用于光导纤维的涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于涂覆光导纤维（１０）的组合物，所述光导纤维包含芯纤维（１２）、包层（１４）、内初级涂层（１６）和外初级涂层（１８）。其中本发明专利技术的组合物包含能聚合的低聚物，适用于控制组合物粘度的单体，和包含含有插在至少两个反应性硅烷之间的环状结构的化合物的粘合促进剂，所述反应性硅烷独立地为烷氧基硅烷或卤代硅烷。本发明专利技术的另一种组合物包含能聚合的低聚物，适用于控制组合物粘度的单体，包含含反应性硅烷基的化合物的粘合促进剂，和一种载体。本发明专利技术还涉及光导纤维和使用本发明专利技术的组合物来制造光导纤维的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请的相互参考本申请是1999年4月29日申请的美国专利申请No.09/301,814的部分延续，所述美国申请的内容是依据并且其全部在此参考引用，在此要求依据35U.S.C.§120的优先权利益。专利技术的领域本专利技术涉及用于光导纤维的涂料组合物，用这种涂料制得的光导纤维，和制造含有这种涂料的光导纤维的方法。专利技术的背景光导纤维在通讯领域中起着越来越重要的作用，它经常用来代替现有的铜导线。这种趋势对局域网(即家用纤维)造成显著的影响，局域网所用光导纤维会有更大的增长。当建立局域纤维网以数据、音频和视频信号的形式将更大量的信息传送到住宅和商业使用者时，预期在局域环路电话和电缆TV服务中对光导纤维的使用有进一步增长。另外，在家庭和用于国内数据、声音和电视通讯的商业中开始使用光导纤维并且预期这种使用还会增长。在局域网中使用的纤维直接暴露在苛刻的条件下(包括极端的温度和湿度极限)。由于已有的涂料在这种不利的条件下性能不好，故需要开发较高性能的涂料以适应纤维使用时的宽而可变的温度和湿度条件。具体来说，这些涂料具有热、氧化和水解稳定性，这种稳定性足以保护包封的纤维能长期使用(即约二十五年或更长的时间)。光导纤维一般包含玻璃芯和至少两层涂层，即初级(或内)涂层和次级(或外)涂层。将初级涂层直接施涂到玻璃纤维上，固化时形成了一种包封玻璃纤维的柔软、弹性和柔顺的材料。初级涂层起缓冲垫的作用，以便在纤维受到弯曲、捆绑或缠绕时缓冲和保护玻璃纤维芯。在处置过程中对光导纤维施加的应力可能会诱发纤维的微弯曲，并使将要通过纤维的光发生衰减，从而导致低效率的信号传输。次级涂层施涂在初级涂层上，它作为坚韧的保护外层，在加工和使用过程中防止对玻璃纤维造成损害。某些特性对初级涂层是需要的，而另一些特性对次级涂层是需要的。初级涂层的模量必须足以低至容易地解轻加在纤维上的应力来缓冲和保护纤维，所述应力会诱发微弯曲并导致信号传输效率低。在纤维的整个使用期内都必须保持这种缓冲效应。由于初级涂层与次级涂层之间的热膨胀性的差异，初级涂层玻璃化转变温度(Tg)还必须比可预知的最低使用温度低。这就使初级涂层在整个使用温度的范围内保持弹性，促进玻璃纤维和次级涂层之间热膨胀系数的差异。对初级涂层来说，重要的是其折射率要与包层(cladding)的折射率不同(即更高)。这样就可在包层和初级涂层之间造成折射率差，使错误的光信号从玻璃芯折射掉。最后，初级涂层在热和水解老化的过程中必须保持对玻璃纤维的适当粘合性，但在拼接时仍能从其上剥离下来。抗湿性是主要的，因为水分也会影响初级涂层对玻璃的粘合。粘合性差会导致微弯曲和/或各种尺寸上的脱层，这些都是引起光导纤维衰减的重要缘由。为了在热和水解老化，尤其是在高温和高湿使用的过程中提供适当的粘合性，许多初级涂层组合物都包括粘合促进剂，所述促进剂尤其在湿环境下能促进初级涂层对玻璃纤维的粘合。许多合适的粘合促进剂在已有技术中已有描述，它们包括酸官能材料和有机官能硅烷。其中，以有机官能硅烷为佳，因为这种硅烷的腐蚀性较小，并且加有这种硅烷的涂层往往能更好地保持其粘合性。在已有技术中描述过的合适的有机官能硅烷通常包括氨基官能硅烷、巯基官能硅烷、甲基丙烯酸酯官能硅烷、丙烯酰氨基官能硅烷、烯丙基官能硅烷、乙烯基官能硅烷和丙烯酸酯官能硅烷。有机官能硅烷的例子披露于Shustack的美国专利5,146,531中。尽管在已有技术中使用了粘合促进剂，但仍然需要改进的粘合促进剂和改进的用于玻璃纤维的涂料组合物。本专利技术就涉及克服已有技术中的这种缺陷。专利技术的概述本专利技术的一个方面涉及一种用于涂覆光导纤维的组合物。本专利技术的第一种组合物包含能聚合的低聚物、适用于控制组合物粘度的单体和包含含有插在至少两个反应性硅烷之间的环状结构的化合物的粘合促进剂，所述反应性硅烷独立地为烷氧基硅烷或卤代硅烷。本专利技术的第二种组合物包含能聚合的低聚物、适用于控制组合物粘度的单体、包含含反应性硅烷的化合物的粘合促进剂和载体。本专利技术的另一个方面涉及一种光导纤维。本专利技术的第一种光导纤维包含玻璃纤维和包封玻璃纤维的初级涂层。这种初级涂层是可聚合组合物的固化产物，所述组合物包含粘合促进剂，该促进剂包含含有插在至少两个反应性硅烷之间的环状结构的化合物，所述反应性硅烷独立地为烷氧基硅烷或卤代硅烷。本专利技术的第二种光导纤维也包含玻璃纤维和包封玻璃纤维的初级涂层。这种初级涂层是可聚合组合物的固化产物，所述组合物包含载体和包含含反应性硅烷的化合物的粘合促进剂。本专利技术的再一个方面涉及一种制造本专利技术光导纤维的方法。本专利技术的一种方法包括提供玻璃纤维，用初级可聚合的组合物涂覆玻璃纤维，所述组合物包含粘合促进剂，该促进剂包含含有插在至少两个反应性硅烷之间的环状结构的化合物，所述反应性硅烷独立地为烷氧基硅烷或卤代硅烷，在有效地能在玻璃纤维上形成初级涂层的条件下聚合组合物。本专利技术的另一种方法包括提供玻璃纤维，用初级可聚合的组合物涂覆玻璃纤维，所述组合物包含载体和包含含反应性硅烷的化合物的粘合促进剂，在有效地能在玻璃纤维上形成初级涂层的条件下聚合组合物。通过使用本专利技术的初级涂料组合物，所述组合物包含(1)粘合促进剂，该促进剂包含含有插在至少两个反应性硅烷之间的环状结构的化合物，所述反应性硅烷独立地为烷氧基硅烷或卤代硅烷，所述组合物或包含(2)载体和粘合促进剂的组合，所述粘合促进剂包含含反应性硅烷的化合物，就可以提高初级涂层在光导纤维上的粘合性，尤其是初级涂层的湿粘合性。这样就可以减少或消除脱层现象的发生。而且，可以提高光导纤维的使用寿命，并且可以在光导纤维的使用期内保持高质量的信号传输(即最小的衰减)。附图的简要说明附图说明图1是本专利技术光导纤维的横截面图。专利技术的详细描述本专利技术的一个方面涉及一种用于涂覆光导纤维的组合物。该组合物包含能聚合的低聚物、适用于控制组合物粘度的单体和包含含有插在至少两个反应性硅烷之间的环状结构的化合物的粘合促进剂，所述反应性硅烷独立地为烷氧基硅烷或卤代硅烷。环状结构可以是烃环状结构或杂环结构或其组合。烃环状结构和杂环结构可以是单环、稠合环或多环结构，它们可以带有或不带有烃或杂取代基。合适的烃环状结构包括，但不局限于每个环状结构中较好含有3-10个，更好含有5-6个碳原子的环烷烃；每个环状结构中较好含有3-10个，更好含有5-6个碳原子的环烯烃；每个环状结构中较好含有3-10个，更好含有5-6个碳原子的环烷二烯；取代的脂族环；芳环和取代的芳环。烃环状结构较好是芳环或取代的芳环。烃环状结构的例子包括，但不局限于苯、萘、环己烷、环己烯等。合适的杂环结构包括那些在环结构中含有氧、氮、硫或磷杂原子的结构。杂环结构的例子包括，但不局限于吡啶、吡咯、咪唑、吲哚、嘧啶、吡咯烷、哌啶、呋喃、噻吩等。至少两个反应性硅烷可以独立地为烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷或任何其它合适的聚烷氧基硅烷、卤代硅烷、二卤代硅烷或三卤代硅烷。至少两个反应性硅烷较好独立地为二烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷或三卤代硅烷。合适的烷氧基硅烷、聚烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷和三烷氧基硅烷包含独立地含有1-6个碳原子的烷氧基。较好的卤代硅烷是氯代硅烷，更好是三氯硅烷。化合物也可以包含插在环状结构和至少两个烷氧基硅烷中的一个(或多个)之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涂覆光导纤维的组合物，它包含：能聚合的低聚物；适用于控制所述组合物粘度的单体；和包含含有插在至少两个反应性硅烷之间的环状结构的化合物的粘合促进剂，所述反应性硅烷独立地选自烷氧基硅烷和卤代硅烷。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CK基恩，EJ富克斯，GF雅各布斯，KR琼斯，EH乌鲁蒂，MJ温宁汉姆，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]