光纤涂料的粘度指数改进剂制造技术

本文公开和要求保护的是涂覆光纤的方法，其中在纤维涂覆方法中利用的一次涂料组合物包含聚(甲基)丙烯酸大分子，所述聚(甲基)丙烯酸大分子包含至少两种不同的(甲基)丙烯酸单体的共聚物。根据各种实施方式，聚(甲基)丙烯酸大分子可以包含至少两种不同的(甲基)丙烯酸单体的无规共聚物。所利用的一次涂料组合物可具有反应性氨基甲酸酯低聚物、反应性稀释剂单体、光引发剂和粘度指数改进剂组分，所述粘度指数改进剂组分包含其他地方所述的聚(甲基)丙烯酸大分子。任选地调谐所述组合物，使得各个组分相对于彼此具有某些Flory

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光纤涂料的粘度指数改进剂


[0001]本专利技术涉及借助于在与其一起使用的辐射可固化涂料、用于与其一起使用的涂料和从其生产的固化光纤产品中使用某些粘度指数改进剂来涂覆具有改进的粘度
‑
温度稳定性的光纤的方法。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2020年6月30日提交的欧洲专利申请第EP20183013.0号的优先权，该欧洲专利申请的全部内容据此以引用方式整体并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

技术介绍

[0004]光纤提供了用于促进电信和计算机联网的可靠且有效的手段。使用基于光的技术，光纤电缆可以以最小的信号损失远距离传输大量宽带数据。在这方面，它已成为优于其他手段(例如导线或同轴电缆)的优选通信介质。
[0005]全球对光纤的需求继续同比增长。为了满足这种不断增长的需求以及还有在这种竞争性行业中提供生产率优势，将有益的尤其为提高光纤形成、涂覆和固化的速度。涂料和工艺技术已不断发展到使得纤维生产商能够以越来越高的线速度操作拉丝塔。
[0006]然而，随着光纤拉伸速度增加，向该工艺中引入了若干技术挑战，从而增加了可生产经适当涂覆的光纤的难度。这些技术挑战中包括由于减少的相对固化暴露时间而导致的紫外线光源施加足够剂量的辐射以完全固化一次(primary)涂料组合物和二次(secondary)涂料组合物的能力的降低。进一步的挑战包括在经涂覆的纤维的应用中出现跳动或同心度误差的趋势增加，因为以更高的线速度为特征的振动可诱发超出精确的涂覆应用容限的物理运动。还有其他挑战，包括气泡截留、涂层分层以及微弯曲引起的衰减增加。
[0007]这些挑战中的许多挑战是由在新拉制的玻璃纤维和与其接触的一次涂料组合物之间的不受欢迎的温差引起或恶化的。在更高的拉伸速度下，纤维进入一次涂层模具所处的温度可能会大大超过50℃。所有其他条件都相同的情况下，随着纤维拉伸速度的增加，先前熔融的玻璃纤维具有较少的时间来平衡至涂覆一次涂料组合物的环境温度。冷却不充分的玻璃纤维会在涂覆过程中引起一次涂层温度的伴随性升高，这种伴随性升高可持续到后续的固化步骤。这种现象将会对耐热性不足的涂料组合物(特别是一次涂料组合物)产生不利的影响，从而导致由此制得的经涂布的光纤的物理性能下降，甚至商业可行性下降。
[0008]已经尝试了几种减轻这种问题的努力。一种方法涉及经由施加热传递系数比周围空气更高的流体(例如氮气或氦气)来提高新鲜拉伸的玻璃纤维的冷却速率。然而，冷却玻璃纤维所需的氦气量随着拉伸速度的增加而呈指数增长，因此，在限定的时间段内在有限的冷却管空间中可施加的氦气量存在物理上的限制。此外，氦气的高成本使其在纤维生产过程中成为昂贵的投入。因此，需要另外的解决方案。
[0009]已经尝试了减轻这些问题的进一步尝试，包括拉伸工艺优化、构造更高的拉丝塔、纤维拉伸增强，以及甚至使用改进的涂料体系。
[0010]在转让给DSM IP Assets B.V.的WO2019231491和WO2019231492中确定，为了减轻与以增加的线速度和/或在更高温度下使用光纤涂料相关联的问题中的一些问题，需要调谐涂料组合物的流变特性，以便表现出抵抗粘度随温度升高而降低的改进趋势。其中所描述的涂料被配置为尤其具有例如低于特定值的液态玻璃化转变温度值以使涂料的所谓热阻率最大化。
[0011]尽管如此，还是期望用某些添加剂来增强这种改进的涂料体系设计，以便产生更进一步改进的热阻率。粘度指数改进剂(viscosity index improver,VII)在机油和润滑剂中用以提高在广泛温度范围内的操作效率。一种常见类型的VII实际上会借助于聚合物螺旋膨胀机制使相关联的液体随着温度升高而变稠。然而，迄今为止，本专利技术人并不知道VII已尝试改进用于光纤的涂料的高温可加工性。此外，现有的VII不容易兼容用于光纤涂料，部分原因是此类涂料与机油/润滑剂之间的巨大组成差异。
[0012]因此，规定涂覆光纤的方法将是有帮助的，所述方法利用采用某些粘度指数改进剂的组合物，所述粘度指数改进剂与用于光纤的涂料兼容并且具有进一步改进与其一起使用的涂料的高温可加工性的能力。

技术实现思路

[0013]本文描述了本专利技术的几个方面和实施方式。第一方面是一种涂覆光纤的方法，所述方法包括以下步骤：提供玻璃光纤；将一次涂料组合物施涂至所述玻璃光纤的表面；任选地，给予足以至少部分地固化所述一次涂料组合物的紫外(UV)光剂量；将二次涂料组合物施涂至所述一次涂料组合物上；将所述一次涂料组合物和所述二次涂料组合物暴露于至少一个能够发射紫外线辐射以影响所述一次涂料组合物和所述二次涂料组合物的固化的辐射源，以在所述光纤的表面上形成固化的一次涂层并在所述固化的一次涂层的表面上形成固化的二次涂层；其中所述一次涂料组合物和/或所述二次涂料组合物包含聚(甲基)丙烯酸大分子，所述聚(甲基)丙烯酸大分子包括至少两种不同的甲基丙烯酸单体的共聚物。
[0014]根据第一方面的其他实施方式，所述聚(甲基)丙烯酸大分子包括聚(烷基
‑
甲基丙烯酸甲酯)(PAMA)或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。在进一步的实施方式中，所述聚(甲基)丙烯酸大分子包括至少两种不同的甲基丙烯酸单体的无规共聚物，所述至少两种不同的甲基丙烯酸单体为例如甲基丙烯酸甲酯(MMA)和第二共聚单体。在又另外的实施方式中，所述第二共聚单体被配置为具有特定溶解度参数和/或相对于整个聚(甲基)丙烯酸大分子的重量以特定量存在。在仍另外的实施方式中，一次涂料组合物包含各种组分，包括粘度指数改进剂组分，所述粘度指数改进剂组分包括别处所述的一种或多种聚(甲基)丙烯酸大分子。
[0015]本专利技术的第二方面是一种辐射可固化涂料，所述辐射可固化涂料用于在根据本专利技术的第一方面的任何实施方式中使用。
[0016]本专利技术的第三方面是一种经涂覆的光纤，所述经涂覆的光纤是根据第一方面的任何实施方式生产的和/或使用根据第二方面的任何实施方式的任何辐射可固化涂料。
[0017]本专利技术的第四方面是一种光纤电缆，所述光纤电缆中布置有多于一根光纤，其中至少一根光纤是根据第三方面的任何实施方式的光纤，所述光纤是任选地经由第一方面的任何实施方式加工的，和/或是根据第二方面的任何实施方式的组合物的固化产物。
具体实施方式
[0018]本专利技术的第一方面是一种涂覆光纤的方法，所述方法包括以下步骤：
[0019]提供玻璃光纤；将一次涂料组合物施涂至所述玻璃光纤的表面上；
[0020]任选地，给予足以至少部分地固化所述一次涂料组合物的剂量的UV光；
[0021]将二次涂料组合物施涂至所述一次涂料组合物上；
[0022]将所述一次涂料组合物和所述二次涂料组合物暴露于至少一个能够发射紫外辐射以影响所述一次涂料组合物和所述二次涂料组合物的固化的辐射源，以在所述光纤的所述表面上形成固化的一次涂层并在所述固化的一次涂层的表面上形成固化的二次涂层；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涂覆光纤的方法，所述方法包括以下步骤：提供玻璃光纤；将一次涂料组合物施涂至所述玻璃光纤的表面上；任选地，给予足以至少部分地固化所述一次涂料组合物的剂量的UV光；将二次涂料组合物施涂至所述一次涂料组合物上；将所述一次涂料组合物和所述二次涂料组合物暴露于至少一个能够发射紫外辐射以影响所述一次涂料组合物和所述二次涂料组合物的固化的辐射源，以在所述光纤的所述表面上形成固化的一次涂层并在所述固化的一次涂层的表面上形成固化的二次涂层；其中所述一次涂料组合物包含聚(甲基)丙烯酸大分子，所述聚(甲基)丙烯酸大分子包含至少两种不同的(甲基)丙烯酸单体的共聚物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚(甲基)丙烯酸大分子包括聚(烷基
‑
甲基丙烯酸甲酯)(PAMA)或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述聚(甲基)丙烯酸大分子包括至少两种不同(甲基)丙烯酸单体的无规共聚物。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其中所述聚(甲基)丙烯酸大分子包括甲基丙烯酸甲酯(MMA)和第二共聚单体的共聚物。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其中所述两种不同的(甲基)丙烯酸单体中的至少一种(甲基)丙烯酸单体的汉森溶解度参数等于或低于20.5MPa
1/2
，优选地低于20MPa
1/2
、或低于18MPa
1/2
，其中所述汉森溶解度参数是根据Synthia/van Krevelen方法确定的。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其中所述聚(甲基)丙烯酸大分子包括两种不同的甲基丙烯酸单体的共聚物。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，其中所述第二共聚单体包括甲基丙烯酸月桂酯(LMA)。8.根据权利要求4
‑
7中任一项所述的方法，其中所述第二共聚单体相对于整个所述聚(甲基)丙烯酸大分子的重量的存在量小于15重量％，或优选地小于20重量％、或小于25重量％、或小于40重量％、或从8重量％至40重量％、或从8重量％至25重量％，或优选地从8重量％至20重量％，或从10重量％至20重量％、或从10重量％至15重量％。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的方法，其中所述聚(甲基)丙烯酸大分子的Mn
理论
(或Mn)>50kg/mol、或>100kg/mol、或>15...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰科，
申请(专利权)人：科思创荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：