CN1047103A

CN1047103A - 紫外光快速固化二元复合的内层光纤涂料

Info

Publication number: CN1047103A
Application number: CN 90103882
Authority: CN
Inventors: 余万能; 沈革新; 屈秀宁; 余晓梦; 刘良炎; 麦灵政; 孙群珍; 郑君琪; 陈捍宁
Original assignee: HUBEI RESEARCH INSTITUTE OF CHEMISTRY
Current assignee: HUBEI RESEARCH INSTITUTE OF CHEMISTRY
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1990-11-21

Abstract

一种紫外光快速固化内层光纤涂料，该涂料用自制低温性能好的有机硅丙烯酸酯和柔软的聚氨酯丙烯酸酯作为二元复合的光敏树脂基料，添加交联度调节剂改性、并配以高效光敏剂、增感剂、稳定剂、紫外光吸收剂经优选研制成，它具有固化速度快，低温性能好，柔软性和伸长度特别高，模量很小，对玻璃粘结性强的综合特性，适于作为双层涂覆光纤的内层涂料使用，能为光纤充分提供抗微弯，侧应力缓冲和初级强度保护作用，能满足快速拉丝涂覆工艺要求。

Description

本发明涉及通信用石英光导纤维的保护性树脂涂料，特别是涉及双层光纤用光固化内层涂料。

现代通信用石英光导纤维由纤芯、玻璃包层和保护性树脂涂层组成。涂层保护光纤表面微裂纹不被环境腐蚀，维持光纤强度和耐用性，同时提供抗微弯作用，对保持光纤机械，光学性能起重要作用，目前光纤保护涂复材料，有单层涂料和双层涂料。采用单层涂料涂复光纤，仅需一种涂料和一次涂复，如本发明人前不久提出的中国专利申请90102226.8。单层涂料要求强度和模量适中，但高于柔软的内层涂料，低温时会对光纤带来一定的微弯损耗，所以单层涂复光纤适于在环境温度变化较小的地区使用。对于长距离通信，一般采用双层涂复光纤，双层涂复光纤低温性能较好，可满足在环境温度变化幅度大的地区使用，特点是要求两种涂料，即很软的内层涂料和硬的外层涂料配合使用，需要采用二次涂复工艺。为满足各地区的不同要求，特别是为了满足环境变化剧烈地区的要求，应发展双层涂料涂复的光纤。

本发明的目的是提供一种低温性能好的双涂层光纤用光固化内层（预涂复）涂料，该涂料柔软，具有高的弹性和低玻璃化温度，伸长度高，模量小，固化速度快等特性，能满足快速拉丝涂复工艺要求。

为了达到本发明的目的，该涂料以新合成的聚氨酯和有机硅两种丙烯酸酯光敏树脂为基料，通过交联度调节剂改性，添加高效光敏剂、增感剂和稳定剂配制而成。

上述聚氨酯光敏树脂为合成的聚氨酯丙烯酸酯光敏预聚物（AUPPO），常温下为浅黄色高粘度液体，25℃的粘度为69300厘泊，数均分子量Mn＝2300，29℃折光率1.4848，比重1.080。

上述有机硅光敏树脂为合成有机聚硅氧烷丙烯酸酯光敏预聚物（AEPS），常温下为浅黄色低粘性液体，25℃粘度3000厘泊，Mn＝45000，25℃折光率1.4918，比重1.1131。

AUPPO和AEPS的典型物性见表1。

表1 AUPPO、AEPS的典型物性

主要性质	AUPPO	AEPS
			粘度（25℃，厘泊）	～70000	2000-3000
指触干燥时间秒	8-10	1-2
			抗张强度公斤／厘米²	26.6	68.7
断裂伸长率％	60	20
			弹性模量公斤／厘米²	44.3	34.3
玻璃化温度Tg ℃	-19	-57
			肖氏硬度（HS）	12	18

所述交联度调节剂是单官能活性单体，如丙烯酸或甲基丙烯酸的长链烷基酯，长链烷基的碳原子数可以是4-12，最好是6-8。

所述高效光敏剂（光聚合引发剂）为安息香醚类，芳香酮类及偶氮或过氧化合物。本发明选用安息香醚（如安息香乙醚）和二苯甲酮-N，N-二甲基苄胺作混合光敏剂。混合光敏剂用量为3-12%。

所述增感剂是含磷化合物。

所述稳定剂是微量紫外光吸收剂0.007%-0.04%和0.07%-0.35%（重量）的对一羟基苯甲醚或对苯二酚并用。

本涂料的基本配方按重量比计是AUPPO100份，AEPS30-100份，交联度调节剂10-50份，安息香乙醚3-15份，二苯甲酮1-5份，N，N-二甲基苄胺0.2-2.0份，磷增感剂1-10份，对一羟基苯甲醚或对苯二酚0.1-1.0份，紫外光吸收剂0.01-0.1份。

本发明的更佳配方是

AUPPO 100（重量比）

AEPS 40-60

调节剂A 20-40

安息香乙醚 6-10

二苯甲酮 1-2

N，N-二甲基苄胺 0.5-1.0

增感剂P 2-3

对一羟基苯甲醚 0.1-1.0

紫外光吸收剂 0.03-0.06

配制方法是将各组份按选定配方称重，依次加入混合，待固体物全部溶解后过滤、脱泡、装入深色瓶中避光存放，即如图所示。

按上述配方所得产品的综合性能如表2。

由表中数据可以看出，该涂料具有固化速度快，伸长率高，模量小，玻璃化转变温度低，对玻璃粘结力强等综合优点，满足紫外光快速固化内层光纤涂料的特性要求。

上述各项性能的测定方法：液体密度、粘度、折光率、固化涂料硬度，吸水率、摩擦系数、玻璃粘结力，热老化性能均按美国Desoto方法测定，其它性能利用RJY-80型热机分析仪测定玻璃化温度和线膨胀系数，用电子拉力机测定扬氏模量，断裂伸长率和抗张强度，用气相色谱仪测定析氢量。

实施例1

配比选择，以安息香乙醚5%，二苯甲酮1%，N，N-二甲基苄胺0.2%，增感剂1%（均按胶量计）为光聚合引发剂、对AUPPO、AEPS，交联度调节剂组成的涂料按多因素优选法进行了三因素三水平的正交设计试验，考查了三个组分对固化速度、抗张强度、伸长率和模量的影响，结果见表3。

注：1）各配方均按胶量加入光敏剂、增感剂

2）1、2、3数字为三个水平、括号内为各水平对应的重量份数

表3中数据按优选法分析可知，AUPPO主要影响强度和模量，增加AUPPO使强度降低，模量明显减小，同时对提高伸长率有利。AEPS对强度，伸长率，模量，固化速度均有明显影响，增加AEPS可提高强度和固化速度，但使伸长率降低，导致模量增加不利。交联度调节剂对提高伸长率特别明显，并增加强度，但用量过高对固化速度产生不利影响，配方6的综合性能最好。

实施例2

按本发明的配方所得液体涂料在KBr晶片上涂膜，测定曝光前后的红外光谱，光照前样品在1620，1635厘米^-1显示C＝C双链吸收峰，1400，1300厘米^-1显示CH₂＝CH的C-H吸收峰，光照2秒钟后谱图中代表C＝C的1620，1635，1400，1300厘米^-1的吸收基本消失，双链转化率达83%（光照条件：25瓦/厘米高压汞灯，15厘米灯距，0.2毫米膜，空气中曝光），表示差不多完全固化。

实施例3

用本发明的涂料在英国拉丝机HEATH WAY上涂复光纤，速度100米/分。涂复后光纤性能如表4。

表4 涂复光纤性能※

项目	测试结果	备注
			拉制光纤速度米／分	70－100	固化光源6千瓦／2灯
涂层均匀性	合格
			涂层偏芯度	合格
断裂强度公斤／单丝	＞4	裸光纤直径125微米
			复绕能力克	＞400	同上
弯曲半径毫米	0.5
			传输损耗德贝／千米	0.5	常温测定
低温附加损耗德贝／千米	≤0.02	常温～－30℃

※多模光纤、裸光纤直径125微米

从表中数据可知、该涂料上机应用能满足快速拉丝涂复工艺要求，涂层均匀，几何尺寸稳定，涂复光纤强度高，耐弯曲，光传输性能好，符合国标CCITT标准，低温附加损耗小，冷至-30℃在测试误差范围内可忽略不计。

Claims

1、一种紫外光快速固化光纤内层涂料，其特征是由聚氨酯丙烯酸脂(AUPPO)，有机硅聚硅氧烷丙烯酸脂AEPS，交联度调节剂A，高效光聚合引发剂，磷增感剂，稳定剂组成，其配比按重量计为，AUPPO100份，AEPS30-100份，交联度调节剂A10-50份，高效光聚合引发剂4.2-22份(相当于重量3-12%)，增感剂P1-10份，稳定剂0.11-1.1份。

2、如权利要求1的涂料，其特征是AUPPO质量规格是常温下为浅黄色高粘性液体，25℃粘度69300厘泊，Mn＝2300，29℃折光率1.4848，比重1.080。

3、如权利要求1的涂料，其特征是AEPS质量规定是常温下为浅黄色液体，25℃粘度3000厘泊，Mn＝45000，25℃折光率1.4918，比重1.1131。

4、如权利要求1的涂料，其特征是交联度调节剂A为单官能长链烷基的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，烷基的碳原子数是4-12，最好是6-8。

5、如权利要求1的涂料，其特征是高效光聚合引发剂为安息香醚（如安息香乙醚3-15份）和二苯甲酮1-5份-N，N-二甲基苄胺0.2-2.0份混用的光敏剂。

6、如权利要求1的涂料，其特征是稳定剂为0.007%-0.04%的紫外光吸收剂和0.07%-0.35%（重量）的对一羟基苯甲醚或对苯二酚。

7、如权利要求1的涂料，其特征是更佳配方（按重量比计）为

AUPPO 100份

AEPS 40-60份

交联度调节剂A 20-40份

安息香乙醚 6-10份

二苯甲酮 1-2份

N，N-二甲基苄胺 0.5-1.0份

增感剂P 2-3份

对一羟基苯甲醚 0.1-1.0份

紫外光吸收剂 0.03-0.06份