双涂层光纤以及用于形成该双涂层光纤的方法技术

此处所公开的是双涂层光纤及形成该双涂层光纤的方法。该双涂层光纤包括玻璃纤维，该玻璃纤维包括芯线区域、包覆区域和包围着玻璃纤维的双涂层。该双涂层包括内涂层和外涂层。该内涂层包围着光纤，并包括第一聚酰亚胺材料。在一个实施例中，第一聚酰亚胺材料还包括粘着促进剂。外涂层包围着并直接接触内涂层，并包括第二聚酰亚胺材料，第二聚酰亚胺材料具有比第一聚酰亚胺材料高的分解温度阈值。第二聚酰亚胺材料还可具有比第一聚酰亚胺材料要高的弹性模量和/或比第一聚酰亚胺材料要低的吸潮性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本说明书总的涉及带涂层的光纤，特别是涉及用于温度升高和/或有水的环境下的带涂层的光纤。
技术介绍
由于光纤具有高传输能力和抗电磁干扰以及其他有利的性能，光纤通常用于电信应用领域。近年来，光纤还在传感应用领域中得到认可，包括在点传感和/或分布传感应用领域。例如，光纤已被用来测量桥梁、建筑和其他民用结构中的应力。光纤还被应用于测量石油和天然气井、平台、管线以及军用和商用航空和航海工具中的压力和温度。 随着光纤在传感应用领域中的使用扩展到包括在越来越极端的环境中的应用，包括但不限于在高温和极端潮湿等环境中的应用，存在有对如下替代性光纤的需求，它包括能够承受此类极端环境情况的涂层。
技术实现思路
根据一个实施例，一种带涂层的光纤包括玻璃纤维，该玻璃纤维包括芯线区域、包覆区域和包围着该玻璃纤维的双涂层。双涂层包括内涂层和外涂层。内涂层包围着光纤，并包括第一聚酰亚胺材料。外涂层包围着并直接接触内涂层，并包括第二聚酰亚胺材料，第二聚酰亚胺材料具有比第一聚酰亚胺材料高的分解温度阈值。在另一实施例中，用于形成带涂层的光纤的方法包括在光纤上施加第一聚酰亚胺材料，以形成包围光纤的内涂层。然后，加热带内涂层的光纤以使内涂层的第一聚酰亚胺材料固化。之后，将第二聚酰亚胺材料直接施加到内涂层上以形成外涂层。第二聚酰亚胺材料具有比第一聚酰亚胺材料高的分解温度阈值。然后，加热带内涂层和外涂层的光纤以使外涂层的第二聚酰亚胺材料固化。在另一实施例中，双涂层光纤包括玻璃纤维，该玻璃纤维包括芯线区域和包覆区域。双涂层包围着玻璃纤维。该双涂层包括内涂层和外涂层。内涂层包围着玻璃纤维并包括二苯甲酮四甲酸二酐/4，4-二氨基二苯醚(4，4-oxydianiline)/间苯二胺聚合体的聚酰胺酸与有机硅烷粘着促进剂的混合物。外涂层包围着并直接接触内涂层。外涂层包括基于以对称联苯二酸酐(s-biphenyldianhydride)/对苯二胺为主的化学物质的聚合体。在下面的详细说明中将阐述本文所述实施例的其它特征和优点，它们对本领域的技术人员来说部分地可从该说明书中变得显而易见，或可通过如本文(包括下面的详细说明、权利要求书以及附图)所述那样来实践本专利技术认识到。应理解的是，上面的总体说明和下面的详细说明都描述了各种实施例，并意在提供概况或框架以便理解如所要求主题的性质和特征。包括了附图以提供对各种实施例的进一步理解，附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。这些附图示出在此描述的各种实施例，并与说明书一起用于解释所要求保护主题的原理和运作。附图说明图IA示意性地示出了根据此处所示和所描述的一个或多个实施例的带有双涂层结构的光纤。图IB示意性地示出了根据此处所示和所描述的一个或多个实施例的带有双涂层结构的光纤。图2示意性地示出了根据此处所示和所描述的一个或多个实施例的、用于制造带有双涂层结构的光纤的系统。图3以图表示出了温度和时间对根据此处所示和所描述的一个或多个实施例的、带涂层光纤的抗张强度的影响，以及温度和时间对比较例的抗张强度的影响 图4示出在浸入去离子水浴之前和之后得到的、根据此处所描述的一个或多个实施例的光纤的影像，以及在浸入去离子水浴之前和之后得到的比较例的影像。具体实施例方式现将详细参照双涂层光纤的实施例，其例子示出在附图中。只要有可能，在所有附图中都用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。在图IA中示意性地示出了一种双涂层光纤。该双涂层光纤总体上包括由双涂层所包围的玻璃纤维，该双涂层包括内涂层和外涂层。内涂层包括第一聚酰亚胺和粘着促进剂的混合物，该粘着促进剂用于增强内涂层和玻璃纤维之间的联结。外涂层包括第二聚酰亚胺材料，该第二聚酰亚胺材料具有比第一聚酰亚胺材料高的分解温度阈值。在这里将详细描述双涂层光纤的结构和成分以及双涂层光纤的特性。参见图1A，根据此处所述的一个或多个实施例示意性地示出双涂层光纤10。该双涂层光纤10在高温和/或潮湿环境中特别适用。该双涂层光纤10包括由双涂层所包围的玻璃纤维20，该双涂层包括内涂层30和外涂层40。内涂层包围着玻璃纤维，并且进而由外涂层40所包围并直接接触外涂层40。在图IA所示的实施例中，内涂层30与玻璃纤维20直接接触。玻璃纤维20具有从中心线的半径R1，并由硅基玻璃所形成。半径Rl可以从大约12. 5微米到大约155微米，更佳地小于大约125微米，最佳地小于大约100微米。在一些实施例中，半径Rl是从大约61. 5微米到大约63. 5微米，更佳地是从大约62微米到大约63微米。在其他实施例中，玻璃纤维的半径Rl是从大约14. 5微米到大约15. 5微米，而在其他实施例中，玻璃纤维的半径Rl是从大约39微米到大约41微米。在另外的实施例中，玻璃纤维的半径Rl是从大约290微米到大约310微米。玻璃纤维20大体上包括玻璃芯线区域(未示出)和包围该芯线区域的包覆区域(未示出)。芯线区域有助于将光线引导通过玻璃纤维20。在一些实施例中，包覆区域包括包围着玻璃芯线区域的一层或多层玻璃包覆层(未示出)。玻璃芯线区域和/或玻璃包覆层(多层)可由纯二氧化硅玻璃(即基本上没有任何搀杂剂的二氧化硅玻璃，而该搀杂剂会改变纯二氧化硅玻璃的折射率)形成，或者由包括增加二氧化硅玻璃的折射率搀杂剂(例如氧化锗或类似的增加折射率的搀杂剂)或者减小纯二氧化硅玻璃折射率的搀杂剂(例如氟、硼或类似的增加折射率的搀杂剂)的二氧化硅玻璃形成。在此处所述的实施例中，玻璃纤维20可构造成双涂层光纤10为单模、多模、弯曲强烈、高折射率或具有任何其他所需的光学和/或物理特性。内涂层30包围着玻璃纤维20。内涂层30从玻璃纤维20的半径Rl延伸到半径R2，从而内涂层30具有径向厚度T2=R2-R1。在此处所示的实施例中，内涂层30的径向厚度T2从大约I微米到大约10微米，更佳的是从大约3微米到大约7微米，最佳的是从大约4微米到大约6微米。通常来说，内涂层30包括聚酰亚胺材料，它具有的分解温度阈值小于外涂层40中的第二聚酰亚胺材料的分界温度阈值。内涂层30的第一聚酰亚胺材料还可具有比外涂层40中的第二聚酰亚胺材料的弹性模量要小的弹性模量，还有比第二聚酰亚胺材料的吸潮性要高的吸潮性。在一个实施例中，第一聚酰亚胺包括从以下的组中所选取的取代基二苯甲酮四甲酸二酐、4，4-二氨基二苯醚、苯二胺或它们的组合物。例如，第一聚酰亚胺材料包括这样的聚合物，该聚合物包括二苯甲酮四甲酸二酐/4，4- 二氨基二苯醚(4，4-oxydianiline) /间苯二胺聚合体的聚酰胺酸。 可商购到的、适用于内涂层的聚酰亚胺材料的一个例子是由HDMicrosystems生产的卩丫1^!1:￡中1-2574。？>'1’3]丨丨1 1-2574具有2. 4GPa的模量、2-3%的吸潮性以及550° C的热固化后分解温度阈值。然而，应该理解的是，Pyralin PI-2574是可商购到的、可用作内涂层中的第一聚酰亚胺材料的聚酰亚胺材料的一个例子，而其他具有合适特性的聚酰亚胺材料也可用作内涂层的第一聚酰亚胺材料。在一个实施例中，内涂层的第一聚酰亚胺材料包括粘着促进剂，该粘着促进剂增强内涂层30和玻璃纤维20之间的联结。例如，粘着促进剂可为包括氨基团或环氧基团的有机硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·W·贝内特，高周铉，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：