[发明专利]具有提高的耐高温性的光纤

说明书

一种光纤，它包括：含被包覆层围绕的纤芯的光波导；包围光波导的主涂层；和包围主涂层的涂层，其包含通过辐射固化可聚合组合物获得的聚合物材料，该聚合物材料的结晶度为最多12。根据本发明的光纤的涂层当暴露于高温，优选超过250℃的温度下时显示出提高的耐抗性，同时赋予所要求的特征，例如保护能力，弹性，对下层的粘合性，且制造简单。

技术领域

本发明涉及具有提高的耐高温性的光纤。更特别地，本发明涉及一种光纤，它包括由基于含氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的可辐射固化的组合物的聚合物材料制造的涂层。

背景技术

光纤常常包括玻璃纤芯(其典型地直径为约120-130μm)，在所述玻璃纤芯内部，发射的(transmitted)光信号受到约束，被优选由玻璃制成的包覆层包围。纤芯和包覆层的组合通常被确定为“光波导”。光波导通常受到典型地聚合物材料的一层或多层外涂层保护。在光纤的生产中，在牵拉光波导之后立即施加聚合物涂层以供保护和增强光波导。一般地，施加两层涂层，直接在玻璃表面上提供的挠性聚合物(低模量，典型地在室温下1MPa至2MPa和低T_g)的第一软涂层(称为主涂层或内部主涂层)，和在主涂层上提供的更加硬质聚合物(较高模量，典型地在室温下500MPa至2000MPa，和较高T_g)的第二涂层。光波导以及主和辅助涂层的总直径可以是150至250μm。

在致密构造中，可在主涂层上进一步提供缓冲涂层作为保护层，它与主涂层，或更常见地辅助涂层直接接触施加。缓冲涂层的厚度使得总的光纤直径达到600-1500μm的数值，且通常由聚合物材料，或者热塑性或者固化的聚合物材料制造。

单独的纤维通常在较大的结构，例如缆线中结合。缆线可包括单独的纤维或者光纤带结构。光纤带通常由2,4,6,8或12根光纤制造，一般地在平面内布局，且与所谓的基体材料结合在一起。若干光纤带可以使用成束(bundling)材料一起捆扎(层叠)。

通过暴露于辐射线，例如紫外辐射线下固化的聚合物在工业上是有利的，因为它们固化快速，能以高速生产涂布的纤维。这些可辐射固化的聚合物组合物可利用具有反应性端基(例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团)和聚合物主链的氨基甲酸酯低聚物。一般地，该组合物进一步包括反应性稀释剂，光引发剂和添加剂。

具有光纤涂层通常要求的若干种性能。这些要求中的一些是：低的吸水性，低的可提取性，维持所需的性能水平，例如模量，伸长率，T_g，和在激进的(aggressive)老化条件下，其中包括高温和/或高湿度下的粘合性(在相对长的时间段内)，在水中的浸渍和耐化学性。

在光纤的使用期内，本领域已知的用于光纤的丙烯酸酯涂层通常耐最多200℃。要求较高操作温度(超过200-250℃)的应用通常使用具有除了丙烯酸酯以外涂层的光纤，但这些涂层产生制造问题和/或成本增加。

例如在US 2004/0048946中公开了基于氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的光纤涂层。这一文献涉及可辐射固化的无溶剂涂料组合物，它在老化条件下，例如高温和/或高湿度(125℃干燥或85℃85％RH)下显示出良好的耐黄变性。特别地，该可辐射固化的无溶剂涂料组合物包括：

(A)含醇酸树脂主链的可辐射固化的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物，

(B)反应性稀释剂，

(C)光引发剂，和任选地

(D)添加剂。

通过使芳族或脂族多异氰酸酯，羟基封端的醇酸树脂，和提供反应性端基的化合物，例如丙烯酸羟烷酯反应，获得低聚物(A)。

反应性稀释剂(B)优选具有不大于约550的分子量。该反应性稀释剂体系可包括诸如下述化合物：丙烯酸异冰片酯，丙烯酸月桂酯，1,6-己二醇-二丙烯酸酯，烷氧基化双酚A二丙烯酸酯。尤其优选丙烯酸异冰片酯，乙氧基化双酚A二丙烯酸酯和己二醇二丙烯酸酯。