[发明专利]耐温光纤及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐温光纤及其制备方法。其中，该制备方法包括以下步骤：预制棒熔融后拉丝制得裸光纤；对裸光纤进行改性丙烯酸树脂涂覆；对涂覆后的光纤进行固化和热处理得到耐温光纤；其中，改性丙烯酸树脂固化后弹性模量≤800MPa，断裂伸长率≥10％，密度为0.95～1.3g/cmsupgt;3/supgt;，折射率≤1.54，玻璃化转变温度≥45℃，25℃时改性丙烯酸树脂的粘度为3000～7500cps，涂覆温度为28～60℃，在涂覆时改性丙烯酸树脂的粘度为1500～3500cps，200℃下48h后热失重≤10％。且经过改进工艺后，本发明的光纤突破改性丙烯酸树脂使用温度不可超过150℃的限制具备在180℃下长期使用的能力。

技术领域

本发明涉及，具体而言，涉及一种耐温光纤及其制备方法。

背景技术

光纤具有重量轻、抗电磁干扰、传输容量大等特点，既可以作为通信介质，也可以作为光纤传感器。光纤的使用越来越广泛，其环境条件也越来越复杂，而恶劣的工作环境要求光纤具有耐高温、耐低温等特性。

光纤通常由裸纤(剥离纤维)和涂层材料构成，涂层材料是为了保证光纤的各项性能指标可以满足使用需求。一般涂层材料为丙烯酸树脂材料，经过涂覆后光纤一般可以在-60～85℃稳定使用。但当继续升高温度时，涂层材料的分子结构被破坏导致光纤无法正常使用。耐温光纤是一类特殊的光纤，通过改善光纤涂层材料的特性以及光纤的制备工艺，使光纤可以在更高的温度下进行工作。根据最新的研究，目前可耐高温的涂层材料分别可为150℃、200℃、350℃、600℃，其涂层材料分为改性丙烯酸树脂、硅基材料、聚酰亚胺和金属(如铜、银、金等)。其中，改性的丙烯酸树脂材料可以耐150℃高温，但是当环境温度更高后，改性丙烯酸树脂不适合继续使用，需要使用耐温更高的硅基材料，而硅基材料由于固化后弹性模量大，光纤衰减会显著增加，不适合长距离传输。

发明内容

本发明旨在提供一种耐温光纤及其制备方法，以提高光纤的耐温性能。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种耐温光纤的制备方法。该制备方法包括以下步骤：预制棒熔融后拉丝制得裸光纤；对裸光纤进行改性丙烯酸树脂涂覆；对涂覆后的光纤进行固化和热处理得到耐温光纤；其中，改性丙烯酸树脂固化后弹性模量≤800MPa，断裂伸长率≥10％，密度为0.95～1.3g/cm³，折射率≤1.54，玻璃化转变温度≥45℃，25℃时改性丙烯酸树脂的粘度为3000～7500cps，涂覆温度为28～60℃，在涂覆时改性丙烯酸树脂的粘度为1500～3500cps，200℃下48h后热失重≤10％。

进一步地，涂覆包括：采用改性丙烯酸树脂对裸光纤进行第一次涂覆和第二次涂覆，其中，第一次涂覆的压力设置为0.04～0.5Mpa，第二次涂覆的压力设置为0.04～0.5Mpa。

进一步地，第一次涂覆后，得到一次涂覆光纤，一次涂覆光纤的直径为180～200μm；第二次涂覆后，得到二次涂覆光纤，二次涂覆光纤的直径为235～255μm。

进一步地，热处理的环境中氧气含量≤50ppm，热处理的环境中充满氮气、氢气、氘气、氦气或氩气中的一种或者为其任意混合气体；优选的，热处理包括：将二次涂覆光纤在40～60℃的无氧环境中进行第一步热处理10～48h，然后将二次涂覆光纤在无氧环境下冷却至室温，静置30～180min；将经过第一步热处理的二次涂覆光纤放置在150～200℃的无氧环境下进行第二步热处理，时长为60～120min，热处理完成后，将二次涂覆光纤在无氧环境下冷却至室温即得到耐温光纤。

进一步地，固化为光固化，光固化的光源为紫外光源或LED光源中的一种；优选的，光源经反射罩反射后光斑截面积≤0.2cm²；优选的，固化包括一次固化和二次固化，涂覆层的一次固化度为88％～96％，涂覆层的二次固化度为92％～100％，其中，一次固化度≤二次固化度且两次固化度差≤6％。