CN110133796A - 一种耐辐照光纤及其制备方法 - Google Patents

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马丽君
刘娟
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Abstract

本发明公开了一种耐辐照光纤及其制备方法，其结构包括外涂层，缓冲涂层，内涂层，纤芯和包层，所述纤芯外部设有包层，所述包层外部设有内涂层，所述内涂层外部设有缓冲涂层，所述缓冲涂层外部设有外涂层。光纤通过多种涂覆材料对光纤进行多次涂覆，形成内、中、外三层涂层结构的光纤，且缓冲层采用耐高温的改性含硅或含氟的丙烯酸树脂，不仅可以在光纤受力后起到缓冲保护的作用，而且在受到辐照、高温的作用时，光纤具有很好的隔离作用，避免对内涂层的破坏，保护光纤包层，保证光纤的光传输性能。

Description

一种耐辐照光纤及其制备方法
技术领域
本发明涉及光纤领域，具体地说是一种耐辐照光纤及其制备方法。
背景技术
光纤具有高带宽、抗电磁干扰、重量轻和易于布线等优势，已逐渐成为高速通信网和传感系统网构成的关键传输介质和器件。自2011年日本福岛核事故以来，人们对核能安全的关注日趋密切，尤其是核电站内部及外围区域的信息通信；由于核电厂反应堆安全壳内部和外围区域存在大量射线，将引起普通通信光纤的损耗增加，造成通信不畅，甚至通信中断。因此，鉴于上述原因，研制一种耐辐照光纤及其制备方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐辐照光纤及其制备方法，主要解决现有通信光纤不具有耐辐照和耐温性能的问题。该光纤可以在光纤受力后起到缓冲保护的作用，而且在受到辐照、高温的作用时，光纤具有很好的隔离作用，避免对内涂层的破坏，保护光纤包层，保证光纤的光传输性能。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种耐辐照光纤，其结构包括外涂层，缓冲涂层，内涂层，纤芯和包层，所述纤芯外部设有包层，所述包层外部设有内涂层，所述内涂层外部设有缓冲涂层，所述缓冲涂层外部设有外涂层。
进一步，所述光纤纤芯为低羟基高纯二氧化硅石英玻璃。
进一步，所述光纤包层为高度掺杂氟的石英玻璃。
进一步，所述光纤外涂层采用聚酰亚胺进行涂覆，光纤缓冲层采用含硅或含氟的改性丙烯酸树脂涂覆，内涂层采用通信用普通丙烯酸树脂进行涂覆。一种耐辐照光纤的制备方法，包括以下步骤：
(1)将光纤预制棒通过高温石墨炉加热至1500℃-2500℃熔融，通过重力和牵引抽丝拉成125μm±2μm裸光纤，拉丝速度为5～40m/min；
(2)裸光纤经过自然冷却，首先是第一次在光纤外涂覆一层厚度为25μm的丙烯酸树脂，并通过紫外光固化完成，初步涂覆后的涂层外径为175μm±5μm；
(3)第二次涂层采用改性的高温丙烯酸树脂涂料进行涂覆，涂覆层的厚度为20μm，涂覆缓冲层外径为215μm±5μm；
(4)最外层采用聚酰亚胺树脂涂覆，涂覆一层厚度为15μm的外涂层，并通过电阻炉进行加热固化，为达到最佳的涂层厚度，进行两次的涂覆-热固化循环，外涂层的外径为245μm±5μm。
(5)光纤完成最终涂覆后，成品光纤收绕在光纤收线盘上，生产长度可根据客户要求设定。
进一步，光纤预制棒通过高温石墨炉加热至2000℃熔融。
本发明的有益效果：
本发明的光纤通过多种涂覆材料对光纤进行多次涂覆，形成内、中、外三层涂层结构的光纤，且缓冲层采用耐高温的改性含硅或含氟的丙烯酸树脂，不仅可以在光纤受力后起到缓冲保护的作用，而且在受到辐照、高温的作用时，光纤具有很好的隔离作用，避免对内涂层的破坏，保护光纤包层，保证光纤的光传输性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：
1外涂层，2、缓冲涂层，3、内涂层，4、纤芯，5、包层
具体实施方式
参照说明书附图对本发明的一种耐辐照光纤及其制备方法作以下详细说明。
如图1所示，本发明的一种耐辐照光纤，其结构包括外涂层1，缓冲涂层2，内涂层3，纤芯4和包层5，所述纤芯4外部设有包层5，所述包层5外部设有内涂层3，所述内涂层3外部设有缓冲涂层2，所述缓冲涂层2外部设有外涂层1，光纤外涂层采用聚酰亚胺树脂，可以提高光纤的耐辐照性能、耐热性能。
在外涂层1和内涂层3之间设有缓冲涂层2，采用含硅或含氟的改性丙烯酸树脂作为第二涂层的缓冲涂覆层，提高光纤隔热性能和机械性能。
所述光纤纤芯4为低羟基高纯二氧化硅石英玻璃。所述光纤包层5为高度掺杂氟的石英玻璃。通过采用低羟基高纯二氧化硅石英玻璃为光纤纤芯，高度掺杂氟的石英玻璃为光纤包层，使光纤具有很好的耐γ射线、X射线等射线辐照性能。
所述光纤外涂层采用聚酰亚胺进行涂覆，光纤缓冲层采用含硅或含氟的改性丙烯酸树脂涂覆，内涂层采用通信用普通丙烯酸树脂进行涂覆。
光纤缓冲层2采用耐高温的改性含硅或含氟的丙烯酸树脂，不仅可以在光纤受力后起到缓冲保护的作用，而且在受到辐照、高温的作用时，光纤具有很好的隔离射线和高温的作用，避免对内涂层的破坏，保护光纤包层，保证光纤的传输性能。
光纤通过特殊的波导设计，即采用低羟基高纯二氧化硅玻璃作为光纤纤芯，高度掺氟的石英玻璃作为光纤包层；通过多种涂覆材料对光纤进行多次涂覆，形成内-中-外3涂层结构的光纤，即裸光纤外通过低模量的普通丙烯酸树脂作为内涂层，中间缓冲层采用改性的高温丙烯酸树脂，最外层采用聚酰亚胺树脂进行涂覆。
一种耐辐照光纤的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将光纤预制棒通过高温石墨炉加热至1500℃-2500℃熔融，优选光纤预制棒通过高温石墨炉加热至2000℃熔融。通过重力和牵引抽丝拉成125μm±2μm裸光纤，拉丝速度为5～40m/min。
(2)裸光纤经过自然冷却，首先是第一次在光纤外涂覆一层厚度为25μm的丙烯酸树脂，并通过紫外光固化完成，初步涂覆后的涂层外径为175μm±5μm。
(3)第二次涂层采用改性的高温丙烯酸树脂涂料进行涂覆，涂覆层的厚度为20μm，涂覆缓冲层外径为215μm±5μm。
(4)最外层采用聚酰亚胺树脂涂覆，涂覆一层厚度为15μm的外涂层，并通过电阻炉进行加热固化，为达到最佳的涂层厚度，进行两次的涂覆-热固化循环，外涂层的外径为245μm±5μm。
(5)光纤完成最终涂覆后，成品光纤收绕在光纤收线盘上，生产长度可根据客户要求设定。
本发明的光纤通过多种涂覆材料对光纤进行多次涂覆，形成内、中、外三层涂层结构的光纤，且缓冲层采用耐高温的改性含硅或含氟的丙烯酸树脂，不仅可以在光纤受力后起到缓冲保护的作用，而且在受到辐照、高温的作用时，光纤具有很好的隔离作用，避免对内涂层的破坏，保护光纤包层，保证光纤的光传输性能。
以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。

Claims (6)

1.一种耐辐照光纤，其特征是，包括外涂层，缓冲涂层，内涂层，纤芯和包层，所述纤芯外部设有包层，所述包层外部设有内涂层，所述内涂层外部设有缓冲涂层，所述缓冲涂层外部设有外涂层。
2.根据权利要求1所述的一种耐辐照光纤，其特征是，所述光纤纤芯为低羟基高纯二氧化硅石英玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种耐辐照光纤，其特征是，所述光纤包层为高度掺杂氟的石英玻璃。
4.根据权利要求1所述的一种耐辐照光纤，其特征是，所述光纤外涂层采用聚酰亚胺进行涂覆，光纤缓冲层采用含硅或含氟的改性丙烯酸树脂涂覆，内涂层采用通信用普通丙烯酸树脂进行涂覆。
5.一种耐辐照光纤的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)将光纤预制棒通过高温石墨炉加热至1500℃-2500℃熔融，通过重力和牵引抽丝拉成125μm±2μm裸光纤，拉丝速度为5～40m/min；
(2)裸光纤经过自然冷却，首先是第一次在光纤外涂覆一层厚度为25μm的丙烯酸树脂，并通过紫外光固化完成，初步涂覆后的涂层外径为175μm±5μm；
(3)第二次涂层采用改性的高温丙烯酸树脂涂料进行涂覆，涂覆层的厚度为20μm，涂覆缓冲层外径为215μm±5μm；
(4)最外层采用聚酰亚胺树脂涂覆，涂覆一层厚度为15μm的外涂层，并通过电阻炉进行加热固化，为达到最佳的涂层厚度，进行两次的涂覆-热固化循环，外涂层的外径为245μm±5μm。
(5)光纤完成最终涂覆后，成品光纤收绕在光纤收线盘上，生产长度可根据客户要求设定。
6.根据权利要求5所述的一种耐辐照光纤，其特征是，光纤预制棒通过高温石墨炉加热至2000℃熔融。
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