[发明专利]一种光纤及其制备方法

说明书

本申请涉及光纤技术领域，具体涉及一种光纤及其制备方法。从内到外，所述光纤包括纤芯、包层和涂覆层，其特征在于，所述纤芯的直径不高于5微米，所述涂覆层的外直径不高于70微米；所述包层采用锗掺杂的硅层；所述涂覆层采用含有紫外光固化涂料的硅橡胶。本申请提供的光纤，在同样大小的管道内，可增大光纤数，显著提高信号传输效率，在降低单芯光纤直径的同时提高抗弯曲性能和耐磨性。

技术领域

本申请涉及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤及其制备方法。

背景技术

光导纤维简称光纤，是利用光在玻璃或者塑料制成的纤维中的全反射传导光的光传导工具。相比电在电线传导,光在光导纤维的传导损耗低且频带宽。所以光纤被广泛用作长距离的信号传递媒介。

目前，通信用光纤的外径一般在125微米到140微米之间，光纤的内径为9微米，其体积较大，管道内放置的单芯光纤数较少，传输速度较慢。而降低光纤尺寸，尤其是将光纤的内径降为5微米及以下时，会加剧光纤的脆弱、抗弯曲性能不佳，在较小角度弯曲时易发生断裂，很容易造成信号损失，造成传输中断。

针对上述相关技术，申请人认为亟需研发一种可以降低单芯光纤直径又可以提高抗弯曲性能的光纤制备方法。

发明内容

为了降低单芯光纤直径和提高光纤的抗弯曲性能，本申请提供一种光纤及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种光纤，采用如下技术方案实现：

一种光纤，从内到外，所述光纤包括纤芯、包层和涂覆层，所述纤芯的直径不高于5微米，所述涂覆层的外直径不高于70微米；所述包层采用锗掺杂的硅层；所述涂覆层采用硅橡胶；所述硅橡胶为苯基与硅原子比为5-10mol%的甲基乙烯基苯基硅橡胶。

通过采取上述技术方案，本申请采用直径不高于5微米的纤芯、外直径不高于70微米的涂覆层的光纤，在同样大小的管道内，可增大光纤数，显著提高信号传输效率，同时在纤芯外面设有锗掺杂的硅层及甲基乙烯基苯基硅橡胶的作用下，可以实现降低单芯光纤直径的同时提高抗弯曲性能。本申请人猜测可能是由于锗载流子浓度、电子空穴迁移率高，锗掺杂的硅层可以提高光纤的折射率，降低光纤弯曲时的损耗；硅橡胶中硅和氧原子交替构成主链，具有优异的弹性和耐候性，能提高光纤的抗弯曲性能。此外，采用苯基与硅原子比为5-10mol%的甲基乙烯基苯基硅橡胶，规整性较低，一定量苯基的引入改变了聚合物分子间的作用力，提高了涂覆层的硬度，有利于提高硅橡胶对包层的保护。

优选的，所述硅橡胶的表面含有紫外光固化涂料。

通过采取上述技术方案，本申请人在研究中发现采用硅原子比为5-10mol%的甲基乙烯基苯基硅橡胶作为涂覆层，在后续耦合过程中涂覆层容易出现磨损。而在甲基乙烯基苯基硅橡胶的表面涂覆紫外光固化涂料，不仅可以提高耐磨性，还能提高涂覆层对光纤的抗弯曲性能。

优选的，所述紫外光固化涂料的制备原料包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯树脂、光引发剂、助剂、溶剂；所述环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯树脂、光引发剂、助剂、溶剂的质量比为1：（1.5-2.5）：（2.5-3.5）：（0.06-0.08）：（0.003-0.004）：（5-8）。

通过采用上述技术方案，本申请采用由环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和羟基丙烯酸酯树脂制备的丙烯酸树脂涂料，对甲基乙烯基苯基硅橡胶起到保护作用，提高涂覆层的耐磨性和附着力。尤其是控制环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯树脂的质量比，可以调节紫外光固化涂料的抗拉强度，提高光纤的抗弯曲性能，申请人认为的原因可能是环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯树之间存在氢键的相互作用，环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、羟基丙烯酸酯树脂的质量比为1：（1.5-2.5）：（2.5-3.5），提高了丙烯酸树脂涂料的交联密度和对甲基乙烯基苯基硅橡胶的附着力。