[发明专利]一种光纤用掺杂涂覆层材料及其制备方法

说明书

本发明涉及光电材料技术领域，具体公开了一种光纤用掺杂涂覆层材料，其原料按重量份包括：多功能丙烯酸酯和掺杂晶须；所述多功能丙烯酸酯的质量百分含量为90％‑99.9％，所述掺杂晶须的质量百分含量为0.1％‑10％。还公开了制备该材料的方法。本发明的光纤用掺杂涂覆层材料可有效提高光纤涂覆层的隔热及抗老化性能，同时改善紫外光固化型光纤涂覆层涂料的光固化速度，并与石英玻璃具有良好结合能力。

技术领域

本发明涉及光电材料技术领域，特别涉及一种含有第二相或多相掺杂剂的可用于光纤涂覆的紫外光固化材料及其制备方法。

背景技术

由于光纤具备极佳的传输能力、抗电磁干扰以及其他诸多有利性能，目前被广泛应用于通讯、传感领域。随着通讯、传感技术的发展，对光纤的性能提出更高的要求，光纤涂覆层作为常规光纤的重要组成部分，也面临着进一步的优化与升级。

光纤涂覆层起着隔绝光纤与环境、提高光纤机械性能的作用，进而在一定程度上可以保持光纤性能在长距离传输时的稳定性。目前常见的商用光纤，大多采用双涂覆层结构设计，第一层(里层)通常是相对柔软、低模量的缓冲层，作用主要是减小微弯效应所带来的损耗；第二层(外层)通常是相对坚韧、高模量的涂层，起着保护光纤、增强光纤机械性能的作用。目前主流的光纤涂覆层涂料多为多功能丙烯酸酯，第一涂覆层与第二涂覆层的主要区别是部分成分不一样，其主要好处是使得第一涂覆层与第二涂覆层具有较好的层间结合力，不至于在后期的使用中轻易脱离。

作为通讯、传感所使用的光纤，其对温度的敏感性较高，光纤涂覆层也需要具有一定的隔热保温性能，当使用环境较为特殊或恶劣时，常规聚丙烯酸酯涂覆层的可靠性将会下降，光纤性能变差，甚至出现无法使用的现象。因而如何在不改变多功能丙烯酸酯基础配方的前提下，提高光纤涂覆层的隔热保温性能值得关注。

用于传统快速成型的光固化树脂材料，其对掺杂增强材料的限制要求较多，希望增强材料尽可能减小对光能量的损耗，与此同时尽量提高光线在基体中的渗透深度，目前多使用玻璃纤维作为增强材料。由于光纤涂覆层的厚度极薄(μm量级)，因而对光固化时光线的渗透深度并不敏感，基体中的增强材料对光线的遮蔽效应得以减缓，因而使得增强材料的选择限制得以放宽，同时增强材料在基体中作为“光线散射源”可有效提高光线在基体中的传播光程，对于光纤涂覆层涂料而言适当含量增强材料的加入可以提高光纤涂覆层涂料的固化速度，增加光线利用效率。

目前光纤涂覆层涂料主要由紫外光固化型多功能丙烯酸酯组成，在紫外光对其进行固化时，其对紫外线的吸收利用率不够，减缓了紫外光固化的效率与速度，对于高速拉丝而言，在不改变原有光纤涂覆层涂料配方的情况下，其需要增加紫外线辐照功率，以达到快速拉丝时的光纤涂覆层涂料固化工艺要求。

因此，选择更佳的“散射源”，在保证拉丝速度的同时可降低紫外线辐照功率，减少能耗，降低成本是目前迫切的需求。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述现有技术的不足，提供一种光纤用掺杂涂覆层材料及其制备方法。本发明的光纤用掺杂涂覆层材料可有效提高光纤涂覆层的隔热保温及抗老化性能，同时改善紫外光固化型光纤涂覆层涂料的光固化速度，并与石英玻璃具有良好结合能力。

为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

本发明的光纤用掺杂涂覆层材料，其原料组成包括：多功能丙烯酸酯和掺杂晶须；所述多功能丙烯酸酯的质量百分含量为90％-99.9％，所述掺杂晶须的质量百分含量为0.1％-10％。

作为优选的，所述多功能丙烯酸酯的质量百分含量为94％-99.9％，所述掺杂晶须的质量百分含量为0.1％-6％。

进一步的，所述多功能丙烯酸酯为紫外光固化型树脂。

优选本发明所述多功能丙烯酸酯在室温下为油状无色透明液体，其与掺杂晶须具有良好的浸润性，对涂敷在石英玻璃上的晶须掺杂多功能丙烯酸酯，经过紫外光固化后与石英玻璃仍然具有很好的黏附。