[发明专利]具有交联二次涂层的光纤

说明书

一种光纤，其包含：光波导，其包含由玻璃包层包围的玻璃芯；包围该光波导的底涂层；包围该底涂层的二次涂层，该二次涂层包含通过固化可固化涂料组合物来获得的固化聚合物材料，该可固化涂料组合物包含：(a)聚酯，其通过反应物A与反应物B的酯化来获得，该反应物A选自具有包含至少两个被至多1个碳原子隔开的双键的C₁₆‑C₂₄脂族链的羧酸、甘油三酯及其混合物，该反应物B选自具有至少3个羟基的多元醇，该多元醇直到300℃是热稳定的；(b)芳族缩水甘油基环氧树脂；(c)脂族聚醚硬化剂，其含有8‑64个羟基和/或2‑4个环氧基；和(d)作为固化剂的仲胺化合物。优选地，该固化步骤是热固化，优选最高300℃。当通过热固化时，该涂覆材料可以在纤维的拉伸过程期间施加，以便利用刚拉伸的玻璃纤维的热量作为用于固化的热源。

技术领域

本公开内容涉及一种具有固化二次涂层的光纤，该二次涂层从包含聚酯和环氧树脂的可固化涂料组合物获得。该二次涂层可以是辐射固化的，或者更有利地是热固化的。固化聚合物材料对于用作光纤中的二次涂层来说具有最佳的力学性能(例如E’模量和起始Tg)。本公开内容的涂覆材料是用作二次涂层的传统聚合物材料如可UV固化丙烯酸酯类聚合物材料(其需要在受控的温度下借助于辐射固化)的一种有价值的替代方案。

背景技术

光纤通常包含玻璃芯，在其中传输的光信号被通常由玻璃制成的包围包层(典型地具有约120-130μm的直径)限制。芯和包层的组合通常称作“光波导”。光波导通常通过典型地为聚合物材料的涂层来保护，该涂层保护纤维玻璃免受外部环境影响并且提供对于物理处理力(例如当纤维进行布线操作时所遇到的那些)的抗性。所述涂层典型地包含布置成与包层直接接触的第一涂敷层(也称作“底涂层”)和包围第一涂层的至少一个第二涂敷层(也称作“二次涂层”)。在本领域中，底涂层和二次涂层的组合有时候也称作“底涂层体系”，因为这两个层通常在纤维的拉伸制造过程期间施加。在这种情况下，与包层接触的涂层称作“内底涂层”，而与该内底涂层接触并将其包围的涂层称作“外底涂层”。在一些情况中，可以施加单一涂层与包层接触。此后，术语“底涂层”应该代表内底涂层并且术语“二次涂层”应该代表外底涂层。

通常，该底涂层由相对软的材料制成，该材料具有相对低的室温下的弹性模量E’(典型地为0.1MPa-5MPa)和低的玻璃化转变温度(Tg)(例如低于-20℃)。该二次涂层通常由更刚性的聚合物形成，该聚合物与底涂敷层的那些相比，具有更高的室温下的弹性模量E’(典型地为500MPa-2000MPa)和更高的Tg。

对于某些应用来说，光波导可以用弹性模量和Tg值介于底涂层和二次涂层的弹性模量和Tg值之间的单一涂敷层来涂覆。具有底兼二次涂层的光波导的总直径可以是150μm-250μm。

通常用于形成底涂层、二次涂层和单层涂层的聚合物材料从包含丙烯酸酯类低聚物和单体的组合物获得，该组合物在合适的光敏引发剂存在下借助于UV辐射固化。然而，丙烯酸酯类聚合物涂层应当在光波导上在相对低的温度(例如环境温度到约50℃)下形成，并且在惰性气氛存在下(例如在氮气下)固化以避免聚合物材料的热降解并且保证涂敷层与光波导或与底涂层的适当粘合。这些约束要求在聚合物沉积和固化过程期间使用专用设备来控制温度。典型地，用惰性气体(例如氮气或氦气)连续冲洗辐射固化炉以维持所需条件。

显然，对于上述严格的操作条件的需求使得光纤的制造过程以及用于进行其过程的设备相当复杂且昂贵。

一种用于光纤的可热固化涂层公开在WO2018/015790中。这项专利申请描述了一种光纤，其包含由涂层包围的光波导，该涂层包含含有通过酯化以下组分获得的聚酯的固化聚合物材料：反应物A，其选自具有包含至少两个共轭双键的C₁₆-C₂₄脂族链的酸、甘油三酯或甘油三酯的混合物；和由至少一种包含至少3个羟基的单体制成的多元醇，该多元醇直到300℃是热稳定的(反应物B)。该涂覆材料的力学性能特别适合于用作底涂层或单一涂层。

发明内容