CN102985387A

CN102985387A - 具有光生酸涂层的光纤

Info

Publication number: CN102985387A
Application number: CN2011800340169A
Authority: CN
Inventors: C-K·陈
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-06-07
Also published as: WO2011156309A2; WO2011156309A3; JP2013538239A; TW201213461A; CN102985387B; JP5840203B2; EP2576205A2; US20110300367A1

Abstract

本发明揭示了一种包含以下组分的组合物：可光固化的基质组合物，其包含一种或多种含丙烯酸酯的化合物；光引发剂，其在接触合适波长的光时激活可光固化的基质组合物的聚合反应；以及光生酸产生化合物，其在接触合适波长的光之后释放出酸基团。包含这种组合物的固化产物的光纤具有加强的耐疲劳性，在瞬间的非常小的弯曲应用中具有延长的寿命。还揭示了包含这些光纤的光纤带。

Description

具有光生酸涂层的光纤

相关申请交叉参考

本申请要求2010年6月7日提交的题为“具有加强光纤耐疲劳性的涂层的光纤（Optical Fiber Having Coating That Enhances Fiber Fatigue Resistance）”的美国临时专利申请第61/352124号的权益和优先权，以其内容作为基础并通过参考全文结合于此。

发明领域

本发明一般涉及包含光生酸产生剂的光纤和光纤涂层制剂，所述光生酸产生剂能加强光纤在应用过程中在瞬间的非常小的弯曲条件下的耐疲劳性。

技术背景

随着光纤应用延伸到在计算机内的部件之间和在计算机外围设备之间进行连接，光纤的敷设变得更加具有挑战性。由于计算机内的空间有限，所以光纤可能以小半径强烈弯曲，产生的弯曲应力可能非常大。具体来说，在消费电子应用中，预期光纤能在短时间内适应非常紧密的弯曲（半径小于等于3毫米）。在这种应力非常大的条件下，除了依赖优良的玻璃强度分布之外，还要依赖于光纤的加强的耐疲劳性。

光纤强度劣化，或者说其对这种劣化的耐受性，是估计光纤在应力下的寿命的一项重要参数。其测量根据电子工业联盟/电信工业协会（ElectronicIndustries Alliance/Telecommunications Industry Association）（“EIA/TIA”）FOTP-28或国际电子技术委员会（International Electrotechnical Commission）（“IEC”）IEC60793-1-33动态抗张强度测试方法，使用2点弯曲或0.5米拉伸测试进行。该项测试可以在为重现长期老化而设计的各种应力条件（例如升高的温度和湿度）下以多种应变率进行。这些测试允许计算动态疲劳参数n_d。对于较大的弯曲半径，n_d的变化对长期可靠性几乎没有影响，但是对于经历瞬间的非常小（半径小于等于3毫米）的弯曲的光纤而言，耐疲劳性增大会显著延长光纤的寿命，例如从几分钟延长到几天。许多商用光纤通常用n_d值表征，该值约为18-20。使n_d值增大的一种方法是利用玻璃覆层上的氧化钛薄层，例如康宁公司（CorningIncorporated）的

光纤，其n_d值约为25-30。期望找到新颖的涂层添加剂，其能对玻璃进行补充，从而增大光纤的n_d值，并能承受半径非常小（小于等于3毫米）的瞬间弯曲。

发明概述

本发明第一方面涉及一种包含以下组分的组合物：可光固化的基质组合物，其包含一种或多种含丙烯酸酯的化合物；光引发剂，其在接触合适波长的光时能激活可光固化的基质组合物的聚合反应；光生酸产生化合物，其在接触所述合适波长的光之后能释放酸基团。

本发明第二方面涉及一种光纤，其包含玻璃纤维和由根据本发明第一方面的组合物形成的涂层，其中该涂层基本包封该玻璃纤维。

本发明第三方面涉及一种光纤带，其包括多根根据本发明第二方面的光纤。

本发明第四方面涉及制备根据本发明的光纤的方法。这些方法包括用涂层包封玻璃纤维，该涂层是根据本发明第一方面的组合物的固化产物，然后用一个或多个附加涂层包封具有该涂层的玻璃纤维。

如所附实施例中证明的，本发明揭示的光纤可以用加强的耐疲劳性n_d来表征。如本文所用，加强的耐疲劳性是指光纤具有较高的动态疲劳参数（n_d）。动态疲劳参数n_d通过按以下四种应变率根据IEC 2点弯曲测试方法测定光纤强度而确定：1000微米/秒、100微米/秒、10微米/秒和1微米/秒。中值疲劳应力随着应变率而变化，可通过将强度相对于对数标度的应变率作图得到的直线斜率计算动态疲劳参数。

在以下详细描述中将提出另外的特性和优点，对于本领域技术人员而言，其中的一部分通过说明书容易理解，或者可通过如包括以下详细描述、权利要求书以及附图的本文所述实施本发明而认识到。

应该理解，以上一般描述和以下详细描述都只是示例性的，意在提供用于理解提出权利要求的本发明的性质和特征的概况或框架。包括附图以提供进一步的理解，附图结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图图示说明了本发明的各种实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理和操作。

附图简要描述

图1是根据本文所述一种实施方式的光纤的截面图。该光纤包括包封玻璃纤维的涂层，以及两个用于双涂层系统中的常规一次涂层和二次涂层目的的附加涂层。

图2是一种光纤带的截面图，该光纤带包括总共12根被带基体包封的光纤。虽然显示了12根光纤，但光纤带可包括任意数量的多根光纤。

图3是说明制造如本文所述光纤的方法的示意图。

发明详述

本发明涉及一种新颖的涂层组合物、具有该涂层制剂的光纤以及它们的制造方法和在光纤带/缆与电信系统中使用的方法。

所述涂层组合物包含以下组分：可光固化的基质组合物，其包含一种或多种含丙烯酸酯的化合物；光引发剂，其在接触合适波长的光时能激活可光固化的基质组合物的聚合反应；光生酸产生（“PAG”）化合物，其在接触所述合适波长的光之后能释放酸基团。

所述可光固化的基质组合物通常在光引发的固化过程中交联。如以下更具体讨论的，这些涂层可由以下组分形成：一种或多种低聚物或聚合物、一种或多种单体和一种或多种任选的添加剂。

重要的是，可光固化的基质组合物基本不含可通过来自PAG化合物的不稳定酸基团进行催化交联的官能基团，例如环氧基团或乙烯基醚基团。“基本不含”是指可光固化的基质组合物包含小于5重量%的可通过来自PAG化合物的不稳定酸基团进行催化交联的官能基团，优选小于2.5重量%，更优选小于0.5重量%，或者甚至完全不含所述官能基团。

虽然优选丙烯酸酯官能基团，但是，所述可光固化的基质组合物可任选地包含一种或多种氨基甲酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基酰胺、苯乙烯、乙烯基酯或其组合。

如本文所用，特定组分的重量百分数是指在不包括任何添加剂的可光固化的基质组合物主体中引入的量。在用于制备本发明组合物的主体组合物中引入的添加剂的量按百分之份数（以重量百分数为基准）列出。例如，将低聚物、单体和光引发剂组合以形成主体组合物，使得这些组分的总重量百分数等于100%。在100重量%的这种主体组合物之外，向该主体组合物中引入一定量的特定添加剂，例如百分之一。

若存在低聚物组分，则优选其为烯键式不饱和低聚物，更优选为（甲基）丙烯酸酯低聚物。术语“（甲基）丙烯酸酯”表示包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯及其组合。这些低聚物中的（甲基）丙烯酸酯端基可通过一元的聚（甲基）丙烯酸酯封端组分或通过单（甲基）丙烯酸酯封端组分如丙烯酸2-羟乙酯按已知方式提供。

通常通过使脂族或芳族二异氰酸酯与二元聚醚或聚酯反应、更常见是与聚氧化亚烷基二醇如聚乙二醇反应，来提供氨基甲酸酯低聚物。这些低聚物通常具有4-10个氨基甲酸酯基团，可以具有高分子量，例如2000-8000。但是，也可使用具有500-2000分子量范围的较低分子量的低聚物。授予Coady等的美国专利第4608409号和授予Bishop等的美国专利第4609718号详细描述了这种合成，它们通过参考结合于此。

期望采用耐湿性低聚物时，它们可按类似方式合成，但是避免使用极性的聚醚或聚酯二醇，应优选使用主要为饱和且主要为非极性的脂族二醇。这些二醇包括例如含2-250个碳原子的烷烃或烯烃二醇，优选基本不含醚或酯基团。可以在这些系统中得到的低聚物粘度和分子量的范围与可在不饱和、极性低聚物系统中得到的类似，因此其粘度和涂层特性可保持基本不变。已经发现，这些涂层中降低的氧含量不会导致涂层与所涂覆的玻璃纤维表面的粘合特性发生不可接受的劣化。

众所周知，可以在通过这些方法制备的低聚物中结合聚脲组分，通过在合成过程中用二胺或多胺代替二醇或多元醇就能简单地进行结合。在所述涂层系统中存在低比例的聚脲组分并不被认为对涂层性能有害，前提是该合成中采用的二胺或多胺具有足够的非极性和饱和度，从而能避免使该系统的耐湿性受损。

合适的烯键式不饱和低聚物包括聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（从宾西法尼亚州西切斯特的沙多玛公司（Sartomer Company，Inc.，West Chester，PA）获得的CN986，以及从康涅狄格州温斯特德的博马特殊品公司（Bomar Specialty Co.，Winstead，CT）获得的BR3731、BR3741和STC3-149），基于异氰脲酸三（羟乙酯）的丙烯酸酯低聚物，（甲基）丙烯酸酯化的丙烯酸类低聚物，聚酯氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（从沙多玛公司获得的CN966和CN973，以及从博马特殊品公司获得的BR7432），聚脲氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（例如在授予Zimmerman等的美国专利第4690502号和第4798852号、授予Bishop的美国专利第4609718号以及授予Bishop等的美国专利第4629287号中揭示的低聚物，这些专利通过参考全文结合于此），聚醚丙烯酸酯低聚物（从瑞士苏黎世的拉汉公司（Rahn AG，Zurich，Switzerland）获得的Genomer3456），聚酯丙烯酸酯低聚物（从佐治亚州亚特兰大的西泰克工业公司（Cytec Industries Inc.，Atlanta，GA）获得的Ebecryl80、584和657），聚脲丙烯酸酯低聚物（例如在授予Zimmerman等的美国专利第4690502号和第4798852号、授予Bishop的美国专利第4609718号以及授予Bishop等的美国专利第4629287号中揭示的低聚物，这些专利文献通过参考全文结合于此），氢化的聚丁二烯低聚物（从密苏里州凡尔赛的埃克树脂和实验室（Echo Resins andLaboratory，Versailles，MO）获得的“埃克树脂”（Echo Resin）MBNX），及其组合。

或者，所述低聚物组分也可包括如Schissel等的美国申请公开第20070100039号中所述的非反应性低聚物组分，该申请通过参考全文结合于此。这些非反应性低聚物组分可用于实现脆性并不过高的高模量涂层。这些非反应性低聚物材料对于较高模量的涂层而言是特别优选的。

所述一种或多种低聚物组分在涂层组合物中的存在量通常约为0-90重量%，更优选约为25-75重量%，最优选约为40-65重量%。

所述涂层组合物还可包含一种或多种聚合物组分，其代替低聚物组分或者与低聚物组分组合使用。在例如授予Fewkes等的美国专利第6869981号中描述了聚合物组分的使用，该专利通过参考全文结合于此。

所述聚合物可以是包含至少一个硬嵌段和至少一个软嵌段的嵌段共聚物，其中硬嵌段的T_g大于软嵌段的T_g。优选软嵌段主链是脂族的。合适的脂族主链包括聚（丁二烯）、聚异戊二烯、聚乙烯/丁烯、聚乙烯/丙烯和二醇嵌段。嵌段共聚物的一个例子是具有A-B通式结构的二嵌段共聚物。合适的共聚物的另一个例子是具有A-B-A通式结构的三嵌段。优选中间嵌段的分子量至少约为10000，更优选大于约20000。更优选大于约50000，最优选大于约100000。在三嵌段共聚物的情况中（A-B-A），中间嵌段（B，例如本文定义的SBS共聚物中的丁二烯）的T_g小于约20℃。具有超过三个嵌段的多嵌段共聚物的一个例子包括热塑性聚氨酯（TPU）。TPU的来源包括巴斯夫（BASF）、BF古德瑞奇（B.F.Goodrich）和拜耳（Bayer）。嵌段共聚物可具有任意数量的多嵌段。

所述聚合物组分在固化时可以化学交联，也可不化学交联。优选该聚合物是热塑性弹性体聚合物。优选该聚合物组分具有至少两个热塑性末端嵌段以及位于两个末端嵌段之间的弹性体主链，例如苯乙烯类嵌段共聚物。合适的热塑性末端嵌段物质包括聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。合适的中间嵌段包括乙烯丙烯二烯单体（“EPDM”）和乙烯丙烯橡胶。所述弹性体中间嵌段可以是聚丁二烯、聚异戊二烯、聚乙烯/丁烯和聚乙烯/丙烯。

市售苯乙烯类嵌段共聚物的例子有：KRATON^TM（德克萨斯州休斯敦的克莱登聚合物公司（Kraton Polymers，Houston Tex）），CALPRENE^TM（西班牙的瑞普索奎米卡公司（Repsol Quimica S.A.Corporation，Spain）），SOLPRENE^TM（菲利浦石油公司（Phillips Petroleum Co）），STEREON^TM（俄亥俄州阿克隆的火石轮胎橡胶公司（Firestone Tire&Rubber Co.，Akron，Ohio）），KRATON^TMD1101（其为一种苯乙烯-丁二烯线形嵌段共聚物，克莱登聚合物公司），KRATON^TMD1193（其为一种苯乙烯-异戊二烯线形嵌段共聚物，克莱登聚合物公司），KRATON^TMFG1901X（其为一种接枝有约2重量%马来酸酐的苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段聚合物，克莱登聚合物公司），KRATON^TMD1107（其为一种苯乙烯-异戊二烯线形嵌段共聚物，克莱登聚合物公司），以及HARDMANISOLENE^TM400（其为一种液体聚异戊二烯，新泽西州贝利维尔的埃里门提斯高性能聚合物公司（Elementis Performance Polymers，Belleville，NJ））。

若使用所述一种或多种聚合物组分，则其在涂层组合物中的存在量通常约为5-90重量%，优选约为10-30重量%，最优选约为12-20重量%。

所述一种或多种单体组分优选是烯键式不饱和的。用于按照本发明使用的烯键式不饱和单体的合适的官能基团包括但并不限于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基酰胺、苯乙烯及其组合（即，用于多官能单体）。其中通常优选（甲基）丙烯酸酯单体。

通常将较低分子量（即，约120-600）的液体（甲基）丙烯酸酯-官能单体加入所述制剂中，从而提供用常规液体涂覆设备施涂涂层组合物所需的流动性。这些系统中的丙烯酸酯官能液体通常包括单官能和多官能丙烯酸酯（即，具有两个或更多个丙烯酸酯官能基团的单体）。这些多官能丙烯酸酯的示例是：双官能丙烯酸酯，其具有两个官能基团；三官能丙烯酸酯，其具有三个官能基团；以及四官能丙烯酸酯，其具有四个官能基团。可一起采用单官能和多官能甲基丙烯酸酯。

需要使用耐湿性组分时，可根据单体组分与所选耐湿性低聚物的相容性，对所述单体组分进行选择。并非所有这些液体单体都能成功地与耐湿性低聚物进行掺混和共聚，因为这些低聚物是高度非极性的。要得到令人满意的涂层适应性和耐湿性，优选使用主要包含饱和脂族单丙烯酸酯或二丙烯酸酯单体或烷氧基丙烯酸酯单体的液体丙烯酸酯单体组分。

合适的多官能烯键式不饱和单体包括但并不限于：烷氧基化的双酚A二丙烯酸酯，例如乙氧基化的双酚A二丙烯酸酯，其乙氧基化度等于或大于2，优选约为2-30（从沙多玛公司获得的SR349和SR601，以及从宾西法尼亚州安博乐的考格尼斯公司（Cognis Corp.，Ambler，PA）获得的Photomer4025和Photomer4028），以及丙氧基化的双酚A二丙烯酸酯，其丙氧基化度等于或大于2，优选约为2-30；烷氧基化和未烷氧基化的羟甲基丙烷聚丙烯酸酯，例如乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，其乙氧基化度等于或大于3，优选约为3-30（从考格尼斯公司获得的Photomer4149，以及从沙多玛公司获得的SR499），丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，其丙氧基化度等于或大于3，优选约为3-30（从考格尼斯公司获得的Photomer4072，以及从沙多玛公司获得的SR492），以及二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯（从考格尼斯公司获得的Photomer4355）；烷氧基化的甘油三丙烯酸酯，例如丙氧基化的甘油三丙烯酸酯，其丙氧基化度等于或大于3（从考格尼斯公司获得的Photomer4096，以及从沙多玛公司获得的SR9020）；烷氧基化或未烷氧基化的赤藻糖醇聚丙烯酸酯，例如季戊四醇四丙烯酸酯（从沙多玛公司获得的SR295），乙氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯（从沙多玛公司获得的SR494），以及二-季戊四醇五丙烯酸酯（从考格尼斯公司获得的Photomer4399，以及从沙多玛公司获得的SR399）；通过使合适的官能化异氰脲酸酯与丙烯酸或丙烯酰氯反应形成的异氰脲酸酯聚丙烯酸酯，例如三-（2-羟乙基）异氰脲酸酯三丙烯酸酯（从沙多玛公司获得的SR368）以及三-（2-羟乙基）异氰脲酸酯二丙烯酸酯；烷氧基化或未烷氧基化的醇聚丙烯酸酯，例如三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯（从沙多玛公司获得的CD406），以及乙氧基化的聚乙二醇二丙烯酸酯，其乙氧基化度等于或大于2，优选约为2-30；通过将丙烯酸酯加入双酚A二缩水甘油醚等而形成的环氧丙烯酸酯（从考格尼斯公司获得的Photomer3016）；以及单环和多环的环状芳族或非芳族聚丙烯酸酯，例如二环戊二烯二丙烯酸酯。

还可能期望使用特定量的单官能化烯键式不饱和单体，可引入该单体从而影响固化产物吸水、与其他涂层材料粘合或在应力条件发挥性能的程度。示例性的单官能化烯键式不饱和单体包括但并不限于：丙烯酸羟烷基酯，例如丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯和丙烯酸2-羟丁酯；长链和短链的丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯（从沙多玛公司获得的SR440，以及从CPS化学公司（CPS Chemical Co.）获得的Ageflex FA8）、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯（从沙多玛公司获得的SR395，以及从CPS化学公司获得的Ageflex FA10）、丙烯酸十一烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十三烷基酯（从沙多玛公司获得的SR489）、丙烯酸月桂酯（从沙多玛公司获得的SR335，从新泽西州老桥的CPS化学公司（CPS Chemical Co.，Old Bridge，NJ）获得的Ageflex FA12，以及从考格尼斯公司获得的Photomer4812）、丙烯酸十八烷基酯以及丙烯酸硬脂酯（从沙多玛公司获得的SR257）；丙烯酸氨基烷基酯，例如丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯和丙烯酸7-氨基-3,7-二甲基辛酯；丙烯酸烷氧基烷基酯，例如丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸苯氧基乙酯（从沙多玛公司获得的SR339，从CPS化学公司获得的Ageflex PEA，以及从考格尼斯公司获得的Photomer4035）、丙烯酸苯氧基缩水甘油酯（从沙多玛公司获得的CN131）、丙烯酸月桂基氧基缩水甘油酯（从沙多玛公司获得的CN130）以及丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯（从沙多玛公司获得的SR256）；单环和多环的环状芳族或非芳族丙烯酸酯，例如丙烯酸环己酯、丙烯酸苄酯、二环戊二烯丙烯酸酯、丙烯酸二环戊酯、丙烯酸三环癸酯、丙烯酸冰片酯、丙烯酸异冰片酯（从沙多玛公司获得的SR423和SR506，以及从CPS化学公司获得的Ageflex IBOA）、丙烯酸四氢呋喃酯（从沙多玛公司获得的SR285）、丙烯酸己内酯（从沙多玛公司获得的SR495，以及从明尼苏达州米德兰的陶氏化学公司（Dow Chemical，Midland，MI）获得的Tone M100）以及丙烯酰基吗啉；基于醇的丙烯酸酯，例如聚乙二醇单丙烯酸酯、聚丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯以及各种烷氧基化的烷基苯酚丙烯酸酯，例如乙氧基化的（4）壬基苯酚丙烯酸酯（从考格尼斯公司获得的Photomer4003，以及从沙多玛公司获得的SR504）以及丙氧基化的壬基苯酚丙烯酸酯（从考格尼斯公司获得的Photomer4960）；丙烯酰胺，例如二丙酮丙烯酰胺、异丁氧基甲基丙烯酰胺、N,N′-二甲基-氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺以及叔辛基丙烯酰胺；乙烯基化合物，例如N-乙烯基吡咯烷酮以及N-乙烯基己内酰胺（都从新泽西州韦恩的国际特殊品公司（International Specialty Products，Wayne，NJ）获得）；以及酸酯，例如马来酸酯和富马酸酯。

所述一种或多种单体组分在涂层组合物中的存在量通常约为10-90重量%，更优选约为20-60重量%，最优选约为25-50重量%。

用于可光固化的基质组合物的光引发剂优选是一种或多种已知的酮类光引发剂和/或氧化膦光引发剂。用于本发明组合物中的时候，光引发剂的存在量足以提供快速的紫外固化。一般来说，这包括约0.5-10.0重量%，更优选约为1.5-7.5重量%。期望固化度较低时，或者不需要固化时，特定组合物中使用的光引发剂的量可小于0.5重量%。

当光引发剂以少量但有效量使用以促进辐射固化时，该光引发剂应提供合理的固化速度，而不会导致涂层组合物的过早凝胶化。期望的固化速度是足以导致涂层材料基本固化的任意速度。如剂量-模量曲线所测定，对于约25-35微米的涂层厚度，固化速度为例如小于1.0焦耳/平方厘米，优选小于0.5焦耳/平方厘米。

合适的光引发剂包括但并不限于：1-羟基环己基苯基酮（从纽约州霍索恩的巴斯夫公司（BASF，Hawthorne，NY）获得的Irgacure184），（2,6-二甲氧基苯甲酰基）-2,4,4-三甲基戊基氧化膦（从巴斯夫公司获得的商品掺混物Irgacure1800、1850、和1700），2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮（从巴斯夫公司获得的Irgacure651），二（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基-氧化膦（从巴斯夫公司获得的Irgacure819），（2,4,6-三甲基苯甲酰基）二苯基氧化膦（从德国慕尼黑的巴斯夫公司（BASF，Munich，Germany）获得的Lucerin TPO），乙氧基（2,4,6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦（从巴斯夫公司获得的Lucerin TPO-L），及其组合。

所述光生酸产生化合物是这样一种化合物，在接触用于固化组合物的光时，其裂解释放出酸性化合物。所述光生酸产生化合物优选是这样一种化合物，在裂解之前或之后，其不会反应性交联到可光固化的基质组合物的聚合产物中。

一类合适的PAG化合物是用于促进含环氧基化合物交联的常规阳离子型光引发剂。重要的是，这些PAG化合物不会促进存在于本发明可光固化基质组合物中的含丙烯酸酯的化合物交联。

适用于本发明的阳离子型光引发剂包括鎓盐，例如包含二价至七价金属或非金属的卤素络合阴离子的那些鎓盐，所述金属或非金属是例如Sb、Sn、Fe、Bi、Al、Ga、In、Ti、Zr、Sc、Cr、Hf和Cu以及B、P和As。合适的鎓盐的例子是二芳基重氮盐和元素周期表中Va族元素与B、Ia族元素与B和I的鎓盐；例如卤鎓盐、季铵盐、鏻盐、鉮盐、芳族锍盐、氧锍盐和硒盐。关于鎓盐的描述可参见以下文献，例如：美国专利第4442197号、第4603101号、和第4624912号，这些文献各自通过参考全文结合于此。

所述鎓盐可以是释放HF或氟化物的物质，或者是不释放HF或氟化物的物质。不释放HF或氟化物的鎓盐的例子包括但并不限于碘鎓盐，例如甲基化碘鎓、碘鎓-C（SO₂CF₃）₃、碘鎓-B（C₆F₅）和碘鎓-N（SO₂CF₃）₂。

特别适合作为本发明所用鎓盐中的阴离子部分的一类物质一般可分类为氟化的（包括高度氟化的和全氟化的）三烷基-或芳基磺酰基甲基化物以及相应的在授予Walker，Jr.等的美国专利第6895156号中所揭示种类的二烷基-或芳基磺酰基酰亚胺，该专利文献通过参考全文结合于此。适用于实施本发明的阴离子的具体例子包括但并不限于：（C₂F₅SO₂）₂N-，（C₄F₉SO₂）₂N-，（C₈F₁₇SO₂）₃C-，（CF₃SO₂）₂N-，（C₄F₉SO₂）₃C-，（CF₃SO₂）₂（C₄F₉SO₂）C-，（CF₃SO₂）（C₄F₉SO₂）N-，[（CF₃）₂N]C₂F₄SO₂N-，[（CF₃）₂N]C₂F₄SO₂C-，（SO₂CF₃）₂（3,5-二（CF₃）C₆H₃）SO₂N-，SO₂CF₃，等等。这类阴离子及其制备方法如以下文献中所述：美国专利第4505997号，第5021308号，第4387222号，第5072040号，第5162177号，第5273840号；以及Turowsky等，Inorg.Chem.，27：2135-2137（1988），这些文献各自通过参考全文结合于此。Turowsky等描述了从CF₃SO₂F和CH₃MgCl直接合成（CF₃SO₂）C-阴离子，以CF₃SO₂F为基准的产率为20%（以CH₃MgCl为基准的产率为19%）。美国专利第5554664号描述了合成甲基化碘鎓的改进方法，该专利通过参考全文结合于此。

上述阴离子的盐可被辐射激活。具有这些非亲核性阴离子并适合在本发明组合物中用作PAG的盐是在施加足够的波长约为200-800纳米的电磁辐射时将产生具有酸性基团的化合物的那些盐。

一种优选的阳离子型PAG是（4-甲基苯基）[4-（2-甲基丙基）苯基]碘鎓PF₆，其可以商品名Irgacure250（巴斯夫）购得。

另一种合适的PAG化合物是非离子型光生酸产生剂。示例性种类的非离子型PAG包括但并不限于：酰亚氨基磺酸酯；肟磺酸酯；N-氧基酰亚氨基磺酸酯；二砜，包括α,α-亚甲基二砜和二砜肼；重氮砜；N-磺酰氧基酰亚胺；硝基苄基化合物；以及卤化化合物。

示例性的N-磺酰氧基酰亚胺PAG包括PCT申请公开第WO94/10608号中揭示的那些，该申请通过参考全文结合于此。

示例性的基于硝基苄基的PAG包括EP申请第0717319A1号中揭示的那些，该申请通过参考全文结合于此。

示例性的二砜PAG包括EP申请第0708368A1号中揭示的那些，该申请通过参考全文结合于此。

示例性的酰亚氨基磺酸酯PAG包括美国申请公开第20080220597号中揭示的那些，该申请通过参考全文结合于此。

示例性的肟磺酸酯和N-氧基酰亚氨基磺酸酯PAG类别包括美国专利第6482567号中揭示的那些，该专利通过参考全文结合于此。

示例性的重氮砜PAG包括欧洲专利申请第0708368A1号和美国专利第5558976号中揭示的那些，这些文献各自通过参考全文结合于此。

一种优选的非离子型PAG化合物是8-[2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-（九氟丁基磺酰基氧基亚氨基）-戊基]-荧蒽，其可以商品名PAG121（巴斯夫）购得。

另一种PAG包括铁芳烃络合物。辐射时，铁芳烃络合物碎片整合成配位不饱和的含铁中间体，其具有路易斯酸的特性。一种优选的铁芳烃络合物是η⁵-2,4-环戊二烯-1-基）[（1,2,3,4,5,6-η）-（1-甲基乙基）苯]-铁（+）-六氟磷酸盐，其可以商品名Irgacure261（巴斯夫）购得。

所述PAG化合物的存在量约为0.1-10pph，更优选约为0.5-8pph，最优选约为1-7pph。

所述可光固化的基质组合物可任选地包含一种或多种附加添加剂。这些添加剂包括但并不限于催化剂、载体表面活性剂、增粘剂、粘合促进剂、抗氧化剂、光敏剂、稳定剂、反应性稀释剂、润滑剂、荧光增白剂和低分子量非交联树脂。可运用一些添加剂例如催化剂、反应性表面活性剂和荧光增白剂来控制聚合过程，从而影响由涂层组合物形成的聚合产物的物理性质（例如模量、玻璃化转变温度）。其他添加剂可影响涂层组合物的聚合产物的完整性（例如提供保护以免解聚合或氧化降解）。

一种示例性的催化剂是锡催化剂，其可用于催化在一些低聚物组分中形成氨基甲酸酯键。不论该催化剂是作为低聚物组分的添加剂保留下来，还是将附加量的催化剂引入本发明组合物中，催化剂的存在都能用于稳定化该组合物中的低聚物组分。

合适的载体、更具体是用作反应性表面活性剂的载体，包括聚烷氧基聚硅氧烷。优选的载体可以商品名TEGORAD2200和TEGORAD2700（丙烯酸酯化的硅氧烷）从弗吉尼亚州霍普维尔的哥德斯米特化学公司（Goldschmidt Chemical Co.，Hopewell，VA）获得。这些反应性表面活性剂的存在量优选约为0.01-5pph，更优选约为0.25-3pph。

其他种类的合适载体是多元醇和非反应性表面活性剂。合适的多元醇和非反应性表面活性剂的例子包括从宾西法尼亚州纽托恩场的林德尔公司（Lyondel，Newtowne Square，PA）（以前称为艾柯化学公司（Arco Chemicals））获得的多元醇Aclaim3201（氧化乙烯-氧化丙烯共聚物），以及从哥德斯米特化学公司获得的非反应性表面活性剂Tegoglide435（聚烷氧基-聚硅氧烷）。所述多元醇或非反应性表面活性剂的存在量优选约为0.01-10pph，更优选约为0.05-5pph，最优选约为0.1-2.5pph。

合适的载体还可以是两亲性分子。两亲性分子是具有亲水性和疏水性部分的分子。所述疏水性部分或可描述为亲脂性（亲脂/油）部分。增粘剂是这种两亲性分子的一个例子。增粘剂是这样一种分子，其能改进聚合物产物的时间敏感性流变性质。一般来说，增粘剂添加剂将使聚合物产物在较高应变率或剪切率条件下表现得更硬，并使聚合物产物在低应变率或剪切率条件下表现得更软。增粘剂是一种常用于粘合剂工业中的添加剂，已知其能加强涂层与施涂该涂层的物体成键的能力。

一种优选的增粘剂是从纽约州普切斯的国际纸业公司（InternationalPaperCo.，Purchase，NY）获得的

R-40（以下称为“R-40”）。R-40是一种妥尔油松香，其包含聚醚部分，来自松香酯化学系列。增粘剂在组合物中的存在量优选约为0.01-10pph，更优选约为0.05-5pph。另一种合适的增粘剂是从埃克森公司（Exxon）获得的Escorez系列的烃增粘剂。关于Escorez增粘剂的其他信息可参见授予Mao的美国专利第5242963号，该专利通过参考全文结合于此。也可与上述载体组合使用。

可使用任何合适的粘合促进剂。合适的粘合促进剂的例子包括有机官能化硅烷、钛酸酯、锆酸酯及其混合物。优选的粘合促进剂是聚（烷氧基）硅烷，最优选的是二（三甲氧基甲硅烷基乙基）苯。其他的合适的粘合促进剂包括3-巯基丙基三甲氧基硅烷（3-MPTMS，从宾西法尼亚州布里斯托尔的联合化学技术公司（UnitedChemical Technologies，Bristol，PA）获得，也可从宾西法尼亚州莫瑞斯维尔的格莱斯特公司（Gelest，Morrisville，PA）获得），3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（从格莱斯特公司获得），3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（从格莱斯特公司获得），以及二（三甲氧基甲硅烷基乙基）苯（从格莱斯特公司获得）。其他的合适的粘合促进剂如授予Lee等的美国专利第4921880号和第5188864号所述，这些专利文献各自通过参考结合于此。若存在粘合促进剂，则其使用量约为0.1-10pph，更优选约为0.25-3pph。

可采用任何合适的抗氧化剂。优选的抗氧化剂包括但并不限于：二位阻酚类硫醚或硫代二亚乙基二（3,5-二叔丁基）-4-羟基氢化肉桂酸酯（Irganox 1035，从巴斯夫公司获得）。若存在抗氧化剂，则其用量约为0.1-3pph，更优选约为0.25-2pph。

可采用任何合适的光敏剂来促进PAG的活性。光敏剂使得宽波长光引发光能的利用更为有效。所述光敏剂应能吸收用于所选光引发剂的波长的光，然后将光能传递到PAG，从而引发酸性化合物的产生。光敏剂的用量约为0.05-1pph，优选约为0.1-0.5pph。

可以使用的一类光敏剂是自由基光引发剂，例如异丙基噻吨酮（“ITX”），其可以商品名

ITX（巴斯夫公司）购得。

可采用任何合适的稳定剂。一种优选的稳定剂是四官能化硫醇，例如来自密苏里州圣路易斯的西格玛-艾德里奇公司（Sigma-Aldrich，St.Louis，MO）的季戊四醇四（3-巯基丙酸酯）。若存在稳定剂，则其用量约为0.01-1pph，更优选约为0.01-0.2pph。

可采用任何合适的荧光增白剂。示例性的荧光增白剂包括但并不限于：UvitexOB，其为一种2,5-噻吩二基二（5-叔丁基-1,3-苯并噁唑）（巴斯夫公司）；Blankophor KLA，从拜耳公司获得；二苯并噁唑化合物；苯基香豆素化合物；以及二（苯乙烯基）联苯化合物。荧光增白剂在组合物中的存在浓度优选约为0.003-0.5pph，更优选约为0.005-0.3pph。

准备通过以下方式将可光固化的组合物直接用于光纤芯/覆层上：将该组合物施涂在光纤上，从而基本包封玻璃纤维，然后使其固化。参见图1，根据本发明一种实施方式的光纤10包括光纤以及包封光纤的本发明涂层16。光纤可任选地包括一个或多个附加涂层。如图1中所示，光纤包括中间涂层18和外涂层20。

光纤通常可由玻璃形成，主要是氧化硅玻璃，优选包括玻璃芯12以及称为覆层14的玻璃涂层。玻璃纤维可按照本领域中已知的多种方法形成。在许多应用中，玻璃芯和覆层具有可辨识的芯-覆层边界（如图1中所示）。或者，芯和覆层可能没有明显边界。一种这样的玻璃纤维是阶跃折射率纤维。示例性的阶跃折射率纤维如授予Chang的美国专利第4300930号和第4402570号中所述，这些专利文献各自通过参考全文结合于此。另一种这样的纤维是渐变折射率纤维，其具有折射率随着与纤维中心的距离变化的芯。渐变折射率纤维基本通过使玻璃芯和覆层互相扩散而形成。示例性的渐变折射率纤维如授予Garito等的美国专利第5729645号、授予Joormann等的美国专利第4439008号、授予Marcatili等的美国专利第4176911号以及授予DiMarcello等的美国专利第4076380号中所述，这些专利文献各自通过参考全文结合于此。玻璃纤维在所关注的波长（例如1310或1550纳米）还可以是单模或多模的。本发明的光纤可包含现在已知或以后开发的这些或任何其他合适的芯-覆层构型。

在一种优选的实施方式中，覆层14包括外覆层，其掺杂有至少约8重量%氧化钛，优选大于约10重量%，更优选大于约12重量%。掺杂有氧化钛的覆层的尺寸优选大于1微米且小于5微米。示例性的氧化钛外覆层纤维如授予Backer等的美国专利第5140665号所述，该专利文献通过参考全文结合于此。

玻璃纤维（芯和覆层组合）的总厚度通常约为70-200微米，优选约为80-200微米，更优选约为100-145微米。

涂层16是最内涂层，起到加强纤维耐疲劳性的功能，通过n_d值量化，该值如上所述可通过IEC动态疲劳测试方法测定。相对于没有涂层16的相同光纤，本发明光纤具有增大的n_d值。

涂层16的厚度优选小于约20微米，小于约12.5微米，或甚至小于约10微米。更优选涂层16约为2-20微米，约为3-15微米，或约为5-12.5微米。

涂层16的杨氏模量优选大于约900兆帕，优选大于约1200兆帕，更优选大于约1500兆帕。如本文所用，采用拉伸测试仪器（例如，新特公司（Sintech）的MTS拉伸测试仪，或英斯特朗公司（Instron）的通用材料测试系统）在材料样品上测试涂层材料16的杨氏模量、致断伸长和抗张强度，所述材料样品的形状为圆棒形，直径约0.0225″（571.5微米），标距长度为5.1厘米，测试速度为2.5厘米/分钟。可在测量杨氏模量、致断伸长和抗张强度的同时，在棒样品上测量屈服应力。

涂层16还可具有一定的断裂韧性（K_1c），其至少约为0.7兆帕·米^1/2，更优选至少约为0.38兆帕·米^1/2，最优选至少约为0.9兆帕·米^1/2。断裂韧性是表示涂层材料耐受不稳定的破坏性裂纹生长的性质。材料的断裂韧性与材料中裂纹扩展所需的能量大小相关。如本文所用，在膜样品上测试断裂韧性K_1C，其定义为：

K_1C＝Yσ·√z，

其中Y是几何因子，σ是膜样品的抗张强度（致断时），z是缺口长度的一半。在中央切割缺口的几何形状如授予Fabian等的美国专利第7715675号中所述的膜上测试断裂韧性，该专利文献通过参考全文结合于此。采用如上所述的拉伸测试仪器（例如，新特公司的MTS拉伸测试仪，或英斯特朗公司的通用材料测试系统）测量膜样品的抗张强度（致断时）σ。将所施加的致断负荷除以完整样品的横截面面积，可计算抗张强度。用于计算抗张强度的样例算式还可参见例如授予Fabian等的美国专利第7715675号，该专利文献通过参考全文结合于此。

涂层16还具有一定的延展性，其至少约为270微米，更优选至少约为300微米，更优选至少约为350微米。涂层对于操作以及对于缺陷形成的敏感性可由其延展性反映。延展性通过下式定义：

延展性=（K_1C/屈服应力）²

较大的延展性表示该涂层对缺陷的敏感性降低。如本领域技术人员熟知的，对于表现出应变软化的样品，屈服应力通过应力-应变曲线中的第一局部最大值确定。更具体来说，屈服应力可采用ASTM D638-02中给出的方法测定，该文献通过参考结合于此。按照至少5个样品的平均值，确定诸如杨氏模量、致断伸长、抗张强度和屈服应力之类的物理性质。

示例性的涂层16配方包含约10重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（来自博马特殊品公司的KWS4131），约72-82重量%的乙氧基化的（4）双酚A二丙烯酸酯单体（来自考格尼斯公司的Photomer4028），约5重量%的双酚A二缩水甘油基二丙烯酸酯（来自考格尼斯公司的Photomer3016），任选高达约10重量%的二丙烯酸酯单体（来自考格尼斯公司的Photomer4002）或N-乙烯基己内酰胺，高达约3重量%的光引发剂（来自巴斯夫公司的Irgacure184，或来自巴斯夫公司的

或其组合），向其中加入约0.5pph的抗氧化剂（来自巴斯夫公司的Irganox1035）。

一种用于涂层16的优选涂层配方包含10重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（KWS4131），82重量%的乙氧基化的（4）双酚A二丙烯酸酯单体（Photomer4028），5重量%的双酚A二缩水甘油二丙烯酸酯（Photomer3016），1.5重量%的Irgacure184，1.5重量%的Lucirin TPO，1.0pph的Irgacure250，0.5pph的Irganox1035，0.2pph的ITX，1.0pph的（3-丙烯酰氧基丙基）-三甲氧基硅烷（格莱斯特公司）。

另一种用于涂层16的优选涂层配方包含10重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（KWS4131），82重量%的乙氧基化的（4）双酚A二丙烯酸酯单体（Photomer4028），5重量%的双酚A二缩水甘油二丙烯酸酯（Photomer3016），1.5重量%的Irgacure184，1.5重量%的Lucirin TPO，1.0pph的PAG121（巴斯夫公司），0.5pph的Irganox1035，0.2pph的ITX，1.0pph的（3-丙烯酰氧基丙基）-三甲氧基硅烷（格莱斯特公司）。

这些优选的组合物提供了具有以下特征的涂层，其杨氏模量约为1658.32（±46.41）兆帕，屈服应力为41.03（±0.70）兆帕，断裂韧性约为0.8150（±0.0853）兆帕·米^1/2，延展性约为395微米，T_g约为55-58℃。

涂层18是中间涂层，其起到传统的“一次”涂层的功能，通常直接施加在玻璃纤维上。涂层18优选由软性的已交联的聚合物材料形成，其具有低杨氏模量（例如在25℃小于约5兆帕）和低T_g（例如小于约-10℃）。所述杨氏模量优选小于约3兆帕，更优选约为0.1-1.0兆帕，最优选约为0.1-0.5兆帕。所述T_g优选约为-100℃至约-25℃，更优选约为-100℃至约-40℃，最优选约为-100℃至约-50℃。

涂层18的厚度优选小于约40微米，更优选约为20-40微米，最优选约为20-30微米。中间涂层18通常施加在之前经过涂覆的纤维上（不论之前是否经过固化）并随后固化，如以下更详细描述的。还可存在各种添加剂，以加强中间涂层的一种或多种性质，所述添加剂包括上述种类的抗氧化剂、粘合促进剂、PAG化合物、光敏剂、载体表面活性剂、增粘剂、催化剂、稳定剂、表面剂和荧光增白剂。

一些合适的中间涂层组合物如以下文献所述，例如，授予Chien等的美国专利第6326416号、授予Winningham等的第6531522号、授予Fewkes等的第6539152号、授予Winningham的第6563996号、授予Fewkes等的第6869981号、授予Baker等的第7010206号和第7221842号以及授予Winningham的第7423105号中的“一次涂层”，这些专利文献各自通过参考全文结合于此。

合适的中间涂层组合物包含但并不限于：约25-75重量%的一种或多种氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物；约25-65重量%的一种或多种单官能化烯键式不饱和单体；约0-10重量%的一种或多种多官能化烯键式不饱和单体；约1-5重量%的一种或多种光引发剂；约0.5-1.5pph的一种或多种抗氧化剂；任选的约0.5-1.5pph的一种或多种粘合促进剂；任选的约0.1-10pph的PAG化合物；以及约0.01-0.5pph的一种或多种稳定剂。

一种优选种类的中间涂层组合物包含：约52重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯（来自博马特殊品公司的BR3741），约40-45重量%的多官能化丙烯酸酯单体（来自考格尼斯的Photomer4003或Photomer4960），约0-5重量%的单官能化丙烯酸酯单体（己内酯丙烯酸酯或N-乙烯基己内酰胺），最多约1.5重量%的光引发剂（来自巴斯夫公司的Irgacure819或Irgacure184，来自巴斯夫公司的

TPO，或其组合），向其中加入约1pph的抗氧化剂（来自巴斯夫公司的Irganox1035），任选最多约0.05pph的荧光增白剂（来自巴斯夫公司的Uvitex OB），以及任选最多约0.03pph的稳定剂（从西格玛-艾德里奇公司获得的季戊四醇四（3-巯基丙酸酯））。

一种示例性的中间涂层包含：5重量%的己内酯丙烯酸酯（Tone M100），41.5重量%的乙氧基化的（4）壬基苯酚丙烯酸酯（Photomer4003），52重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（BR3741），1.5重量%的Irgacure 819，1.0pph的Irganox1035，1.0pph的（3-丙烯酰氧基丙基）三甲氧基硅烷，以及0.032pph的季戊四醇四（3-巯基丙酸酯）。得到的固化产物的特征是，抗张强度为0.49（±0.07）兆帕，23℃的杨氏模量为0.69（±0.05）兆帕。

涂层20是外涂层，其起到常规的“二次涂层”的功能。外涂层材料20通常是一种涂层组合物的聚合产物，所述涂层组合物包含氨基甲酸酯丙烯酸酯液体，其分子在聚合时高度交联。外涂层20具有高杨氏模量（例如在25℃大于约0.08吉帕）和高T_g（例如大于约50℃）。所述杨氏模量优选约为0.1-8吉帕，更优选约为0.5-5吉帕，最优选约为0.5-3吉帕。所述T_g优选约为50-120℃，更优选约为50-100℃。涂层20的厚度小于约40微米，更优选约为20-40微米，最优选约为20-30微米。

用于外涂层材料的其他合适材料，以及关于这些材料的选择的考虑因素，是本领域中众所周知的，可参见授予Chapin的美国专利第4962992号和第5104433号，这些专利文献各自通过参考全文结合于此。或者，还已经采用具有低含量低聚物和低含量氨基甲酸酯的涂层系统获得了高模量涂层，如授予Botelho等的美国专利第6775451号和授予Chou等的第6689463号所述，这些专利文献各自通过参考全文结合于此。另外，已经采用非反应性低聚物组分实现了高模量涂层，如授予Schissel等的美国申请公开第20070100039号中所述，其通过参考全文结合于此。外涂层通常施加在之前经过涂覆的纤维上（不论之前是否经过固化）并随后固化，如以下更详细描述的。还可存在各种添加剂来加强涂层的一种或多种性质，包括抗氧化剂、PAG化合物、光敏剂、催化剂、润滑剂、低分子量非交联树脂、稳定剂、表面活性剂、表面剂、滑动添加剂、蜡、微米化的聚四氟乙烯等。所述二次涂层还可包含油墨，这是本领域中众所周知的。

合适的外涂层组合物包含但并不限于：约0-20重量%的一种或多种氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，约75-95重量%的一种或多种单官能化烯键式不饱和单体，约0-10重量%的一种或多种多官能化烯键式不饱和单体，约1-5重量%的一种或多种光引发剂，以及约0.5-1.5pph的一种或多种抗氧化剂。

其他合适的外涂层组合物包含但并不限于：约10重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（来自博马特殊品公司的KWS4131），约72-82重量%的乙氧基化的（4）双酚A二丙烯酸酯单体（来自考格尼斯公司的Photomer4028），约5重量%的双酚A二缩水甘油二丙烯酸酯（来自考格尼斯公司的Photomer3016），任选最多约10重量%的二丙烯酸酯单体（来自考格尼斯公司的Photomer4002）或N-乙烯基己内酰胺，最多约3重量%的光引发剂（来自巴斯夫公司的Irgacure184，或来自巴斯夫公司的

TPO，或其组合），向其中加入约0.5pph的抗氧化剂（来自巴斯夫公司的Irganox1035）。

一种用于涂层20的优选的涂层配方包含：10重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（KWS4131），82重量%的乙氧基化的（4）双酚A二丙烯酸酯单体（Photomer4028），5重量%的双酚A二缩水甘油基二丙烯酸酯（Photomer3016），1.5重量%的Irgacure184，1.5重量%的Lucirin TPO，以及0.5pph的Irganox1035。

通过上述特征的组合，本发明的光纤的特征在于n_d值大于没有涂层16的相同光纤的相应n_d值。

根据一种实施方式，本发明的光纤具有至少约为25的n_d值，该值在23℃和50%湿度测得。

根据一种实施方式，本发明的光纤具有至少约为20的n_d值，更优选至少约为25，该值在35℃和90%湿度测得。

本发明的光纤可采用制备玻璃纤维及其涂层的常规拉制塔技术制备。简单地说，按照本发明制备经涂覆的光纤的方法包括：制造其芯和覆层具有所需构造的玻璃纤维，用初始涂层组合物（用于涂层16）、中间涂层组合物（用于涂层18）和外涂层组合物（用于涂层20）涂覆玻璃纤维，然后使所有涂层同时固化。这称为湿覆湿方法。任选每次可以在下方涂层聚合之前或之后，向经过涂覆的纤维施加随后的涂层组合物。先使下方涂层聚合，然后再施加随后的涂层的方法，称为湿覆干方法。采用湿覆干方法时，必须采用另外的聚合步骤。

从已经局部且对称加热到例如约2000℃温度的特别制备的圆柱形预制体拉制玻璃纤维是众所周知的。由于对预制体进行了加热，例如通过将该预制体送入并通过加热炉，因此从熔融材料拉制玻璃纤维。从预制体拉制玻璃纤维之后，将一次涂层组合物、中间涂层组合物和二次涂层组合物施加到该玻璃纤维上，优选在冷却之后立刻施加。然后固化这些涂层组合物，以生产经过涂覆的光纤。固化方法优选通过使玻璃纤维上未固化的涂层组合物接触紫外光或电子束来进行。通常优选按照拉制过程按顺序施加多种涂层组合物。向移动中的玻璃纤维施加双层涂层组合物的方法如授予Taylor的美国专利第4474830号和授予Rennell等的第4851165号中所述，这些专利的内容各自通过参考全文结合于此。

按照本发明制造经过涂覆的光纤的方法的一种实施方式如图3进一步所示，该方法一般表示为30。如图所示，将烧结的预制体32（示为部分预制体）拉制成光纤34。光纤34通过涂覆元件36和38，这些元件可包括一个或多个模头，可由所述模头施加本领域中已知的单涂层组合物或多涂层组合物。这些模头还可调节涂层厚度至所需尺寸。优选在元件36中将涂层16施加到光纤34上，在元件38中将涂层18和20施加到光纤34上。固化元件50位于元件36的下游，固化元件52位于元件38的下游，用于使施加到光纤34上的涂层固化。或者，可以在光纤34通过元件38之后，使得在元件36中施加的涂层固化。使用牵引机56将经过涂覆的光纤54牵拉通过元件52。

如本领域技术人员将会理解的，可以对图3中所示的系统进行改进，以适应通过已知的湿覆湿或湿覆干方法的任意组合对涂层进行单独或同时施加与固化。根据一种方法，一次涂层和/或中间涂层可以在施加外涂层组合物之前固化。或者，可以将所有三种涂层组合物施加到纤维上，然后在单独的聚合步骤中固化。

本发明的光纤还可形成光纤带，所述光纤带包括多根被基质材料包封的基本对齐、基本共平面的光纤。所述光纤带的一种示例性构造如图2中所示，其中所示的光纤带30包括12根被基质32包封的光纤10。所述基质材料可由单层或复合结构制成。合适的基质材料包括聚氯乙烯或其他热塑性材料以及已知可用作二次涂层材料的那些材料（一般如上所述）。在一种实施方式中，所述基质材料可以是用于形成外涂层的组合物的聚合产物。

按照本发明制备了光纤或光纤带之后，可以将这些材料结合到用于传输数据信号的电信系统中。

实施例

通过以下实施例进一步阐明本发明，这些实施例是本发明的示例。

实施例1-制备涂层组合物

采用之前已知可用作二次涂层组合物的基础配方制备两种不同的涂层组合物，其特征是具有以下性质：杨氏模量约为1658.32（±46.41）兆帕，屈服应力为41.03（±0.70）兆帕，断裂韧性约为0.8150（±0.0853）兆帕·米^1/2，延展性约为395微米，T_g约为55-58℃。

用于这些组合物中每种组合物的基础配方包含：10重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（KWS4131），82重量%的乙氧基化的（4）双酚A二丙烯酸酯单体（Photomer4028），5重量%的双酚A二缩水甘油二丙烯酸酯（Photomer3016），1.5重量%的Irgacure184，以及1.5重量%的Lucirin TPO。向这种基础配方中加入1.0pph的Irgacure250（组合物1）或1.0pph的PAG121（巴斯夫公司）（组合物2）。还向这两种涂层配方中加入0.5pph的Irganox1035，0.2pph的ITX，以及1.0pph的（3-丙烯酰氧基丙基）-三甲氧基硅烷（格莱斯特公司）。

使用商用掺混设备制备所述组合物。称取低聚物和单体组分，然后引入加热的反应釜中，在约50-65℃范围内的温度下掺混在一起。继续掺混直到获得均一混合物。接下来，单独称取光引发剂，在掺混的同时单独引入均一溶液中。对于所有添加剂，都先称取然后在掺混的同时引入溶液中。继续掺混直到再次获得均一溶液。

各组分的重量百分数以单体、低聚物和光引发剂的总重量为基准计，形成基质组合物。如上所述，随后将所有添加剂引入基质组合物中，按百分之份数（pph）测定。

实施例2-制备和测试多模光纤

用于本实验的玻璃纤维是一种多模纤维，其芯直径大于70微米，NA大于0.24，在850纳米的溢出带宽大于500兆赫-千米。该纤维涂覆有组合物1或组合物2，其厚度调节到约12.5微米，用1-3个辐深紫外灯（马里兰州葛底斯堡的辐深紫外系统公司，（FusionUV Systems，Gaithersberg，MD））固化，同时拉制速度至少为5米/秒。

然后对制得的经过涂覆的纤维施涂中间涂层组合物和外涂层组合物。所述中间涂层组合物包含：5重量%的己内酯丙烯酸酯（Tone M100），41.5重量%的乙氧基化的（4）壬基苯酚丙烯酸酯（Photomer 4003），52重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（BR 3741），1.5重量%的Irgacure 819，1.0pph的Irganox 1035，1.0pph的（3-丙烯酰氧基丙基）三甲氧基硅烷，以及0.032pph的季戊四醇四（3-巯基丙酸酯）。所述外涂层组合物包含：10重量%的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物（KWS4131），82重量%的乙氧基化的（4）双酚A二丙烯酸酯单体（Photomer4028），5重量%的双酚A二缩水甘油二丙烯酸酯（Photomer 3016），1.5重量%的Irgacure 184，1.5重量%的Lucirin TPO，以及0.5pph的Irganox 1035。将中间涂层组合物和外涂层组合物调节到厚度分别为32.5微米和26微米，使用1-3个辐深紫外灯（辐深紫外系统公司）固化，同时拉制速度至少为5米/秒。由此得到光纤1（包含组合物1的固化产物）和光纤2（包含组合物2的固化产物）。

在从50%湿度到最高90%湿度和从环境温度（约23℃）到最高35℃或65℃的升高温度的各种条件下，将光纤1和2老化至少7天。按照IEC的2点弯曲疲劳测试方法，采用以下四种应变速率对光纤1和2进行测试：1000微米/秒、100微米/秒、10微米/秒和1微米/秒。从各光纤在所述老化条件下的曲线斜率计算这些光纤的n_d参数。获得的结果如下表1中所示。

实施例3光纤采用与实施例1和2所用相同的涂层组合物制备，区别在于，实施例3所涂覆的光纤包括外覆约8重量%的氧化钛（3微米）的单模玻璃纤维。

表1：光纤耐强度劣化性的测试

虽然已经在本文中示出并详细描述了优选的实施方式，但是本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明精神的条件下进行各种修改、增加、替换等，因此应当认为这些修改、增加、替换等属于以下权利要求中限定的本发明范围之内。

Claims

1.一种组合物，其包含：

可光固化的基质组合物，其包含一种或多种含丙烯酸酯的化合物；

光引发剂，其在接触合适波长的光时能激活所述可光固化的基质组合物的聚合反应；和

光生酸产生化合物，其在接触所述合适波长的光之后能释放酸基团。

2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述光引发剂是酮类或氧化膦光引发剂，或其组合。

3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述光生酸产生化合物是鎓盐、铁芳烃络合物或荧蒽络合物。

4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述光生酸产生化合物是（4-甲基苯基）[4-（2-甲基丙基）苯基]碘鎓PF₆，8-[2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-（九氟丁基磺酰氧基亚氨基）-戊基]-荧蒽，或η⁵-2,4-环戊二烯-1-基）[（1,2,3,4,5,6-η）-（1-甲基乙基）苯]-铁（+）-六氟磷酸盐。

5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述光生酸产生化合物的存在量约为0.1-10pph。

6.如权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述光生酸产生化合物的存在量约为0.5-8pph。

7.如权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述光生酸产生化合物的存在量约为1-7pph。

8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含一种或多种添加剂，其选自粘合促进剂、光敏剂、抗氧化剂、载体、增粘剂、反应性稀释剂、催化剂和稳定剂。

9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述基质的配方还包含一种或多种氨基甲酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基酰胺、苯乙烯、乙烯基酯及其组合。

10.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述基质的配方基本不含具有环氧基团的化合物。

11.一种光纤，其包括玻璃纤维以及基本包封所述玻璃纤维的由如权利要求1所述的组合物形成的涂层。

12.如权利要求11所述的光纤，其特征在于，所述玻璃纤维包括芯和覆层，其中所述覆层包含氧化硅或者氧化硅与氧化钛的掺混物。

13.如权利要求11所述的光纤，其特征在于，所述涂层的厚度小于约20微米。

14.如权利要求11所述的光纤，其特征在于，所述光纤还包括中间涂层和外涂层，所述中间涂层的杨氏模量不超过约3兆帕，所述外涂层的杨氏模量不小于约600兆帕。

15.如权利要求11所述的光纤，其特征在于，相比于没有所述涂层的相同光纤，所述光纤具有增大的n_d值，该值通过动态疲劳测试方法测定。

16.如权利要求15所述的光纤，其特征在于，所述光纤在23℃和50%相对湿度下具有至少约为25的n_d值。

17.如权利要求15所述的光纤，其特征在于，所述光纤在35℃和90%相对湿度下具有至少约为20的n_d值。

18.如权利要求15所述的光纤，其特征在于，所述光纤在35℃和90%相对湿度下具有至少约为25的n_d值。

19.一种光纤带，其包括多根如权利要求11所述的光纤。