抗冲击的光波导管及其制造方法技术

抗冲击波导管包括包围芯的包层。增强填料掺入到制备芯所使用的可固化的有机硅组合物内，从而赋予芯抗冲击性。制备波导管的方法包括将可固化的有机硅组合物注入到由有机硅弹性体管道制成的包层内，之后固化该可固化的有机硅组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及抗冲击的光波导管及其有效制造方法。技术背景含由芯和包层(它们分别由弹性体材料制成)组成的波导管 的传感器是已知的。这种传感器可包括各自与光波导管的末端相连的 发光装置和光接收装置。芯或包层或这二者可以透明，且芯的折射指 数稍微大于包层。芯和包层这二者可由合成橡胶或凝胶制成。在例如美国专利4529789中公开了在制备波导管中所使用 的组合物。然而，这一组合物固化形成对于一些应用来说折射指数不 足且抗冲击性不足的凝胶。存在于这一组合物内的树脂也可引起浑浊， 这对于光波导管应用来说是非所需的。已有的波导管常常通过首先制备芯和之后用包层材料涂布 芯来制备。这一方法包括通过喷嘴挤出高粘度的透明组合物，固化该 组合物形成芯，施加液体包层材料到芯的外周，之后固化该包层材料。 由这种波导管制造的传感器的缺点是要求额外的连接器来固定传感器 的部件，例如辐射源和在波导管末端的检测器。这增加工艺步骤与制 造传感器的成本。待解决的问题本专利技术的目的是通过有效的制造方法，提供含抗冲击的波 导管的传感器。 专利技术概述通过提供含包围芯的包层的抗沖击的波导管，本专利技术解决 了上述问题。将增强填料掺入到制备芯所使用的可固化的有机硅组合 物内，从而赋予芯抗冲击性。制造波导管的方法包括将可固化的有机 硅组合物注入到包括管材(tubing)的包层内，之后固化该可固化的有 机珪组合物。详细说明所有用量、比值和百分数以重量计，除非另有说明。冠词 "一个、 一种，该(a，an，the)"各自是指一个或多个。波导管波导管包括被包层包围的芯。芯是折射指数高于包层的折 射指数的有机硅弹性体。可基于波导管的最终用途来选择芯的折射指 数与包层的折射指数之差。例如，在一些应用中，差值范围可以是 0. 005-0. 55，或者0.1-0， 3。例如，当需要相对小的弯曲半径时，例 如当波导管必须在小的区域内弯曲到90度或更大的角度时，这一范围 内的差值可能是理想的。或者，当波导管在大距离内用于数字数据传 输应用时，较小的折射指数差，例如O. 005-0. 04可能是理想的。芯可通过将可固化的有机硅组合物注入到包层内，之后固化 该组合物，制备芯。芯的折射指数范围可以是1.43-1.59 ，或者 1.46-1. 54。合适的组合物包含(I) 每一分子平均具有至少两个反应性不饱和有机基团的聚有机 基珪氧烷，(II) 每一分子平均具有至少两个与硅键合的氢原子的固化剂，(III) 氬化硅烷化催化剂，和(IV) 增强填料。 组分(I)聚有机基硅氧烷组合物中的组分(I)是能经历氢化硅烷化反应的每一分子 平均具有至少两个不饱和有机基团的聚有机基硅氧烷。组分(I)可以是 均聚物或共聚物。组分(I)可具有直链、支链或环状结构。在组分(I)中每一分子中的反应性不饱和有机基团可位于末端、侧链或同时位于末端和侧链位置上。组分(I)的折射指数可以是1.38-1.59。组分(I) 在组合物中的用量是100重量份。组分(I)可包括硅氧烷单元，其中包 括但不限于R2R、Si0!"、 R、Si0"2、 RWSiO, R、Si0v2和1^103/2单元。 在前述通式中，每一Ri独立地为单价有机基团。合适的单价有机基团 包括但不限于烷基，例如甲基、乙基、丙基和丁基；链烯基，例如 乙烯基、烯丙基和丁烯基；炔基，例如乙炔基和丙炔基；芳族基团， 例如苯基、苯乙烯基、甲苯基、二甲苯基和节基。然而，至少5%或 者至少50%的R'是芳族基团。为芳族基团的W基的含量范围可以是 10-90%。为芳族基团的R1的确切量取决于各种因素，其中包括所选 的填料。 一般地，当存在较多的芳族基团时，折射指数增加。每一R2 独立地为不饱和的单价有机基团。W例举链烯基，例如乙烯基、烯 丙基和丁烯基；和炔基，例如乙炔基和丙炔基。组分(I)可包括下述通 式的聚二有机基硅氧烷(A) R、Si0(R、Si0) a WSi0) ^SiR1"(B) R、R2S諫、Si0) a (R^Si0) pSiR、R2,或(C) 其组合。在这些通式中，Ri和W如上所述，ot的平均值为0-20, 000，和P 的平均值为2-20， 000。组分(I)可包括聚二有机基硅氧烷，例如二甲基乙烯基甲硅 烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/曱基苯基硅氧烷)、二曱基乙烯基甲硅 烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷)、苯基甲基乙烯基甲硅 烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、及其组合。組分(I)可以是单一的聚二有机基硅氧烷或含至少一种下 述性能不同的两种或更多种聚二有机基硅氧烷的组合结构、粘度、 平均分子量、硅氧烷单元和序列。制备适合于用作组分(I)的聚二有机 基硅氧烷的方法，例如水解和缩合相应的有机基卤代硅烷，或平衡环 状聚二有机基硅氧烷是本领域众所周知的。组分(II)固化剂组分(II)可以是每一分子平均具有至少两个与硅键合的氢原子的聚有机基氢硅氧烷。组分(n)可以是均聚物或共聚物。组分(n) 可具有直链、支链或环状结构。组分(n)内与硅键合的氢原子可位于 末端、侧链或同时位于末端基和侧链位置上。组分(n)在组合物中的 用量足以固化所述组合物。组分(n)的用量足以提供0. 5-2个与硅键合的氢原子/个在组分(1)内的反应性不饱和有机基团(SiH/不饱和基 团之比)。或者，SiH/不饱和基团之比的范围可以是1.0-1.8。组分(II)可包括硅氧烷单元，其中包括但不限于HR32Si01/2、 R33Si01/2、 HR3Si02/2、 R32SD HSi03"单元。在前述通式中，每一 R3 独立地选自不含脂族不饱和键的单价有机基团。组分(II)可包括下式的化合物(a) R33SiO(R32SiO) y (R3HSiO)sSiR33,或(b) R32HSiO(R32SiO) Y (R3HSiO) 6SiR32H,(c) 其组合。在这些通式中，v的平均值为0-20,000，和5的平均值为 2-20,000。每一W独立地为不含脂族不饱和键的单价有机基团。合适 的不含脂族不饱和键的单价有机基团包括烷基，例如甲基、乙基、 丙基和丁基；芳族基团，例如苯基、苯乙烯基、甲苯基、二曱苯基和节基。至少5%或者至少50%的ie可以是芳族基团。为芳族基团的R3用量范围可以是10-90% 。为芳族基团的W的确切量取决于各种因素， 其中包括所选填料。组分(II)例举二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚(二曱基硅氧 烷/曱基苯基硅氧烷)、二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/ 二苯基硅氧烷)、二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚(甲基氢硅氧烷/曱基苯 基硅氧烷)硅氧烷、三甲基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基氢 硅氧烷/曱基苯基硅氧烷)、苯基甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲 基硅氧烷/甲基氢硅氧烷)、及其组合。组分(II)可以是至少一种下述性能不同的两种或更多种有 机基氢聚硅氧垸的组合结构、平均分子量、粘度、硅氧烷单元和序列。制备适合于用作组分(II)的直链、支链和环状有机基氢聚硅氧烷 的方法，例如水解和缩合有机基离代硅烷是本领域众所周知的。 组分(III)氢化硅烷化催化剂合适的氩化硅烷化催化剂是本领域已知的且可商购。氬化 硅烷化催化剂的添加量足以催化组合物的固化反应。组分(III)的用量 范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波导管，包括：　（Ａ）具有芯折射指数的芯，和　（Ｂ）包围所述芯的包层，其中包层具有小于所述芯折射指数的包层折射指数；　其中芯包括可固化的有机硅组合物的反应产物，所述可固化的有机硅组合物包含：　（ｉ）１００重量份每一分子平均具有至少两个末端不饱和有机基团的聚二有机基硅氧烷，　（ｉｉ）用量足以固化所述组合物的每一分子平均具有至少两个与硅键合的氢原子的固化剂，　（ｉｉｉ）用量足以催化所述组合物固化的氢化硅烷化催化剂，和　（ｉｖ）用量足以给可固化的有机硅组合物的固化产物赋予抗冲击性的增强填料；　其中光波导管的损耗小于或等于０．５ｄＢ／ｃｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J德格鲁特，S埃文斯，P罗，U珀尼兹，K苏，
申请(专利权)人：陶氏康宁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]