[发明专利]光纤用的D 1413 HT可辐射固化涂层

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2008年11月4日递交的美国临时专利申请61/111,088和于2009年7月9日递交的美国临时专利申请61/213,743的优先权，上述专利申请通过引用全部插入本文。

技术领域

本发明一般性地涉及一种适合用于光纤的可辐射固化涂层。这些耐高温的涂层可以用作光纤应用中的内部初级涂层(也称为初级涂层)、外部初级涂层(也称为次级涂层)、单一涂层、基质和紧包组合物。

背景技术

业已证明了，与传统的铜基数据传输介质相比，玻璃光纤、电缆和传感器更有利；并且业已发现了，它们在分布传感中作为传感器和信号传输连接件的许多应用。这些应用通常是在高温的恶劣环境中，例如油井或引擎罩下的汽车应用。

光纤的热稳定性是使光纤成功应用于高温恶劣环境的关键性功能性质。光纤上涂层的热稳定性问题与其组成和组合物中各组分的热稳定性有关。

现有技术中高温恶劣环境中的光纤所用的涂层包括密封型碳涂层，包含活性硅酮树脂或聚酰胺的其他热固化涂层，如US 5,891,930所描述的硅酮树脂基的可UV固化涂层以及如US 4,741,958、US 5,977,202、US 6,362,249、US 6,438,306、US 6,714,712、US 7,174,079和US 7,276,543中所描述和要求保护的一些其他可UV固化涂层。

在日本专利申请JP63006507中，涂层材料包含光聚合引发剂以及环氧树脂、长链脂肪族化合物的二羧酸和丙烯酸或甲基丙烯酸的反应产物。该材料具有柔韧性、硬化时间短、对光纤的粘附好。由此，Epon 828(双酚A二环氧甘油醚)、SB-20(C20脂肪酸二聚物)、丙烯酸、三乙胺和对苯二酚反应得到反应产物(数均分子量为2000)，该反应产物与2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯和苯偶姻异丁醚混合得到低粘度的纤维涂层材料。用该材料涂布的光纤具有均匀的表面和高强度。在这份公开的日本专利申请中没有提到这些固化涂层的耐高温性。

在日本专利申请JP59074507中，所制备的光纤具有两层涂料层，其中最靠近芯光纤表面的第一层由包含无硅酮型脱模剂的树脂组合物(厚约5μ)组成。光纤上的该涂层很容易移除，因此通过简单的操作可以使光纤连接到其他光纤上。由此，直径为30mm的玻璃棒(用于光纤)在2100℃下经拉伸形成直径为125μ的纤维，用包含1.0重量％硬脂酸的可UV硬化的环氧丙烯酸酯涂布该纤维，通过UV辐射来辐照形成硬化层，再用二甲基聚硅氧烷(厚为80μ)涂布，通过IR辐射来烘烤，然后用尼龙12涂布得到光纤。当用工具移除尼龙12时，该层被完全移除。在这份公开的日本专利申请中没有提到这些固化涂层的耐高温性。

这些类型的涂层有优点也有缺点。但是，到目前为止，已发现可辐射固化涂层由于在100℃或更高的温度下更长时间的有限功能因而在高温环境中的应用非常有限。

可商购的、宣传为“耐高温纤维”的光纤为例如Draka Elite High Temperature BendBright XS(在其网站上描述为具有耐高温的丙烯酸酯涂层)。该网站没有谈及与这些耐高温光纤所用涂层有关的进一步详细资料，因此没有可用的信息确切知道该组合物是什么以及这些组合物的功能性质如何，以及在180℃下100小时后这些涂层的重量损失％是多少。

希望获取能通过固化获得对热降解的抵抗性的光纤用可辐射固化涂层，这样光纤在升高的温度下仍可用作通信介质。

发明概述

本发明所要求保护的第一方面是一种可辐射固化涂层组合物，其可用作内部初级涂层、外部初级涂层、单一涂层、基质或缓冲树脂组合物，其包含：

(a)至少一种可辐射固化低聚物，其中所述至少一种可辐射固化低聚物是脂肪酸改性的环氧丙烯酸酯；

(b)至少一种烯属不饱和反应性稀释剂；

(c)一种或更多种光引发剂；

(d)可选地一种或更多种添加剂，选自由下列组成的组中：

(d1)稳定添加剂，和

(d2)粘着促进添加剂；

其中所述低聚物和所述稀释剂选自不包含具有聚氨酯化学组成(Urethane chemistry)的片段的组中；并且

其中所述组合物在固化后的热降解抵抗性被测定为，在固化样品暴露在180℃自然对流炉中100小时后重量损失小于10％。