[发明专利]具有选择性透光性的聚酰亚胺光学制品

说明书

背景技术

本文公开了包含聚酰亚胺的光学制品。

光纤技术已经传统地用于长距离通信，但是伴随大量数据传输的互联网应用的增加，现有光纤网络中的大部分带宽用于这种数据通信并且速率更高。越来越多的光纤用来连接计算机网络以满足数据的巨大需求以及以更高的数据传送速度(即使在较短的距离)。

作为光纤技术演变的一部分，存在对于在近IR范围(760纳米(nm)至2500nm)具有光透过性的光学材料和透镜的需要，并且这些材料和透镜也必须遮挡可见光(380至670nm或甚至700nm)，以减少和/或消除可见光干扰。这些透镜在大于240℃的温度下也需要保持它们的形状，因为激光发射器/收发器模块在通过焊接回流方法(回流焊接方法，solder re-flow process)或焊浴(solder bath)，特别是无铅焊接方法(lead free solder process)将它们放置在印刷电路板期间暴露于高温下。由于这个原因，仅可以使用具有高玻璃化转变温度的聚合物。这些材料和透镜在暴露于湿度之后，必须能够保持光学特性以及尺寸稳定性。

因此仍然存在对于光学材料和制品的未满足的需要，该光学材料和制品包含聚合物，该聚合物在760nm至2500nm的范围具有高透光性，以及在380至670或甚至700nm的范围具有很少或没有透光性，甚至在暴露于湿度后具有尺寸稳定性以及能够承受无铅焊接过程。

发明内容

公开了包括透镜的制品，所述透镜具有宽度为0.1mm至100mm，长度为0.5mm至500mm，厚度为0.2mm至5mm；并且该透镜透射大于60％的具有波长为760nm至2500nm的光，其中，透镜包含聚合物和着色剂成分。聚合物是玻璃化转变温度为180℃以上的高热聚合物(high heat polymer)，以及该高热聚合物选自由以下组成的组：聚酰亚胺、聚苯砜(polyphenylene sulfone)、聚醚砜、聚砜、和聚醚醚酮，以及它们的组合。在一些实施方式中，聚合物包含含有衍生自以下各项的结构单元的聚酰亚胺：

(A)二酐/二胺对，其中，所述对包含

(i)氧双邻苯二甲酸酐和二氨基二苯砜，或

(ii)二酐，选自由以下组成的组：氧双邻苯二甲酸酐、3,3-双酚A二酐、4,4-双酚A二酐，以及前述二酐的组合，和二胺，选自由以下组成的组：间苯二胺、对苯二胺、二氨基二苯砜(diaminodiphenyl sulfone)、氧双苯胺，以及前述二胺的组合，

(B)氯-取代的邻苯二甲酸酐、二胺，选自以下各项的组：间苯二胺、对苯二胺、二氨基二苯砜、氧双苯胺和它们的组合、和二羟基酚盐；或

(C)(A)和(B)的组合。

该着色剂成分包含(a)至少两种有机染料，(b)至少一种有机染料和有机颜料，(c)至少两种有机颜料，或(d)它们的组合。在壁厚为0.2mm到5.0mm下透镜是透明并且尺寸稳定的，并且在经历以下各项后保持透明和尺寸稳定：(a)暴露于60℃/60％相对湿度预处理(precondition)120小时以及，(b)然后进行具有260℃的峰值温度的无铅焊接测试最长达30秒。在一些实施方式中，透镜透射大于50％的具有波长为760nm至2500nm的光。

附图说明

图1至4是来自实施例的数据的图形说明

具体实施方式

我们的发明，部分地是基于以下观察，即现在能够设计具有高温耐受性，并且可以在不同区域选择性地透射光的透镜。通过使用着色剂和聚合物的特定组合，现在可以制造这样的透镜，在壁厚为至少0.2mm到5.0mm其是透明并且尺寸稳定的并且在经历以下各项后保持透明和尺寸稳定：(a)暴露于60℃/60％相对湿度预处理120小时以及和(b)然后进行具有260℃的峰值温度的无铅焊接测试最长达30秒。

本文公开了包括透镜的制品。该透镜具有宽度为0.1mm至100mm，长度为0.5mm至500mm，厚度为0.2mm至5mm；并且透射大于60％的具有波长为760nm至2500nm的光。在该范围内，透镜可以特别地透射大于60％的具有波长为1310nm的光。同样在此范围内，透镜可以特别地透射大于60％的具有波长为1550nm的光。同样在此范围内，该透镜可以特别地透射大于60％的具有波长为850nm的光。在380至700nm的波长范围下，透镜可以具有小于15％的透光率。该透镜可以透射大于15％的具有波长大于700至760nm的光。