[发明专利]光纤光栅传感器胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机胶粘剂技术领域，具体涉及到光纤光栅传感器用的胶粘剂。 

背景技术

光纤光栅传感器作为一种新型的光无源器件，因其抗电磁干扰、体积小、重量轻、耐腐蚀、易于用波分、时分和空分复用技术组成传感网络等特点，已成为当今传感领域的新兴技术。光纤光栅随外界物理量的变化，如压强、应变和温度的变化将引起反射光谱或透射光谱的中心波长漂移，通过检测波长漂移量可实现对物理量的测量。 

光纤光栅本身非常纤细，在恶劣的工作环境中及易断裂损坏，因此在光纤光栅传感器的制造中，常常需要将光纤光栅粘贴固定在基底材料上，借助基底材料的形变将外界待测量如温度、压力、应变等传递到光纤光栅上，实现工程测量。 

光纤光栅传感器的制造中还涉及到密封技术，尤其是高温高压(40MPa，300℃)传感器的密封技术是制约传感器工程应用的技术难题。200℃以下的粘接和密封技术已有报道，如用502瞬干胶粘剂，353ND双组分环氧胶粘剂，有机硅密封胶等。有机胶粘剂尤其是环氧基胶粘剂具有流动性好、粘接均匀、固化工艺简单、配胶后工作时间长、胶体不易变硬、易于抽真空脱气等优点。但是，要求长期经受200℃以上高温并耐压40MPa，有机胶粘剂几乎无法实现。无机胶粘剂虽然易于满足长期耐高温要求，而且粘接强度高，耐酸碱性能好，但是普遍存在不耐水的缺陷，无机胶粘剂在固化过程中收缩率较大，用其粘接光纤光栅，固化后容易拉断光纤，用其密封石英材料的传感器，在温度变化范围较大的情况下，容易拉裂石英玻璃管。目前能够同时满足高温、高压、耐水、耐油和耐腐蚀等要求，还要具备粘接强度高、收缩率小、密封性好的胶粘剂，国内外尚无报道。 

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于克服上述无机胶粘剂的缺点，提供一种耐高温、耐高压、耐水、耐油和耐腐蚀、强度高、收缩率小、密封性好的光纤光栅传 感器胶粘剂。 

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种光纤光栅传感器胶粘剂的制备方法。 

解决上述技术问题所采用的技术方案它是由下述重量份配比的原料组成： 

氮化硅                                 1份 

纳米二氧化硅或纳米二氧化钛    0.33～0.50份 

纳米碳化硅                   0.067～0.13份 

制备本发明胶粘剂的优选原料重量份配比是： 

氮化硅                                 1份 

纳米二氧化硅或纳米二氧化钛    0.33～0.45份 

纳米碳化硅                    0.08～0.12份 

制备本发明胶粘剂的最佳原料重量份配比是： 

氮化硅                                 1份 

纳米二氧化硅或纳米二氧化钛          0.35份 

纳米碳化硅                          0.10份 

上述光纤光栅传感器胶粘剂的制备方法如下： 

1、原料预处理 

取氮化硅、纳米二氧化硅或纳米二氧化钛、纳米碳化硅置于干燥箱中40～50℃干燥30～40分钟去除水分。 

上述的氮化硅由合肥健坤化工有限公司生产，二氧化硅和纳米二氧化钛由上海纳米科技有限公司生产，纳米碳化硅由合肥开尔纳米技术发展有限责任公司生产。 

2、制备水溶性固化剂 

称取对氨基苯磺酸，用常规方法配制成质量浓度为0.62％的对氨基苯磺酸水溶液，用浓盐酸调整对氨基苯磺酸水溶液的PH值至1～1.2，制备成水溶液固化剂。 

3、配料 

按上述重量份配比称取氮化硅、纳米二氧化硅或纳米二氧化钛、纳米碳化硅，混合，配制成原料混合物。 

4、制备混合粉体 

以石油醚或Hn200F1纯水性分散液为分散剂，将分散剂滴入原料混合物中，分散剂与原料混合物的质量比为3∶1，用功率为1600W的超声波震荡仪产生的频率40KHz超声波处理20～30分钟，待分散剂挥发后置于烘箱内40～50℃烘烤30～40分钟，制成混合粉体。 

5、制备胶粘剂