涂层组合物制造技术

用于涂装光学玻璃纤维的光固化涂层组合物，它包含：（ａ）多烯键不饱和聚氨酯，它是由含有氟烷侧基的多元醇制备的；（ｂ）烯键不饱和单体，它即是多烯键不饱和聚氨酯的液体溶剂又能与之共聚合；（ｃ）光引发剂组分。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂层组合物，具体讲是涉及用于光学玻璃纤维生产过程的光固化（Photocurable）涂层组合物。光学玻璃纤维能够远距离传输大量信息，而被广泛应用于通信领域。玻璃纤维本身具有高强度特征，其固有强度可达3×109牛顿/平方米的数量级（参考“Opticalfibresfortransmission”，J.EMidwinter，1979，JohnWileyandsons）。但是，玻璃纤维能否持续保留其强度与所处环境有极大关系。磨损，即使是由微米级粒子所致，也会在玻璃纤维表面产生微细裂纹，这种微细裂纹被认为按照格里菲斯（Griffith）首先提出的机理传播扩展、最终导致玻璃纤维破裂。玻璃纤维强度损失的另一根源是与湿气和溶液中的离子相接触。众所周知，当含有离子（如钠离子）的水存在时，石英玻璃表面的化学键就会发生迅速的水解，其结果导致显著的强度下降直至破裂。因此，为使光学玻璃纤维保持高强度，有必要采取措施使玻璃纤维免受诸如磨损、湿气、离子这样一些环境影响。为达此目的，已采用对新抽丝的玻璃纤维进行涂装的工艺，并已成为整个生产过程中的一个组成部分。对光学玻璃纤维已提出的涂装体系包括含溶剂添、双组份体系及热固化硅橡胶，但其中没有一个令人完全满意，原因是这些体系可涂装性差，固化速度慢以及一些不适宜的性质。为克服生产速度慢的问题，已建议使用可光固化的涂层，特别是用商用高强度紫外线灯系-->统就可使其迅速固化的紫外线固化性涂层。然而，所获得的涂层并不总是具有令人满意的综合性质。因此，直接用于玻璃纤维抽丝过程令人满意的涂层应当具备几个重要特性。首先，涂层树脂须在低强度的紫外光下转变为稳定的聚合物，以迅速提高纤维的生产速率。其次，涂层必须是软性的，比较典型的是具有10兆帕斯卡（MPa）以下的拉伸模量，这样就会缓冲在以后的光缆制造过程中，以及在使用中对纤维施加的侧向作用力，从而使涂层具有足够的强度来抵抗纤维表面的物理脱覆。涂层的玻璃化温度应足以低到在-40℃（摄氏度）甚至-60℃（摄氏度）下不产生任何微曲中心。该软涂层或底层缓冲涂层还应当有效地阻止湿气的侵入和离子向玻璃表面的迁移。更进一步说，为了消除偏离波导中心的散射光波型，涂层的折射率应当是1.48或更高些。由于单一涂层难于提供合乎要求的柔性和韧性，通常用两种涂层对光学纤维分层涂装。第一层为柔软的底层缓冲（内层）涂料，它能抵消不均匀热膨胀的影响。第二层为具有高模量的外涂层，它可提供必要的韧性并具有抗磨损、抗化学侵蚀性能。现已发现可直接用于涂装玻璃纤维并具有理想综合特性，尤其是具有较高的紫外光敏性、较低的拉伸模量和玻璃化温度以及特别低的吸水率和透湿性及满意的折射率的涂料，该涂料是以带有氟烷侧基的不饱和聚氨酯为基础的组合物。因此，依据本专利技术，提供了可光固化的涂层组合物，它包含：（a）从带有侧氟烷基的多元醇化合物得到的多烯键不饱和聚氨酯;（b）烯键不饱和单体，该单体为多烯键不饱和聚氨酯的液体溶-->剂，此外还能与其共聚合;（c）光引发剂组分。本专利技术的涂层组合物中的（a）组分最好是含有丙烯酸酯或者如下分子式所示的取代的丙烯酸酯基团的聚氨酯聚丙烯酸酯：式中R表示一个可任意取代的低分子量烷基自由基团，如甲基或者羧甲基，最好是氢。一般地讲，组分（a）是下列化合物的反应产物：即具有氟烷侧基的多羟基化合物、有机多元异氰酸酯和含有单羟基的烯键不饱和单体，多元异氰酸酯中的NCO（异氰酸酯基）基团与多元醇中的OH（羟基）基团之比大于1∶1。具有氟烷侧基的适用的多元醇包括含有如下分子式所示侧基的化合物：（1）式中Y代表F而Z代表Cl或F（CF2）n-这里的n是0到10的整数，或者Y与Z结合成为-（CF2）m-链、此处m是2到4的整数;x是一个正整数，该整数当Z是Cl或F（CF2）n-基团时必须为1。含氟多元醇可以通过具有下面分子通式的氟代烯烃经自由基加成获得：-->（2）式中Y、Z定义同上（1）式，而多元醇中的羟基直接连到下面分子（3）所示的基团上：-（CH2）pO-（3）p是不小于4的整数。用于制备含氟多元醇的如分子式（2）所示的氟代烯烃包括下列化合物：四氟乙烯、氯代四氟乙烯、六氟丙烯、全氟1-壬烯、六氟环丁烯、八氟环戊烯和十氟环己烯。羟基直接连接到（3）式基团的多元醇举例如下：1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇和来源于以上二醇物的聚酯化合物。对制备含氟多元醇特别有用的多元醇包括聚丁二醇，该化合物可通过四氢呋喃在如三氟化硼这样的酸性催化剂作用下聚合而制得。聚丁二醇适宜的分子量范围是162到5000，尤其是500-3000或更佳的是在650-2000这个范围。氟代烯烃与多元醇的自由基加成反应可在能产生自由基的条件下进行。早先的技术已充分讨论过产生自由基的各种条件，其中包括易产生自由基的化合物的使用，这些化合物如偶氮化合物和过氧化合物。过氧化合物中诸如过氧化物类、过硫酸盐、过碳酸盐和过硼酸盐。产生自由基的方法还有紫外线照射引发及γ辐射引发。已发现过氧化二特丁基引发剂是特别有效的。-->自由基加成反应可在常温或高到200℃下进行。在反应温度下多元醇处于液态时通常不用溶剂，而需要时可用惰性溶剂。反应产物与剩余的反应物以及溶剂的分离可用传统方法完成。含氟多元醇的氟含量可以通过改变氟代烯的组成和（或者是）用量来调整，或（和）改变自由基加成条件也可达到以上目的。一般来说，含氟多元醇的氟含量以重量百分数计在5%-60%之间，当然这并不排除使用更低含量或更高含量的可能性。通过氟代烯烃与非聚合多元醇加成获得的产物中每个多元醇分子平均含有1个或更多分子式（1）所示的基团。聚合的含氟多元醇如聚醚多元醇，每个残留单体可能平均含有1个或更多分子式（1）中的基团。也可使用含氟多元醇的混合物，如具有不同氟含量和（或者）不同分子量的多元醇混合物。制备组分（a）使用的有机多元异氰酸酯包括：脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和芳香族二异氰酸酯，在聚氨酯文献中对它们已作了详尽地描述。适宜的脂肪族、脂环族二异氰酸酯包括亚己基、异佛尔酮和4，4′-二环己甲基（dicyclohexylmethane）二异氰酸酯，而适宜的芳香族二异氰酸酯有苯撑、2，4-甲代亚苯基、2，6-甲代亚苯基和4，4′-二苯甲基二异氰酸酯。象甲代亚苯基二异氰酸酯或二苯甲基二异氰酸酯异构体的混合物也可使用。另外一些适宜的混合物是商用产品，通常称为“天然MDI”，其中含有二苯甲基二异氰酸酯和具有更高官能度的聚亚甲基聚苯多元异氰酸酯，这种混合物可由天然苯胺-甲醛反应产物的光气化制得。最好是使用两个异氰酸酯基具有不同反应活性的二异氰酸酯，如甲代亚-->苯基二异氰酸酯、异佛尔酮基二异氰酸酯。制备组分（a）所用到的含有烯键不饱和单体的羟基化合物最好是丙烯酸烃烷基酯或甲基丙烯酸羟烷基酯，其中羟烷基碳原子为2-4个。其例子如（甲基）丙烯酸2-羟乙基酯、（甲基）丙烯酸2-羟丙基酯。最好是丙烯酸2-羟乙基酯。制备组分（a）时，有机多元异氰酸酯可以任何次序与含侧氟烷基的多元醇和含羟基单体反应。譬如，含氟多元醇每羟基当量与一摩尔二异氰酸酯反应、所得到含有异氰酸酯端基的聚氨酯产物然后与足量的羟基单体反应，以形成所需的多烯键不饱和聚氨酯。另一反应途径是将1摩尔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光固化性涂层组合物，其包括：（ａ）由具有氟烷基侧基多元醇制备的多烯键不饱和聚氨酯；（ｂ）烯键不饱和单体，它即是多烯键不饱和聚氨酯的液体溶剂又能与之共聚合；（ｃ）光引发剂组分。

【技术特征摘要】
GB 1986-9-10 86/217931、一种光固化性涂层组合物，其包括：(a)由具有氟烷基侧基多元醇制备的多烯键不饱和聚氨酯；(b)烯键不饱和单体，它即是多烯键不饱和聚氨酯的液体溶剂又能与之共聚合；(c)光引发剂组分。2、依据权利要求1的组合物，其中多烯键不饱和聚氨酯是下列化合物的反应产物：具有氟烷侧基的多元醇、有机多元异氰酸酯和含有单羟基基团的烯键不饱和单体，多元异氰酸酯中的异氰酸酯基（NCO）与多元醇中的羟基之比大于1∶1。3、依据权利要求2的组合物，其中含有氟烷侧基的多元醇具有下面分子式所示的侧基：式中Y代表F而Z代表Cl或F（CF2）n-，这里n是0-10的整数，或是Y与Z结合形成CF2链，这里m是2-4的整数;式中x是一个正整数，且当Z代表Cl或F（CF2）n-时x必须为1。4、依据权利要求2的组合物，其中含有氟烷侧基的多元醇是由下面分子通式所示的氟代烯烃与多元醇的自由基加成的产物;氟代烯烃：式中Y、Z定义同上;多元醇中每一个羟基直接接到如下式所示的基团上：（CH2）pO这里p是一个不小于4的整数。5、依据权利要求4的组合物，其中氟代烯烃是四氟乙烯、氯代四氟乙烯或六氟丙烯。6、依据权利要求4的组合物，其中多元醇是聚丁二醇，其分子量范围是162-5000。7、依据权利要求6的组合物，其中聚丁二醇，分子量范围是500-...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特阿瑟黑德，史蒂文约翰逊，
申请(专利权)人：帝国化学工业公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]