CN114479675B - 一种用于光纤接头端面的抛光液组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光纤接头端面的抛光液组合物，具体含有纳米金刚石@沸石咪唑金属框架材料(ZIF‑8)复合磨粒、纤芯下陷抑制剂、分散剂、表面活性剂和去离子水；采用本发明提供的光纤接头抛光液组合物对光纤接头端面进行抛光，可有效降低光纤接头端面的表面粗糙度,并具有低的纤芯下陷，提高了光纤接头加工的成品良率。

Description

一种用于光纤接头端面的抛光液组合物

技术领域

本发明涉及表面抛光加工领域，具体涉及一种用于光纤接头端面的抛光液组合物，特别是一种同时含有纳米金刚石@沸石咪唑金属框架材料复合磨粒及纤芯下陷抑制剂的抛光液组合物。

背景技术

光纤通信是一种利用光波作为载波来传送信息的最新通信技术。光纤通信在单位时间内能传输的信息量大，是现代通信网的主要传输手段，尽管其发展历史只有一二十年，但是极其迅速。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量(超高速和超长距离)光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。目前，光纤通信已广泛应用于市话中继线、长途干线通信、全球通信网、公共电信网、高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线(CATV)系统、光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射场所等领域。

光纤是光通讯的传输介质。光纤基本结构是由纤芯和包层构成的同心玻璃体，呈柱状。在石英系光纤中纤芯是由高纯度二氧化硅SiO₂(石英玻璃)和少量掺杂剂如二氧化锗构成，纤芯的直径一般为2～50μm。包层的主要成份是高纯度二氧化硅和少量掺杂氟或硼，光纤的外径为125μm左右。纤芯和包层，二者共同构成介质光波导，形成对光信号的传导和约束，实现光的传输。

光纤活动连接器，俗称活接头，其主要作用是实现接头与法兰之间的坚固连接，并将两端光纤的轴线引导到一条线上。作为用于连接两根光纤形成连续光通路的可以重复使用的无源器件，已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表中，是目前使用数量最多的光无源器件。

作为接头与法兰之间的连接形式，这些结构接头连接的损耗是越小越好，因此，对于活动接头的端面的表面质量要求标准比较高，端面加工越精密、越平整，连接越紧密、方便，反射损耗越小。因而光通讯技术对光纤接头端面的抛光水平提出了“表面粗糙度Ra<4nm，纤芯下陷<70nm”的加工要求。

目前，工业界普遍采用纳米氧化硅、金刚石等对光纤接头表面进行抛光。由于金刚石硬度大、易团聚，光纤接头抛光后存在划痕严重、表面粗糙度大的缺点；纳米氧化硅抛光存在抛光效率较低、抛光纤芯下陷大大超标等缺点，均不能满足日益增长的工业需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种同时包含纳米金刚石复合磨粒、纤芯下陷抑制剂的抛光液组合物，以减少光纤接头表面的微观划痕、降低表面粗糙度和纤芯凹陷等表面损伤，提高光纤接头端面的平整度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于光纤接头端面的抛光液组合物所述抛光液组合物的组成及其重量百分比含量如下：

进一步的，所述纳米金刚石复合磨粒为金刚石@沸石咪唑金属框架材料复合磨粒(ZIF-8)，所述金刚石@沸石咪唑金属框架材料复合磨粒的平均粒度为50纳米。

进一步的，所述纤芯下陷抑制剂为4-甲基-3-巯基-1,2,4-三氮唑。

进一步的，所述分散剂为月桂酰基乙二胺三乙酸钾盐。

进一步的，所述表面活性剂为聚乙二醇单油酸酯。

本发明具有如下有益效果：(1)本发明抛光液组合物中采用的含有Zn和沸石咪唑配体的金刚石复合磨粒——金刚石@ZIF-8复合磨粒，与纯金刚石磨粒相比，该复合金刚石颗粒硬度降低、并改善了纯金刚石的分散性，故可以有效消除抛光划痕，实现较低的表面粗糙度。

(2)本发明抛光液组合物中采用的纤芯下陷抑制剂4-甲基-3-巯基-1,2,4-三氮唑，可通过其在纤芯表面的吸附成膜保护作用，有效地降低纤芯在抛光加工中的下陷，提高光纤接头加工后的产品良率。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例一：

本实施例中，光纤接头端面的抛光液组合物的组成和重量百分含量如下：

抛光液的制备：按上述配方称取各原料，在干净容器中先加入去离子水、分散剂，机械搅拌溶解透明后，加入金刚石复合磨粒，搅拌分散1小时；在持续搅拌下，再依次加入纤芯下陷抑制剂、表面活性剂，加完再搅拌0.5小时，得到黑色悬浮液，即为实施例一的抛光液。

实施例二：

本实施例中，光纤接头端面的抛光液组合物的组成和重量百分含量如下：

同实施例一的制备方法，制备得到实施例二的抛光液。

实施例三：

本实施例中，光纤接头端面的抛光液组合物的组成和重量百分含量如下：

同实施例一的制备方法，制备得到实施例三的抛光液。

实施例四：

本实施例中，光纤接头端面的抛光液组合物的组成和重量百分含量如下：

同实施例一的制备方法，制备得到实施例四的抛光液。

为了比较上述抛光液的效果，同样试验条件下，分别以纯纳米金刚石或不添加纤芯下陷抑制剂的抛光液组合物作为对比例。

比较例1

比较例一中，光纤接头端面的抛光液组合物的组成和重量百分含量如下：

同实施例一的制备方法，制备得到比较例一的抛光液。

比较例2

比较例二中，光纤接头端面的抛光液组合物的组成和重量百分含量如下：

同实施例一的制备方法，只是未加入纤芯下陷抑制剂，制备得到比较例二的抛光液。

使用上述实施例1-4和比较例1-2的抛光液在一定的抛光条件下对光纤接头端面进行抛光试验。

抛光试验的抛光条件如下：

抛光机：FPM-5000光纤研抛机；

工件：掺氟光纤接头；

抛光垫：CR200聚氨酯抛光垫；

抛光压力：1kg；

下盘转速：40rpm；

抛光时间：1分钟；

抛光后，对光纤接头按照清洗液、去离子水、乙醇的顺序进行洗涤和干燥，并用AFM测量抛光后的表面粗糙度Ra及纤芯下陷，分辨率为0.01nm，测量面积是5μm×5μm。

各实施例和比较例抛光液的对光纤头的抛光效果分别见表1。从表1可见，比较例一采用纯金刚石磨粒抛光液抛光后光纤头的表面粗糙度较大(Ra＞4nm)、比较例二采用不含纤芯下陷抑制剂的抛光液抛光后的纤芯下陷较大，与比较例相比，实施例1～4同时含有纳米金刚石@ZIF-8复合磨粒及纤芯下陷抑制剂的抛光液抛光后，表面粗糙度Ra均下降到2.2nm及以下、纤芯下陷值均下降到70nm以下，体现出很好的“高平整性、均匀抛光”的协同抛光效果，可有效提高加工产品良率。

表1.本发明各实施例和比较例抛光液对光纤接头的抛光效果

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	比较例1	比较例2
							粗糙度Ra(nm)	1.3	2.2	1.4	1.5	4.5	2.6
纤芯下陷(nm)	63	68	65	67	85	120

以上所述仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用于限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于光纤接头端面的抛光液组合物，其特征在于，所述抛光液组合物的组成及其重量百分比含量如下：

其中，所述纳米金刚石复合磨粒为金刚石@沸石咪唑金属框架材料复合磨粒，所述纤芯下陷抑制剂为4-甲基-3-巯基-1,2,4-三氮唑。

2.根据权利要求1所述的一种用于光纤接头端面的抛光液组合物，其特征在于，所述金刚石@沸石咪唑金属框架材料复合磨粒的平均粒度为50纳米。

3.根据权利要求1所述的一种用于光纤接头端面的抛光液组合物，其特征在于，所述分散剂为月桂酰基乙二胺三乙酸钾盐。

4.根据权利要求1所述的一种用于光纤接头端面的抛光液组合物，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙二醇单油酸酯。