ES2879827T3

ES2879827T3 - Fibra óptica recubierta con un recubrimiento de poliéster

Info

Publication number: ES2879827T3
Application number: ES16747625T
Authority: ES
Inventors: Lidia Terruzzi; Martino Pamela De; Attilio Citterio; Massimo Gola
Original assignee: Prysmian SpA; Politecnico di Milano
Current assignee: Prysmian SpA; Politecnico di Milano
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2036-07-22
Also published as: EP3487828B1; CN109843824B; DK3487828T3; US11396476B2; PL3487828T3; EP3487828A1; CN109843824A; US20190233330A1; WO2018015790A1

Abstract

Una fibra óptica que comprende: - una guía de ondas óptica que comprende un núcleo de vidrio rodeado por un revestimiento de vidrio; - un recubrimiento que rodea dicha guía de ondas óptica que comprende un material polimérico curado que comprende un poliéster obtenido mediante esterificación de: un reactivo A seleccionado de un ácido, un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que tiene una cadena alifática C16-C24 que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados; y un poliol hecho de al menos un monómero que comprende al menos 3 grupos hidroxilo, en la que el poliol es térmicamente estable hasta 300 °C (reactivo B), en la que por térmicamente estable se entiende que cuando el poliol se calienta hasta 300 °C, a presión atmosférica y en el aire, tiene una pérdida de peso de 0 % en peso a 2 % en peso de su peso.

Description

DESCRIPCIÓN

Fibra óptica recubierta con un recubrimiento de poliéster

Campo de la invención

[0001] La presente invención se refiere a una fibra óptica recubierta con un recubrimiento de poliéster. El recubrimiento de poliéster puede ser curado por radiación o, más ventajosamente, curado térmicamente. La fibra óptica de la presente invención es una alternativa valiosa a las fibras ópticas recubiertas con materiales poliméricos convencionales que necesitan ser curadas por medio de radiación a temperatura controlada, tal como materiales poliméricos de acrilato curables con UV.

Antecedentes de la invención

[0002] Las fibras ópticas comúnmente comprenden un núcleo de vidrio, dentro del cual la señal óptica transmitida está confinada, rodeada por un revestimiento (típicamente con un diámetro de alrededor de 120-130 |jm), preferentemente hecho de vidrio. La combinación de núcleo y revestimiento generalmente se identifica como «guía de ondas óptica». La guía de ondas óptica está generalmente protegida por un recubrimiento, típicamente de material polimérico, que protege el vidrio de fibra del entorno externo y proporciona resistencia a las fuerzas de manipulación físicas, tales como las que se encuentran cuando la fibra se somete a operaciones de cableado. El recubrimiento comprende típicamente una primera capa de recubrimiento colocada en contacto directo con el revestimiento, también conocido como el «recubrimiento primario», y al menos una segunda capa de recubrimiento, también conocida como «recubrimiento secundario», que rodea el primer recubrimiento. En la técnica, la combinación de recubrimiento primario y recubrimiento secundario a veces también se identifica como «sistema de recubrimiento primario», ya que ambas capas se aplican generalmente durante el procedimiento de fabricación de trefilado de la fibra. En este caso, el recubrimiento en contacto con el revestimiento se denomina «recubrimiento primario interno» mientras que el recubrimiento en contacto con y alrededor del recubrimiento primario interno se denomina «recubrimiento primario externo». En algunos casos, se puede aplicar un solo recubrimiento en contacto con el revestimiento. Posteriormente, el término «recubrimiento primario» designará el recubrimiento primario interno y el término «recubrimiento secundario» designará el recubrimiento primario externo.

[0003] Generalmente, el recubrimiento primario está hecho de un material relativamente blando que tiene un módulo de elasticidad E' relativamente bajo a temperatura ambiente (en general de 0,1 MPa a 5 MPa) y un Tg bajo, por ejemplo, inferior a -20 °C. El recubrimiento secundario está formado generalmente por un polímero más rígido que tiene un módulo de elasticidad E' más alto a temperatura ambiente (en general de 500 MPa a 2000 MPa) y una temperatura de transición vítrea (Tg) más alta en comparación con las de la capa de recubrimiento primario.

[0004] Para determinadas aplicaciones, la guía de ondas óptica se puede recubrir con una única capa de recubrimiento que tiene un módulo de elasticidad y valores de Tg que son intermedios entre los del recubrimiento primario y el recubrimiento secundario. El diámetro total de la guía de ondas óptica con el recubrimiento primario y secundario puede ser de 150 a 250 jm.

[0005] Los materiales poliméricos generalmente utilizados para formar recubrimientos primarios, recubrimientos secundarios y recubrimientos de una sola capa se obtienen de composiciones que comprenden oligómeros y monómeros de acrilato que se reticulan mediante radiación UV en presencia de un fotoiniciador adecuado. Sin embargo, los recubrimientos de polímero de acrilato deberían formarse en la guía de ondas óptica a temperaturas relativamente bajas, por ejemplo, desde la temperatura ambiente hasta aproximadamente 50 °C, y curarse en presencia de una atmósfera inerte (por ejemplo, bajo gas nitrógeno) para evitar la degradación térmica de los materiales de polímero y garantizar la adhesión adecuada de la capa de recubrimiento a la guía de ondas óptica. Estas limitaciones requieren el uso de aparatos especiales para controlar la temperatura durante el procedimiento de depósito y curado del polímero. En general, los hornos de curado por radiación se lavan continuamente con gases inertes (por ejemplo, nitrógeno o helio) para mantener las condiciones requeridas.

[0006] El documento WO 00/02943 A1 describe una composición de resina fotocurable con una pequeña absorción de agua, baja viscosidad y alta velocidad de curado, que es adecuada como material de recubrimiento para fibras ópticas. La composición de resina fotocurable comprende un (met)acrilato de uretano como un componente polimerizable, en la que parte o la totalidad del (met)acrilato de uretano se produce a partir de triglicérido de ácido 12-hidroxiesteárico.

[0007] El documento US 4081411 A describe una composición de recubrimiento dispersada en agua de una resina alquídica de aceite corta y una alcanolamina.

[0008] El documento CA 459839 A describe ésteres de ácidos grasos insaturados de polipentaeritritoles útiles como aceites de secado.

[0009] La necesidad de las condiciones de operación restrictivas descritas anteriormente, aparentemente, hace que el procedimiento de fabricación de las fibras ópticas y el aparato utilizado para llevar a cabo el procedimiento de las mismas sea bastante complejo y costoso.

Resumen de la invención

[0010] El solicitante se ha enfrentado al problema de proporcionar un material polimérico adecuado para formar capas de recubrimiento en fibras ópticas que se pueden curar a una temperatura relativamente alta, ya sea térmicamente o por radiación, con el fin de simplificar el procedimiento de fabricación de la guía de ondas óptica recubierta.

[0011] En particular, el solicitante se ha enfrentado al problema de proporcionar un material polimérico adecuado para formar capas de recubrimiento en guías de ondas ópticas que sea termocurable, de modo que pueda aplicarse a la guía de ondas óptica sin usar dispositivos de radiación, tales como hornos UV, que requieren un control de temperatura preciso y la presencia de gas inerte.

[0012] El solicitante ha encontrado que los problemas anteriores y otros que aparecerán más claramente de la siguiente descripción pueden resolverse mediante materiales poliméricos que contienen ciertos poliésteres como unidades oligoméricas que pueden curarse ya sea por calor o radiación a temperaturas de hasta 300 °C.

[0013] Cuando se cura por calor, el material polimérico de la presente invención tiene la ventaja de ser aplicable durante el procedimiento de trefilado de la fibra antes de que la fibra trefilada se enfríe cerca de la temperatura ambiente, y de explotar el calor de la fibra de vidrio recién trefilada como fuente de calor para el curado.

[0014] Cuando se cura mediante radiación, el material polimérico de la presente invención tiene la ventaja de permitir el uso de condiciones de funcionamiento menos controladas, particularmente durante la etapa de curado, debido a que estos polímeros tienen menos sensibilidad a la degradación térmica incluso cuando se curan en presencia de oxígeno.

[0015] Los materiales poliméricos curados de la presente invención tienen propiedades mecánicas, en particular elasticidad y adhesión a la superficie de vidrio de la fibra, que hacen que la fibra óptica recubierta sea adecuada para su uso en un amplio intervalo de temperatura (por ejemplo, de -60 °C a 150 °C). Los materiales poliméricos de recubrimiento de la presente invención se pueden utilizar como recubrimiento primario, secundario o único, preferentemente como recubrimientos primarios y únicos de fibras ópticas.

[0016] Según la presente invención, el poliéster de la invención se puede obtener mediante una reacción de esterificación entre un residuo insaturado de cadena larga seleccionado y un poliol seleccionado. Al cambiar las relaciones relativas de estos reactivos, se pueden obtener materiales poliméricos que tienen las propiedades mecánicas deseadas. Las propiedades del polímero final también se pueden ajustar seleccionando temperaturas de curado y tiempos de curado apropiados, lo que influye en la densidad de reticulación del polímero.

[0017] Según un primer aspecto, por lo tanto, la presente invención se refiere a una fibra óptica según la reivindicación 1 que comprende:

- una guía de ondas óptica que comprende un núcleo de vidrio rodeado por un revestimiento de vidrio;

- un recubrimiento que rodea dicha guía de ondas óptica que comprende un material polimérico curado que comprende un poliéster obtenido por esterificación de: un reactivo A seleccionado de un ácido, un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que tiene una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados; y un poliol hecho de al menos un monómero que comprende al menos 3 grupos hidroxilo, donde el poliol es térmicamente estable hasta 300 °C (reactivo B).

[0018] Según un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento de recubrimiento de una fibra óptica según la reivindicación 12 que comprende:

- proporcionar una guía de ondas óptica que comprende un núcleo de vidrio rodeado por un revestimiento de vidrio;

- aplicar una composición de recubrimiento curable por radiación en el revestimiento, donde dicha composición de recubrimiento comprende un poliéster obtenido mediante esterificación de un reactivo A seleccionado de un ácido, un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que tiene una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados, y un poliol hecho de al menos un monómero que comprende al menos 3 grupos hidroxilo, donde el poliol es térmicamente estable hasta 300 °C (reactivo B), donde la esterificación se lleva a cabo en presencia de un catalizador;

- curar dicha composición de recubrimiento curable por radiación para reticular dicho poliéster y formar el recubrimiento.

[0019] Según un tercer aspecto, que no se encuentra dentro de la presente invención, la siguiente descripción se refiere a un material polimérico que comprende un poliéster obtenido por esterificación de un reactivo A seleccionado de un ácido, un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que tiene una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados, y un poliol hecho de al menos un monómero que comprende al menos 3 grupos hidroxilo, el poliol es térmicamente estable hasta 300 °C (reactivo B), la esterificación se lleva a cabo en presencia de un catalizador.

[0020] A diferencia de los recubrimientos de fibra óptica basados en acrilato conocidos que se obtienen en general haciendo reaccionar un poliisocianato, un (poli)alcohol, un monómero de (met)acrilato y un fotoiniciador, a menudo en presencia de ajustadores de viscosidad y/o diluyentes y/o promotores de adhesión, para proporcionar un oligómero de (met)acrilato de uretano que se mezcla al menos con un diluyente reactivo para proporcionar el material de recubrimiento de fibra óptica, el material de recubrimiento de fibra óptica de la presente invención se basa en solo dos clases de componentes principales, reactivos A y reactivos B. La obtención de un recubrimiento de fibra óptica basado en acrilato con propiedades mecánicas adecuadas, por ejemplo, como recubrimiento primario implica considerar una plétora de variables. Por el contrario, las propiedades mecánicas del material de recubrimiento de la presente invención se pueden ajustar simplemente cambiando las razones en un par dado de reactivo A/reactivo B.

[0021] Según un cuarto aspecto, que no se encuentra dentro de la presente invención, la siguiente descripción se refiere a un procedimiento para obtener propiedades mecánicas predeterminadas de un recubrimiento para una fibra óptica, en el que el recubrimiento comprende un material polimérico curado que comprende un poliéster obtenido mediante esterificación de:

- un reactivo A seleccionado de un ácido, un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que tienen una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados, y

- un reactivo B hecho de un poliol hecho de al menos un monómero que comprende al menos 3 grupos hidroxilo, donde el poliol es térmicamente estable hasta 300 °C,

en el que las propiedades mecánicas se ajustan seleccionando una razón entre el reactivo A y el reactivo B.

[0022] Dicho procedimiento permite obtener un recubrimiento para fibra óptica que tiene propiedades mecánicas adecuadas para su uso como recubrimiento primario, recubrimiento secundario o recubrimiento simple, seleccionando una cierta cantidad de un reactivo A, por ejemplo, ácido alfa-eleosteárico, y una cierta cantidad de un reactivo B, por ejemplo, un etoxilato de trimetilolpropano 450, y llevando a cabo una reacción de esterificación. El poliéster resultante se cura y se miden sus propiedades mecánicas, por ejemplo, módulo de elasticidad E', temperatura de transición vitrea o ambas. En el caso de que dichas propiedades no se ajusten al recubrimiento buscado o se requiera posteriormente un recubrimiento con diferentes propiedades mecánicas, la razón (proporción) reactivo A/reactivo B se puede cambiar para obtener un material de recubrimiento con las propiedades mecánicas buscadas.

[0023] A los efectos de la presente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, la palabra «un» se utiliza para describir elementos y componentes de la invención. Esto se hace simplemente por conveniencia y para dar un sentido general de la invención. Esta descripción y reivindicaciones deben leerse para incluir uno o al menos uno y el singular también incluye el plural a menos que sea obvio que se entiende de otra manera.

[0024] A los efectos de la presente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, se pretende que los valores del módulo de elasticidad E' y Tg se determinen mediante análisis térmico mecánico dinámico (DMTA) en tensión. Tg se deriva de la curva DMTA obtenida mediante el procedimiento del punto de ajuste.

[0025] Para el objetivo de la presente descripción y de las reivindicaciones que siguen, excepto donde se indique lo contrario, todos los números que expresan cifras, cantidades, porcentajes y así sucesivamente, deben entenderse como modificados, en todos los casos, por el término «aproximadamente». Además, todos los intervalos incluyen cualquier combinación de los puntos máximos y mínimos descritos e incluyen cualquier intervalo intermedio en los mismos, que puede o no enumerarse específicamente en esta invención.

[0026] A los efectos de la presente descripción y de las reivindicaciones que siguen, por «estable térmicamente» se entiende que una sustancia calentada hasta 300 °C, a presión atmosférica y en el aire, tiene una pérdida de peso de 0 % en peso a 2 % en peso de su peso. La pérdida de peso se puede calcular, por ejemplo, mediante análisis termogravimétrico (TGA; 20 °C/min).

Descripción detallada de la invención

[0027] Según la invención, un reactivo adecuado A es un ácido, un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que tiene una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados. El solicitante ha observado que un reactivo A que carece de cadenas con al menos dos enlaces dobles conjugados no es adecuado para el propósito de la presente invención, ya que el poliéster derivado por su esterificación con un poliol como el reactivo B no es suficientemente reticulable o es reticulable solo después de tiempos de curado demasiado largos para una aplicación industrial conveniente.

[0028] Preferentemente, el ácido que tiene una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados como reactivo A es un ácido monocarboxílico.

[0029] Por ejemplo, el ácido que tiene una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados como reactivo A es ácido alfa-eleoesteárico (a-ESA; 9Z11E13E-18:3), ácido caléndico (8E10E12Z-18:3), ácido punícico (9E11E13Z-18:3) o ácido licánico (ácido 4-ceto-octadeca-9,11,13-trienoico). Se prefiere el ácido alfa-eleoesteárico.

[0030] En una realización de la invención, el reactivo A es un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que comprende al menos una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados. Los aceites vegetales o los aceites de semillas pueden contener tales triglicéridos o mezcla de triglicéridos en una cantidad del 30 al 80 % en peso.

[0031] Ventajosamente, el reactivo A es una mezcla de triglicéridos que contiene al menos 70 % en peso, en función del peso total de dicha mezcla, de al menos una cadena alifática C-I6-C24 que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados. Cuando la cantidad de cadenas alifáticas C¹⁶-C²⁴que comprenden al menos dos enlaces dobles conjugados en un aceite es inferior al 70 % en peso, se pueden aplicar técnicas conocidas para concentrar la parte conjugada poliinsaturada, por ejemplo, mediante cristalización fraccionada.

[0032] La mezcla de triglicéridos que tiene la cantidad anterior de cadenas alifáticas C¹⁶-C²⁴que comprenden al menos dos enlaces dobles conjugados está comercialmente disponible, por ejemplo, como aceite de tung, aceite de semilla de granada, aceite de caléndula y sus mezclas.

[0033] El uso de triglicéridos como reactivo A puede ser ventajoso con respecto al uso de un ácido como tal en que el primero es económicamente rentable.

[0034] El reactivo B, que es un poliol hecho de al menos un monómero que comprende al menos 3 grupos hidroxilo, siendo el poliol térmicamente estable hasta 300 °C, es preferentemente un poliol hecho de al menos un monómero que comprende de 3 a 9, más preferentemente de 3 a 6 grupos hidroxilo.

[0035] Los grupos hidroxilo del monómero de poliol pueden ser grupos hidroxilo primarios, secundarios o terciarios, preferentemente grupos hidroxilo primarios o secundarios, más preferentemente grupos hidroxilo primarios. Los grupos hidroxilo primarios mostraron la reactividad más alta entre los tres tipos de grupos hidroxilo.

[0036] Los ejemplos del reactivo B según la invención son etoxilato de glicerol, propoxilato de glicerol, etoxilato de trimetilolpropano, dipentaeritritol y mezclas de los mismos.

[0037] Preferentemente, el etoxilato de glicerol y el propoxilato de glicerol tienen un peso molecular en número promedio (Mn) de 800 a 1200 (determinado por análisis de ^gP^c).

[0038] Preferentemente, el etoxilato de trimetilolpropano tiene un peso molecular en número promedio (Mn) de 100 a 1200.

[0039] Ventajosamente, el reactivo B según la invención está en forma líquida a temperatura ambiente. La forma líquida del reactivo B promueve la mezcla física con el reactivo A y ayuda a obtener un poliéster con un aspecto homogéneo.

[0040] El poliol como reactivo B de la invención es térmicamente estable hasta 300 °C. El poliol como reactivo B de la invención puede ser térmicamente estable incluso a temperaturas superiores al límite dado, pero su estabilidad dentro del límite mencionado anteriormente debe estar presente.

[0041] Para preparar los poliésteres de la invención, los reactivos A y B se hacen reaccionar en condiciones de esterificación.

[0042] Preferentemente, cuando el reactivo A es un ácido con una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados, la relación entre el reactivo A y el reactivo B es de un mol de reactivo A por cada grupo hidroxilo contenido en el reactivo B.

[0043] El número de grupos hidroxilo contenido en el reactivo B puede determinarse mediante el procedimiento del valor de hidroxilo que proporciona el contenido de grupos hidroxilo libres en una sustancia química, expresado generalmente en unidades de la masa de hidróxido de potasio (Koh) en miligramos, equivalente al contenido de hidroxilo de un gramo de la sustancia química. El procedimiento se basa en la cantidad de miligramos de hidróxido de potasio necesarios para neutralizar el ácido acético absorbido en la acetilación de un gramo de una sustancia química que contiene grupos hidroxilo libres.

[0044] Cuando el reactivo A es un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que tiene una cadena alifática C-ia-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados, la esterificación entre los reactivos A y B para preparar los poliésteres de la invención es una reacción de transesterificación. Las condiciones de reacción son sustancialmente las mismas empleadas para la reacción de esterificación entre los reactivos A y B, cuando el primero es un ácido como tal.

[0045] Preferentemente, cuando el reactivo A es un triglicérido, o una mezcla de triglicéridos que tiene una cadena alifática Cia-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados, el reactivo A se hace reaccionar con el reactivo B en una relación molar A/B dentro del intervalo de 1:1 a 1:3, en la que A se expresa como cantidad de moles de triglicéridos que tienen al menos una cadena que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados y B se expresa como cantidad de moles de poliol.

[0046] En particular, al cambiar las cantidades y relaciones relativas de los reactivos A y B, se pueden obtener materiales poliméricos que tienen las propiedades mecánicas deseadas.

[0047] La reacción de esterificación se puede llevar a cabo utilizando las técnicas y los dispositivos conocidos por el experto en la materia. Preferentemente, la reacción de esterificación entre el reactivo A y el reactivo B se lleva a cabo en presencia de un catalizador, tal como un ácido o una base, preferentemente una base, adecuada para la esterificación de ácido o triglicéridos con polioles. Los ejemplos de catalizadores son: hidróxidos metálicos, alcóxidos y carbonatos, terc-butóxido alcalino, óxidos de tierras raras, sales de tierras raras y sales de metales de transición, organometálicos, aminas, guanidinas y similares.

[0048] Ventajosamente, el catalizador de la presente reacción de esterificación está en forma líquida a temperatura ambiente.

[0049] Preferentemente, el catalizador de la presente reacción de esterificación es un catalizador de estaño o titanio. Los ejemplos de catalizador preferido según la invención son: óxidos de organoestaño, hidróxidos y alcóxidos (tales como óxido de dibutilestaño, laurato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño), tetraisopropóxido de titanio y una mezcla de estos.

[0050] Preferentemente, el catalizador se utiliza en una cantidad dentro del intervalo de 0,1 a 3 % molar, en función de los moles totales de ácido presentes en la mezcla de reacción, cuando se usa como tal, o de 0,1 a 0,8 % molar de triglicéridos presentes en la mezcla de reacción.

[0051] La reacción de esterificación se lleva a cabo a una temperatura preferentemente dentro del intervalo de 50 °C a 250 °C.

[0052] Preferentemente, la reacción de esterificación se lleva a cabo a una presión dentro del intervalo de 1 atm a 4 atm.

[0053] Preferentemente, el tiempo de reacción está dentro del intervalo de 2 horas a 48 horas.

[0054] Preferentemente, la reacción de esterificación se lleva a cabo en ausencia de cualquier disolvente añadido para evitar cualquier contaminación del recubrimiento de polímero aplicado en la guía de ondas óptica.

[0055] El poliéster de la presente invención es curable por radiación. La radiación incluye radiación infrarroja, radiación térmica (que incluye calor proporcionado de cualquier manera que incluye, por ejemplo, aire caliente), radiación ultravioleta, rayos X, haces de electrones y similares. Se prefieren la radiación térmica y la radiación UV, siendo la primera más preferida. Se puede aplicar otro procedimiento de curado simultáneamente con el curado por radiación.

[0056] Según una primera realización preferida, el material polimérico curado del recubrimiento se obtiene mediante curado térmico del poliéster de la presente invención mediante radiación térmica. El curado térmico se lleva a cabo preferentemente a una temperatura de hasta 300 °C, más preferentemente dentro del intervalo de 80 °C a 300 °C y aún más preferentemente dentro del intervalo de 120 °C a 300 °C.

[0057] El curado del poliéster puede tener lugar también por reticulación en presencia de oxígeno. El oxígeno puede comportarse como iniciador de reticulación o ajustador. Las propiedades finales deseadas del polímero curado también se pueden ajustar variando tanto la temperatura de curado como el tiempo de curado, ya que estos dos parámetros influyen en la densidad de reticulación de la reacción de curado y, por lo tanto, en el grado de reticulación del polímero.

[0058] Opcionalmente, el curado del poliéster se puede realizar en presencia de un iniciador de radicales libres térmicos. Se puede emplear simultáneamente un iniciador catiónico.

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[0059] Preferentemente, se utilizan iniciadores térmicos que tienen una temperatura de activación dentro del intervalo de 60 °C a 300 °C. Los ejemplos de iniciadores térmicos que se pueden usar para el propósito de la presente invención son: 2,2'-azobis(2-metilpropionitrilo), meso-1,2-dibromo-1,2-difeniletano, tretraalquil-1,2-difeniletanos.

[0060] Los ejemplos de iniciadores catiónicos que se pueden utilizar para el objetivo de la presente invención son derivados de yodonio.

[0061] Cuando se utiliza un iniciador térmico, se prepara una composición termocurable que comprende un poliéster y un iniciador térmico, en la que dicho iniciador está presente preferentemente en una cantidad del 0,3 al 8 % en peso, más preferentemente del 0,5 al 5 % en peso, en función del peso de la composición termocurable.

[0062] Según una segunda realización preferida, el material polimérico curado del recubrimiento se obtiene mediante curado UV del poliéster de la presente invención, particularmente en presencia de un fotoiniciador. Los fotoiniciadores convencionales pueden usarse en la presente invención. Los ejemplos de fotoiniciadores adecuados incluyen derivados de benzofenona y/o acetofenona, tales como alfa-hidroxialquilfenil cetonas, éteres de alquilbenzoína y cetales de bencilo, óxidos de monoacilfosfina y óxidos de bisacilfosfina. Los fotoiniciadores preferidos son 1-hidroxiciclohexil fenil cetona, 2-hidroxi-2-metil- 1-fenil-propan-1-ona y óxido de difenil(2,4,6-trimetilbenzoil) fosfina.

[0063] Cuando se utiliza un fotoiniciador, se prepara una composición curable por UV que comprende un poliéster y un fotoiniciador, en la que dicho fotoiniciador está presente en una cantidad del 0,3 al 8 % en peso, más preferentemente del 0,5 al 5 % en peso, en función del peso de la composición curable por radiación.

[0064] Las composiciones de recubrimiento curables por radiación de la presente invención (en lo sucesivo también denominadas composiciones curables) también pueden incluir otros aditivos convencionales en cantidades eficaces. Por ejemplo, se pueden usar aditivos tales como estabilizadores, agentes de nivelación, agentes de transferencia de cadena promotores de adhesión, colorantes que incluyen pigmentos y tintes, ajustadores de viscosidad, ajustadores de humectabilidad, promotores de adhesión y similares.

[0065] La composición curable de la presente invención se puede preparar mezclando los componentes con cualquier procedimiento adecuado conocido en la técnica.

[0066] Después del curado, los polímeros obtenidos tienen propiedades mecánicas, elasticidad y propiedades de adhesión que los hacen adecuados como capas de recubrimiento para fibras ópticas. Particularmente, los materiales poliméricos curados de la presente invención tienen módulo de elasticidad (E') y temperatura de transición vítrea que cumplen con los requisitos para su uso como capas de recubrimiento primario, capas de recubrimiento secundario o capas de recubrimiento simple. Preferentemente, los materiales de recubrimiento de la presente invención se utilizan como capas de recubrimiento primario y capas de recubrimiento simple.

[0067] Cuando se usa como capa de recubrimiento primario, el material polimérico curado de la presente invención tiene preferentemente un módulo de elasticidad (E') a 25 °C de 0,01 a 5 MPa, más preferentemente de 0,05 a 5 MPa, y una temperatura de transición vítrea (Tg) de -20 °C como máximo, preferentemente de -30 °C como máximo.

[0068] Cuando se usa como una capa de recubrimiento simple, el material polimérico curado de la presente invención tiene preferentemente un módulo de elasticidad (E') a 25 °C de 20 a 100 MPa, más preferentemente de 30 a 80 MPa, y una temperatura de transición vítrea (Tg) de 20 °C como máximo, preferentemente de 0 °C como máximo.

[0069] Cuando se usa como capa de recubrimiento secundario, el material polimérico curado de la presente invención preferentemente tiene un módulo de elasticidad (E') a 25 °C de 500 a 2000 MPa y una temperatura de transición vítrea (Tg) superior a 50 °C.

[0070] Cuando el poliéster de la presente invención se utiliza para formar un recubrimiento primario sobre una fibra óptica, también se puede aplicar un recubrimiento secundario que rodea dicho recubrimiento primario utilizando los materiales poliméricos utilizados convencionalmente en la técnica para la fabricación de recubrimientos secundarios, por ejemplo, un recubrimiento secundario de acrilato curable por UV.

[0071] Un recubrimiento secundario utilizable en la fibra de la presente invención en combinación con un recubrimiento primario termoendurecible puede comprender un polímero seleccionado de: polímero de metacrilato, polímero de acrilato y mezclas de los mismos. En particular, el recubrimiento secundario comprende polímeros de acrilato de uretano que se pueden obtener, por ejemplo, mediante curado por radiación de una composición curable por radiación que comprende un oligómero que tiene una estructura principal derivada de polipropilenglicol y un poliol de poliéster a base de ácido dimérico. Un material adecuado para el recubrimiento secundario de la fibra óptica de la invención se describe en el documento WO2012036546 o es comercializado por DeSolite® 3471-2-136.

[0072] La fabricación de la fibra óptica recubierta según la presente invención puede llevarse a cabo según técnicas conocidas. Por ejemplo, después de dibujar la guía de ondas óptica, se puede aplicar un recubrimiento primario haciendo pasar la guía de ondas óptica a través de una matriz de dimensionamiento y un depósito que contiene la composición curable según la presente invención. Cuando se usa una composición termoendurecible, la aplicación se puede hacer ventajosamente cuando la guía de ondas óptica tiene una temperatura adecuada, por ejemplo, de 150 °C a 300 °C, para explotar el calor de la guía de ondas óptica extraída para obtener el material polimérico curado final. Cuando se aplica un polímero o composición curable por radiación, la etapa de aplicación es seguida por el curado por radiación (por ejemplo, mediante UV o IR) de la composición aplicada para obtener el material polimérico final. En el caso de deposición de un recubrimiento primario y secundario, este último se aplica sobre el recubrimiento primario antes o después del curado del recubrimiento secundario (mediante técnicas conocidas como deposición húmedo sobre seco o húmedo sobre húmedo).

[0073] Una fibra óptica así producida puede usarse en la producción de cables ópticos. La fibra puede utilizarse como tal o en forma de cintas que comprenden varias fibras combinadas entre sí mediante un recubrimiento común.

[0074] La presente descripción muestra solo algunas realizaciones de una fibra óptica recubierta según la invención. Se pueden realizar modificaciones adecuadas a estas realizaciones según necesidades técnicas específicas y requisitos de aplicación sin apartarse del alcance de la invención.

[0075] Los siguientes ejemplos se proporcionan para ilustrar adicionalmente la invención.

EJEMPLOS

Síntesis del polímero de poliéster

[0076] Los polímeros de poliéster según la presente invención se prepararon utilizando el siguiente procedimiento. Se preparó una mezcla de reacción mezclando a temperatura ambiente (25 °C) un triglicérido, un poliol y un catalizador de transesterificación. La mezcla de reacción se calentó y se dejó reaccionar durante un tiempo dado. También se prepararon muestras comparativas (marcadas con un asterisco * en la tabla) utilizando el mismo procedimiento. La composición química de la mezcla de reacción y las condiciones de reacción de transesterificación (temperatura de curado y tiempo de curado) utilizadas para cada muestra se informan en la Tabla 1.

(continuación)

[0077] La muestra comparativa 12 resultó ser demasiado heterogénea para proporcionar un recubrimiento para fibras ópticas. Sin pretender ceñirse a tal teoría, esto podría deberse a la falta sustancial de cadena alifática que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados en el aceite de linaza utilizado como reactivo A.

[0078] También la muestra comparativa 11 resultó ser demasiado heterogénea para proporcionar un recubrimiento para fibras ópticas, posiblemente por las mismas razones establecidas en relación con el fracaso de la muestra comparativa 12.

[0079] A partir de las muestras anteriores, se han obtenido 1-9 y 10 películas de muestra comparativa utilizando un recubridor automático con hoja micrométrica asentada para obtener un espesor de película de 50 a 200 micras. Las películas se curaron térmicamente mediante calentamiento a una temperatura dentro del intervalo de 220 °C a 280 °C durante un tiempo de curado dentro del intervalo de 5 min a 60 min en ausencia de cualquier iniciador. Las temperaturas y los tiempos proporcionados en la Tabla 2 son un ejemplo de condiciones de curado adecuadas.

[0080] El módulo de elasticidad (E') a -30 °C, 25 °C y 100 °C y la temperatura de transición vítrea de cada una de la película curada, tal como se determina mediante análisis DMTA, se compilan en la Tabla 2. Los resultados comparativos obtenidos en películas de composiciones de recubrimiento primario comercial C1 (DP1014-XS por DSM) y recubrimiento simple SC (3471-3-14 por DSM) también se informan en la Tabla 2. Las condiciones de curado para el recubrimiento de referencia fueron las indicadas por el proveedor.

(continuación)

[0081] Como se muestra en los resultados anteriores, los polímeros curados basados en los derivados de poliéster de la presente invención tienen propiedades mecánicas adecuadas para su uso como recubrimiento primario y recubrimientos de capa simples para fibras ópticas.

[0082] La muestra comparativa 10 se degradó parcialmente en condiciones de reticulación incluso cuando se emplearon temperaturas de reticulación más bajas. Sin pretender ceñirse a tal teoría, esto podría deberse al hecho de que el glicerol es térmicamente inestable por debajo de 300 °C. En particular, el glicerol tiene una pérdida de peso mayor que 2 % en peso a una temperatura de aproximadamente 200 °C.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una fibra óptica que comprende:

- un recubrimiento que rodea dicha guía de ondas óptica que comprende un material polimérico curado que comprende un poliéster obtenido mediante esterificación de: un reactivo A seleccionado de un ácido, un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que tiene una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados; y un poliol hecho de al menos un monómero que comprende al menos 3 grupos hidroxilo, en la que el poliol es térmicamente estable hasta 300 °C (reactivo B), en la que por térmicamente estable se entiende que cuando el poliol se calienta hasta 300 °C, a presión atmosférica y en el aire, tiene una pérdida de peso de 0 % en peso a 2 % en peso de su peso.

2. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que dicho material polimérico curado es un material polimérico curado térmicamente curado por radiación térmica.

3. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que el reactivo A es un ácido monocarboxílico.

4. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que el reactivo A es un ácido seleccionado de ácido alfaeleoesteárico, ácido caléndico, ácido punícico o ácido licánico.

5. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que el reactivo A es una mezcla de triglicéridos que contiene al menos un 70 % en peso, en función del peso total de dicha mezcla de cadenas alifáticas C¹⁶-C²⁴que comprenden al menos dos enlaces dobles conjugados.

6. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que el reactivo B es un poliol hecho de al menos un monómero que comprende de 3 a 9 grupos hidroxilo.

7. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que los grupos hidroxilo del monómero de poliol son grupos hidroxilo primarios.

8. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que dicho reactivo B se selecciona de: etoxilato de glicerol, propoxilato de glicerol, etoxilato de trimetilolpropano, dipentaeritritol y mezclas de estos.

9. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que la esterificación se lleva a cabo en presencia de un catalizador seleccionado de catalizador de estaño o titanio.

10. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que dicho recubrimiento se selecciona de: recubrimiento primario y recubrimiento simple.

11. La fibra óptica según la reivindicación 1, en la que dicho recubrimiento es un recubrimiento primario que está rodeado por un recubrimiento secundario, dicho recubrimiento secundario comprende un polímero seleccionado de: polímero de metacrilato, polímero de acrilato y mezclas de estos.

12. Procedimiento para recubrir una fibra óptica que comprende:

- proporcionar una guía de ondas óptica que comprende un núcleo de vidrio rodeado por un revestimiento de vidrio; - aplicar una composición de recubrimiento curable por radiación en el revestimiento, en la que dicha composición de recubrimiento comprende un poliéster obtenido por esterificación de: un reactivo A seleccionado de un ácido, un triglicérido o una mezcla de triglicéridos que tiene una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados, y un poliol hecho de al menos un monómero que comprende al menos 3 grupos hidroxilo, en la que el poliol es térmicamente estable hasta 300 °C (reactivo B), en la que por térmicamente estable se entiende que cuando el poliol se calienta hasta 300 °C, a presión atmosférica y en aire, tiene una pérdida de peso de 0 % en peso a 2 % en peso de su peso, en la que la esterificación se lleva a cabo en presencia de un catalizador;

13. Procedimiento para recubrir una fibra óptica según la reivindicación 12, en el que el reactivo A es un ácido que tiene al menos una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados, y la razón entre el reactivo A y el reactivo B es de un mol de reactivo A por cada grupo hidroxilo comprendido en el reactivo B.

14. Procedimiento para recubrir una fibra óptica según la reivindicación 12, en el que el reactivo A es un triglicérido o mezcla de triglicéridos que contiene al menos una cadena alifática C¹⁶-C²⁴que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados, y el reactivo A se hace para reaccionar con el reactivo B en una relación molar A/B dentro del intervalo de 1:1 a 1:3, en el que A se expresa como cantidad de moles de triglicéridos que tienen al menos una cadena que comprende al menos dos enlaces dobles conjugados y B se expresa como cantidad de moles de poliol.