[发明专利]可辐射固化涂料组合物

说明书

本发明涉及一种可辐射固化初级涂料组合物；涉及一种涂料体系，该 涂料体系包括可辐射固化的初级涂料组合物和可辐射固化的次级涂料组合 物；涉及一种含有初级涂层和次级涂层的经涂布的光纤；涉及一种光纤 带，所述光纤带包括玻璃光纤、至少一条所述经涂布的光纤；以及涉及可 辐射固化初级涂料组合物用于涂布光纤的用途。

因为光纤很脆、容易断裂，所以通常采用一种或多种可辐射固化涂料 组合物涂布光纤。一般而言，涂敷至少两层涂层，在玻璃表面上直接涂敷 的初级涂层(相对柔软的材料)和在所述初级涂层上涂敷的较硬涂层(次 级涂层)。已知光纤的传输特性明显受与光纤直接接触的初级涂层材料的 诸如平衡模量等性质的影响。当采用具有相对较高平衡模量(例如约1.5 MPa或更高)的初级涂层材料涂布光纤时，光纤的衰减损耗由于缓冲效应 的降低而增加。实际上，在光纤工业中长期渴望使用柔软的(具有较低的 平衡模量)初级涂料以获得更高的抗微弯曲性并因而防止衰减损耗。因 而，正如Bouten等人在J.of Lightwave Technology，Vol.7，1989年4 月，680-686页中所述的，令人感兴趣的是平衡模量为1.5MPa或更低的初 级涂层材料。

然而，当使用这种具有低平衡模量的初级涂层时，特别是当使用平衡 模量低于1.3MPa的初级涂层时，涂层的完整性存在风险。因而，这种涂 层往往非常脆，从而在加工期间和在经涂布的光纤的使用期间易于在涂层 中形成缺陷。

WO 99/08975描述了一种初级涂层，其具有较低的正割模量(＜1.5 MPa)和较高的断裂拉伸强度(＞1.5MPa)。据称这种涂层会以安全、稳 定的方式对光纤实施长期保护，并且提供优异的传输性能。然而，在这种 经涂布的光纤的使用期间，尤其在经涂布的光纤必须长期忍受高应力和温 度极限的影响(制造期间、铺设电缆期间和被埋于地下时)下，也会出现 缺陷。目前，由于用于纤维拉伸的线速度不断增加，从而导致冷却曲线更 陡，而且允许热致应力松弛的时间更短，因而这个问题被进一步放大了。

WO 02/42237描述了一种光学玻璃纤维，其被具有约1.5MPa或更低 平衡模量的初级涂层涂布，随后被Tg远远高于上述初级涂层的次级涂层 涂布。所述初级涂层经受至少如下应力：当在制造过程中温度下降时，次 级涂层经过其玻璃化温度(Tg)并达到玻璃态，而初级涂层仍高于其玻璃 温度。当温度进一步下降时，初级涂层仍要收缩，但被限制在处于一面的 刚性次级涂层和处于另一面的刚性玻璃纤维之间。这阻止了初级涂层的收 缩过程，明显导致三轴应力。如果粘附性不足，这种应力可能导致初级涂 层与玻璃表面剥离，如King和Aloisio在J.Electronic Packaging，1997年 6月，Vol.119 133-137页，标题为″Thermomechnical Mechanism for Delamination of Polymer Coatings from Optical Fibers″的文章中所述。在着 色、铺设电缆以及该领域其它可能的操作期间，纤维在高温和低温之间循 环，这导致在初级涂层上出现类似的应力。

已经证实这种应力也是涂层内出现缺陷的原因。这些缺陷实际上是初 级涂层本体中的断裂，其应当被认为与初级涂层和玻璃界面处的分层不 同。出于本发明的目的，涂层中的上述缺陷也被称为空洞(cavities)。

本发明的一个目的在于获得一种采用初级涂层和次级涂层以及可选的 油墨组合物涂布的光纤，其中初级涂层具有足够高的空洞形成强度 (cavitation strength)同时具有低的平衡模量。

本发明的另一目的在于获得一种可辐射固化的初级涂料组合物，所述 涂料组合物固化后得到的柔软初级涂层具有约1.5MPa或更低的平衡模量 并且具有足够的抗空洞形成性，从而保持基本上不含空洞。

令人惊讶地发现，上述目的可通过使用如下可辐射固化初级涂料组合 物实现，所述可辐射固化初级涂料组合物包含0.6-10体积％(vol％)的粒 子。在上述定义中，粒子的vol％指粒子的总量，即单独完全分散的初级粒 子(此后被称为初级粒子)和那些团聚的部分。