[发明专利]有合成树脂涂层的光导玻璃纤维

说明书

本发明阐述了一种有合成树脂涂层的光导玻璃纤维。它由玻璃纤维和合成橡胶涂层构成。合成橡胶的折射率比玻璃纤维最外层的折射率高。合成橡胶由可固性合成树脂涂料生成。可固性合成树脂涂料含共聚物。该共聚物含有由二甲基硅氧烷和至少一种从甲基苯基硅氧烷和二苯基硅氧烷选出的硅氧烷构成的单体单元。

由美国专利说明书4270840号已知这样一种光导玻璃纤维及其制造方法。在该说明书中，玻璃纤维生产出后立即给它涂层，使它不致由于表面损伤或由于侵蚀而丧失原有的高强度。为了这一目的，在玻璃纤维周围涂上柔软的第一层。因为该层有类似橡胶的性质，加之它得以抵消玻璃纤维微小的轴向弯曲，因此该玻璃纤维只有很小的光导损耗。

通过升温使可固性合成树脂涂料生成的涂层固化。固化过程中，在铂化合物催化剂的作用下，合成树脂涂料中的乙烯基之间出现反应。也可能使用这样一种合成树脂。该合成树脂用二苯乙醇酮化合物作引发剂，在光的作用下固化。已固化层的折射率在1.40-1.52之间，其杨氏模量小于2兆帕。玻璃纤维的涂层速度为0.5-2米/秒。

然后涂第二层。它可能与第一层有相同的组成，但其杨氏模量可能较高而折射率较小。此外，也可在玻璃纤维周围涂热塑性合成树脂涂层。例如用挤压贴胶的方法。

正如上文描述的那样，可以用光导玻璃纤维远距离传送光信号。例如长途通讯。

本发明的目的之一是提供一种有合成树脂涂层的光导玻璃纤维及其制造方法。其中，所用的可固性合成树脂涂料的固化时间小于5秒，最好小于0.5秒。由于这一结果，在不需要增加昂贵的大型设备的情况下，玻璃纤维的涂层速度可超过5米/秒。

本发明的另一目的是要提供这样一种光导玻璃纤维，在这种光导玻璃纤维中，已固化的合成树脂涂料的杨氏模量在0.1-10兆帕之间。在高达250℃的温度下，已固化的合成树脂涂料不会流动。并且希望，在不使用固体填充剂的情况下，已固化的合成树脂涂料也有优良的性质。因为固体填充剂可能使玻璃纤维划痕，以致可能降低玻璃纤维的强度。

本发明的第三个目的是要提供一种有合成树脂涂层的光导玻璃纤维及其制造方法。其中，可固性合成树脂涂料能以均匀的涂层涂在快速移动的玻璃纤维上，即使当玻璃纤维处于高温下，也不形成合成树脂液滴。

本发明的第四个目的是要提供这样一种光导玻璃纤维。在这种光导玻璃纤维中，玻璃纤维末端的合成树脂涂层可用简单的剥取方法完全去掉，以便能够进行连接。可以用机械的方法，也可使用溶剂进行剥离。

最后，在可固性合成树脂涂层用于石英玻璃纤维的情况下，以及在用紫外线进行固化的情况下，希望可固性合成树脂涂料能大量吸收紫外线，防止石英玻璃损伤。

根据本发明，这些目的是通过一种有合成树脂涂层的光导玻璃纤维及其制造方法来达到的。其中，所使用的可固性合成树脂涂料含有以下分子式的共聚物：

式中，R₁和R₈选自烷基、芳基和含丙烯酸酯的烷基。R₂、R₃、R₄、R₆和R₇选自烷基和芳基。R₅为含丙烯酸酯的有机基团。共聚物分子的平均分子量为1000-1000000。每一个共聚物分子的单体单元的平均分子分数在下列范围之间：

0.005≤p≤0.995

0≤q≤0.995

0≤r≤0.49

0≤s≤0.1

其中，0.005≤（q+2r）≤0.995，单体单元可以分子嵌段随机分布。其中，每一个共聚物分子中至少有两个丙烯酸酯基团。

烷基最好选自短链烷基，例如甲基和乙基。适宜的芳基有苯基和苯甲基。

含丙烯酸酯的烷基有如下分子式：

式中，R₉为两价烷基基团，例如-（CH₂）_n-。其中n≥1。

在共聚物分子单体单元的嵌段分布中，同一单体单元以一个或一个以上基团存在，并与另一单体单元组成的一个或一个以上基团连接。在共聚物分子的交替分布的单体单元中，有基本上规则的结构。其中，在聚合物链中，一种类型的单体单元总是被另外一种类型的单体单元交替。在共聚物分子随机分布的单体单元中，不同类型的单体单元以不同的长度和组成的基团在聚合物链中随机分布。

根据本发明，在适宜的可固性合成树脂涂料中，R₅为含丙烯酸酯的烷基。