CN105652365A - 防水光纤 - Google Patents

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吴礼
周鹏
张恒
倪碧雪
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
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Abstract

本发明涉及一种防水光纤，该防水光纤包括纤芯和包层，纤芯由两种不同折射率的纤芯掺杂组成，包层在纤芯的外周围绕所述纤芯，包层从内向外依次包括由紫外线固化型树脂形成的一次被覆层和二次被覆层以及防水层，紫外线固化型树脂含有聚氨酯丙烯酸酯和光引发剂且该聚氨酯丙烯酸酯中的聚异氰酸酯成分为芳香族类聚异氰酸酯；一次被覆层和二次被覆层之间具有沿着光纤的中心轴延伸的多个孔，孔的外接圆内侧的内部区域中的残余应力是压缩应力；防水层的厚度为20~40μm；防水层采用液态尼龙制成；液态尼龙在25℃时的相对粘度为3200~3600cps，折射率为1.50~1.52，密度为1.11kg/L。该防水光纤可以减少水对光纤的影响同时其耐黄变性好且传输损耗小抗断裂性强。

Description

防水光纤
技术领域
本发明涉及光通信用光纤技术，特别涉及一种防水光纤。
背景技术
光纤的一般构造是在原玻璃纤维的外周表面形成软质的一次被覆层,在其外周再形成硬质的二次被覆层。作为在一次被覆层和二次被覆层中使用的材料，多采用紫外线固化型树脂；作为在光纤的被覆材料中使用的紫外线固化型树脂,已知聚氨酯丙烯酸酯,但现有的被覆光纤遇热、光，其被覆材料容易变质，如果在室外或荧光灯等光照射的条件下或高热条件下长时间放置，则发生黄变等显色或变色，所谓的耐气候性、耐热性不好。这是由于光纤被光照射时，残留在被覆层中的光引发剂分解，产生自由基,使树脂黄变。此外，已知具有沿着光纤的中心轴延伸的多个孔的光纤，与不具有这种孔的实心光纤相比，具有这种孔的光纤能够具有更多的特性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种防水性好、耐黄变性好且传输损耗小抗断裂性强的防水光纤。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该防水光纤包括纤芯和包层，所述纤芯由两种不同折射率的纤芯掺杂组成，所述包层在纤芯的外周围绕所述纤芯，所述包层从内向外依次包括由紫外线固化型树脂形成的一次被覆层和二次被覆层以及防水层，所述紫外线固化型树脂含有聚氨酯丙烯酸酯和光引发剂且该聚氨酯丙烯酸酯中的聚异氰酸酯成分为芳香族类聚异氰酸酯；所述一次被覆层上具有沿着光纤的中心轴延伸的多个孔，所述孔的外接圆内侧的内部区域中的残余应力是压缩应力；所述防水层的厚度为20~40μm；所述防水层采用液态尼龙制成；所述液态尼龙在25℃时的相对粘度为3200~3600cps，折射率为1.50~1.52，密度为1.11kg/L。
采用上述技术方案，通过采用两种不同折射率的纤芯掺杂组成的纤芯可以适应不同距离的传输，使传输损耗小；采用紫外线固化型树脂形成的一次被覆层和二次被覆层可以使该光纤具有良好的耐黄变性；在一次被覆层和二次被覆之间沿着光纤的中心轴延伸设有多个孔，可以增强该光纤的韧性，使光纤不易折断；通过在光纤外部包裹防水层，彻底消除了水对光纤的影响。
进一步改进在于，所述一次被覆层中的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物，所述二次被覆层中的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物和苯乙酮类光引发剂的组合物，且被覆材料1g中未反应的光引发剂的摩尔含量少于2.4×10-3，所述苯乙酮类光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮。
进一步改进在于，所述压缩应力为20MPa以上。同时孔的外接圆内侧的内部区域中的卤族元素的摩尔浓度比包层的位于内部区域周围的卤族元素的摩尔浓度高；内部区域中共掺杂有氯、碘和氟。
进一步改进在于，其中一种纤芯掺杂Ge，另一种纤芯掺杂Al。
进一步改进在于，所述芳香族类聚异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该防水光纤可以减少水对光纤的影响同时其耐黄变性好且传输损耗小抗断裂性强。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明防水光纤的结构图；
1-防水层；2-二次被覆层；3-一次被覆层；4-孔；5-纤芯。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，该防水光纤包括纤芯5和包层，所述包层在纤芯5的外周围绕所述纤芯5，所述包层从内向外依次包括由紫外线固化型树脂形成的一次被覆层3和二次被覆层2以及防水层1，所述紫外线固化型树脂含有聚氨酯丙烯酸酯和光引发剂且该聚氨酯丙烯酸酯中的聚异氰酸酯成分为芳香族类聚异氰酸酯；所述一次被覆层上具有沿着光纤的中心轴延伸的多个孔4，所述孔4的外接圆内侧的内部区域中的残余应力是压缩应力；所述防水层1的厚度为20~40μm；所述防水层1采用液态尼龙制成；所述液态尼龙在25℃时的相对粘度为3200~3600cps，折射率为1.50~1.52，密度为1.11kg/L，所述一次被覆层3中的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物，所述二次被覆层2中的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物和苯乙酮类光引发剂的组合物，且被覆材料1g中未反应的光引发剂的摩尔含量少于2.4×10-3，所述苯乙酮类光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮，所述压缩应力为20MPa以上，同时孔4的外接圆内侧的内部区域中的卤族元素的摩尔浓度比包层的位于内部区域周围的卤族元素的摩尔浓度高；内部区域中共掺杂有氯、碘和氟；其中一种纤芯掺杂Ge，另一种纤芯掺杂Al，所述芳香族类聚异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，当通过拉伸光纤预制件来制造孔助光纤时，重要的是在拉伸处理中精确地控制孔径；为了在拉伸处理中控制孔径,需要稳定孔的内部压力；还需要执行高张力拉伸，从而在玻璃的粘度相对较高时执行拉伸；然而，当执行高张力拉伸时，拉伸应力容易残留在芯层周围，并且残留的拉伸应力可能导致玻璃的强度降低并使传输损耗增大。该防水光纤的防水层1通过着色机涂覆在光纤表面；其中着色机供防水层材料的压力为0.5~0.8bar,生产速度为600~900m/min；采用涂覆的方法进行同时采用涂覆工艺对光纤表面进行多分子液态尼龙树脂材料涂覆，避免了采用挤塑工艺进行表面包裹结晶态防水材料造成的涂层厚度大，使得最终成品防水光纤直径为250~350μm。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防水光纤，包括纤芯和包层，其特征在于，所述纤芯由两种不同折射率的纤芯掺杂组成，所述包层在纤芯的外周围绕所述纤芯，所述包层从内向外依次包括由紫外线固化型树脂形成的一次被覆层和二次被覆层以及防水层，所述紫外线固化型树脂含有聚氨酯丙烯酸酯和光引发剂且该聚氨酯丙烯酸酯中的聚异氰酸酯成分为芳香族类聚异氰酸酯；所述一次被覆层上具有沿着光纤的中心轴延伸的多个孔，所述孔的外接圆内侧的内部区域中的残余应力是压缩应力；所述防水层的厚度为20~40μm；所述防水层采用液态尼龙制成；所述液态尼龙在25℃时的相对粘度为3200~3600cps，折射率为1.50~1.52，密度为1.11kg/L。
2.根据权利要求1所述的防水光纤，其特征在于，所述一次被覆层中的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物，所述二次被覆层中的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物和苯乙酮类光引发剂的组合物，且被覆材料1g中未反应的光引发剂的摩尔含量少于2.4×10-3，所述苯乙酮类光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮。
3.根据权利要求2所述的防水光纤，其特征在于，所述压缩应力为20MPa以上。
4.根据权利要求3所述的防水光纤，其特征在于，其中一种纤芯掺杂Ge，另一种纤芯掺杂Al。
5.根据权利要求3或4所述的防水光纤，其特征在于，所述芳香族类聚异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
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