二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的一种修饰。
[0022]表面修饰的氧化石墨稀，其表面由娃烧偶联剂乙稀基二乙氧基娃烧、乙稀基二甲氧基硅烷、乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的一种修饰。
[0023]自由基引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢中的一种。
[0024]本发明所使用的加强芯纤维为连续玻璃纤维，树脂为双酚A-丙烯酸缩水甘油酯及其衍生物，或双酚F-丙烯酸缩水甘油酯及其衍生物。将这些树脂与自由基热引发剂，表面修饰石墨稀或表面修饰氧化石墨稀混合均勾，形成预浸树脂，其中，表面修饰石墨稀或表面修饰氧化石墨烯与树脂的质量比例为1:10000至100:10000。
[0025]石墨烯或氧化石墨烯是一种新型二维纳米材料，是由碳原子构成的厚度仅为一个原子的片状结构，具有极高的强度和模量，已经被广泛地应用于树脂的增强增韧。作为纳米增强材料，石墨烯或氧化石墨烯在树脂中的分散及其与基体树脂之间的相互作用是决定其复合材料增强增韧效果的关键因素。在良好分散的情况下，石墨烯对树脂的增强阈值远低于纳米氧化娃、碳纳米管等材料，也就是说，只需要添加极少量(如0.1-0.5wt%)的石墨稀，就可以达到显著的增强增韧效果。然而，由于石墨烯的比表面积大，二维尺寸远大于其厚度(单原子层)，石墨烯极易团聚，而且不易在树脂基体中均匀分散，不仅会导致样品成色降低，而且不利于达到理想的增强增韧效果，成为应用过程中的一个重要难题。
[0026]本发明所使用的表面修饰石墨烯为氧化膨胀裂解法制备的高度剥离的石墨烯，为了确保石墨烯在树脂中均匀分散，将氧化裂解法获得的氧化石墨烯经充分还原后，与硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)_硅烷、或二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的一种反应，使偶联剂在表面发生水解后，化学接枝在石墨烯表面，这样，一方面，表面修饰的石墨烯与树脂性质相似，提高了相容性，经充分搅拌后，可实现稳定分散；另一方面，石墨烯表面含有双键官能团，经热引发后，可以与树脂发生自由基共聚合，与树脂成为一个整体。
[0027]本发明还可以使用表面修饰氧化石墨烯。所述的氧化石墨烯为氧化膨胀裂解法制备的高度剥离的石墨烯，为了确保氧化石墨烯在树脂中均匀分散，将氧化裂解法获得的氧化石墨烯与硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)_硅烷、或二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的一种反应，使偶联剂在表面发生水解后，化学接枝在氧化石墨烯表面，这样，一方面，表面修饰的氧化石墨烯与树脂性质相似，提高了相容性，经充分搅拌后，可实现稳定分散；另一方面，氧化石墨烯表面含有双键官能团，经热引发后，可以与树脂发生自由基共聚合，与树脂成为一个整体。
[0028]如上所述，氧化石墨烯或石墨烯在基体中均匀分散并且与基体树脂以共价键结合，只需要添加极少的量，就能够将加强芯的抗拉强度提高10-30%，拉伸模量提高13-36%，弯曲模量提高15-30%。由于石墨烯添加量极低，不影响加强芯的颜色和外观。
[0029]本发明的光缆加强芯材料，由连续玻璃纤维束与复合树脂组成，复合树脂包括乙烯基树脂、自由基引发剂和石墨烯或氧化石墨烯纳米增强材料这三种物质，其中，纳米增强材料使用表面功能化修饰的石墨烯或表面功能化的氧化石墨烯对乙烯基树脂进行增强增韧，增强增韧效果好，可大大地提高现有玻纤加强芯的品质，适用于高档光缆。
【主权项】
1.一种光缆加强芯材料，其特征在于，该加强芯材料由40-80重量份的连续玻璃纤维束与20-60重量份的复合树脂组成，所述复合树脂包括乙烯基树脂、自由基引发剂和石墨稀或氧化石墨稀纳米增强材料这三种物质。2.根据权利要求1所述的一种光缆加强芯材料，其特征在于:所述的乙烯基树脂是双酚A-丙烯酸缩水甘油酯二醚、双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯二醚、双酚F-丙烯酸缩水甘油酯二醚或双酚F-甲基丙烯酸缩水甘油酯二醚。3.根据权利要求1所述的一种光缆加强芯材料，其特征在于:所述纳米增强材料为表面修饰的石墨烯或表面修饰的氧化石墨烯，石墨烯或氧化石墨烯与乙烯基树脂的质量比为I:10000 至 100:10000ο4.根据权利要求3所述的一种光缆加强芯材料，其特征在于:表面修饰的石墨烯，其表面由硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的一种修饰。5.根据权利要求3所述的一种光缆加强芯材料，其特征在于:表面修饰的氧化石墨烯，其表面由硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中的一种修饰。6.根据权利要求1所述的一种光缆加强芯材料，其特征在于:所述自由基引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢中的一种。
【专利摘要】本发明公开了一种光缆加强芯材料，该加强芯材料由40-80重量份的连续玻璃纤维束与20-60重量份的复合树脂组成，复合树脂包括乙烯基树脂、自由基引发剂和石墨烯或氧化石墨烯纳米增强材料这三种物质。本发明关键在于使用表面功能化修饰的石墨烯或表面功能化的氧化石墨烯对乙烯基树脂进行增强增韧，得到高强度和韧性的玻纤-复合树脂加强芯，其优势在于石墨烯或氧化石墨烯的添加量低，增强增韧效果好，可大大地提高现有玻纤加强芯的品质，适用于高档光缆。
【IPC分类】C08K9/06, C08F122/20, C08K3/04, C08J5/04, C08F2/44, C08K7/14, G02B6/44
【公开号】CN105175594
【申请号】
【发明人】肖伟忠, 姜军, 张平
【申请人】南通银湖通讯设备科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月14日