一種抗靜電光纖及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖領(lǐng)域，特別涉及一種抗靜電光纖及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光纖即光導(dǎo)纖維，是一種利用光在玻璃，例如石英玻璃或塑料制成的纖維中的全 反射原理而達成的光傳導(dǎo)工具，具有性能可靠、質(zhì)量高、速度快、線路損耗低、傳輸距離遠等 優(yōu)點，廣泛用于光纖通信、光纖傳感、光纖傳像、傳光照明以及能量傳輸與信號控制等民用 與軍工的廣泛領(lǐng)域。
[0003] 光纖一般包括纖芯、包覆在纖芯外表面的包層、以及包覆在包層外表面的至少一 層涂層。該涂層可以為樹脂類涂層、油墨層或者并帶層。舉例來說，光纖包括纖芯以及包 覆在纖芯外表面的包層（通常將只含有纖芯和包層的光纖稱為裸光纖）。由于裸光纖細且 脆，不僅易折斷，且容易受環(huán)境因素發(fā)生氧化、吸附雜質(zhì)、受損等問題，嚴重影響光纖內(nèi)信號 的傳輸質(zhì)量。所以，在制備光纖的過程中，在光纖的包層表面涂敷至少一層樹脂類涂層對其 進行保護。例如，該樹脂類涂層可以為包覆在包層外表面的內(nèi)層，也可以進一步為包覆在內(nèi) 層外表面的外層。用于形成內(nèi)層的樹脂需要滿足水滲透低，具有適應(yīng)不同環(huán)境的力學(xué)性能， 紫外光固化速度快、使用壽命長，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低、以保證其具有優(yōu)良的耐低溫性能， 附著力優(yōu)異、又具有合適的剝離性能，光纖的附加損耗較小等要求。用于形成外層的樹脂要 求其能給光纖帶來良好的機械性能和抗水解性能，保護光纖不受外界環(huán)境損壞，要求其具 有較高的模量、高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、良好的耐水性以及耐熱性。更進一步地，為了便于光 纖的識別，還可以在外層的外表面涂敷另外一層油墨類涂層，即油墨層。
[0004] 在光纖裝配成光纜的過程中，為了提高光纜的集裝密度，減小光纜的直徑和重量， 可以通過并帶樹脂對上述包覆有涂層或者進一步的油墨層的光纖進行涂層并帶，形成光纖 帶（即并帶光纖）。亦即，該并帶光纖包括上述包覆有樹脂類涂層或者進一步的油墨層的光 纖，以及由并帶樹脂組成的，包覆在上述樹脂類涂層或者油墨層表面的并帶層。本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以理解的是，該并帶光纖可以為包封式并帶光纖或者粘邊式并帶光纖。
[0005] 然而，在光纖的制備過程中，由于光纖在非常高的速度下輸送，光纖表面會由于光 纖和輸送設(shè)備之間的摩擦力作用而產(chǎn)生靜電，且靜電會在光纖表面的涂層上進行累積，造 成光纖在其整個生產(chǎn)過程中處于帶電狀態(tài)。光纖的該帶電狀態(tài)易造成光纖斷纖、涂層不均 勻等現(xiàn)象，從而降低所制備的成品光纖的質(zhì)量。
[0006] 為了消除光纖的靜電，現(xiàn)有技術(shù)通常在光纖生產(chǎn)系統(tǒng)中安裝抗靜電設(shè)備，例如靜 電消除器，以消除光纖生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電。
[0007] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)無法從根本上消除光纖上的靜電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供了一種抗靜電光纖。具體技術(shù)方案 如下：
[0010] -方面，本發(fā)明實施例提供了一種抗靜電光纖，包括纖芯、包覆在纖芯外表面的包 層、包覆在包層外表面的至少一層涂層，所述涂層中含有抗靜電劑，所述抗靜電劑的質(zhì)量為 所述涂層質(zhì)量的1.1-10%。
[0011] 作為優(yōu)選，所述涂層中的最外層含有抗靜電劑，所述抗靜電劑的質(zhì)量為所述最外 層質(zhì)量的1. 1-10%。。
[0012] 作為優(yōu)選，所述抗靜電劑質(zhì)量為所述最外層質(zhì)量的1. 1-5%。
[0013] 具體地，所述抗靜電劑為陰離子型抗靜電劑、陽離子型抗靜電劑、非離子型抗靜電 劑或兩性型抗靜電劑。
[0014] 具體地，所述抗靜電劑為聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及其衍生物。
[0015] 具體地，所述陰離子型抗靜電劑選自烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基 酚聚氧乙烯醚硫酸鹽、烷基磷酸酯、烷基硫酸酯中的至少一種。
[0016] 具體地，所述陽離子型抗靜電劑為銨鹽、季銨鹽、烷基咪唑啉中的至少一種。
[0017] 具體地，所述非離子型抗靜電劑為脂肪酸多元醇酯、烷醇胺、烷醇酰胺、脂肪酸、月旨 肪醇和烷基酚的環(huán)氧乙烷的加成物中的至少一種。
[0018] 具體地，所述兩性型抗靜電劑為烷基甜菜堿和/或烷基咪唑啉鹽。
[0019] 具體地，所述涂層為外層、油墨層或者并帶層。
[0020] 另一方面，本發(fā)明實施例提供了上述抗靜電光纖的制備方法，包括：根據(jù)涂層和抗 靜電劑的質(zhì)量比，將用于制備涂層的涂料與抗靜電劑混合，得到混合涂料，然后將所述混合 涂料涂敷在光纖的外表面，經(jīng)拉絲固化后，得到抗靜電光纖。
[0021] 本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：
[0022] 本發(fā)明實施例提供的抗靜電光纖，通過在其涂層中添加質(zhì)量為涂層質(zhì)量1. 1-10% 的抗靜電劑，不僅能夠降低光纖涂層的電阻率，從根本上降低光纖表面的靜電效應(yīng)，且不會 對涂層的本身所具有的性能，例如彈性、強度、吸水性等造成任何影響。
【具體實施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施方式作進一步地詳 細描述。
[0024] -方面，本發(fā)明實施例提供了一種抗靜電光纖，包括纖芯、包覆在纖芯外表面的包 層、包覆在包層外表面的至少一層涂層，其中，涂層中含有抗靜電劑，抗靜電劑的質(zhì)量為涂 層質(zhì)量的1. 1-10%。
[0025] 本發(fā)明實施例提供的抗靜電光纖，通過在涂層中添加質(zhì)量為涂層質(zhì)量1. 1-10%的 抗靜電劑，不僅能夠降低光纖涂層的電阻率，進而從根本上降低光纖表面的靜電效應(yīng)，且不 會對涂層的本身所具有的性能，例如彈性、強度、吸水性等造成任何影響。
[0026] 為了在不影響光纖防靜電性能的前提下，避免抗靜電劑的浪費，作為優(yōu)選，該涂層 中的最外層含有抗靜電劑，所述抗靜電劑的質(zhì)量為所述最外層質(zhì)量的1. 1-10%。
[0027] 其中，上述"該至少一層涂層中的最外層"指的是涂敷在光纖表面的最表層的那一 層涂層，亦即暴露在空氣中的涂層。
[0028] 具體地，上述涂層包括內(nèi)層、外層、油墨層和并帶層。其中，油墨層和并帶層均為可 選的。其中，本發(fā)明實施例中所述的"內(nèi)層、外層、油墨層和并帶層"均和前述的【背景技術(shù)】部 分提到的內(nèi)層、外層、油墨層和并帶層具有相同的含義。
[0029] 為了更清楚地理解本發(fā)明的抗靜電光纖，本發(fā)明實施例給如以下幾個優(yōu)選的示 例：
[0030] 本發(fā)明實施例提供了一種第一類光纖，包括纖芯、包覆在纖芯外表面的包層、包覆 在包層外表面的內(nèi)層、以及包覆在內(nèi)層外表面的外層。該外層中含有抗靜電劑，抗靜電劑質(zhì) 量為外層質(zhì)量的1. 1-10%。
[0031] 本發(fā)明實施例還提供了一種第二類光纖，包括纖芯、包覆在纖芯外表面的包層、包 覆在包層外表面的內(nèi)層、包覆在內(nèi)層外表面的外層、以及包覆在外層表面的油墨層。該油墨 層中含有抗靜電劑，抗靜電劑質(zhì)量為油墨層質(zhì)量的1. 1-10%。
[0032] 本發(fā)明實施例還提供了一種第三類光纖（并帶光纖），包括纖芯、包覆在纖芯外表 面的包層、包覆在包層外表面的內(nèi)層、包覆在內(nèi)層外表面的外層、可選的包覆在外層表面的 油墨層、以及包覆在外層或者可選的油墨層表面的由并帶樹脂組成的并帶層。該并帶層中 含有抗靜電劑，抗靜電劑質(zhì)量為并帶層質(zhì)量的1. 1-10%。
[0033] 可以理解的是，本發(fā)明實施例提供的抗靜電光纖中的纖芯、包層和涂層均為本領(lǐng) 域現(xiàn)有技術(shù)。根據(jù)對光纖的實際需求，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地獲取上述纖芯、包層和涂 層，本發(fā)明實施例在此不對它們作具體限定。
[0034] 舉例來說，本發(fā)明實施例可以通過將一種或多種環(huán)氧丙烯酸脂類低聚物利用單官 能團或多官能團丙烯酸脂類的單體稀釋至固含量為85%~98%，然后加入一種或多種質(zhì) 量分數(shù)為2% -10%的自由基聚合型光引發(fā)劑以及質(zhì)量分數(shù)為0% -5%的添加劑（例如消 泡劑、穩(wěn)定劑、流平劑等），作為光纖的外層涂料，進而用來制備光纖的外層涂層。其中，上述 的2% -10%以及0% -5%分別指的是引發(fā)劑以及添加劑占整個外層涂料的質(zhì)量分數(shù)。
[0035] 本發(fā)明實施例還可以通過將一種或多種環(huán)氧丙烯酸脂類低聚物利用單官能團或 多官能團丙烯酸脂類的單體稀釋至固含量為65% -80%，加入質(zhì)量分數(shù)為5-15%的預(yù)先制 備好的各種顏色的色漿，再加入質(zhì)量分數(shù)為2%~10%的一種或多種自由基聚合型光引發(fā) 劑以及質(zhì)量分數(shù)為〇%~5%的添加劑，作為光纖的油墨層涂料，進而用來制備光纖的油墨 層。
[0036] 作為優(yōu)選，為了在保持最外層涂層原有的性能不發(fā)生變化的前提下，賦予光纖優(yōu) 異的抗靜電性能，發(fā)明實施例優(yōu)選抗靜電劑質(zhì)量為最外層質(zhì)量的1. 1-5%。例如，可以為 1. 1-2%、1· 8-3. 3%、2· 2-4%、3· 6-5%、3· 1%、3· 5%、3· 8%等。
[0037] 該抗靜電劑為陰離子型抗靜電劑、陽離子型抗靜電劑、非離子型抗靜電劑或兩性 型抗靜電劑。
[0038] 具體地，該陰離子型抗靜電劑選自烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基酚 聚氧乙烯醚硫酸鹽、烷基磷酸酯、烷基硫酸酯中的至少一種。例如單十二烷基磷酸酯、十八 烷基硫酸酯、十^烷基橫酸納、十^烷基硫酸納等。
[0039] 該陽離子型抗靜電劑為銨鹽、季銨鹽、烷基咪唑啉中的至少一種。例如十七烷基咪 唑啉、二甲基羥乙基硬脂酰胺代乙基季銨硝酸鹽、十二烷基二甲基乙基溴化銨、十二烷基二 甲基氯化銨等。
[0040] 非離子型抗靜電劑為脂肪酸多元醇酯、烷醇胺、烷醇酰胺、脂肪酸、脂肪醇和烷基 酚的環(huán)氧乙烷的加成物中的至少一種。例如雙季戊四醇酯、季戊四醇單脂肪酸酯、雙β羥 乙酯硬脂酰胺、山梨醇單脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚等。
[0041] 該兩性型抗靜電劑為烷基甜菜堿和/或烷基咪唑啉鹽。例如十二烷基二甲基甜菜 喊、十二烷基甜菜喊、十二烷基二甲基季錢己內(nèi)鹽、1- β _輕乙基-2-烷基_2_味唑琳。
[0042] 或者，該抗靜電劑還可以為含有聚環(huán)氧乙烷鏈等導(dǎo)電分子單元的高分子聚合物或 者聚季銨鹽。例如，該抗靜電劑可以為聚乙炔、聚二乙炔、聚噻吩、聚二乙氧基噻吩、聚吡咯、 聚苯胺及其衍生物。
[0043] 另一方面，本發(fā)明實施例提供了上述抗靜電光纖的制備方法，包括：根據(jù)涂層和抗 靜電劑的質(zhì)量比，將用于制備涂層的涂料與抗靜電劑混合，得到混合涂料，然后將所述混合 涂料涂敷在光纖的外表面，經(jīng)拉絲固化后，得到抗靜電