本发明属于光通讯领域，具体涉及一种mt插芯及其制备方法和应用。
背景技术：
1、mt插芯(即机械式对接传输插芯)作为多芯光纤连接器的核心部件，具有高通量、高光纤布线密度等特点，被广泛应用于数据中心、光缆传输等光通信领域。mt插芯的原材料主要是pps(聚苯硫醚)和无机颗粒的共混材料，通过加入无机颗粒来期望保证材料尺寸稳定性并增强其机械强度和耐磨性能。随着mt插芯应用端越来越精密化，对mt插芯的尺寸稳定性、机械强度以及耐磨性能的要求也不断提高，然而，当前mt插芯的材料体系已经无法满足相应的性能需求，因此需要对mt插芯的材料进行改进以满足精密化应用端的要求。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的至少一个技术问题，本发明的目的之一在于提供一种mt插芯。
2、本发明的目的之二在于提供一种mt插芯的制备方法。
3、本发明的目的之三在于提供一种mt插芯在光纤产品中的应用。
4、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
5、本发明的第一个方面提供了一种mt插芯，包括以下质量百分数的原料：聚苯硫醚15～34.5％，改性al2o3 14～21％，改性sio2 29～48.5％，改性caco3 22～34％；所述改性al2o3、所述改性sio2和所述改性caco3分别为偶联剂改性的al2o3、偶联剂改性的sio2和偶联剂改性的caco3。
6、本发明关于mt插芯的技术方案至少取得如下技术效果：本发明通过采用偶联剂对al2o3、sio2、caco3无机颗粒进行表面改性，可以提高无机颗粒与聚苯硫醚(pps)树脂的相容性，从而提高mt插芯的机械强度和尺寸稳定性。此外，本发明中的改性al2o3、改性sio2、改性caco3的含量需要在上述范围内，才能使mt插芯兼具优异的机械强度、尺寸稳定性和耐磨性能，具体为：如果改性al2o3颗粒含量过高，则会因为颗粒间的作用力增大，使得颗粒容易产生团聚从而影响mt插芯的机械强度。如果改性sio2颗粒和改性caco3颗粒的含量过低，则会因为颗粒间的作用力增大，使得颗粒容易产生团聚从而影响mt插芯的机械强度，如果改性sio2颗粒和改性caco3颗粒的含量过高，则颗粒间缝隙增大，导致mt插芯的尺寸稳定性和机械强度下降。
7、优选地，所述改性al2o3为硅烷偶联剂改性的al2o3。
8、优选地，所述改性sio2为硅烷偶联剂改性的sio2。
9、优选地，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570中的至少一种。kh550为3-氨丙基三乙氧基硅烷；kh560为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；kh570为甲基丙烯酰氧基硅烷。al2o3和sio2都呈弱酸性，可以与硅烷偶联剂水解后的产物硅醇进行键合，并形成较牢固的化学键，从而实现al2o3和sio2的表面改性，提高al2o3和sio2和pps树脂的相容性。
10、优选地，所述改性caco3为钛酸酯偶联剂改性的caco3和/或铝酸酯偶联剂改性的caco3。caco3呈弱碱性，硅烷偶联剂能与其反应的表面羟基数量少，并不能将caco3完全包裹。一般要使用弱有机酸或有机酸盐进行包覆，例如钛酸酯偶联剂(结构式：r-o-ti-(or′)n)或铝酸酯偶联剂(结构式：r-o-al-(or′)n)，利用亲水基团ro-与caco3发生键合，并以单分子形式缚结于caco3表面，使caco3被铝酸酯或钛酸酯完全包裹，同时铝酸酯或钛酸酯偶联剂的另一端与pps树脂发生物理缠绕和化学反应，从而达到无机-有机两相界面层的相容。
11、优选地，所述改性al2o3为由第一硅烷偶联剂改性的al2o3；所述改性sio2为第二硅烷偶联剂改性的sio2；第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂分别独立地选自kh550、kh560、kh570中的任意一种；所述第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂不相同。
12、优选地，所述改性al2o3、所述改性sio2、所述改性caco3的质量比为1：(1.8～2.7)：(1.4～2)。当改性al2o3、改性sio2、改性caco3的含量之比满足上述条件时，较大尺寸的无机颗粒之间的间隙(改性sio2、改性caco3)可以更好地被较小尺寸的无机颗粒(改性al2o3)填充，进一步提高无机颗粒在pps树脂基体中的堆积密度，使得mt插芯具有更优异的机械强度和尺寸稳定性能。
13、优选地，所述改性al2o3的平均粒径为0.1μm-0.4μm。如果改性al2o3颗粒的粒径过大，则容易导致mt插芯的硬度过高而使其耐磨性能下降。
14、优选地，所述改性sio2的平均粒径为3μm-7μm。
15、优选地，所述改性caco3的平均粒径为12μm-15μm。
16、优选地，所述改性al2o3、所述改性sio2、所述改性caco3的最大粒径均≤40μm。
17、本发明通过选取三种不同粒径大小的无机颗粒(改性al2o3、改性sio2和改性caco3)进行复配，较大尺寸的无机颗粒之间的间隙(改性sio2、改性caco3)可以更好地被较小尺寸的无机颗粒(改性al2o3)填充，可以有效提高上述三种无机颗粒在pps树脂基体中的堆积密度，进一步提高mt插芯的机械强度、尺寸稳定性以及耐磨性能。此外，改性al2o3具有硬度高的特性，加入少量且尺寸小的改性al2o3颗粒可以提升mt插芯的耐磨性能。改性sio2颗粒的硬度中等，改性caco3颗粒的硬度最低但具有较高弹性模量，加入含量较高且尺寸较大的改性sio2颗粒和改性caco3颗粒，可以增强mt插芯的机械强度和尺寸稳定性。如果改性sio2颗粒和改性caco3颗粒的尺寸过小或含量过低，则会因为颗粒间的作用力增大，使得颗粒容易产生团聚从而影响mt插芯的机械强度，如果改性sio2颗粒和改性caco3颗粒的尺寸过大或含量过高，则颗粒间缝隙增大，导致mt插芯的尺寸稳定性和机械强度下降。
18、优选地，所述改性al2o3、所述改性sio2、所述改性caco3的平均粒径的比值为1：(30～50)：(90～160)。当改性al2o3、改性sio2、改性caco3三种无机颗粒的平均粒径之比满足上述条件时，无机颗粒在pps树脂基体中的分散程度更佳，且具有更高的堆积密度，从而进一步提高mt插芯的机械强度和尺寸稳定性能。
19、优选地，所述改性al2o3的zeta电位为20～40mv。
20、优选地，所述改性sio2的zeta电位为-30～-54mv。
21、优选地，所述改性caco3的zeta电位为25～48mv。
22、zeta电位影响无机颗粒(改性al2o3、改性sio2、改性caco3)之间相互排斥或吸引，通过控制三种无机颗粒改性后的zeta电位处于合适的范围内，可以使得材料体系更加稳定，分散在pps基体后可以更好地抵抗团聚，从而进一步提高mt插芯的机械强度和尺寸稳定性。
23、优选地，所述mt插芯还包括以下质量百分数的原料：0.2～0.6％的调色剂。
24、优选地，所述调色剂选自炭黑、铁黑、钴黑、铜铬黑、铁铬黑、苯胺黑、硫化锑、锰铁黑中的至少一种。
25、优选地，所述mt插芯还包括以下质量百分数的原料：0.1～0.3％的润滑分散剂。
26、优选地，所述润滑分散剂选自超支化聚酯、乙撑双硬脂酸酰胺(eb-ff)中的至少一种。
27、优选地，所述mt插芯还包括以下质量百分数的原料：0.2～0.6％的调色剂和0.1～0.3％的润滑分散剂。
28、本发明的第二个方面提供了本发明第一个方面提供的mt插芯的制备方法，包括以下步骤：
29、将包括聚苯硫、改性al2o3、改性sio2、改性caco3的原料混合造粒，然后注塑成型，制得所述mt插芯。
30、优选地，所述制备方法为：将包括聚苯硫、改性al2o3、改性sio2、改性caco3的原料混合，然后熔融挤出，切粒，再注塑成型制得。
31、优选地，所述熔融挤出步骤中，机头温度为260-290℃，前段温度为270-310℃，中段温度为280-320℃，后段温度为200-220℃。
32、优选地，所述注塑成型步骤中，喷嘴温度为310-340℃；料筒温度为320-350℃；模具温度为120-180℃。
33、优选地，所述原料在使用之前需要干燥除水。
34、优选地，所述干燥温度为100～140℃。
35、优选地，所述干燥时间为2～3h。
36、优选地，所述改性al2o3的制备方法为：采用第一硅烷偶联剂对al2o3进行表面改性制得。
37、优选地，所述第一硅烷偶联剂与al2o3的质量比为(0.4-1.9):100。
38、优选地，当所述第一硅烷偶联剂为kh550或kh570时，所述第一硅烷偶联剂与al2o3的质量比为(0.4-1.9):100；进一步优选地，当所述第一硅烷偶联剂为kh550或kh570时，所述第一硅烷偶联剂与al2o3的质量比为(0.8-1.5):100。
39、优选地，当所述第一硅烷偶联剂为kh560时，所述第一硅烷偶联剂与al2o3的质量比为(0.4-1.5):100；进一步优选地，当所述第一硅烷偶联剂为kh550或kh570时，所述第一硅烷偶联剂与al2o3的质量比为(0.5-1):100。
40、优选地，所述改性al2o3的制备方法包括以下步骤：将含有第一硅烷偶联剂的第一改性液与al2o3混合后在60～90℃反应，干燥、粉碎后，制得所述改性al2o3；进一步优选地，所述改性al2o3的制备方法包括以下步骤：将含有第一硅烷偶联剂的第一改性液缓慢加入al2o3中，混合后在60～90℃反应，干燥、粉碎后，制得所述改性al2o3。
41、优选地，所述第一改性液包括第一硅烷偶联剂、乙醇和水；所述第一硅烷偶联剂、乙醇和水的质量比为(2-5)：(7.5-18)：1。
42、优选地，当所述第一硅烷偶联剂为kh560时，第一改性液的ph为6～7。
43、优选地，当所述第一硅烷偶联剂为kh570时，第一改性液的ph为3.5～5.5。
44、若第一硅烷偶联剂选用kh560时需要使用40％的乙酸调节改性液的ph值为6～7，若第一硅烷偶联剂选用kh570需要用醋酸调节改性液的ph值为3.5～5.5，其目的是促进第一硅烷偶联剂的水解反应。
45、优选地，所述改性sio2的制备方法为：采用第二硅烷偶联剂对sio2进行表面改性制得。
46、优选地，所述第二硅烷偶联剂与sio2的质量比为(0.4-1.9):100。
47、优选地，当所述第二硅烷偶联剂为kh550或kh570时，所述第二硅烷偶联剂与sio2的质量比为(0.4-1.9):100；进一步优选地，当所述第二硅烷偶联剂为kh550或kh570时，所述第二硅烷偶联剂与sio2的质量比为(0.8-1.5):100。
48、优选地，当所述第二硅烷偶联剂为kh560时，所述第二硅烷偶联剂与sio2的质量比为(0.4-1.5):100；进一步优选地，当所述第二硅烷偶联剂为kh550或kh570时，所述第二硅烷偶联剂与sio2的质量比为(0.5-1):100。
49、优选地，第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂分别独立地选自kh550、kh560、kh570中的任意一种。
50、优选地，所述第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂不相同。
51、优选地，所述改性sio2的制备方法包括以下步骤：将含有第二硅烷偶联剂的第二改性液与sio2混合后在60～90℃反应，干燥、粉碎后，制得所述改性sio2；进一步优选地，所述改性sio2的制备方法包括以下步骤：将含有第二硅烷偶联剂的第二改性液缓慢加入sio2中，混合后在60～90℃反应，干燥、粉碎后，制得所述改性sio2。
52、优选地，所述第二改性液包括第二硅烷偶联剂、乙醇和水；所述第二硅烷偶联剂、乙醇和水的质量比为(2-5)：(7.5-18)：1。
53、优选地，当所述第二硅烷偶联剂为kh560时，第二改性液的ph为6～7。
54、优选地，当所述第二硅烷偶联剂为kh570时，第二改性液的ph为3.5～5.5。
55、若第二硅烷偶联剂选用kh560时需要使用40％的乙酸调节改性液的ph值为6～7，若第二硅烷偶联剂选用kh570需要用醋酸调节改性液的ph值为3.5～5.5，其目的是促进第二硅烷偶联剂的水解反应。
56、优选地，所述改性caco3的制备方法为：采用钛酸酯偶联剂和/或铝酸酯偶联剂对caco3进行表面改性制得。
57、优选地，所述钛酸酯偶联剂和caco3的质量比为(0.6-2.6):100；进一步优选地，所述钛酸酯偶联剂和caco3的质量比为(1.5-2.2):100。
58、优选地，所述铝酸酯偶联剂和caco3的质量比为(0.6-2.6):100；进一步优选地，所述铝酸酯偶联剂和caco3的质量比为(1.5-2.2):100。
59、优选地，所述改性caco3的制备方法包括以下步骤：将含有钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂的第三改性液与caco3混合后在60～90℃反应，干燥、粉碎后，制得所述改性caco3；进一步优选地，所述改性caco3的制备方法包括以下步骤：将含有钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂的第三改性液缓慢加入caco3中混合后在60～90℃反应，干燥、粉碎后，制得所述改性caco3。
60、优选地，所述第三改性液中包括第三偶联剂和乙醇；所述第三偶联剂和乙醇的质量比为1：(0.8～1.2)；所述第三偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
61、优选地，所述改性al2o3、改性sio2、改性caco3的制备方法中，所述混合步骤均采用搅拌混合。
62、优选地，所述搅拌速率为2000-5000r/min。
63、优选地，所述搅拌时间为10-40min。
64、优选地，所述改性al2o3、改性sio2、改性caco3的制备方法中，所述干燥温度为60～100℃。
65、优选地，所述改性al2o3、改性sio2、改性caco3的制备方法中，所述干燥时间为8～10h。
66、优选地，所述改性al2o3、改性sio2、改性caco3的制备方法中，还包括将反应后的产物在温度为18-25℃，湿度为30-35％的恒温恒湿环境下放置20-30h的步骤，该步骤位于干燥步骤之前。
67、本发明的第三个方面提供了本发明第一个方面提供的mt插芯在光纤产品中的应用。
68、本发明的有益效果是：本发明通过采用偶联剂对al2o3、sio2、caco3无机颗粒进行表面改性，可以提高无机颗粒与聚苯硫醚(pps)树脂的相容性，从而提高mt插芯的机械强度和尺寸稳定性。
1.一种mt插芯，其特征在于：包括以下质量百分数的原料：聚苯硫醚15～34.5％，改性al2o314～21％，改性sio2 29～48.5％，改性caco3 22～34％；所述改性al2o3、所述改性sio2和所述改性caco3分别为偶联剂改性的al2o3、偶联剂改性的sio2和偶联剂改性的caco3。
2.根据权利要求1所述的mt插芯，其特征在于：所述改性al2o3为硅烷偶联剂改性的al2o3；
3.根据权利要求2所述的mt插芯，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的mt插芯，其特征在于：所述改性al2o3、所述改性sio2、所述改性caco3的质量比为1：(1.8～2.7)：(1.4～2)。
5.根据权利要求1所述的mt插芯，其特征在于：所述改性al2o3的平均粒径为0.1μm-0.4μm；
6.根据权利要求1或5所述的mt插芯，其特征在于：所述改性al2o3、所述改性sio2、所述改性caco3的平均粒径的比值为1：(30～50)：(90～160)。
7.根据权利要求1所述的mt插芯，其特征在于：所述改性al2o3的zeta电位为20～40mv；
8.根据权利要求1～7任一项所述的mt插芯，其特征在于：所述mt插芯还包括以下质量百分数的原料：0.2～0.6％的调色剂，和/或，0.1～0.3％的润滑分散剂。
9.权利要求1～8任一项所述的mt插芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.权利要求1～8任一项所述的mt插芯在光纤产品中的应用。
