本发明专利技术涉及光固化领域，尤其涉及一种适用于UV‑LED固化的光纤涂覆树脂。它由重量百分比70％‑95％的自由基光固化涂覆树脂和5％‑30％阳离子光固化涂覆树脂混合而成，所述自由基光固化涂覆树脂包括20％‑70wt％的低聚物、20％‑70wt％的活性单体稀释剂、1％‑10wt％的光引发剂、1％‑10wt％的助剂；所述阳离子光固化涂覆树脂包括40％‑90wt％阳离子光固化低聚物、9％‑60wt％阳离子光固化单体和1％‑5wt％阳离子光固化引发剂。本发明专利技术可用于波长范围为350nm‑410nm的UV‑LED光源固化，在2500m/min以上拉丝速度下光纤表面固化度可达85％以上；拉丝玻璃管挥发沉积较少，不发黑。
An optical fiber coating resin for UV-LED curing
【技术实现步骤摘要】
一种适用于UV-LED固化的光纤涂覆树脂
本专利技术涉及光固化领域，尤其涉及一种适用于UV-LED固化的光纤涂覆树脂。
技术介绍
近年来，UV-LED(紫外发光二极管)光源技术得到了快速发展。与传统的汞灯、金属卤素灯和微波无极灯等紫外光源相比，UV-LED固化光源具有以下突出优点：(1)节能，能耗仅传统UV固化的1/4；(2)环保，不含汞等重金属元素，同时不产生臭氧；(3)高效，即开即用，不需要预热，同时使用寿命是传统UV灯源的10倍以上；(4)适用范围广，UV-LED作为一种冷光源，输出的为单波长紫外光，无较易产生热量的红外光，对热敏基材更加的友好。光纤是光通信系统中信息传输的核心介质，为避免玻璃裸光纤受到各种机械损伤和环境因素的影响，在玻璃光纤从保温炉中拉出成型时需要在尽可能短的时间内涂覆保护性树脂，即光纤涂覆树脂(光纤涂料)。自从20世纪60年代光纤专利技术以来，光纤拉丝涂料先后经历了由热固化型涂料向紫外光固化型涂料转变的发展过程，单层涂料涂覆向双层涂料涂覆转变的发展过程，目前绝大部分的光纤采用的是双层紫外固化涂覆树脂。由于UV-LED光源的巨大优势和降成本需求，目前各大光纤厂商已经在逐步引进UV-LED固化光源替代传统汞灯和微波无极灯进行光纤拉丝。UV-LED光源发出的为单波长紫外光，半峰宽在±5nm左右，波长范围为350nm～410nm。专利技术人发现，如果采用传统UV固化所使用的光纤涂料在UV-LED光源下进行拉丝，会存在以下两个突出问题：一是固化速度无法满足需求，特别是外层涂料的表面固化度会发生降低。近年来，随着4G、5G建设和国家宽带战略的实施，光纤需求量不断提升，光纤厂商为了提高生产效率，拉丝速度不断提高，目前已达到2500m/min，甚至3000m/min以上。如果采用UV-LED对传统UV光纤涂料进行固化，在同样固化剂量下，为了达到相同的表面固化效果，固化速度通常无法超过2000m/min，严重影响了生产效率。二是相比于传统UV固化工艺，UV-LED固化玻璃管上挥发物沉积更为严重。传统UV固化炉里面的温度非常高，可达500℃以上，这一方面增加了拉丝玻璃管的温度，可降低挥发物的沉积，另外一方面高温对玻璃管上的沉积物起到一定的烧蚀作用，让玻璃管更加洁净。目前都是大棒拉丝，一根预制棒可拉丝5000～10000km光纤，拉丝时间在2～3天。在拉丝的后期，UV-LED固化因为挥发问题导致玻璃管发黑严重，光透过率显著下降，影响了涂料的固化度。基于上述可知，有必要提供一种UV-LED固化光纤涂覆树脂，以保证其拉丝速度能够满足光纤生产要求，同时减少玻璃管上挥发物的沉积，避免发黑。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于UV-LED固化的光纤涂覆树脂及其应用。本专利技术是通过将自由基光固化和阳离子光固化相结合的技术方案得以实现。所述UV-LED固化光纤涂覆树脂由自由基光固化涂覆树脂和阳离子光固化涂覆树脂混合组成。所述自由基光固化涂覆树脂包括低聚物、活性单体稀释剂、光引发剂和助剂。其中，低聚物的含量为20％-70wt％，活性单体稀释剂的含量为20％-70wt％，光引发剂含量为1％-10wt％，助剂含量为1％-10wt％。所述的助剂包括消泡剂、流平剂和抗氧剂等。所述低聚物由聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯混合组成。其中聚氨酯丙烯酸酯选自SARTOMER公司的CN8000系列、CN9000系列，CN981B88，CN985B88等脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，CN9782，CN971A80，CN971B80芳香族聚氨酯丙烯酸酯；长兴公司的6103,6126，6130B-80脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，6124，6121F-80等芳香族聚氨酯丙烯酸酯。环氧丙烯酸酯选自SARTOMER公司的CN104系列环氧丙烯酸酯、长兴公司的621A环氧丙烯酸酯、6219-100环氧甲基丙烯酸酯、江苏三木公司的6105环氧丙烯酸酯。所述活性单体稀释剂包括：丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯等。所述自由基光固化涂覆树脂中的光引发剂，优选2％-5wt％的含量。光引发剂用量对固化速度起着至关重要的作用，对最终涂料的机械性能也能起一定的调节作用。所述的光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷(TPO)、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(TPO-L)、安息香双甲醚(IRGACURE651)、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(IRGACURE819)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(IRGACURE907)、2,4-二乙基硫杂蒽酮(DETX)、四乙基米氏酮(EMK)等。其中优选2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。上述光引发剂在350nm～410nm范围具有较高吸收效率、且不易挥发。所述自由基光固化涂覆树脂可包括一些常规助剂，用以对涂料的最终性能进行适当调节，包括但不限于粘消泡剂、流平剂和抗氧剂等。所述阳离子光固化涂覆树脂包括阳离子光固化低聚物、阳离子光固化单体和阳离子光固化引发剂。其中，低聚物的含量为40％-90wt％，单体的含量为9％-60wt％，光引发剂含量为1％-5wt％。所述阳离子光固化低聚物包括环氧系列低聚物和聚乙烯基醚系列低聚物，其中环氧系列低聚物主要是环氧双酚A树脂，聚乙烯基醚系列低聚物主要是羟基乙烯基醚树脂。优选环氧树脂828和环氧树脂128。其固化后表现出优异的机械、化学、黏结和绝缘性能且质量非常稳定，纯度高，色相佳。所述阳离子光固化单体包括乙烯基醚类、环氧类和氧杂环丁烷类。其中乙烯基醚类阳离子光固化单体有乙二醇丁基乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、1,4-环己基二甲醇二乙烯基醚、1,4-丁二基二乙烯基醚等；环氧类光固化单体有3，4-环氧环己基甲酸-3’，4’-环氧环己基甲酯、3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷等；氧杂环丁烷类阳离子光固化单体有3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-氯甲基氧杂环丁烷、3-[(环己基氧)甲基]-3-乙基氧杂环丁烷、3,3’-[(1-甲基乙基)双(4,1-苯氧基甲基)]。优选3，4-环氧环己基甲酸-3’，4’-环氧环己基甲酯和3,4-环氧环己基甲基甲基丙烯酸酯。所述阳离子光固化涂覆树脂还应包括1％-5wt％的光引发剂，优选1％-3wt％的含量。所述的光引发剂选自(5-对甲苯磺酰氧亚胺-5H-噻吩-2-亚基)-(4-甲氧基苯基)-乙腈、双(4-十二烷基苯)碘六氟锑酸盐、(4-辛烷氧基苯基)苯碘鎓六氟锑酸盐、双(4-叔丁基苯甲基)碘鎓六氟锑酸盐等。优选在365nm以上长波长区域有较强吸收的5-对甲苯磺酰氧亚胺-5H-噻吩-2-亚基)-(4-甲氧基苯基)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于UV-LED固化的光纤涂覆树脂，它由重量百分比70％-95％的自由基光固化涂覆树脂和5％-30％阳离子光固化涂覆树脂混合而成，所述自由基光固化涂覆树脂包括20％-70wt％的低聚物、20％-70wt％的活性单体稀释剂、1％-10wt％的光引发剂、1％-10wt％的助剂；所述阳离子光固化涂覆树脂包括40％-90wt％阳离子光固化低聚物、9％-60wt％阳离子光固化单体和1％-5wt％阳离子光固化引发剂。/n
【技术特征摘要】
1.一种适用于UV-LED固化的光纤涂覆树脂，它由重量百分比70％-95％的自由基光固化涂覆树脂和5％-30％阳离子光固化涂覆树脂混合而成，所述自由基光固化涂覆树脂包括20％-70wt％的低聚物、20％-70wt％的活性单体稀释剂、1％-10wt％的光引发剂、1％-10wt％的助剂；所述阳离子光固化涂覆树脂包括40％-90wt％阳离子光固化低聚物、9％-60wt％阳离子光固化单体和1％-5wt％阳离子光固化引发剂。
2.依据权利要求1所述的一种适用于UV-LED固化的光纤涂覆树脂，其特征在于：所述的自由基光固化涂覆树脂中的低聚物包含聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或其混合物。
3.依据权利要求1所述的一种适用于UV-LED固化的光纤涂覆树脂，其特征在于：所述的自由基光固化涂覆树脂中的活性单体稀释剂包括丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯中的一种或多种。
4.依据权利要求1所述的一种适用于UV-LED固化的光纤涂覆树脂，其特征在于：所述的自由基光固化涂覆树脂中的光引发剂包含2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯、安息香双甲醚、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(IRGACURE907)、2,4-二乙基硫杂蒽酮或四乙基米氏酮。
5.依据权利要求1或4所述的一种适用于UV-LED固化的光纤涂覆树脂，其特征在于：所述的自由基光固化涂覆树脂中的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷或苯基双(2,4,6-三...
【专利技术属性】
技术研发人员：方足成，姜胜斌，袁泉，王瑞春，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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