CN100453611C - 光纤接合所用涂料及其涂覆、固化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光纤涂料，特别是用于光纤熔合后涂覆在接合部位的光纤涂料及其涂覆、固化的方法，用于光纤接合部位涂覆时，采用含量为60—80%的杨氏模量大于800MPa的原光纤涂覆层第二层用聚氨酯丙烯酸酯和含量为5—40%的杨氏模量小于5MPa的原光纤涂覆层的第一层用聚氨酯丙烯酸酯进行混合，再将其注入到相关涂覆、固化设备中，完成相应的涂覆和紫外固化。

Description

光纤接合所用涂料及其涂覆、固化的方法

技术领域

本发明涉及一种光纤涂料，特别是用于光纤熔合后涂覆在接合部位的光纤涂料及其涂覆、固化的方法。

背景技术

光纤是一种通讯材料，由于其容量大、成本低等特点而广泛应用于电信、移动通讯、广电、电力、国防等领域。除了不断建设的骨干网、干线网外，住户区的使用量也在不断增加，在局部地区区域网和用户环路中，光纤已越来越具有竞争力，并有逐步取代铜电缆之趋势。

光纤在制造过程中，从预制棒拉丝而成的光纤长度与用户最终所需要的长度通常不相符合，在这种情况下若光纤不够长，就需要将两根光纤连接在一起以提高光纤的长度；通常，光纤连接的方法可分为：固定连接法和非固定连接法。非固定连接法包含V型法、套管法、松层套管法和临时性的光纤连接器连接法。V型法工艺简单、套管法和松层套管法要求技术熟练，但均造成光纤在使用过程中随时间性能发生变化；固定连接法即熔接法具有在完成光纤连接后其性能不随使用时间而变化，在户外干线网、骨干网等中得到大量应用，这种方法的一般步骤是在所使用的两根光纤熔接前，应先将这两根光纤的末端部分的涂覆层剥离去，然后再将光纤裸露的部分插入接合机器里先轴芯对齐、预热、移动光纤而被熔接在一起。

为了保证熔接过后光纤的传输质量不受影响和光纤表面不受外界损伤，需在剥离涂层的裸露光纤表面涂覆涂层。通常理论上，两根光纤熔合变成一根光纤，传输质量不会发生改变，但在实际应用中由于各方面的原因不可避免会造成一定程度的损失。作为光纤结构组成的一个重要部分，涂层又是光纤传输质量稳定可靠的一个重要保障，所以如何选取涂层涂料、这种涂料如何涂覆和固化对熔合光纤在以后的传输性能上是否稳定变得非常重要。

目前，国内有关光纤接合部分所需涂层涂料的报和研究还不是很多，已知国外DSM公司有一种牌号为950-200的用于光纤接合部位修补的涂料产品，但该种涂料在对光纤接合部进行涂覆和固化后，对原有涂层的粘结强度为仅为15Mpa，少于光纤原有的涂层的抗拉强度22Mpa。

申请号为8610420.1的发明专利公开了一种接合光纤的连接方法，具体是指通过光纤连接器将两根光纤连在一起，把两个带有通道的光纤插头装在连接器主体中，两个插头同轴地装在耦合器套筒中。虽然这种方法可以较好地完成两根光纤的接合，但其却易受恶劣环境的影响，如湿度、温度变化会影响光纤的传输，另外，光纤连接器的寿命也会影响光纤的寿命。

申请号为88109240.1的发明专利也公开了一种光纤接合部位的涂覆方法：即在生产光纤时，将其端部预留成锥形，这样在重新涂敷层与原始涂敷层之间的界面充分增大，且可以避免一部分重新涂敷材料重叠在靠近被拼接光纤部分上的原始涂敷材料上，但这种方法不能用于紫外光固化的双层涂覆光纤的连接和制备客户所需要的任意长度的光纤上。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明公开了一种涂覆光纤接合部位所需的涂料的配方及其涂覆、固化方法。将所述光纤涂料按照一定的比例配合，在特定接合设备中完成光纤的接合涂覆、固化，可在一定程度上有效的解决目前常见所用涂料的粘结力强度不够等技术难题，很好的保证了光纤的传输质量。

本发明所述的用来熔接的两根光纤是指型号相同的现在常见的光纤，即具有石英玻璃芯及包层，玻璃包层直径在125±1nm，光纤涂覆层采用双层紫外光固化聚氨酯丙烯酸树脂、这时光纤的直径为245±5nm，双层涂覆层组成如下：

光纤双层涂覆用外涂层(I)的组成为：(本说明书中，有关配方的百分比均为质量百分比)

具聚酯或聚醚骨架的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯            60-85％

丙烯酸异冰片酯                                    10-22％

羟基环己基苯基酮                                  2-5％

硫代二乙基双(3，5-二叔丁基-4-羟基)水解肉桂酸酯    1-3％

上述组成的涂层具有杨氏模量为1103Mpa、抗张强度在28.5-29.8Mpa、断裂伸长率为8-12％、玻璃化温度大于86℃、折光指数在589nm处为1.535。

光纤双层涂覆用内涂层(II)的组成为：

饱和碳氢链的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物：          50-70％

丙烯酸异癸酯：                                    5-15％

羟基甲基苯基丙酮：                                4-8％

稳定剂：                                          0.1-1％

粘结促进剂：                                      0.5-1％

聚乙二醇壬基酚醚丙烯酸酯：                        20-30％

上述组份中，稳定剂为硫代二乙基双(3，5-二叔丁基-4-羟基)水解肉桂酸酯，粘结促进剂为gama-巯丙基三甲氧基硅烷。

该涂层的杨氏模量为3-6Mpa、强度4-5Mpa、断裂伸长率在90-110％、玻璃化温度在10℃以下、折光指数在589nm处为1.552。

本发明的用于光纤接合部涂覆用涂料(III)的配方为：

外涂层的组成(I)    60-80％，

内涂层的组成(II)   5-40％。

制备时，将上述两种组成按上述配比在约50℃下进行充分搅拌混合，液体成均相后冷却至室温，拌速度常为70转/分，每次混合的量常为100立升，混合釜的有效体积比为75％。

本发明公开了这种光纤涂料在接合部位裸露光纤上的涂覆、固化方法，即先利用专用工具将两根光纤要接合的末端的双层紫外光涂层剥离去，然后再将这两根裸露的部分插入特定的接合设备中，依次进行轴芯对齐、预热、移动光纤和熔接等步骤，将这两根光纤进行熔接，再将本发明的接合涂料利用专门的设备涂覆在接合后光纤裸露的接合部，然后用紫外光固化设备进行固化即可。

与现有技术相比，本发明所述的这种光纤涂料，将其用在光纤接合部位时可在一定程度上有效的解决目前常见所用涂料的粘结度不够等技术难题，很好的保证了光纤的传输质量，而且涂覆、固化方法简单易行，费用成本较低。

附图说明

附图是本发明所光纤涂料涂覆、固化所涉及涂覆装置的立体图

其中：1、模具12、模具23、模具1凹槽4、模具2凹槽

5、涂料入口6、活页

具体事实方式

实施例：

设定光纤接合用涂料的组份及含量为：、

外涂层的组成(I)     80％

内涂层的组成(II)    20％

将上述两种组成按上述配比在约50℃下进行充分搅拌混合，液体成均相后冷却至室温，拌速度常为70转/分，每次混合的量常为100立升，混合釜的有效体积比为75％。

上述配方涂料的粘度为3500cps(25℃)，密度为1.12g/毫升(25℃)，折光指数在589nm处为1.548(25℃)。然后将需接合的两根CORING公司的光纤SMF-28用Micro-Electeonics公司的牌号为MS-1-FS剥离工具将这两根光纤接合部的双层紫外光固化涂层剥去，再将这两根光纤末端已除去涂覆层的裸露那部分插入Ericsson of Richardson，Tex.公司的Ericsson 995splicer设备中按上述熔接步骤熔接，冷却后用Vytran公司的FFS-2000接合再涂覆设备进行涂覆。

涂覆固化的基本过程如下：涂覆装置如附图所示，由上模具1和下模具2通过活页6组成，上模具1、下模具2分别有一个半圆形的凹槽(3，4)且半径均为125nm。在上模具中心位置有一开口5，上模具是由可透过UV光的材料制成，将接合后未涂覆的光纤裸露的接合部置于由上模具1和下模具2合并后凹槽(3，4)所形成的管子中、管的直径为250nm，通过上模具中的开口5注入本发明的接合涂料(III)，直至涂料充满整个管，这样本发明的液体涂料就涂覆在光纤的裸露的接合部，经透过上模具1的UV光照射9-60秒后，涂覆在光纤接合部的涂料(III)被固化，打开上模具1，将光纤取出即得已涂得经接合的光纤。

上述所讲的UV光来自紫外光固化设备-Fusion UV Systems公司的型号为DRS 120NQ/B产品，使用条件：环境温度为20-50℃、环境的相对湿度为30-40％、固化时所用的剂量为0.8J/Cm²、所用的紫外光波长为350nm。

所得的接合涂层的杨氏模量为805Mpa，断裂伸长率为15％，抗张强度在22Mpa，玻璃化温度大于55℃，折光指数在589nm处为1.545，接合涂层对光纤原有涂层的粘结强度为20Mpa，接近光纤原有涂层的抗张强度，表明接合涂层对光纤上原有涂层的粘结力强。

Claims (3)

1、一种用于两根光纤熔合后涂覆在接合部位的光纤涂料，该光纤涂料由重量百分比为80％的组份I和20％的组份II组成；按重量百分比，组份I组成为：具聚酯或聚醚骨架的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯60～85％、丙烯酸异冰片酯10～22％、羟基环己基苯基酮2～5％和1～3％的硫代二乙基双(3，5-二叔丁基-4-羟基)水解肉桂酸酯，上述组份I的各组份之和为100％，组份II组成为：饱和碳氢链的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯齐聚物50～70％、丙烯酸异癸酯5～15％、羟基甲基苯基丙酮4～8％、硫代二乙基双(3，5-二叔丁基-4-羟基)水解肉桂酸酯0.1～1％、gamma-巯丙基三甲氧基硅烷0.5～1％和20～30％的聚乙二醇壬基酚醚丙烯酸酯。

2、根据权利要求1所述的光纤涂料用于光纤接合部位时涂覆、固化的方法，其特征在于，将需接合的光纤的末端剥离固化涂层后，使光纤裸露的部分插入接合装置中，依次进行轴芯对齐、预热、移动光纤和熔接，然后再将所述的光纤涂料涂覆到裸露光纤表面，紫外固化后即完成。

3、根据权利要求2所述的光纤涂料用于光纤接合部位时涂覆、固化的方法，其特征在于，涂覆、固化时，环境温度为20～50℃、环境的相对湿度为30～40％、固化时所用的剂量为0.8J/Cm²、所用紫外光波长为350nm。