，搅拌反应2-3小时，出料，将产物加入到其重量30-40倍的蒸馏水中，常温静置4-5天，过滤，得预交联聚酰亚胺； (5)将上述亚甲基双丙烯酰胺加入到其重量3-5倍的无水乙醇中，升高温度为80-90°C，加入上述氯化石蜡，保温搅拌10-17分钟，出料，加入上述丁基硫醇锡，搅拌至常温，得酰胺醇液； (6)将上述预交联聚酰亚胺、酰胺醇液混合，升高温度为50-60°C，加入上述硅烷偶联剂kh560，100-200转/分搅拌4-10分钟，得硅烷改性酰胺溶液； (7)将上述氮化铝加入到N-甲基吡咯烷酮中，超声2-3分钟，得氮化铝分散液； (8)将上述硅烷改性酰胺溶液加入到氮化铝分散液中，加入上述丁基硫醇锡，超声20-.30分钟，过滤，将沉淀在76-80 °C下真空干燥3-5小时，磨成细粉，送入250-260 °C的真空干燥箱中，加热6-7小时，出料冷却，得交联改性聚酰亚胺； (9)将上述交联改性聚酰亚胺与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到螺杆挤出机中，熔融挤出，冷却，磨粉，即得所述光缆料。
【文档编号】H01B3/44GK106009166SQ201610457160
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】孟亮, 韩伟, 王凯
【申请人】安徽电信器材贸易工业有限责任公司