專利名稱：：紫外光快速固化二元復(fù)合的內(nèi)層光纖涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通信用石英光導(dǎo)纖維的保護(hù)性樹脂涂料，特別是涉及雙層光纖用光固化內(nèi)層涂料?，F(xiàn)代通信用石英光導(dǎo)纖維由纖芯、玻璃包層和保護(hù)性樹脂涂層組成。涂層保護(hù)光纖表面微裂紋不被環(huán)境腐蝕，維持光纖強(qiáng)度和耐用性，同時(shí)提供抗微彎作用，對(duì)保持光纖機(jī)械，光學(xué)性能起重要作用，目前光纖保護(hù)涂復(fù)材料，有單層涂料和雙層涂料。采用單層涂料涂復(fù)光纖，僅需一種涂料和一次涂復(fù)，如本發(fā)明人前不久提出的中國(guó)專利申請(qǐng)90102226.8。單層涂料要求強(qiáng)度和模量適中，但高于柔軟的內(nèi)層涂料，低溫時(shí)會(huì)對(duì)光纖帶來一定的微彎損耗，所以單層涂復(fù)光纖適于在環(huán)境溫度變化較小的地區(qū)使用。對(duì)于長(zhǎng)距離通信，一般采用雙層涂復(fù)光纖，雙層涂復(fù)光纖低溫性能較好，可滿足在環(huán)境溫度變化幅度大的地區(qū)使用，特點(diǎn)是要求兩種涂料，即很軟的內(nèi)層涂料和硬的外層涂料配合使用，需要采用二次涂復(fù)工藝。為滿足各地區(qū)的不同要求，特別是為了滿足環(huán)境變化劇烈地區(qū)的要求，應(yīng)發(fā)展雙層涂料涂復(fù)的光纖。本發(fā)明的目的是提供一種低溫性能好的雙涂層光纖用光固化內(nèi)層(預(yù)涂復(fù))涂料，該涂料柔軟，具有高的彈性和低玻璃化溫度，伸長(zhǎng)度高，模量小，固化速度快等特性，能滿足快速拉絲涂復(fù)工藝要求。為了達(dá)到本發(fā)明的目的，該涂料以新合成的聚氨酯和有機(jī)硅兩種丙烯酸酯光敏樹脂為基料，通過交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑改性，添加高效光敏劑、增感劑和穩(wěn)定劑配制而成。上述聚氨酯光敏樹脂為合成的聚氨酯丙烯酸酯光敏預(yù)聚物(AUPPO)，常溫下為淺黃色高粘度液體，25℃的粘度為69300厘泊，數(shù)均分子量Mn＝2300，29℃折光率1.4848，比重1.080。上述有機(jī)硅光敏樹脂為合成有機(jī)聚硅氧烷丙烯酸酯光敏預(yù)聚物(AEPS)，常溫下為淺黃色低粘性液體，25℃粘度3000厘泊，Mn＝45000，25℃折光率1.4918，比重1.1131。AUPPO和AEPS的典型物性見表1。表1AUPPO、AEPS的典型物性主要性質(zhì)AUPPOAEPS粘度(25℃，厘泊)～700002000-3000指觸干燥時(shí)間秒8-101-2抗張強(qiáng)度公斤／厘米226.668.7斷裂伸長(zhǎng)率％6020彈性模量公斤／厘米244.334.3玻璃化溫度Tg℃-19-57肖氏硬度(HS)1218</table></tables>所述交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑是單官能活性單體，如丙烯酸或甲基丙烯酸的長(zhǎng)鏈烷基酯，長(zhǎng)鏈烷基的碳原子數(shù)可以是4-12，最好是6-8。所述高效光敏劑(光聚合引發(fā)劑)為安息香醚類，芳香酮類及偶氮或過氧化合物。本發(fā)明選用安息香醚(如安息香乙醚)和二苯甲酮-N，N-二甲基芐胺作混合光敏劑?；旌瞎饷魟┯昧繛?-12%。所述增感劑是含磷化合物。所述穩(wěn)定劑是微量紫外光吸收劑0.007%-0.04%和0.07%-0.35%(重量)的對(duì)一羥基苯甲醚或?qū)Ρ蕉硬⒂?。本涂料的基本配方按重量比?jì)是AUPPO100份，AEPS30-100份，交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑10-50份，安息香乙醚3-15份，二苯甲酮1-5份，N，N-二甲基芐胺0.2-2.0份，磷增感劑1-10份，對(duì)一羥基苯甲醚或?qū)Ρ蕉?.1-1.0份，紫外光吸收劑0.01-0.1份。本發(fā)明的更佳配方是AUPPO100(重量比)AEPS40-60調(diào)節(jié)劑A20-40安息香乙醚6-10二苯甲酮1-2N，N-二甲基芐胺0.5-1.0增感劑P2-3對(duì)一羥基苯甲醚0.1-1.0紫外光吸收劑0.03-0.06配制方法是將各組份按選定配方稱重，依次加入混合，待固體物全部溶解后過濾、脫泡、裝入深色瓶中避光存放，即如圖所示。按上述配方所得產(chǎn)品的綜合性能如表2。由表中數(shù)據(jù)可以看出，該涂料具有固化速度快，伸長(zhǎng)率高，模量小，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，對(duì)玻璃粘結(jié)力強(qiáng)等綜合優(yōu)點(diǎn)，滿足紫外光快速固化內(nèi)層光纖涂料的特性要求。上述各項(xiàng)性能的測(cè)定方法液體密度、粘度、折光率、固化涂料硬度，吸水率、摩擦系數(shù)、玻璃粘結(jié)力，熱老化性能均按美國(guó)Desoto方法測(cè)定，其它性能利用RJY-80型熱機(jī)分析儀測(cè)定玻璃化溫度和線膨脹系數(shù)，用電子拉力機(jī)測(cè)定揚(yáng)氏模量，斷裂伸長(zhǎng)率和抗張強(qiáng)度，用氣相色譜儀測(cè)定析氫量。實(shí)施例1配比選擇，以安息香乙醚5%，二苯甲酮1%，N，N-二甲基芐胺0.2%，增感劑1%(均按膠量計(jì))為光聚合引發(fā)劑、對(duì)AUPPO、AEPS，交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑組成的涂料按多因素優(yōu)選法進(jìn)行了三因素三水平的正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，考查了三個(gè)組分對(duì)固化速度、抗張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和模量的影響，結(jié)果見表3。注1)各配方均按膠量加入光敏劑、增感劑2)1、2、3數(shù)字為三個(gè)水平、括號(hào)內(nèi)為各水平對(duì)應(yīng)的重量份數(shù)表3中數(shù)據(jù)按優(yōu)選法分析可知，AUPPO主要影響強(qiáng)度和模量，增加AUPPO使強(qiáng)度降低，模量明顯減小，同時(shí)對(duì)提高伸長(zhǎng)率有利。AEPS對(duì)強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率，模量，固化速度均有明顯影響，增加AEPS可提高強(qiáng)度和固化速度，但使伸長(zhǎng)率降低，導(dǎo)致模量增加不利。交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑對(duì)提高伸長(zhǎng)率特別明顯，并增加強(qiáng)度，但用量過高對(duì)固化速度產(chǎn)生不利影響，配方6的綜合性能最好。實(shí)施例2按本發(fā)明的配方所得液體涂料在KBr晶片上涂膜，測(cè)定曝光前后的紅外光譜，光照前樣品在1620，1635厘米-1顯示C＝C雙鏈吸收峰，1400，1300厘米-1顯示CH2＝CH的C-H吸收峰，光照2秒鐘后譜圖中代表C＝C的1620，1635，1400，1300厘米-1的吸收基本消失，雙鏈轉(zhuǎn)化率達(dá)83%(光照條件25瓦/厘米高壓汞燈，15厘米燈距，0.2毫米膜，空氣中曝光)，表示差不多完全固化。實(shí)施例3用本發(fā)明的涂料在英國(guó)拉絲機(jī)HEATHWAY上涂復(fù)光纖，速度100米/分。涂復(fù)后光纖性能如表4。表4涂復(fù)光纖性能※<※多模光纖、裸光纖直徑125微米從表中數(shù)據(jù)可知、該涂料上機(jī)應(yīng)用能滿足快速拉絲涂復(fù)工藝要求，涂層均勻，幾何尺寸穩(wěn)定，涂復(fù)光纖強(qiáng)度高，耐彎曲，光傳輸性能好，符合國(guó)標(biāo)CCITT標(biāo)準(zhǔn)，低溫附加損耗小，冷至-30℃在測(cè)試誤差范圍內(nèi)可忽略不計(jì)。權(quán)利要求1.一種紫外光快速固化光纖內(nèi)層涂料，其特征是由聚氨酯丙烯酸脂(AUPPO)，有機(jī)硅聚硅氧烷丙烯酸脂AEPS，交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑A，高效光聚合引發(fā)劑，磷增感劑，穩(wěn)定劑組成，其配比按重量計(jì)為，AUPPO100份，AEPS30-100份，交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑A10-50份，高效光聚合引發(fā)劑4.2-22份(相當(dāng)于重量3-12%)，增感劑P1-10份，穩(wěn)定劑0.11-1.1份。2.如權(quán)利要求1的涂料，其特征是AUPPO質(zhì)量規(guī)格是常溫下為淺黃色高粘性液體，25℃粘度69300厘泊，Mn＝2300，29℃折光率1.4848，比重1.080。3.如權(quán)利要求1的涂料，其特征是AEPS質(zhì)量規(guī)定是常溫下為淺黃色液體，25℃粘度3000厘泊，Mn＝45000，25℃折光率1.4918，比重1.1131。4.如權(quán)利要求1的涂料，其特征是交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑A為單官能長(zhǎng)鏈烷基的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯，烷基的碳原子數(shù)是4-12，最好是6-8。5.如權(quán)利要求1的涂料，其特征是高效光聚合引發(fā)劑為安息香醚(如安息香乙醚3-15份)和二苯甲酮1-5份-N，N-二甲基芐胺0.2-2.0份混用的光敏劑。6.如權(quán)利要求1的涂料，其特征是穩(wěn)定劑為0.007%-0.04%的紫外光吸收劑和0.07%-0.35%(重量)的對(duì)一羥基苯甲醚或?qū)Ρ蕉印?.如權(quán)利要求1的涂料，其特征是更佳配方(按重量比計(jì))為AUPPO100份AEPS40-60份交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑A20-40份安息香乙醚6-10份二苯甲酮1-2份N，N-二甲基芐胺0.5-1.0份增感劑P2-3份對(duì)一羥基苯甲醚0.1-1.0份紫外光吸收劑0.03-0.06份全文摘要一種紫外光快速固化內(nèi)層光纖涂料，該涂料用自制低溫性能好的有機(jī)硅丙烯酸酯和柔軟的聚氨酯丙烯酸酯作為二元復(fù)合的光敏樹脂基料，添加交聯(lián)度調(diào)節(jié)劑改性、并配以高效光敏劑、增感劑、穩(wěn)定劑、紫外光吸收劑經(jīng)優(yōu)選研制成，它具有固化速度快，低溫性能好，柔軟性和伸長(zhǎng)度特別高，模量很小，對(duì)玻璃粘結(jié)性強(qiáng)的綜合特性，適于作為雙層涂覆光纖的內(nèi)層涂料使用，能為光纖充分提供抗微彎，側(cè)應(yīng)力緩沖和初級(jí)強(qiáng)度保護(hù)作用，能滿足快速拉絲涂覆工藝要求。文檔編號(hào)C09D175/14GK1047103SQ9010388公開日1990年11月21日申請(qǐng)日期1990年5月24日優(yōu)先權(quán)日1990年5月24日發(fā)明者余萬能,沈革新,屈秀寧,余曉夢(mèng),劉良炎,麥靈政,孫群珍,鄭君琪,陳捍寧申請(qǐng)人:湖北省化學(xué)研究所