光纤涂层以及具有UV吸收添加剂的组合物制造技术

描述了一种涂料组合物，其包含可辐射固化的组分、光引发剂和UV吸收剂。可以将所述涂料组合物施涂于光纤并固化形成涂层。UV吸收剂通过抑制涂层的意外固化而提供保护功能，所述涂层的意外固化在纤维加工期间将纤维暴露于UV光后即可发生。使光引发剂和UV吸收剂的光谱重叠最小化，以允许在一个或多个波长内发生固化反应的有效光引发。光引发可以由峰值发射波长在360nm–410nm范围内的LED源激发。

Optical fiber coating and composition with UV absorbing additive

A coating composition comprising radiation curable components, photoinitiators and UV absorbers is described. The coating composition can be applied to the optical fiber and solidified to form a coating. The UV absorbents provide a protective function by inhibiting the accidental curing of the coating. The accidental curing of the coating can occur after the fiber is exposed to UV light during the process of fiber processing. Minimize spectral overlap between photoinitiators and UV absorbers to allow effective photoinitiation of curing reactions at one or more wavelengths. Photoinitiation can be excited by a LED source with a peak emission wavelength in the range of 360nm to 410nm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光纤涂层以及具有UV吸收添加剂的组合物本申请依据35U.S.C.§119要求于2015年12月7日提交的系列号为62/263,943的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。
本说明书涉及光纤涂料组合物，由所述组合物形成的涂层，以及涂覆的光纤。更具体地，本说明书涉及包含UV吸收添加剂的可辐射固化的涂料组合物。UV吸收添加剂包含在由涂料组合物形成的涂层中。当UV吸收添加剂包含在一次组合物(primarycomposition)中时，其防止一次涂层在随后施涂的二次涂料组合物固化期间过度固化。
技术介绍
光纤的光传输性能高度依赖于在制造过程中施涂于纤维的聚合物涂层的性质。通常使用双层涂层系统，其中，使软的(低模量)一次涂层与玻璃纤维接触而使硬的(高模量)二次涂层包围一次涂层。二次涂层允许纤维能够被处理和进一步加工，而一次涂层在使外力消散以及防止所述外力被传递给光纤中起到了关键作用，其中所述外力可造成微弯引发的光衰减。一次涂层的功能性需求对用于这些涂层的材料提出了许多约束。为了防止弯曲和其他外部机械振动引起通过光纤传输的光信号强度的损失，一次涂层的杨氏模量需尽可能低(一般小于1MPa，理想地小于0.5MPA)。当光纤被布置在寒冷气候中而暴露于低温时，为了确保保持低的杨氏模量，一次涂层的玻璃化转变温度需较低(一般小于0℃，理想地，小于-20℃)，以使得一次涂层不转变为刚性的玻璃态。另外，一次涂层的拉伸强度需足够高以防止在纤维拉制时或者在经过涂覆的纤维的拉制后加工期间(例如，当施涂油墨层或将纤维捆扎形成缆线时)产生撕裂缺陷。由于拉伸强度一般随着模量的减小而减小，因此获得必要的拉伸强度是具有挑战性的。这意味着获得低模量的目标与获得高撕裂强度的目标相冲突。最后，为了确保一次涂层的厚度均匀性，以液体形式将形成一次涂层的组合物施涂于纤维。液态一次涂料组合物流动以均匀覆盖纤维，从而有助于固化态时厚度的均匀性。使用液相二次涂料组合物同样是有益的。然而，期望将液态二次涂料组合物施涂于固化态的一次涂层，以防止各液相混合及一次涂层被二次涂层的组分潜在污染(以及二次涂层被一次涂层潜在污染)。为了在保持高的拉制速度的同时达到这一目标，液相一次涂料组合物需能够迅速固化以形成固化的一次涂层，其具有足够的完整性以支持液态二次涂料组合物的施涂。为了满足这些要求，通常将光纤涂料配制成可辐射固化的氨基甲酸酯/丙烯酸酯低聚物和可辐射固化的丙烯酸酯官能化稀释剂的混合物。在暴露于光下并且存在光引发剂时，丙烯酸酯基团快速聚合形成交联的聚合物网络，该交联的聚合物网络通过沿着低聚物主链的氨基甲酸酯基团之间的氢键相互作用而被进一步强化。通过改变氨基甲酸酯/丙烯酸酯低聚物，可形成具有极低模量值同时保持足够拉伸强度的涂层，以在拉制期间或拉制后加工期间使损坏程度最小化。已公开了多种光纤涂料制剂，在这些制剂中改变了可辐射固化的氨基甲酸酯/丙烯酸酯低聚物的组成以实现不同的性质目标。光纤的一个重要性质是性能的一致性。光纤的布署生命通常延续几年，或者几十年，并且保持光纤的性能准确并且不会随着时间而下降是至关重要的。一次涂层的一个关键性质是能够减轻由弯曲或施加于纤维的其他应力所导致的信号衰减。为了保持应力诱导的信号衰减最小化，一次涂层的模量需随着时间而保持恒定。为了在初始制造期间获得一次涂层的所需模量，通常控制固化条件以控制一次涂料组合物的固化程度。随着固化程度增加，一次涂层变得更加刚性并且获得了更高的模量。为了将模量保持在所需范围内，通常在完成固化之前以及在固化程度小于100％之前使一次涂层的固化反应停止。结果，起到增加一次涂层固化程度的后续加工事件导致一次涂层的模量意外增加，并且使一次涂层提供缓冲外力的能力下降，而该能力是防止应力诱导的纤维信号损失所需要的。由于许多一次涂料组合物是通过UV光固化的，因此，在后续的加工步骤期间将一次涂层暴露于UV光会因为UV诱导的反应使固化程度增加而存在使一次涂层的模量升高的风险。当将后续各层施涂于纤维时，加工期间一次涂层有可能暴露于UV光。通常将二次涂料组合物施涂于经过固化的一次涂层。为了由二次涂料组合物形成二次涂层，需要用UV光固化二次涂料组合物。UV光可通过二次涂料组合物到达一次涂层并改变一次涂层的固化程度。类似地，施涂油墨层或缓冲层也可能使一次涂层经受UV光的暴露。将一次涂层暴露于另外强度的UV光导致一次涂层过度固化，并且使一次涂层的模量和性能不可预见以及不一致。因此，期望开发一次涂层，其模量对于一次涂层在纤维加工期间后续暴露于UV光来说是稳定的。
技术实现思路
描述了一种涂料组合物，其包含可辐射固化的组分、光引发剂和UV吸收剂。可以将所述涂料组合物施涂于光纤并固化形成涂层。UV吸收剂通过抑制涂层的意外固化而提供保护功能，所述涂层的意外固化可在纤维加工期间将涂层暴露于UV光时发生。使光引发剂和UV吸收剂的光谱重叠最小化，以允许在一个或多个波长内发生固化反应的有效光引发。光引发可以由峰值发射波长在360nm–410nm范围内的LED源激发。涂料组合物可以包括多种可辐射固化的组分和/或增强剂。第一个方面涉及：一种涂料组合物，其包含：第一可辐射固化的组分；光引发剂；和UV吸收剂；其中，在360nm–410nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于7.5。第二个方面涉及一种涂料组合物的固化产物，所述涂料组合物包含：第一可辐射固化的组分；光引发剂；和UV吸收剂；其中，在360nm–410nm范围内的每个波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于7.5。第三个方面涉及：一种光纤，其包含涂料组合物的固化产物，所述涂料组合物包含：第一可辐射固化的组分；光引发剂；和UV吸收剂；其中，在370nm–400nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于7.5。第四个方面涉及：一种制造光纤的方法，所述方法包括：从预制件中拉制出光纤；向所述光纤施涂涂料组合物；所述涂料组合物包含：第一可辐射固化的组分；光引发剂；和UV吸收剂；其中，在360nm–410nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于7.5；以及固化所述涂料组合物。在以下的详细描述中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或通过实施书面说明书和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。应理解，上文的一般性描述和下文的具体实施方式都仅仅是示例性的，并且旨在提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。包括的附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图是对本说明书的所选方面的例示，其与说明书一起对本说明书所包含的方法的原理和操作、产品以及组成进行解释。附图所示的特征是本说明书所选的实施方式的例示并且不一定以适当的比例描绘。附图说明尽管说明书以权利要求书结束并且权利要求书具体指出并明确要求保护本书面说明书的主题，但是认为当结合附图时能够从以下的书面说明书中更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂料组合物，其包含：第一可辐射固化的组分；光引发剂；和UV吸收剂；其中，在360nm–410nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于7.5。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.07 US 62/263,9431.一种涂料组合物，其包含：第一可辐射固化的组分；光引发剂；和UV吸收剂；其中，在360nm–410nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于7.5。2.如权利要求1所述的涂料组合物，其中，所述第一可辐射固化的组分包含烯键式不饱和官能团。3.如权利要求2所述的涂料组合物，其中，所述烯键式不饱和官能团是丙烯酸酯基团。4.如权利要求1-3中任一项所述的涂料组合物，其中，所述第一可辐射固化的组分是单官能的。5.如权利要求1-3中任一项所述的涂料组合物，其中，所述第一可辐射固化的组分是多官能的。6.如权利要求1-5中任一项所述的涂料组合物，其还包含第二可辐射固化的组分。7.如权利要求6所述的涂料组合物，其中，所述第一可辐射固化的组分是单官能的，并且所述第二可辐射固化的组分是多官能的。8.如权利要求6或7所述的涂料组合物，其中，所述第二可辐射固化的组分的分子量在200g/mol至2000g/mol的范围内，并且包含两个或更多个烯键式不饱和基团。9.如权利要求6-8中任一项所述的涂料组合物，其中，所述第二可辐射固化的组分缺乏氨基甲酸酯基团和脲基团。10.如权利要求6-9中任一项所述的涂料组合物，其中，所述第一可辐射固化的组分包含烯键式不饱和基团和多元醇基团。11.如权利要求1-10中任一项所述的涂料组合物，其中，所述第一可辐射固化的组分为单体，所述单体以40重量％-85重量％范围内的量存在于所述涂料组合物中。12.如权利要求11所述的涂料组合物，其中，所述单体是单官能的，所述单官能单体以50重量％-85重量％范围内的量存在于所述涂料组合物中。13.如权利要求12所述的涂料组合物，其还包括第二可辐射固化的组分，所述第二可辐射固化的组分是双官能单体，所述双官能单体以5重量％-20重量％范围内的量存在于所述涂料组合物中。14.如权利要求1-13中任一项所述的涂料组合物，其还包括增强剂。15.如权利要求14所述的涂料组合物，其中，所述增强剂是多元醇、二异氰酸酯和二醇之间的反应产物。16.如权利要求14所述的涂料组合物，其中，所述增强剂是低聚物。17.如权利要求14-16中任一项所述的涂料组合物，其中，所述增强剂以2重量％-40重量％范围内的量存在于所述涂料组合物中。18.如权利要求1-17中任一项所述的涂料组合物，其还包含可辐射固化的低聚物。19.如权利要求18所述的涂料组合物，其中，所述可辐射固化的低聚物以小于10重量％的量存在于所述涂料组合物中。20.如权利要求1-17中任一项所述的涂料组合物，其中，所述涂料组合物缺乏可辐射固化的低聚物。21.如权利要求1-20中任一项所述的涂料组合物，其中，所述UV吸收剂包括衍生自二苯甲酮、苯并三唑、三嗪或其取代形式的部分。22.如权利要求1-21中任一项所述的涂料组合物，其中，在360nm–410nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于5.0。23.如权利要求1-21中任一项所述的涂料组合物，其中，在360nm–410nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于2.0。24.如权利要求1-21中任一项所述的涂料组合物，其中，在360nm–410nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于1.0。25.如权利要求1-21中任一项所述的涂料组合物，其中，在370nm–405nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于5.0。26.如权利要求1-21中任一项所述的涂料组合物，其中，在370nm–405nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于2.0。27.如权利要求1-21中任一项所述的涂料组合物，其中，在370nm–405nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所述光引发剂的吸收强度的比值小于1.0。28.如权利要求1-21中任一项所述的涂料组合物，其中，在375nm–400nm范围内的波长下，所述组合物中的所述UV吸收剂的吸收强度与所述组合物中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·德罗萨，M·D·法比安，S·L·洛谷诺夫，J·R·马修斯，M·欧坎坡，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US