[发明专利]一种用于保护通信光纤的UV‑LED固化涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种用于保护通信光纤的UV-LED固化涂料，属于精细涂料化工产品领域。

背景技术

光导纤维简称光纤(optical fiber)，是一种由石英玻璃经掺杂制成的细纤维状材料，当光线通过时能形成全反射而进行信号传递。因此具有损耗低、体积小、频带宽、抗干扰、重量轻、效率高等诸多优点，已被用作大量信息的传输介质，光纤的普及应用为现代通信奠定了基础。

光纤涂料是用于保护光学玻璃纤维免受外界环境影响，保持其足够的机械强度和优异的光学性能的涂料。光纤在拉丝成型时，首先涂覆一层柔软的缓冲层作为光纤内层涂料，然后再涂覆一层坚韧、耐磨、抗化学品和老化性能优异的光纤外层涂料，由此组合成光纤保护体系。高性能光纤涂料可以有效提高光通信质量和光纤使用寿命，从而降低光网成本，提高宽带信息网络的稳定性。光纤涂料通常由光纤内层涂料和光纤外层涂料所组成，在光纤拉丝时内外涂层分别通过二个涂覆杯，经紫外光照固化后一次成型。光纤内外涂层分别由预聚物，活性稀释剂，光引发剂和功能助剂按照特定的比例组合调配而成。光纤的性能主要取决于预聚物的结构，当预聚物的分子结构可控，分子量及分子量分布均一时，称为齐聚物，否则称为低聚物。丙烯酸基氨基甲酸酯是一种含有多嵌段结构的预聚物，由大分子多元醇与二异氰酸酯和含有羟基的丙烯酸酯反应生成。当大分子多元醇聚集在一起时，形成链段微区的玻璃化转变温度(Tg)低于室温，称之为橡胶相。而氨基甲酸酯缔合在一起时，形成链段微区的玻璃化转变温度(Tg)高于室温，在常温下呈玻璃态、微晶或次晶态，因此也把它们称为塑料相。由于软硬链段微区之间存在的不相容性，导致出现微相分离结构。丙烯酸基氨基甲酸酯在合成过程中可以通过改变分子结构中软硬链段的含量、种类及分子量以适应光纤涂料、阻尼材料、功能材料等领域的要求。聚合方式也可多种，如引发剂、电子束、辐照及紫外光照射等，並可与各种乙烯基单体进行共聚，在光纤涂料的制备中获得广泛

应用。

光纤用丙烯酸基氨基甲酸酯预聚物常用分步法合成：一法是先合成丙烯酸基单异氰酸酯，然后加入大分子二醇扩链。另一法是先由过量二异氰酸酯与大分子二醇反应，然后加入2-羟烷基丙烯酸酯封端。专利文献CN1651533A揭示了一种使用甲苯二异氰酸酯(TDI) 和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的混合物与聚醚多元醇反应，制备可用于光纤涂料的丙烯酸酯化的聚氨酯低聚物，可以降低固化涂料的结晶性，但是由于TDI的芳香族结构与IPDI 的脂环结构之间存在的-NCO反应活性差异，最后会导致合成产物的结构更趋混乱。 CN1456622提出将高分子量的丙烯酸氨基甲酸酯和低分子量的丙烯酸氨基甲酸酯混合使用，控制可自由基聚合的低聚物的数均分子量为800-10000，并调整光纤涂料树脂组合物中的氨基甲酸乙酯连接浓度为1.85-3.00mol/kg，固化树脂涂料具有较好的韧性和抗撕裂强度，由于制造工艺的多样化,给生产使用添加了麻烦。基于上述背景，本发明专利利用丙烯酸氨基甲酸酯的多嵌段结构特性，合理地调整软硬链段的结构和含量，使得制成的涂料涂覆在光纤表面后，可以保持光纤具有足够的机械强度和优异的光学性能，由此形成了本发明的基本内容。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于保护通信光纤的UV-LED固化涂料，UV-LED固化涂料具有较好的韧性和抗撕裂性能，并且在该固化涂料涂覆在光纤表面后，可以保持光纤具有足够的机械强度和优异的化纤性能，提高光通信质量和光纤使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于保护通信光纤的UV-LED固化涂料，其特征在于：所述用于保护通信光纤的 UV-LED固化涂料包括光纤内层涂料和光纤外层涂料，光纤内层涂料直接与光纤表面接触，光纤外层涂料涂覆在内层涂料表面，所述光纤内层涂料包含下述质量数的原料：内层涂料用齐聚物60％-80％，内层涂料用活性稀释剂15％-35％，内层涂料用光引发剂4.0％-6.0％，内层涂料用功能剂0.6％-6.5％，所述光纤外层涂料包含下述质量数的原料：外层涂料用齐聚物 20％-35％，环氧丙烯酸酯30％-45％，外层涂料用活性稀释剂15％-35％，外层涂料用光引发剂 6.0％-8.0％，外层涂料用功能助剂0.6％-6.5％。

进一步地，所述光纤内层涂料的物性参数为：

固化前(液态涂料)

粘度(mPa·s/25℃)5000-7500

折射率(25℃)1.4750-1.5000

密度(kg/m³，25℃)1.03-1.07