專(zhuān)利名稱(chēng)：具有壓敏粘合劑特性的光纖涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖領(lǐng)域，特別涉及光纖涂層領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖在通信領(lǐng)域日益起重要作用，常被用來(lái)代替現(xiàn)有的銅線。這種趨勢(shì)對(duì)局域網(wǎng)產(chǎn)生重要影響(即，光纖到戶用途)，使光纖的應(yīng)用日益廣泛。預(yù)計(jì)光纖還能進(jìn)一步用于本地環(huán)路電話和有線電視業(yè)務(wù)，因?yàn)榻⒈镜毓饫w網(wǎng)能為住家和商業(yè)用戶傳輸更大量的數(shù)據(jù)、聲頻和視頻信號(hào)形式的信息。而且，在家庭和商務(wù)環(huán)境中，已經(jīng)開(kāi)始用光纖來(lái)進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)、聲音和視頻通信，并預(yù)計(jì)將進(jìn)一步增加。
光纖通常包括玻璃芯，玻璃包層和至少兩個(gè)涂層，即一次涂層(內(nèi)涂層)和二次涂層(外涂層)。一次涂層直接涂布于玻璃纖維，固化后，形成包封玻璃纖維的柔軟、彈性和柔順性的材料。一次涂層作為緩沖層，當(dāng)纖維被彎曲、制成光纜或繞在卷軸上時(shí)減震并保護(hù)玻璃纖維芯。二次涂層涂布于一次涂層上，在加工和使用時(shí)，作為防止損壞玻璃纖維的堅(jiān)韌保護(hù)外層。
發(fā)明概述本發(fā)明公開(kāi)的涂層具有良好的粘合性和機(jī)械性能，比如楊氏模量低，伸長(zhǎng)率和韌性高，而且對(duì)光纖玻璃表面的粘合性好。本發(fā)明的涂層還適合使用多種市售原料和低成本原料。
本發(fā)明一方面包括一種光纖涂層。該涂層包括一種可輻射固化的組合物，該組合物包含活性單體和光引發(fā)劑。所述組合物固化后的Chang粘彈性窗口顯示至少一組坐標(biāo)，該坐標(biāo)是以帕斯卡為單位的粘性剪切模量(G″)和彈性剪切模量(G′)的log值表示的，位于至少一個(gè)由以下窗口坐標(biāo)組定義的以下窗口內(nèi)(1)(約3.000，約4.480)，(約3.000，約3.000)，(6.000，約4.480)和(約6.000，約3.000)；(2)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.84，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；和(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，5.729)或所述組合物固化后的Chang粘彈性窗口的至少一組坐標(biāo)不在由以下窗口坐標(biāo)組定義的任何一個(gè)窗口內(nèi)，該坐標(biāo)是以帕斯卡為單位的粘性剪切模量(G″)和彈性剪切模量(G′)的log值表示的(A)(約3.000，約5.180)，(約3.000，約4.480)，(小于約3.850，約5.180)和(小于約3.85，約4.480)；(B)(約3.000，約6.000)，(約3.000，約5.180)，(約4.530，約6.000)和(約4.530，約5.180)；和(C)(約4.530，約5.729)，(約4.530，約5.604)，(約5.112，約5.729)和(約5.112，約5.604)。
以下的詳細(xì)說(shuō)明介紹本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員由說(shuō)明書(shū)容易看出本發(fā)明的部分特征和優(yōu)點(diǎn)，或者通過(guò)按說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求以及附圖所述實(shí)施本發(fā)明也可認(rèn)識(shí)到這些特征和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解上述發(fā)明概述和以下的詳細(xì)說(shuō)明都只是本發(fā)明的示例，并用來(lái)提供概況或綱要，以理解提出保護(hù)的本發(fā)明的性質(zhì)和特征。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是具有雙涂層體系的光纖的截面圖。
圖2是控制光纖并用雙涂層體系涂覆光纖的方法示意圖。
圖3是有關(guān)壓敏粘合劑的粘彈性窗口實(shí)例。
圖4是各種測(cè)試涂層和對(duì)比樣的Chang粘彈性窗口圖。
圖5是各種測(cè)試涂層的Chang粘彈性窗口圖。
詳細(xì)說(shuō)明以下將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例，其中一實(shí)例圖示于附圖中。在所有附圖中，盡可能用同樣的編號(hào)表示相同或類(lèi)似的部分。附圖1表示了本發(fā)明光纖涂層的一個(gè)實(shí)例，其編號(hào)是10。
參見(jiàn)附圖，附圖1是涂覆光纖10的截面圖。在附圖1中，光纖10包括玻璃芯12，環(huán)繞并與玻璃芯12相鄰的包層14，與包層14粘合的一次(內(nèi))涂層材料16，和一層或多層環(huán)繞并與一次涂層材料16相鄰的二次(外)涂層材料18。本發(fā)明光纖的組成部分可任選地包括一種著色物質(zhì)，比如一種顏料或染料，或其他環(huán)繞涂層18的著色油墨涂層。
可以使用任何常用材料作為玻璃芯12，如Berkey的美國(guó)專(zhuān)利4486212中所述，其在此參考引入。該芯通常是具有圓柱形截面的二氧化硅玻璃，單模纖維的直徑約是5到10微米，多模纖維的直徑約20到100微米。該芯可任選地包括不同含量的其他物質(zhì)，比如鈦、鉈、鍺和硼的氧化物，這些物質(zhì)能改變芯的折射率。還可以向玻璃芯中添加本領(lǐng)域已知的其他摻雜劑，以改變其性質(zhì)。
包層14的折射率優(yōu)選小于芯的折射率。在制造常用玻璃纖維時(shí)，使用了多種塑料和玻璃(比如，硅酸鹽和硼硅酸鹽玻璃)的包層材料?？梢允褂帽绢I(lǐng)域已知的任何溶脹包層材料形成本發(fā)明光纖的包層14。
優(yōu)選的光纖類(lèi)型是有效面積大的單模光纖(芯直徑小于約10微米)，比如從Corning，Incorporated of Corning，New York獲得的LEAF。
光纖定義有效面積是Aeff＝2π(∫E2rdr)2/(∫E4rdr)，其中積分限是0到∞，E是與波導(dǎo)中光傳播相關(guān)的電場(chǎng)。有效直徑，Deff，可以定義為，Aeff＝π(Deff/2)2有效面積大，是指光纖的有效面積大于約60平方微米，更優(yōu)選的光纖有效面積大于約65平方微米，最優(yōu)選有效的光纖有效面積大于70平方微米。優(yōu)選纖維的有效面積可能大于約80到90平方微米。
相對(duì)百分折射率，Δ％＝100×(ni2-nc2)/2ni2，其中，除非另有指明，ni是區(qū)域i中的最大折射率，nc是包層區(qū)域的平均折射率。
術(shù)語(yǔ)α-分布是指折射率分布，表示為Δ(b)％，其中b是半徑，服從等式Δ(b)％＝Δ(bo)(1-[|b-bo|]/(b1-bo)α)，其中bo是Δ(b)％最大的點(diǎn)，b1是Δ(b)％為零的點(diǎn)，b在bi＜b＜bf范圍內(nèi)，其中Δ如上述所定義，bi是α-分布的起點(diǎn)，bf是α-分布的終點(diǎn)，α是實(shí)數(shù)指數(shù)。選定α-分布的起點(diǎn)和終點(diǎn)，輸入計(jì)算機(jī)模型中。在這里，如果階躍折射率分布或其他分布形狀優(yōu)先于α-分布，則α-分布的起點(diǎn)就是α-分布和階躍分布或其他分布的交點(diǎn)。
偏振保持光纖是能保持射入光線偏振作用的光纖。其他有關(guān)偏振作用或偏振保持光纖的背景資料，參見(jiàn)《理解纖維光學(xué)》(Understanding Fiber Optics)一書(shū)第二版(1993)中第72，73，252，253，418和455頁(yè)，其全部?jī)?nèi)容在此參考引入。偏振保持光纖的一個(gè)實(shí)例是從Corning Incorporated of Corning，New York獲得的Panda光纖。
色散補(bǔ)償光纖是同時(shí)具有負(fù)色散和負(fù)色散斜率的一種光纖。色散補(bǔ)償光纖可以與傳輸光纖相連，傳輸光纖具有正色散和/或正色散斜率。其他有關(guān)色散補(bǔ)償光纖的背景資料，參見(jiàn)于2001年7月11日左右提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)60/304662。色散補(bǔ)償光纖的一個(gè)實(shí)例是從Corning Incorporated of Corning，New York獲得的PureFormTM光纖。
色散控制光纖是指光纖的色散通過(guò)光纖的各部分從正至負(fù)或從負(fù)至正而交替的光纖。
多模光纖是能傳遞或發(fā)射多模光線的光纖。多模光纖的一個(gè)實(shí)例是從CorningIncorporated of Corning，New York獲得的InfiniCor線光纖。
優(yōu)選涂層16具有壓敏粘合劑特性。這些特性包括涂層16是一種粘性物質(zhì)，以及涂層16在輕微壓力下具有對(duì)表面的粘合性。測(cè)定涂層壓敏粘合劑特性的一種技術(shù)是，按照Chang粘彈性窗口，作涂層的粘性剪切模量(G″(動(dòng)態(tài)損耗模量))(x軸)對(duì)涂層彈性剪切模量(G′(動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能模量))(y軸)的圖。
可以將具體涂層的窗口與附圖3中壓敏粘合劑的流變通用曲線的不同區(qū)域的Chang粘彈性窗口進(jìn)行比較。其他有關(guān)Chang粘彈性窗口的背景資料，參見(jiàn)《壓敏粘合劑技術(shù)手冊(cè)》(Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology)第三版(由D.Satas編輯(1999))中的第171-84頁(yè)，其全部?jī)?nèi)容參考引入。Chang粘彈性窗口的坐標(biāo)可以如附圖3所示，或采用log坐標(biāo)。附圖3中所示坐標(biāo)以帕斯卡為單位。除非另有指明，否則這里使用的具體粘彈性窗口的坐標(biāo)組是以帕斯卡為單位的。窗口的象限1代表不具有壓敏特性的涂層坐標(biāo)，稱(chēng)為橡膠樣區(qū)域。涂層特性包括同時(shí)具有低損耗和高模量。象限2被稱(chēng)為過(guò)渡-平臺(tái)區(qū)域。象限2表示的壓敏粘合劑特性是高損耗和高模量。象限2也被稱(chēng)為高剪切壓敏粘合劑。象限3被稱(chēng)為可去除的壓敏粘合劑或平臺(tái)流動(dòng)區(qū)域。該區(qū)域的壓敏粘合劑特性包括低損耗和低模量。象限4被稱(chēng)為低溫壓敏粘合劑或流動(dòng)-流動(dòng)區(qū)域。象限4的特性包括低模量和高損耗。該窗口還包括一個(gè)與通用壓敏粘合劑有關(guān)的過(guò)渡流動(dòng)區(qū)域。代表特性包括中等模量和中等損耗。
具涂層的Chang粘彈性窗口優(yōu)選具有至少一組坐標(biāo)在象限2，3，或4，或過(guò)渡-流動(dòng)區(qū)域內(nèi)。更優(yōu)選該涂層具有至少一組坐標(biāo)在以log表示的至少一個(gè)由以下窗口坐標(biāo)組定義的以下窗口內(nèi)(1)(約3.000，約4.480)，(約3.000，約3.000)，(6.000，約4.480)和(約6.000，約3.000)；(2)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.84，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；和(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)。更優(yōu)選至少該涂層Chang粘彈性窗口的第二組坐標(biāo)在一個(gè)上述窗口坐標(biāo)組內(nèi)。最優(yōu)選至少第三組Chang坐標(biāo)在一個(gè)上述窗口坐標(biāo)組內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，優(yōu)選組合物16的至少一組坐標(biāo)在一個(gè)以下第二窗口坐標(biāo)組內(nèi)(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)；(6)(約5.440，約5.180)，(約5.440，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；(7)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.840，約3.850)，(約5.440，約5.180)和(約5.440，約3.850)；(8)(約5.440，約4.480)，(約5.440，約3.000)，(約6.000，約4.480)和(約6.000，約3.000)；(9)(約4.530，約3.850)，(約4.530，約3.000)，(約5.440，約3.850)和(約5.440，約3.000)；(10)(約4.106，約5.474)，(約4.106，約5.350)，(約4.930，約5.474)和(約4.930，約5.350)；(11)(約4.232，約5.375)，(約4.232，約5.235)，(約4.958，約5.375)和(約4.958，約5.235)；和(12)(約4.139，約5.488)，(約4.139，約5.409)，(約4.894，約5.488)和(約4.894，約5.409)。
更優(yōu)選至少第二組Chang坐標(biāo)在一個(gè)以下第二窗口坐標(biāo)組內(nèi)(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)；(6)(約5.440，約5.180)，(約5.440，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；和(7)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.840，約3.850)，(約5.440，約5.180)和(約5.440，約3.850)。更優(yōu)選第二窗口坐標(biāo)組包含(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)；和(6)(約5.440，約5.180)，(約5.440，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)。
優(yōu)選上述Chang粘彈性窗口坐標(biāo)是在室溫，線性粘彈性范圍內(nèi)的應(yīng)變優(yōu)選約2％或更小，更優(yōu)選約1％或更小，頻率是約0.01R/S或約100R/S條件下測(cè)定的。任選地每個(gè)窗口的邊界包含如下定義的G″和G′(G″@0.01R/S，G′@0.01R/S)，(G″@0.01R/S，G′@100R/S)，(G″@100R/S，G′@0.01R/S)和(G″@100R/S，G′@100R/S)?？梢允褂脧腞heometric Scientific of Piscataway，NJ獲得的DMTA-IV型動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀進(jìn)行上述測(cè)量。
當(dāng)光纖對(duì)微彎曲敏感時(shí)，優(yōu)選該光纖具有至少一組坐標(biāo)在象限2或4中，或過(guò)渡區(qū)域中，更優(yōu)選在象限2或過(guò)渡區(qū)域中，最優(yōu)選在象限2中。而且，優(yōu)選該涂層具有至少兩組坐標(biāo)在象限2，象限4，過(guò)渡區(qū)域或它們的組合中。更優(yōu)選至少三組坐標(biāo)在象限2，象限4，過(guò)渡區(qū)域或它們的一些組合中。最優(yōu)選全部四組坐標(biāo)都在象限2，象限4，過(guò)渡區(qū)域或它們的一些組合中。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例中，組合物16固化后，至少一組Chang粘彈性窗口的log坐標(biāo)不在任何一個(gè)由以下窗口坐標(biāo)組定義的窗口內(nèi)(A)(約3.000，約5.180)，(約3.000，約4.480)，(小于約3.850，約5.180)和(小于約3.85，約4.480)；(B)(約3.000，約6.000)，(約3.000，約5.180)，(約4.530，約6.000)和(約4.530，約5.180)；和(C)(約4.530，約5.112)，(約4.530，約5.604)，(約5.112，約5.729)和(約5.112，約5.604)。優(yōu)選該涂層的至少兩組坐標(biāo)，更優(yōu)選該涂層的至少三組坐標(biāo)，最優(yōu)選該涂層的全部四組坐標(biāo)不在任何一個(gè)前述窗口(A)-(C)中。
優(yōu)選未固化的涂層16組合物在室溫下不是固體，更優(yōu)選未固化的涂層在室溫下基本是液體。進(jìn)一步優(yōu)選涂層在室溫下具有有限粘度。
進(jìn)一步優(yōu)選該組合物可輻射固化。這里所指被輻射固化包括但并不限于被電子束，電磁輻射(比如光)或微波能量固化的涂層。
本發(fā)明二次涂層16組合物中的優(yōu)選組分是至少一種單體。優(yōu)選該單體是一種乙烯基不飽和的單體，更優(yōu)選是一種(甲基)丙烯酸酯單體。通常，合適的單體是那些能形成玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)最高是約20℃，優(yōu)選最高是約10℃的均聚物的單體。通常，向配方中添加較低分子量(比如約120到600)液體(甲基)丙烯酸酯官能單體，提供通過(guò)常用液體涂覆設(shè)備涂布涂料組合物所需的流動(dòng)性。這些體系中典型的丙烯酸酯官能液體包括單官能和多官能的丙烯酸酯(比如，具有兩個(gè)或多個(gè)丙烯酸酯官能團(tuán)的單體)。這些多官能丙烯酸酯的示例是具有兩個(gè)官能團(tuán)的雙官能丙烯酸酯；具有三個(gè)官能團(tuán)的三官能丙烯酸酯；和具有四個(gè)官能團(tuán)的四官能丙烯酸酯。也可以使用單官能和多官能的甲基丙烯酸酯。
合適的乙烯基不飽和的單體包括丙烯酸月桂酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR335，從CPS Chemical Co.(Old Bridge，NJ)獲得的Ageflex FA12和從Cognis f.k.a.Henkel(Ambler，PA)獲得的Photomer 4812)，乙氧基化壬基酚丙烯酸酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR504和從Cognis獲得的Photomer 4003)，己內(nèi)酯丙烯酸酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR495和從Union CarbideCompany(Danbury，CT)獲得的Tone M100)，丙烯酸苯氧基乙酯(比如，從SartomerCompany，Inc.獲得的SR339，從CPS Chemical Co.獲得的Ageflex PEA和從Cognis獲得的Photomer 4035)，丙烯酸異辛酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR440和從CPS Chemical Co.獲得的Ageflex FA8)，丙烯酸十三烷酯(比如，從SartomerCompany，Inc.獲得的SR489)，丙烯酸苯氧基縮水甘油酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的CN131)，丙烯酸月桂氧基縮水甘油酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的CN130)，丙烯酸異冰片酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR506和從CPS Chemical Co.獲得的Ageflex IBOA)，丙烯酸四氫糠酯(比如，從SartomerCompany，Inc.獲得的SR285)，丙烯酸硬脂酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR257)，丙烯酸異癸酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR395和從CPSChemical Co.獲得的Ageflex FA10)，2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR256)，和它們的組合。
其他類(lèi)型的適用單體的非窮舉性示例包括以下物質(zhì)(1)R2-R1-O-(CH2CH3CH-O)n-COCH＝CH2；(2)R1-O-(CH2CH3CH-O)n-COCH＝CH2；(3)R2-R1-O-(CH2CH2CH2-O)n-COCH＝CH2；(4)[(CH2CH3CH-O)n-(R3CH2-O)b]xH；(5)[(CH2(R3)CH-O)n-(CH2CH2-O)b]xH；和(6)[(CH2R4CH-O)n-(R3CH2-O)b]xH。
其中R1和R2是脂肪族化合物或芳香族化合物或兩者的混合，n＝1到10，R3和R4是烷基或氧化烯基團(tuán)，該基團(tuán)能被丙烯酸化形成單官能或多官能的丙烯酸酯。系數(shù)a，b和x是任何正整數(shù)。優(yōu)選每個(gè)共聚單體包括至少一個(gè)正丙基，異丙基或取代異丙基。具有取代異丙基的單體實(shí)例如下
和 其中R3和R4是能被丙烯酸化形成單官能或多官能丙烯酸酯的烷基，烷基氧化物或氧化烯基團(tuán)。
最好使用耐濕組分時(shí)，單體組分的選擇標(biāo)準(zhǔn)是基于其與選定耐濕低聚物的相容性。為了良好的涂層相容性和耐濕性，最好使用包含主要是飽和脂肪族單丙烯酸酯或雙丙烯酸酯單體或烷氧基丙烯酸酯單體的液體丙烯酸酯單體組分。
因此，二次涂層組合物最好包括至少一種乙烯基不飽和的單體，雖然可以在組合物中加入超過(guò)一種單體。優(yōu)選乙烯基不飽和單體的含量約為10-90重量％，更優(yōu)選約為20-60重量％，最優(yōu)選約為25-45重量％。
而且，本發(fā)明的涂層組合物通常包括至少一種分子量大于單體分子量的組分。這種組分的實(shí)例包括聚合物或低聚物。
聚合物可以是嵌段共聚物，其包括至少一個(gè)硬段和至少一個(gè)軟段，其中，硬段的Tg大于軟段的Tg。在本發(fā)明中，硬段的Tg大于約20℃，軟段的Tg小于約20.℃。Tg可以在頻率為1赫茲時(shí)用DMA測(cè)定。Tg定義為作為溫度的函數(shù)-損耗角正切(tan δ)為最大時(shí)的溫度。優(yōu)選軟段主鏈?zhǔn)侵咀宓?。合適的脂肪族主鏈包括聚(丁二烯)，聚異戊二烯，聚乙烯/丁烯，聚乙烯/丙烯和二醇嵌段。嵌段共聚物的一個(gè)實(shí)例是具有A-b通式結(jié)構(gòu)的雙嵌段共聚物。但是，本發(fā)明并不限于雙嵌段共聚物，適用共聚物的另一個(gè)實(shí)例是具有A-B-a通式結(jié)構(gòu)的三嵌段。優(yōu)選中間嵌段的分子量至少約為10000，較優(yōu)選大于約20000，更優(yōu)選大于約50000，最優(yōu)選大于約100000。在三嵌段共聚物(A-B-A)中，中間嵌段(B，比如SBS共聚物中的丁二烯)的Tg小于約20℃。具有大于三種嵌段的多嵌段共聚物的實(shí)例包括熱塑性聚氨酯(TPU)。TPU可以從BASF，B.F.Goodrich和Bayer獲得。嵌段共聚物可以具有任意數(shù)目的多嵌段。在一個(gè)實(shí)例中，組合物包括具有至少兩個(gè)熱塑性端嵌段和位于其間的彈性中間嵌段主鏈的聚合組分。該組合物還包括至少一種活性單體。熱塑性材料是指加熱時(shí)軟化并能流動(dòng)的聚合物。冷卻后，熱塑性聚合物硬化并保持溫度升高時(shí)的形狀。
聚合組分在固化時(shí)可以被化學(xué)交聯(lián)或不被化學(xué)交聯(lián)。聚合物優(yōu)選熱塑性彈性體聚合物。優(yōu)選該組分具有至少兩個(gè)熱塑性端嵌段和位于其間的一個(gè)彈性主鏈。該組合物可以包含約5％重量到約95重量％的聚合組分，優(yōu)選約10重量％到30重量％，最優(yōu)選約12重量％到20重量％。聚合物含量?jī)?yōu)選至少是約10％或更多，更優(yōu)選大于約10％。
合適的熱塑性端嵌段材料包括聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。熱塑性材料優(yōu)選是大于其纏結(jié)分子量的高聚物。纏結(jié)分子量是指相鄰分子對(duì)測(cè)試分子的分子運(yùn)動(dòng)的影響不能僅用局部摩擦力來(lái)解釋時(shí)的分子量。粘彈性揭示了對(duì)相鄰分子的強(qiáng)附加偶合。試驗(yàn)分子的行為似乎在沿試驗(yàn)分子的分子鏈間隔在的一些點(diǎn)上受到限制。其他有關(guān)纏結(jié)分子量的背景資料，參見(jiàn)Hiemenz(1984)的《聚合物化學(xué)基本概念》(PolymerChemistryThe Basic Concepts)一書(shū)(New York，NY)中第103-107和116-120頁(yè)。該基本概念在此參考引入。
在聚合物的一個(gè)實(shí)例中，涂層16包括第一組分和第二組分，第一組分具有至少兩個(gè)熱塑性端嵌段和位于其間的彈性主鏈，第二組分可以與第一組分交聯(lián)，例如，第二組分可以是在涂層固化時(shí)發(fā)生聚合的單體。如果上述第一組分具有活性基團(tuán)，比如中間嵌段中存在的丁二烯，則在中間嵌段參與聚合反應(yīng)時(shí)會(huì)發(fā)生聚合?；蛘撸绻虚g嵌段是非活性的，比如是氫化的聚丁二烯，則第二組分會(huì)穿過(guò)和圍繞第一組分聚合和交聯(lián)，而不是與第一組分交聯(lián)。
本發(fā)明可以用包括下述化學(xué)組分的光波導(dǎo)涂層配方來(lái)說(shuō)明。但是，應(yīng)理解任何對(duì)特定組合物的引用都僅作為示例，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。在一個(gè)實(shí)例中，可輻射固化的光纖涂層組合物中使用了苯乙烯嵌段共聚物(SBC)，還包括丙烯酸酯單體和光引發(fā)劑的混合物。已經(jīng)用丙烯酸酯官能的單體說(shuō)明了原理，也可以使用其他乙烯基不飽和的單體。優(yōu)選其他丙烯酸酯單體能溶解彈性體。除了SBC之外，還可以使用其他熱塑性彈性體。優(yōu)選彈性體適于溶解在單體中，并能使涂層輻射固化。合適的中間嵌段包括乙烯丙烯-二烯單體(EPDM)和乙烯-丙烯橡膠。彈性中間嵌段對(duì)共聚物SBS系列可以是聚丁二烯，對(duì)SIS系列可以是聚異戊二烯，SEBS系列是聚乙烯/丁烯和對(duì)SEP系列是聚乙烯/丙烯。SBC同時(shí)具有熱塑性材料和彈性體的特性，也被稱(chēng)為熱塑彈性體(TPE)。
優(yōu)選苯乙烯嵌段共聚物包含由三種鏈段構(gòu)成的主鏈彈性的中間嵌段和兩種熱塑性端嵌段。市售嵌段共聚物結(jié)構(gòu)包括聚丁二烯(SBS系列)，聚異戊二烯(SIS)，聚乙烯/丁烯(SEBS)，和聚乙烯/丙烯(SEP)。
市售苯乙烯嵌段共聚物的實(shí)例是Kraton(Kraton Polymers，Houston TX)，Calprene(Repsol Quimica S.A.Corporation，Spain)，Solprene(Phillips Petroleum Co.)，從Firestone Tire & Rubbers Co.，Akron，OH獲得的Stereon，Kraton D1101(苯乙烯-丁二烯線型嵌段共聚物-SBS，Kraton Polymers，Houston，TX)，Kraton D1193(苯乙烯-異戊二烯線型嵌段共聚物-SIS，Kraton Polymers，Houston，TX)，Kraton FG1901X(苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段聚合物-S-EB-S，用約2重量％的馬來(lái)酐接枝，Kraton Polymers，Houston，TX)，Kraton D1107(苯乙烯-異戊二烯線型嵌段共聚物-SIS，Kraton Polymers，Houston，TX)，和Isolene400 Hardman Isolene(液體聚異戊二烯，Elementis PerformancePolymers，Belleville，NJ)。純的這些熱塑性彈性體通過(guò)物理交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而具有雙相形態(tài)。
聚合物還包括液體聚異戊二烯等均聚物。一種合適的均聚物實(shí)例是從ElementisPerformance Polymers of Belleville，NJ獲得的Hardman Isolene400。
當(dāng)涂層配方包括低聚物時(shí)，優(yōu)選該低聚物是乙烯基不飽和的低聚物，更優(yōu)選是(甲基)丙烯酸酯低聚物。(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。這種低聚物中的(甲基)丙烯酸酯端基可以按已知方式由單羥基聚(甲基)丙烯酸酯封端組分提供，或由單(甲基)丙烯酸酯封端組分提供，比如丙烯酸2-羥乙酯。優(yōu)選該低聚物能參與加成聚合反應(yīng)。
氨基甲酸酯低聚物通常是由脂肪族或芳香族二異氰酸酯和二羥基聚醚或聚酯反應(yīng)提供的，最優(yōu)選是聚乙二醇等聚氧化烯二醇。這些低聚物通常具有4-10個(gè)氨基甲酸酯基團(tuán)，而且可以是高分子量的，比如2000-8000。但是，也可以使用分子量為500-2000的低分子量低聚物。Coady等的美國(guó)專(zhuān)利4,608,409和Bishop等的美國(guó)專(zhuān)利4609718詳細(xì)說(shuō)明了低聚物的合成，其說(shuō)明書(shū)在此參考引入。
當(dāng)最好使用耐濕低聚物時(shí)，可以用類(lèi)似方式合成，區(qū)別在于避免使用極性的聚醚或聚酯二醇，而宜使用主要是飽和的和主要是非極性的脂肪族二醇。這些二醇包括，比如，具有2-250個(gè)碳原子的烷烴或亞烷基二醇，以及優(yōu)選基本上不含醚基或酯基。這些體系中獲得的低聚物粘度和分子量范圍與由不飽和、極性低聚物體系獲得的相似，其粘度和涂層特性可以保持基本不變。發(fā)現(xiàn)這些涂層中氧含量的降低不會(huì)顯著降低涂層對(duì)待涂覆玻璃纖維表面的粘附性。
可以將聚脲組分加入上述方法制備的低聚物中，只要在合成時(shí)用二胺或多胺取代二醇或多元醇即可。認(rèn)為在本發(fā)明涂層體系中存在少量聚脲組分不會(huì)損害涂層性能，只要合成中使用的二胺或多胺是足夠非極性的和飽和的，就能避免損害體系的耐濕性。
因此，雖然可以向組合物中加入超過(guò)一種低聚物組分，但本發(fā)明的一次涂層組合物中最好包含至少一種乙烯基不飽和的低聚物。優(yōu)選低聚物約占10-90重量％，更優(yōu)選約占35-75重量％，最優(yōu)選約占40-65重量％。
適用于一次涂層的乙烯基不飽和的低聚物包括聚醚氨酯丙烯酸酯低聚物(比如，從Sartomer Company，Inc.(West Chester，PA)獲得的CN986和從Bomar SpecialtiesCo.(Winsted，CT)獲得的BR3731和STC3-149)，基于三(羥乙基)異氰脲酸酯的丙烯酸酯低聚物(從Sartomer Company，Inc.獲得)，(甲基)丙烯酸化的丙烯酸低聚物(從Cognis(Ambler，PA)獲得)，聚酯氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(比如，從SartomerCompany，Inc.獲得的CN966和CN973，以及從Bomar Specialty Co.獲得的BR7432)，聚脲氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(比如，Zimmerman等的美國(guó)專(zhuān)利4,690,502和4,798,852，Bishop的美國(guó)專(zhuān)利4609718，和Bishop等人的美國(guó)專(zhuān)利4629287中公開(kāi)的低聚物)，聚醚丙烯酸酯低聚物(比如，從Rahn AG(Zurich，Switzerland)獲得的Genomer 3456)，聚酯丙烯酸酯低聚物(比如，從UCB Radcure(Atlanta，GA)獲得的Ebecryl 80，584和657)，聚脲丙烯酸酯低聚物(比如，Zimmerman等的美國(guó)專(zhuān)利4,690,502和4,798,852，Bishop的美國(guó)專(zhuān)利4,609,718和Bishop等的美國(guó)專(zhuān)利4629287中公開(kāi)的低聚物，所有專(zhuān)利在此參考引入)，環(huán)氧丙烯酸酯低聚物(比如，從SartomerCompany，Inc.獲得的CN120和從UCB Radcure獲得的Ebecryl 3201及3604)，氫化聚丁二烯低聚物(比如，從Echo Resins and Laboratory(Versailles，MO)獲得的Echo ResinMBNX)，和它們的混合物。
光纖涂層組合物中還可以包含聚合反應(yīng)引發(fā)劑，該引發(fā)劑適于使組合物被涂布于玻璃纖維后發(fā)生聚合(即，固化)。適用于本發(fā)明一次涂層組合物的聚合反應(yīng)引發(fā)劑包括熱引發(fā)劑，化學(xué)引發(fā)劑，電子束引發(fā)劑和光引發(fā)劑。特別優(yōu)選的是光引發(fā)劑。對(duì)大多數(shù)丙烯酸酯基的涂層配方而言，常用光引發(fā)劑，比如已知的酮類(lèi)光引發(fā)劑和/或氧化膦添加劑是優(yōu)選的。用于本發(fā)明的組合物時(shí)，光引發(fā)劑的含量應(yīng)足以提供快速紫外線固化?？偟膩?lái)說(shuō)，光引發(fā)劑的含量約為0.5-10.0重量％，更優(yōu)選約為1.5-7.5重量％。
使用少但有效量光引發(fā)劑促進(jìn)輻射固化時(shí)，必須提供適當(dāng)?shù)墓袒俣?，但不?huì)使涂層組合物產(chǎn)生早期膠凝。較佳的固化速度是足以使涂層材料基本固化的任意速度。測(cè)量劑量對(duì)模量曲線時(shí)，涂層厚度約為25-35微米時(shí)的固化速度小于1.0焦/平方厘米，優(yōu)選小于0.5焦/平方厘米。
合適的光引發(fā)劑包括1-羥基環(huán)己基苯基酮(比如，從Ciba SpecialtyChemical(Hawthorne，NY)獲得的Irgacure 184)，(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(比如，從Ciba Specialty Chemical獲得的工業(yè)混合料Irgcure 1800，1850和1700)，2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(比如，從Ciba Specialty Chemical獲得的Irgacure651)，雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?苯基氧化膦(Irgacure 819)，(2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦(從BASF(Munich，Germany)獲得的Lucerin TPO)，乙氧基(2，4，6-三甲基苯甲?；?苯基氧化膦(從BASF獲得的Lucerin TPO-L)，和它們的混合。
這里具體組分的重量百分比是指，除了粘合促進(jìn)劑和其他添加劑之外，向主體組合物中添加該組分的量。被加入主體組合物中以形成本發(fā)明組合物的粘合促進(jìn)劑和多種其他添加劑的量以百分之幾(pph)表示。比如，將低聚物，單體和光引發(fā)劑混合形成主體組合物，則這些組分的總重量百分比等于百分之一百。對(duì)主體組合物而言，粘合促進(jìn)劑的量，比如，百分之一(pph)，是在100％的該生體組合物中額外添加的。
涂層組合物還可以包含粘合促進(jìn)劑。優(yōu)選粘合促進(jìn)劑包括具有至少一種活性硅烷，活性鈦酸酯，活性鋯酸酯，或其組合的化合物。硅烷粘合促進(jìn)劑的一優(yōu)選實(shí)例包括一種含有位于至少兩個(gè)活性硅烷之間的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物，這兩個(gè)活性硅烷分別是烷氧基硅烷或鹵代硅烷，比如，雙(三甲氧基甲硅烷基乙基)苯或雙(三乙氧基甲硅烷基乙基)苯。雙(三甲氧基甲硅烷基乙基)-苯可以從Gelest(Tellytown，PA)和UnitedChemical Technologies，Inc.(Bristol，PA)購(gòu)得。雙(三乙氧基甲硅烷基乙基)苯可以通過(guò)雙(三甲氧基甲硅烷基乙基)苯和乙醇的酯交換反應(yīng)合成。
一些其他優(yōu)選硅烷粘合促進(jìn)劑包括從Gelest獲得的3-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，從Gelest獲得的3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，氨丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷和烯丙基三甲氧基硅烷，和3-巰丙基三甲氧基硅烷。
當(dāng)粘合促進(jìn)劑由含鈦酸酯的化合物組成時(shí)，該促進(jìn)劑含有至少一種乙烯基不飽和的含鈦酸酯的化合物組成，更優(yōu)選是由至少一種含新烷氧基鈦酸酯的化合物組成。最優(yōu)選該含鈦酸酯的化合物由至少一種以下化合物組成四(2，2二烯丙氧甲基)丁基，二(雙十三烷基)亞磷酸基鈦酸酯(從Kenrich Petrochemcials，Inc.(以下稱(chēng)為Kenrich)Bayonne，NJ購(gòu)得的KR 55)，新戊基(二烯丙基)氧，三新癸?；佀狨?從Kenrich購(gòu)得的LICA 01)，新戊基(二烯丙基)氧，三(十二烷基)苯-磺酰鈦酸酯(從Kenrich購(gòu)得的LICA 09)，新戊基(二烯丙基)氧，三(二辛基)磷酸基鈦酸酯(從Kenrich購(gòu)得的LICA 12)，新戊基(二烯丙基)氧，三(二辛基)焦磷酸基鈦酸酯(從Kenrich購(gòu)得的LICA38)，新戊基(二烯丙基)氧，三(N-亞乙二氨基)乙基鈦酸酯(從Kenrich購(gòu)得的LICA 44)，新戊基(二烯丙基)氧，三(間-氨基)苯基鈦酸酯(從Kenrich購(gòu)得的LICA 97)，新戊基(二烯丙基)氧，三羥基己酰鈦酸酯(以前從Kenrich購(gòu)得的LICA 99)，和它們的混合物。
優(yōu)選含鈦酸酯的化合物中包括至少一種可UV固化的官能團(tuán)。更優(yōu)選該官能團(tuán)是(甲基)丙烯酸酯或丙烯酸酯官能團(tuán)。但是，含鈦酸酯的化合物包括可UV固化的基團(tuán)。
當(dāng)粘合促進(jìn)劑由含鋯酸酯的化合物組成時(shí)，優(yōu)選該促進(jìn)劑由至少一種乙烯基不飽和的含鋯酸酯的化合物組成，更優(yōu)選由至少一種含新烷氧基鋯酸酯的化合物組成。最優(yōu)選該含鋯酸酯的化合物由至少一種以下化合物組成四(2，2-二烯丙氧甲基)丁基，二(雙十三烷基)亞磷酸基鋯酸酯(從Kenrich購(gòu)得的KZ 55)，新戊基(二烯丙基)氧，三新癸?；喫狨?從Kenrich購(gòu)得的NZ 01)，新戊基(二烯丙基)氧，三(十二烷基)苯-磺酰鋯酸酯(從Kenrich購(gòu)得的NZ 09)，新戊基(二烯丙基)氧，三(二辛基)磷酸基鋯酸酯(從Kenrich購(gòu)得的NZ 12)，新戊基(二烯丙基)氧，三(二辛基)焦磷酸基鋯酸酯(從Kenrich購(gòu)得的NZ 38)，新戊基(二烯丙基)氧，三(N-亞乙二氨基)乙基鋯酸酯(從Kenrich購(gòu)得的NZ 44)，新戊基(二烯丙基)氧，三(間-氨基)苯基鋯酸酯(從Kenrich購(gòu)得的NZ97)，新戊基(二烯丙基)氧，三甲基丙烯?；喫狨?從Kenrich購(gòu)得的NZ 33)，新戊基(二烯丙基)氧，三丙烯?；喫狨?從Kenrich購(gòu)得的NZ 39)，二新戊基(二烯丙基)氧，二對(duì)氨基苯甲?；喫狨?從Kenrich購(gòu)得的NZ 37)，二新戊基(二烯丙基)氧，二(3-巰基)丙酸鋯酸酯(從Kenrich購(gòu)得的NZ 66A)，和它們的混合物。
優(yōu)選含鋯酸酯的化合物包含至少一種可UV固化的官能團(tuán)。更優(yōu)選該官能團(tuán)是(甲基)丙烯酸酯或丙烯酸酯官能團(tuán)。但是，不要求該含鋯酸酯的化合物包括一種可UV固化的基團(tuán)。
優(yōu)選該粘合促進(jìn)劑的含量約為0.1-10pph，更優(yōu)選約為0.25-4pph，最優(yōu)選約為0.5-3％pph。
除了上述組分之外，本發(fā)明一次涂層組合物可任選地包括任意種添加劑，比如活性稀釋劑，抗氧化劑，催化劑，潤(rùn)滑劑，共聚單體，低分子量非交聯(lián)樹(shù)脂和穩(wěn)定劑。一些添加劑(比如鏈轉(zhuǎn)移劑)可以控制聚合過(guò)程的進(jìn)行，從而影響由二次涂層組合物形成的聚合產(chǎn)物的物理特性(比如，模量，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)。其他添加劑會(huì)影響二次涂層組合物的聚合產(chǎn)物的完整性(比如，防止聚合物解聚或氧化降解)。
優(yōu)選催化劑是錫催化劑，它被用來(lái)催化一些低聚物組分中氨基甲酸酯鍵的形成。不論催化劑是作為低聚物組分的添加劑或是向本發(fā)明組合物中引入的額外催化劑，催化劑的存在都能穩(wěn)定組合物中的低聚物組分。
優(yōu)選抗氧化劑是雙(3，5-二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸硫二亞乙酯(比如，從CibaSpecialty Chemical獲得的Irganox 1035)。
優(yōu)選共聚單體是從International Specialty Products(Wayne，NJ)獲得的極性單體N-乙烯基-吡咯烷酮。
本發(fā)明另一方面涉及包含能被聚合的低聚物，適于控制該組合物粘度的單體和包括含活性硅烷化合物的粘合促進(jìn)劑，和載體的組合物。
載體優(yōu)選能起到表面活性劑或兩親活性或非活性表面活性劑作用的載體。特別優(yōu)選能部分溶于或不溶于組合物的活性表面活性劑。不受具體理論的限制，據(jù)信，起活性表面活性劑作用的載體通過(guò)將含活性硅烷的化合物沉積在玻璃纖維上，而與該化合物相互作用并反應(yīng)。優(yōu)選該載體的含量約為0.01-10pph，更優(yōu)選約為0.25-3pph。
合適的載體，特別是起活性表面活性劑作用的載體，包括聚烷氧基聚硅氧烷。優(yōu)選載體是從Goldschmidt Chemical Co.(Hopewell，VA)獲得的，商品名為T(mén)egorad2200，以及從Goldschmidt Chemical Co.獲得的活性表面活性劑Tegorad 2700(丙烯酸化的硅氧烷)。
其他類(lèi)型的合適載體是多元醇和非活性表面活性劑。合適的多元醇和非活性表面活性劑的實(shí)例包括從Bayer(以前稱(chēng)為L(zhǎng)yondel)，Newtown Square，Pennsylvania獲得的多元醇Aclaim 3201(聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷))，和從Goldschmidt Chemical Co.獲得的非活性表面活性劑Tegoglide 435(聚烷氧基-聚硅氧烷)。多元醇或非活性表面活性劑的優(yōu)選含量約為0.01pph-10pph。合適的載體還可以是兩親分子。兩親分子是同時(shí)具有親水和疏水部分的分子。疏水部分也可以被稱(chēng)為親脂(親脂肪/油)部分。
增粘劑也是一種合適的載體。除了作為載體，增粘劑也是一種能改進(jìn)聚合產(chǎn)品對(duì)時(shí)間敏感流變特性的分子?？偟膩?lái)說(shuō)，增粘添加劑會(huì)使聚合產(chǎn)品在較高應(yīng)變速率或剪切速率下變得更硬，使聚合產(chǎn)品在較低應(yīng)變速率或剪切速率下變得更軟。增粘劑是粘合劑工業(yè)中常用的添加劑，它增強(qiáng)涂層與上面涂布涂層的物體形成鍵合的能力。有關(guān)增粘劑和增粘樹(shù)脂的其他背景資料，參見(jiàn)在此參考引入的文獻(xiàn)《壓敏粘合劑技術(shù)手冊(cè)》(Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology)第三版，(Warwick，RI)(1999)中第36，37，57-61，169，171-184和609-631頁(yè)。
優(yōu)選增粘劑被分類(lèi)為萜烯基樹(shù)脂，苯并呋喃基樹(shù)脂，石油樹(shù)脂，氫化石油樹(shù)脂，苯乙烯樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂，或松香基樹(shù)脂。優(yōu)選增粘劑是非環(huán)氧化的。松香基樹(shù)脂包括未改性松香(比如，木材，樹(shù)膠或松漿油)和松香衍生物。松香基樹(shù)脂可以按其松香酸是松香酸或海松酸進(jìn)行分類(lèi)。松香酸型松香是優(yōu)選的。松香衍生物包括聚合松香，歧化松香，氫化松香和酯化松香。這些松香衍生物的代表性實(shí)例包括松漿油，樹(shù)膠松香，木材松香或其混合物的季戊四醇酯。
萜烯基樹(shù)脂包括α-蒎烯，β-蒎烯，二戊烯(dipentel)，1，8-萜二烯，月桂烯，冰片烯和莰烯的萜聚合物，以及通過(guò)用酚對(duì)這些萜烯基樹(shù)脂進(jìn)行改性獲得的酚改性烯樹(shù)脂。
苯并呋喃基樹(shù)脂包括，比如，苯并呋喃-茚樹(shù)脂和酚改性苯并呋喃-茚樹(shù)脂。
石油和氫化石油樹(shù)脂包括脂肪族石油樹(shù)脂，脂環(huán)族石油樹(shù)脂，以苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基甲苯，茚，甲基茚，丁二烯，異戊二烯，戊間二烯和戊二烯作為原料的芳香族石油樹(shù)脂，和環(huán)戊二烯的均聚物或共聚物。石油樹(shù)脂是以具有5到9個(gè)碳原子的級(jí)分作為主要組分的聚合物。
苯乙烯基樹(shù)脂包括以苯乙烯作為主要組分的低分子量均聚物，以及苯乙烯和例如α-甲基苯乙烯，乙烯基甲苯和丁二烯橡膠的共聚物。
酚醛基樹(shù)脂包括苯酚，甲苯酚，二甲苯酚，間苯二酚，對(duì)-叔丁基苯酚和對(duì)苯基苯酚等酚類(lèi)與甲醛，乙醛和糠醛等醛類(lèi)的反應(yīng)產(chǎn)物，以及松香改性的酚醛樹(shù)脂。
更優(yōu)選的增粘劑是從International Paper Co.，Purchase，NY獲得的Uni-tacR-40(以下稱(chēng)為R-40)。R-40是一種松漿油松香，含有聚醚鏈段，屬于松香酯類(lèi)別。增粘劑在組合物中的優(yōu)選含量約為0.01-10pph，更優(yōu)選約0.05-10pph。另一種合適的增粘劑是從Exxon獲得的Escorez系列的烴增粘劑。上述載體也可以組合使用。其他優(yōu)選增粘劑包括從Arizona Chemical Co.，Jacksonville，F(xiàn)L獲得的Sylvatac RE-40N(松香酯)，從Arizona Chemical Co.獲得的Sylvatac RE-40(松香酯)，從NevilleChemical Co.，Neville Island，PA獲得的Nevtac 10(脂肪烴樹(shù)脂)，和從Eastman ChemicalCo.，Kingsport，TN獲得的Piccovar AP10(芳香烴樹(shù)脂)。
能與增粘劑載體組合使用的優(yōu)選粘合促進(jìn)劑是聚(烷氧基)硅烷。但是，本發(fā)明并不限于一種與增粘劑載體組合的聚(烷氧基)硅烷粘合促進(jìn)劑。優(yōu)選的聚(烷氧基)硅烷粘合促進(jìn)劑是雙(三甲氧基甲硅烷基乙基)苯。組合物中聚(烷氧基)硅烷粘合促進(jìn)劑的優(yōu)選含量是0.1-10pph。
雖然粘合促進(jìn)劑可以是任何包括具有活性硅烷的化合物的粘合促進(jìn)劑，優(yōu)選是上述粘合促進(jìn)劑(即，包括含有位于至少兩個(gè)活性硅烷之間的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物，兩個(gè)活性硅烷分別是烷氧基硅烷或鹵代硅烷)。其他合適的粘合促進(jìn)劑如Lee等的美國(guó)專(zhuān)利4,921,880和5,188,864中所述，其說(shuō)明書(shū)在此參考引入。
關(guān)于粘合促進(jìn)劑的更詳細(xì)說(shuō)明，參見(jiàn)1999年12月30日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/476151，其全部?jī)?nèi)容在此參考引入。
一次涂層是柔軟的緩沖層，其楊氏模量?jī)?yōu)選小于約5兆帕，更優(yōu)選小于約1.2兆帕，最優(yōu)選小于約0.9兆帕。
優(yōu)選其百分伸長(zhǎng)率至少是約100％，較優(yōu)選大于約131％，更優(yōu)選大于約140％，最優(yōu)選至少是約150％。百分伸長(zhǎng)率可以高達(dá)大于約175％或大于約200％。
在涂層16的一個(gè)實(shí)例中，楊氏模量小于約0.65兆帕，百分伸長(zhǎng)率大于約140％，更優(yōu)選楊氏模量是約0.5兆帕或更小，更優(yōu)選百分伸長(zhǎng)率至少是150％，最優(yōu)選百分伸長(zhǎng)率是至少約200％。
在涂層16的另一個(gè)實(shí)例中，該涂層包含基本不含增粘劑的組合物。在涂層16的另一個(gè)實(shí)例中，該涂層包括基本不含聚合物的組合物。
二次涂層材料18通常是含有氨基甲酸酯丙烯酸酯液體的涂料組合物的聚合(即，固化)產(chǎn)物，其中的氨基甲酸酯丙烯酸酯液體的分子在聚合時(shí)發(fā)生交聯(lián)。其他適用于二次涂層的材料，以及選擇這些材料時(shí)要考慮的問(wèn)題，都是本領(lǐng)域公知的，并在Chapin的美國(guó)專(zhuān)利4,962,992和5,104,433中所述，其說(shuō)明書(shū)在此參考引入。還可以添加各種能提高涂層的一種或多種性能的添加劑，包括上述加入本發(fā)明組合物中的添加劑。
典型的二次涂層包括至少一種可UV固化的單體和至少一種光引發(fā)劑。二次涂層還可以包括約0-90重量％的至少一種可UV固化的低聚物。優(yōu)選二次涂層不是熱塑性樹(shù)脂。優(yōu)選單體和低聚物都是能參與加成聚合的化合物。單體或低聚物可以是二次涂層的主要組分。一種合適的單體實(shí)例是乙烯基不飽和的單體。乙烯基不飽和的單體可以包含各種官能團(tuán)，使其能進(jìn)行交聯(lián)。雖然也可以在組合物中引入單官能單體，但是乙烯基不飽和的單體優(yōu)選多官能物質(zhì)(即，每個(gè)單體包含兩個(gè)或多個(gè)官能團(tuán))。因此，乙烯基不飽和的單體可以是多官能單體，單官能單體和它們的混合物。本發(fā)明乙烯基不飽和單體的合適官能團(tuán)包括但并不限于，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，N-乙烯基酰胺，苯乙烯，乙烯基醚，乙烯基酯，酸酯和它們的組合(即，對(duì)多官能化單體而言)。
總的來(lái)說(shuō)，與具有較低轉(zhuǎn)化率的單體相比，更優(yōu)選能發(fā)生約80％或更多轉(zhuǎn)化(即，固化時(shí))的各種單體。可以根據(jù)對(duì)制成的固化產(chǎn)品的特定要求(即，強(qiáng)度)，將轉(zhuǎn)化率較低的單體加入該組合物中。通常，較高的轉(zhuǎn)化率會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度更高的固化產(chǎn)品。
合適的多官能乙烯基不飽和單體包括但并不限于，烷氧化的雙酚A二丙烯酸酯，比如乙氧基化雙酚A二丙烯酸酯，其乙氧基化程度是2或更高，優(yōu)選是2到約30(比如，從Sartomer Company，Inc.，West Chester，PA獲得的SR349和SR601，以及從Cognis Corp.(Ambler，PA)獲得的Photomer 4025和Photomer 4028)，以及丙氧基化雙酚A二丙烯酸酯，其丙氧基化程度是2或更高，優(yōu)選是2到約30；烷氧基化或未經(jīng)烷氧基化的羥甲基丙烷多丙烯酸酯，比如乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，其乙氧基化程度是3或更高，優(yōu)選是3到約30(比如，從Cognis Corp.獲得的Photomer 4149和從Sartomer Company，Inc.獲得的SR499)，丙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，其丙氧基化程度是3或更高，優(yōu)選是3到30(比如，從Cognis Corp.獲得的Photomer 4072和從Sartomer獲得的SR492)，和雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯(比如，從Cognis Corp.獲得的Photomer 4355)；烷氧基化的甘油基三丙烯酸酯，比如丙氧基化的甘油基三丙烯酸酯，其丙氧基化程度是3或更高(比如，從Cognis Corp.獲得的Phtotmer 4096和從Sartomer獲得的SR9020)；烷氧基化或未經(jīng)烷氧基化的赤蘚醇多丙烯酸酯，比如季戊四醇四丙烯酸酯(比如，從Sartomer Company，Inc.(West Cheste，PA)獲得的SR295)，乙氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR494)，和雙季戊四醇五丙烯酸酯(比如，從Cognis Corp.獲得的Photomer 4399和從Sartomer Company，Inc.獲得的SR399)；由合適的官能異氰脲酸酯和丙烯酸或丙烯酰氯反應(yīng)形成的異氰脲酸酯多丙烯酸酯，比如三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR368)和三-(2-羥乙基)異氰脲酸酯二丙烯酸酯；烷氧基化或未經(jīng)烷氧基化的醇多丙烯酸酯，比如三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的CD406)和乙氧基化的聚乙二醇二丙烯酸酯，其乙氧基化程度是2或更高，優(yōu)選約2到30；通過(guò)將丙烯酸酯加入雙酚A二縮水甘油醚和類(lèi)似物中制成的環(huán)氧丙烯酸酯(比如，從Cognis Corp.獲得的Photomer 3016)；和單環(huán)及多環(huán)芳族或非芳族多丙烯酸酯，比如二環(huán)戊二烯二丙烯酸酯和二環(huán)戊烷二丙烯酸酯。
也可以?xún)?yōu)選使用一定量的單官能乙烯基不飽和的單體，其加入可影響固化后產(chǎn)物的吸水率，對(duì)其他涂層材料的粘性，或在應(yīng)力下的行為。單官能乙烯基不飽和單體的實(shí)例包括但并不限于，丙烯酸羥烷酯，比如丙烯酸2-羥乙酯，丙烯酸2-羥丙酯和-丙烯酸2-羥丁酯；長(zhǎng)鏈或短鏈烷基丙烯酸酯，比如丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丙酯，丙烯酸異丙基酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸戊酯，丙烯酸異丁酯，丙烯酸叔丁酯，丙烯酸戊酯，丙烯酸異戊酯，丙烯酸己酯，丙烯酸庚酯，丙烯酸辛酯，丙烯酸異辛酯，丙烯酸2-乙基己酯，丙烯酸壬酯，丙烯酸癸酯，丙烯酸異癸酯，丙烯酸十一烷酯，丙烯酸十二烷酯，丙烯酸月桂酯，丙烯酸十八烷酯和丙烯酸硬脂酯；丙烯酸氨烷基酯，比如丙烯酸二甲基氨乙酯，丙烯酸二乙基氨乙酯和丙烯酸7-氨基-3，7-二甲基辛酯；丙烯酸烷氧基烷酯，比如丙烯酸丁氧基乙酯，丙烯酸苯氧基乙酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR339)，和丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯；單環(huán)和多環(huán)的環(huán)芳族或非芳族丙烯酸酯，比如丙烯酸環(huán)己酯，丙烯酸芐酯，丙烯酸二環(huán)戊二烯酯，丙烯酸二環(huán)戊基酯，丙烯酸三環(huán)癸基酯，丙烯酸冰片酯，丙烯酸異冰片酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR423)，丙烯酸四氫糠酯(比如，從SartomerCompany，Inc.獲得的SR285)，己內(nèi)酯丙烯酸酯(比如，從Sartomer Company，Inc.獲得的SR495)，和丙烯酰嗎啉；醇基丙烯酸酯，比如聚乙二醇單丙烯酸酯，聚丙二醇單丙烯酸酯，甲氧基乙二醇丙烯酸酯，甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯，甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯，乙氧基二甘醇丙烯酸酯，和各種烷氧基化烷基酚丙烯酸酯，比如乙氧基化(4)壬基酚丙烯酸酯(比如，從Cognis Corp.獲得的Photomer 4003)；丙烯酰胺，比如雙丙酮丙烯酰胺，異丁氧基甲基丙烯酰胺，N，N′-二甲基-氨丙基丙烯酰胺，N，N-二甲基丙烯酰胺，N，N-二乙基丙烯酰胺，和叔-辛基丙烯酰胺；乙烯基化合物，比如N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己內(nèi)酰胺；和酸酯，比如馬來(lái)酸酯和富馬酸酯。
最合適的單體是市售產(chǎn)品或能用本領(lǐng)域已知反應(yīng)過(guò)程方便地合成的產(chǎn)品。比如，大多數(shù)上述單官能單體可以通過(guò)將合適的醇或胺與丙烯酸或丙烯酰氯反應(yīng)合成。
如上所述，二次涂層組合物的一種任選組分是低聚物組分。低聚物組分可以包括一種低聚物或兩種或多種低聚物的組合。如果使用了該組分，則本發(fā)明組合物中加入的低聚物組分優(yōu)選包含乙烯基不飽和的低聚物。
使用低聚物時(shí)，適合的低聚物可以是單官能低聚物或多官能低聚物，盡管優(yōu)選多官能低聚物。低聚物組分也可以是單官能低聚物和多官能低聚物的組合。
雙官能低聚物優(yōu)選具有下式(I)的結(jié)構(gòu)F1-R1-[二異氰酸酯-R2-二異氰酸酯]m-R1-F1(I)
其中F1各自是活性官能團(tuán)，比如丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，N-乙烯基酰胺，苯乙烯，乙烯基醚，乙烯基酯或本領(lǐng)域中其他已知官能團(tuán)；R1分別包括-C2-12O-，-(C2-4-O)n-，-C2-12O-(C2-4-O)n-，-C2-12O-(CO-C2-5O)n-，或-C2-12O-(CO-C2-5NH)n-，其中n是1到30的整數(shù)，優(yōu)選1到10；R2是聚醚，聚酯，聚碳酸酯，聚酰胺，聚氨酯，聚脲或它們的組合；m是1到10的整數(shù)，優(yōu)選1到5。在式I的結(jié)構(gòu)中，二異氰酸酯基團(tuán)是由二異氰酸酯和R2和/或R1鍵合后形成的反應(yīng)產(chǎn)物。
其他多官能低聚物優(yōu)選具有下式(II)或(III)的結(jié)構(gòu)多異氰酸酯-(R2-R1-F2)x(II)或多元醇-[(二異氰酸酯-R2-二異氰酸酯)m-R1-F2]x(III)其中F2分別代表1到3個(gè)官能團(tuán)，比如丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，N-乙烯基酰胺，苯乙烯，乙烯基醚，乙烯基酯或本領(lǐng)域其他已知官能團(tuán)；R1可包括-C2-12O-，-(C2-4-O)n-，-C2-12O-(C2-4-O)n-，-C2-12O-(CO-C2-5O)n-或-C2-12O-(CO-C2-5NH)n-，其中n是1到10的整數(shù)，優(yōu)選1到5；R2可以是聚醚，聚酯，聚碳酸酯，聚酰胺，聚氨酯，聚脲或它們的組合；x是1到10的整數(shù)，優(yōu)選2到5；m是1到10的整數(shù)，優(yōu)選1到5。在式II的結(jié)構(gòu)中，多異氰酸酯基團(tuán)是多異氰酸酯與R2鍵合后形成的反應(yīng)產(chǎn)物。相似的，式III結(jié)構(gòu)中的二異氰酸酯基團(tuán)是二異氰酸酯和R2和/或R1鍵合后形成的反應(yīng)產(chǎn)物。
氨基酯低聚物通常是由脂肪族二異氰酸酯與二羥基聚醚或聚酯反應(yīng)形成的，通常是一種聚氧化烯二醇，比如聚乙二醇。這些低聚物通常具有約4到10個(gè)氨基甲酸酯基團(tuán)，分子量高達(dá)2000-8000。但是，也可以使用較低分子量的低聚物，比如分子量是500-2000。有關(guān)合成的詳細(xì)說(shuō)明參見(jiàn)，Coady等的美國(guó)專(zhuān)利4,608,409和Bishop等人的美國(guó)專(zhuān)利4,609,718，其說(shuō)明書(shū)在此參考引入。
最好使用耐濕低聚物時(shí)，可以通過(guò)相似方式合成，區(qū)別在于避免使用極性聚醚或聚酯二醇，而宜使用主要是飽和的和主要是非極性的脂肪族二醇。這些二醇包括，比如，具有約2-250個(gè)碳原子的烷烴或亞烷基二醇，優(yōu)選基本不含醚基或酯基。
可以將聚脲組分加入由這些方法制備的低聚物中，只要在合成過(guò)程中用二胺或多胺取代二醇或多元醇即可。認(rèn)為本發(fā)明涂層體系中含有的少量聚脲組分，不會(huì)損害涂層性能，只要合成時(shí)使用添加的二胺或多胺是足夠非極性的和飽和的，就能避免損害體系的耐濕性能。
合適的低聚物包括從Bomar Specialty Co.獲得的芳香族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物BR301，從Henkel Corp.獲得的脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物Photomer6010，從Bomar Specialty Co.獲得的脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物KWS5021，從Henkel Corp.獲得的多官能脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物RCC12-892，從Henkel Corp.獲得的芳香族氨基甲酸酯二丙烯酸酯低聚物RCC13-572，和從BomarSpecialty Co.獲得的脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物KWS4131。
光纖二次涂層組合物中還可以包括一種適于使組合物在被涂布于玻璃纖維或預(yù)先涂覆的玻璃纖維上之后發(fā)生聚合(即，固化)的聚合引發(fā)劑。適用于本發(fā)明組合物的聚合引發(fā)劑包括熱引發(fā)劑，化學(xué)引發(fā)劑，電子束引發(fā)劑，微波引發(fā)劑，光化輻射引發(fā)劑，和光引發(fā)劑。特別優(yōu)選的是光引發(fā)劑。對(duì)大多數(shù)丙烯酸酯基涂層配方而言，優(yōu)選已知的酮類(lèi)光引發(fā)劑和/或氧化膦添加劑等常用光引發(fā)劑。用于本發(fā)明組合物中時(shí)，光引發(fā)劑的含量足以提供快速的紫外線固化。通常，含量約為0.5-10.0重量％，更優(yōu)選約為1.5-7.5重量％。
當(dāng)使用少但有效量的光引發(fā)劑，來(lái)促進(jìn)輻射固化時(shí)，必須提供適當(dāng)?shù)墓袒俣?，但不?huì)使涂層組合物發(fā)生早期膠凝。優(yōu)選的固化速度是足以使涂層組合物基本(即，大于約90％，更優(yōu)選是95％)固化的速度。用劑量對(duì)模量曲線進(jìn)行測(cè)量時(shí)，涂層厚度是約為25-35微米時(shí)的固化速度小于1.0焦/平方厘米，優(yōu)選小于0.5焦/平方厘米。優(yōu)選二次涂層組合物中包含約10-90％的單體；約0-90％的低聚物；和約0.5-10％的光引發(fā)劑。
合適的光引發(fā)劑包括但并不限于，1-羥基環(huán)己基苯基酮(比如，從Ciba SpecialtyChemical(Tarrytown，NY)獲得的Irgacure 184)，(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(比如，從Ciba Specialty Chemical獲得的工業(yè)摻混料Irgacure 1800，1850和1700)，2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(比如，從Ciba Specialty Chemical獲得的Irgacure 651)，雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?苯基氧化膦(比如，從Ciba SpecialtyChemical獲得的Irgacure 819)，(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(比如，從CibaSpecialty Chemical獲得的工業(yè)摻混料Darocur 4265)，2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(比如，從Ciba Specialty Chemical獲得的工業(yè)摻混料Darocur 4265)和它們的混合物。其他光引發(fā)劑正不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并被用于玻璃纖維的涂層組合物中。任何合適的光引發(fā)劑都能加入本發(fā)明的組合物中。
除了上述組分之外，本發(fā)明的二次涂層組合物可任選地包括添加劑或添加劑混合物。合適的添加劑包括但并不限于，抗氧化劑，催化劑，潤(rùn)滑劑，低分子量非交聯(lián)樹(shù)脂，粘合促進(jìn)劑和穩(wěn)定劑。一些添加劑能控制聚合過(guò)程的進(jìn)行，從而影響由組合物形成的聚合產(chǎn)品的物理特性(比如，模量，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)。其他添加劑會(huì)影響組合物聚合產(chǎn)品的完整性(比如，防止聚合解聚或氧化降解)。
一種優(yōu)選的抗氧化劑是雙(3，5-二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸硫二亞乙酯(比如，從Ciba Specialty Chemical獲得的Irganox 1035)。
其他適用于二次涂層材料的物質(zhì)，以及選擇這些物質(zhì)時(shí)需要考慮的問(wèn)題，Chapin的美國(guó)專(zhuān)利4,962,992和5,104,433，該專(zhuān)利在此參考引入。還可以含有各種能加強(qiáng)涂層一種或多種特性的添加劑，包括加入本發(fā)明組合物中的上述添加劑。有關(guān)二次涂層的詳細(xì)說(shuō)明，參見(jiàn)1999年12月30日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)60/173874和Botelho等于2000年7月26日提交的臨時(shí)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，其名稱(chēng)為“光纖的二次涂層組合物”(Secondary Coating Compositions for Opitacal Fibers)，其說(shuō)明書(shū)在此參考引入。優(yōu)選二次涂層18的楊氏模量至少是約50兆帕，更優(yōu)選至少約500兆帕，最優(yōu)選至少約1000兆帕。在光纖10的一個(gè)實(shí)例中，二次涂層18的外徑是約245微米。但是，涂層18的外徑并不限于約245微米。涂層18具體實(shí)例的外徑可以小于或大于約245微米，比如，約150微米，175微米，200微米，275微米，300微米或350微米。
二次涂層18可以是一種緊密的緩沖層，或者是一種松的管涂層。不管使用何種二次涂層，優(yōu)選二次涂層18的外表面是不粘的，這樣光纖的相鄰圈(比如，在加工卷軸上)就可退繞。
本發(fā)明的光纖也可以被制成帶狀光纜，其包含許多基本排齊的，基本共面的，被基質(zhì)材料包封的光纖?；|(zhì)材料可以由單層或復(fù)合結(jié)構(gòu)制成。合適的基質(zhì)材料包括聚氯乙烯或其他熱塑性材料，以及其他可以作為二次涂層的材料。在一個(gè)實(shí)例中，基質(zhì)材料是用于形成二次涂層材料的組合物的聚合產(chǎn)物。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，本發(fā)明制造涂覆光纖的方法包括制造玻璃纖維10(芯12和包層14)，用本發(fā)明的一次涂料組合物涂覆玻璃纖維，和使所述組合物聚合成二次涂層材料16。任選地，在聚合一次涂層之前或之后，將二次涂料組合物18涂布于涂覆光纖上。在聚合一次涂層之后涂布時(shí)，必須包括第二聚合步驟。采用常用方法，在玻璃纖維上涂覆一次涂料和任選的二次涂料組合物。
從已經(jīng)被局部和對(duì)稱(chēng)加熱到例如約2000℃的，特別制備的，圓柱形預(yù)制棒中控制玻璃纖維的方法是眾所周知的。加熱預(yù)制棒時(shí)，比如將預(yù)制棒送入和通過(guò)爐子，從熔融材料中拉出玻璃纖維。然后，將一次涂料和二次涂料組合物涂布于玻璃纖維，優(yōu)選在冷卻后立刻進(jìn)行。然后固化涂層組合物，形成涂覆光纖。固化方法可以是熱固化，化學(xué)固化或輻射固化，比如將玻璃纖維上未固化的涂層組合物暴露于熱量或紫外光或電子束中，這取決于涂層組合物和使用的聚合引發(fā)劑的性質(zhì)。在拉制過(guò)程之后，依次涂覆一次涂料組合物和所有二次涂料組合物常是有利的。向移動(dòng)的玻璃纖維上涂覆雙層涂料組合物的方法見(jiàn)Taylor的美國(guó)專(zhuān)利4474830和Rennell等的美國(guó)專(zhuān)利4,851,165的說(shuō)明，其說(shuō)明書(shū)在此參考引入。當(dāng)然，可以先涂覆二次涂料組合物并固化成一次涂層材料16，然后，涂覆二次涂料組合物并固化成二次涂層材料18。
附圖2進(jìn)一步說(shuō)明了制造本發(fā)明涂覆光纖的方法的一個(gè)實(shí)例，該制造方法的編號(hào)為20。如附圖2中所示，將燒結(jié)的預(yù)制棒22(表示為部分預(yù)制棒)拉成光纖24。光纖24通過(guò)涂覆單元26和28。優(yōu)選涂層16在單元26中被涂覆到光纖24上，涂層18在單元28中被涂覆到光纖24上。固化單元30位于單元26的下游，固化單元32位于單元28的下游，以對(duì)涂布于光纖24上的涂層進(jìn)行固化?；蛘?，在單元26中涂覆的涂層可以在光纖24通過(guò)單元28之后被固化。用牽引機(jī)36將涂覆光纖34拉過(guò)單元32。
實(shí)施例通過(guò)以下本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
制備各種具有壓敏粘合劑特性的測(cè)試涂層。測(cè)試涂層和對(duì)比涂層列在表I和II中。表I和II中的百分比除另有說(shuō)明之外，都是重量百分比。
表I.氨基甲酸酯丙烯酸酯基配方
表II.橡膠基配方
測(cè)試涂層原料單體Ph4003從Cognis Corporation，Coating & Ink Divisioin，Ambler，PA獲得的Photomer 4003(壬基酚乙氧基化單丙烯酸酯)Ph4127從Cognis Corporation，Coating & Ink Division，Ambler，PA獲得的Photomer 4127(新戊基乙二醇丙氧基化二丙烯酸酯)SR492從Sartomer Co.，Exton，PA獲得的Sartomer 492(丙氧化3-三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)Tone從Union Carbide Company(Danbury，CT)獲得的Tone M-100(己內(nèi)酯丙烯酸酯)低聚物/聚合物BR3731從Bomar Specialty Company，Winsted，PA獲得的BR3731(氨基甲酸酯低聚物)BR3741從Bomar Specialty Company，Winsted，PA獲得的BR3741(聚醚基氨基甲酸酯低聚物)D1101從Kraton Polymers，Houston，TX獲得的Kraton D1101(苯乙烯-丁二烯線型嵌段共聚物-SBS)D1107從Kraton Polymers，Houston，TX獲得的Kraton D1107(苯乙烯-異戊二烯線型嵌段共聚物-SIS)Isolene400從Elementis Performance Polymers，Belleville，NJ獲得的HardmanIsolene400(液體聚異戊二烯)光引發(fā)劑Irg 184從Ciba Specialty Chemicals Corporation，Tarrytown，NY獲得的Irgacure 184(1-羥基環(huán)己基苯基酮)Irg 819從Ciba Specialty Chemicals Corporation，Tarrytown，NY獲得的Irgacure 819(雙(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦)抗氧化劑Irganox 1035從Ciba Specialty Chemicals Corporation，Tarrytown，NY獲得的硫雙(3，5-二叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸硫二亞乙酯)粘合促進(jìn)劑Acryl Sil從Gelest Inc.，Tullytown，PA獲得的3-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3-Mer從Gelest Inc.，Tullytown，PA獲得的3-巰丙基三甲氧基硅烷增粘劑Sylvatac RE-40N從Arizona Chemical Company，Jacksonville，F(xiàn)L獲得的SylvatacRE-40N(松香酯)Sylvatac RE-40從Arizona Chemical Company，Jacksonville，F(xiàn)L獲得的SylvatacRE-40(松香酯)Sylvalite RE 10L從Arizona Chemical Company，Jacksonville，F(xiàn)L獲得的SylvaliteRE 10L(松香)Nevtac 10從Neville Chemical Company，Neville Island，PA獲得的脂肪烴樹(shù)脂Piccovar AP 10從Eastman Chemical Company，Kingsport，TN(以前從HerculesInc.，Wilmington，DE)獲得的芳香烴樹(shù)脂添加劑TRIS從Aldrich Chemical Company，Milwaukee，WI獲得的三羥甲基丙烷-3-巰丙酸酯對(duì)比樣是從DSM Desotech of Elgin，IL獲得的氨基甲酸酯丙烯酸酯雙涂層體系的一次涂層。一次涂層和對(duì)比樣的物理特性按照ASTM 882-97進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果列在表III中。
表III
附圖4和5表示了測(cè)試涂層3，5和7-12以及對(duì)比樣的Chang粘彈性窗口。測(cè)量G′和G″坐標(biāo)的頻率是0.01R/S和100R/S。測(cè)量在室溫下進(jìn)行，泊松比估計(jì)是約0.5。
測(cè)試涂層具有典型PSA特性。測(cè)試涂層具有合乎需要的特性，比如對(duì)玻璃的粘合性好，合適的機(jī)械性能。測(cè)試涂層由于原料成本低，配制靈活性大，因此還具有價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。
在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下，能對(duì)本發(fā)明作出各種修改和變化，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明包括在所附權(quán)利要求書(shū)及其等同內(nèi)容范圍內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種光纖涂層，其包括一種可輻射固化的組合物，該組合物包含活性單體和光引發(fā)劑；選擇所述組合物使得所述組合物固化后的Chang粘彈性窗口顯示至少一組坐標(biāo)在至少一個(gè)由以下窗口坐標(biāo)組定義的以下窗口內(nèi)，該坐標(biāo)是以帕斯卡為單位的粘性剪切模量(G″)和彈性剪切模量(G′)的log值表示的(1)(約3.000，約4.480)，(約3.000，約3.000)，(6.000，約4.480)和(約6.000，約3.000)；(2)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.840，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；和(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，5.729)。
2.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于至少第二組坐標(biāo)在一個(gè)所述窗口坐標(biāo)組內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述組合物的所述至少一組坐標(biāo)在一個(gè)以下第二窗口坐標(biāo)組內(nèi)(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)；(6)(約5.440，約5.180)，(約5.440，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；(7)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.840，約3.850)，(約5.440，約5.180)和(約5.440，約3.850)；(8)(約5.440，約4.480)，(約5.440，約3.000)，(約6.000，約4.480)和(約6.000，約3.000)；(9)(約4.530，約3.850)，(約4.530，約3.000)，(約5.440，約3.850)和(約5.440，約3.000)；(10)(約4.106，約5.474)，(約4.106，約5.350)，(約4.930，約5.474)和(約4.930，約5.350)；(11)(約4.232，約5.375)，(約4.232，約5.235)，(約4.958，約5.375)和(約4.958，約5.235)；和(12)(約4.139，約5.488)，(約4.139，約5.409)，(約4.894，約5.488)和(約4.894，約5.409)。
4.如權(quán)利要求2所述的涂層，其特征在于所述第二組坐標(biāo)在至少一個(gè)以下第三窗口坐標(biāo)組內(nèi)(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)；(6)(約5.440，約5.180)，(約5.440，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；和(7)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.840，約3.850)，(約5.440，約5.180)和(約5.440，約3.850)。
5.如權(quán)利要求4所述的涂層，其特征在于所述第三窗口坐標(biāo)組包括(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)；和(6)(約5.440，約5.180)，(約5.440，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)。
6.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于該組合物固化后的楊氏模量小于約1.2兆帕。
7.如權(quán)利要求6所述的涂層，其特征在于該楊氏模量小于約0.9兆帕。
8.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于該組合物中還包含熱塑性彈性體。
9.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于該組合物基本不含增粘劑。
10.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述組合物包含增粘劑。
11.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于該組合物包含至少一種化合物，所述化合物選自松香酯，脂肪烴樹(shù)脂，芳香烴樹(shù)脂，和它們的組合。
12.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于該組合物包含至少一種化合物，所述化合物選自苯乙烯-二烯嵌段共聚物，均聚物，和它們的組合。
13.如權(quán)利要求12所述的涂層，其特征在于該組合物還包括一種軟段，所述軟段包含至少一種化合物，所述化合物選自丁二烯，異戊二烯，聚異戊二烯，和它們的組合。
14.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于該楊氏模量小于約0.65兆帕，百分伸長(zhǎng)率大于約140％。
15.如權(quán)利要求14所述的涂層，其特征在于該楊氏模量是約0.5兆帕或更小。
16.如權(quán)利要求14所述的涂層，其特征在于該百分伸長(zhǎng)率至少是150％。
17.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于該固化組合物的百分伸長(zhǎng)率大于約131％。
18.一種光纖涂層，其包括一種可輻射固化的組合物，該組合物包含活性單體和一光引發(fā)劑；選擇所述組合物使得所述組合物固化后的至少一組Chang粘彈性窗口坐標(biāo)不在任何由以下窗口坐標(biāo)組定義的窗口內(nèi)，該坐標(biāo)是以帕斯卡為單位的粘性剪切模量(G″)和彈性剪切模量(G′)的log值表示的(A)(約3.000，約5.180)，(約3.000，約4.480)，(小于約3.850，約5.180)和(小于約3.85，約4.480)；(B)(約3.000，約6.000)，(約3.000，約5.180)，(約4.530，約6.000)和(約4.530，約5.180)；和(C)(約4.530，約5.729)，(約4.530，約5.604)，(約5.112，約5.729)和(約5.112，約5.604)。
19.如權(quán)利要求18所述的涂層，其特征在于該組合物固化后的楊氏模量小于約1.2兆帕。
20.如權(quán)利要求19所述的組合物，其特征在于該楊氏模量小于約0.9兆帕。
21.如權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于該組合物還包含熱塑性彈性體。
22.如權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于該組合物基本不含增粘劑。
23.如權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于所述組合物包含增粘劑。
24.如權(quán)利要求23所述的組合物，其特征在于所述增粘劑包含至少一種化合物，所述化合物選自松香酯，脂肪烴樹(shù)脂，芳香烴樹(shù)脂，和它們的組合。
25.如權(quán)利要求21所述的組合物，其特征在于所述彈性體包含至少一種化合物，所述化合物選自苯乙烯-二烯嵌段共聚物，均聚物，和它們的組合。
26.如權(quán)利要求25所述的組合物，其特征在于所述彈性體包含二烯，該二烯包含至少一種化合物，該化合物選自丁二烯，異戊二烯和它們的組合。
27.如權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于該楊氏模量小于約0.65兆帕，百分伸長(zhǎng)率大于約140％。
28.如權(quán)利要求27所述的組合物，其特征在于該楊氏模量是約0.5兆帕或更小。
29.如權(quán)利要求27所述的組合物，其特征在于該百分伸長(zhǎng)率至少是150％。
30.如權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于該組合物的百分伸長(zhǎng)率大于約131％。
31.一種涂覆光纖，其包括芯；環(huán)繞所述芯的包層；和環(huán)繞所述芯的涂層，其中所述的涂層包含一種可輻射固化的組合物，該組合物包含活性單體和光引發(fā)劑；選擇所述組合物，使得所述組合物固化后的Chang粘彈性窗口顯示至少一組坐標(biāo)在至少一個(gè)由以下窗口坐標(biāo)組定義的以下窗口內(nèi)，該坐標(biāo)是以帕斯卡為單位的粘性剪切模量(G″)和彈性剪切模量(G′)的log值表示的(1)(約3.000，約4.480)，(約3.000，約3.000)，(6.000，約4.480)和(約6.000，約3.000)；(2)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.84，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；和(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)。
32.如權(quán)利要求31所述的光纖，其特征在于第二組坐標(biāo)在一個(gè)所述窗口坐標(biāo)組內(nèi)。
33.如權(quán)利要求31所述的光纖，其特征在于所述組合物的所述至少一組坐標(biāo)在至少一組以下第二窗口坐標(biāo)組內(nèi)(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，5.729)；(6)(約5.440，約5.180)，(約5.440，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；(7)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.840，約3.850)，(約5.440，約5.180)和(約5.440，約3.850)；(8)(約5.440，約4.480)，(約5.440，約3.000)，(約6.000，約4.480)和(約6.000，約3.000)；(9)(約4.530，約3.850)，(約4.530，約3.000)，(約5.440，約3.850)和(約5.440，約3.000)；(10)(約4.106，約5.474)，(約4.106，約5.350)，(約4.930，約5.474)和(約4.930，約5.350)；(11)(約4.232，約5.375)，(約4.232，約5.235)，(約4.958，約5.375)和(約4.958，約5.235)；和(12)(約4.139，約5.488)，(約4.139，約5.409)，(約4.894，約5.488)和(約4.894，約5.409)。
34.如權(quán)利要求33所述的光纖，其特征在于所述第二窗口坐標(biāo)組包括(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)；(6)(約5.440，約5.180)，(約5.440，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)；和(7)(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.840，約3.850)，(約5.440，約5.180)和(約5.440，約3.850)。
35.如權(quán)利要求33所述的光纖，其特征在于所述第二窗口坐標(biāo)組包括(3)(約5.112，約6.000)，(約5.112，約5.180)，(約6.000，約6.000)和(約6.000，約5.180)；(4)(約4.530，約5.604)，(約4.530，約5.180)，(約5.112，約5.604)和(約5.112，約5.180)；(5)(約4.530，約6.000)，(約4.530，約5.729)，(約5.112，約6.000)和(約5.112，約5.729)；和(6)(約5.440，約5.180)，(約5.440，約4.480)，(約6.000，約5.180)和(約6.000，約4.480)。
36.如權(quán)利要求31所述的光纖，其特征在于所述光纖的有效面積在約1550納米時(shí)大于約70平方微米。
37.如權(quán)利要求36所述的光纖，其特征在于所述有效面積在約1550納米時(shí)為約80平方微米或更大。
38.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述窗口坐標(biāo)組包括(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.840，約3.850)，(約5.440，約5.180)和(約5.440，約3.850)。
39.如權(quán)利要求18所述的涂層，其特征在于該組合物具有至少一組坐標(biāo)在包括(大于約3.840，約5.180)，(大于約3.840，約3.850)，(約5.440，約5.180)和(約5.440，約3.850)的窗口坐標(biāo)組內(nèi)。
40.如權(quán)利要求8所述的涂層，其特征在于所述彈性體包括熱塑性聚氨酯。
41.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述組合物還包括載體。
42.如權(quán)利要求18所述的涂層，其特征在于所述組合物還包括載體。
43.如權(quán)利要求18所述的涂層，其特征在于所述組合物還包括均聚物。
44.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述組合物中包括均聚物。
45.如權(quán)利要求21所述的涂層，其特征在于所述彈性體包括熱塑性聚氨酯。
46.如權(quán)利要求18所述的涂層，其特征在于該組合物的至少第二組坐標(biāo)不在所述窗口坐標(biāo)組內(nèi)。
47.如權(quán)利要求18所述的涂層，其特征在于該組合物的至少另外兩組坐標(biāo)不在所述窗口坐標(biāo)組內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有壓敏粘合劑特性的光纖涂層。該涂層的粘彈性窗口包括至少一組坐標(biāo)，在2、3或4象限或流變通用曲線的Chang粘彈性的過(guò)渡流動(dòng)區(qū)域，或不包括至少一組坐標(biāo)，不在流變通用曲線的Chang粘彈性的1象限內(nèi)。
文檔編號(hào)C09D157/02GK1556776SQ02818390
公開(kāi)日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2002年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月21日
發(fā)明者E·J·弗尤吉斯, G·F·雅各布斯, I·I·科斯米那, K·R·麥卡錫, H·-H·盛, K·L·西門(mén)頓, E J 弗尤吉斯, な, 科斯米那, 西門(mén)頓, 雅各布斯, 麥卡錫 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司