[發(fā)明專利]光纖用的D 1413 HT可輻射固化涂層

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980141574.8
• 申請日: 2009-11-03
• 公開（公告）號: CN102186933A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 愛德華·J·墨菲;蒂莫西·畢曉普;史蒂文·R·施密德
• 申請（專利權(quán)）人: 帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司
• 主分類號: C09D4/02
• 分類號: C09D4/02;C03C25/10;C03C25/28
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 肖善強

相關(guān)申請的交叉引用

本專利申請要求于2008年11月4日遞交的美國臨時專利申請61/111,088和于2009年7月9日遞交的美國臨時專利申請61/213,743的優(yōu)先權(quán)，上述專利申請通過引用全部插入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般性地涉及一種適合用于光纖的可輻射固化涂層。這些耐高溫的涂層可以用作光纖應(yīng)用中的內(nèi)部初級涂層(也稱為初級涂層)、外部初級涂層(也稱為次級涂層)、單一涂層、基質(zhì)和緊包組合物。

背景技術(shù)

業(yè)已證明了，與傳統(tǒng)的銅基數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)相比，玻璃光纖、電纜和傳感器更有利；并且業(yè)已發(fā)現(xiàn)了，它們在分布傳感中作為傳感器和信號傳輸連接件的許多應(yīng)用。這些應(yīng)用通常是在高溫的惡劣環(huán)境中，例如油井或引擎罩下的汽車應(yīng)用。

光纖的熱穩(wěn)定性是使光纖成功應(yīng)用于高溫惡劣環(huán)境的關(guān)鍵性功能性質(zhì)。光纖上涂層的熱穩(wěn)定性問題與其組成和組合物中各組分的熱穩(wěn)定性有關(guān)。

現(xiàn)有技術(shù)中高溫惡劣環(huán)境中的光纖所用的涂層包括密封型碳涂層，包含活性硅酮樹脂或聚酰胺的其他熱固化涂層，如US?5,891,930所描述的硅酮樹脂基的可UV固化涂層以及如US?4,741,958、US?5,977,202、US?6,362,249、US?6,438,306、US?6,714,712、US?7,174,079和US?7,276,543中所描述和要求保護(hù)的一些其他可UV固化涂層。

在日本專利申請JP63006507中，涂層材料包含光聚合引發(fā)劑以及環(huán)氧樹脂、長鏈脂肪族化合物的二羧酸和丙烯酸或甲基丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物。該材料具有柔韌性、硬化時間短、對光纖的粘附好。由此，Epon?828(雙酚A二環(huán)氧甘油醚)、SB-20(C20脂肪酸二聚物)、丙烯酸、三乙胺和對苯二酚反應(yīng)得到反應(yīng)產(chǎn)物(數(shù)均分子量為2000)，該反應(yīng)產(chǎn)物與2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯和苯偶姻異丁醚混合得到低粘度的纖維涂層材料。用該材料涂布的光纖具有均勻的表面和高強度。在這份公開的日本專利申請中沒有提到這些固化涂層的耐高溫性。

在日本專利申請JP59074507中，所制備的光纖具有兩層涂料層，其中最靠近芯光纖表面的第一層由包含無硅酮型脫模劑的樹脂組合物(厚約5μ)組成。光纖上的該涂層很容易移除，因此通過簡單的操作可以使光纖連接到其他光纖上。由此，直徑為30mm的玻璃棒(用于光纖)在2100℃下經(jīng)拉伸形成直徑為125μ的纖維，用包含1.0重量％硬脂酸的可UV硬化的環(huán)氧丙烯酸酯涂布該纖維，通過UV輻射來輻照形成硬化層，再用二甲基聚硅氧烷(厚為80μ)涂布，通過IR輻射來烘烤，然后用尼龍12涂布得到光纖。當(dāng)用工具移除尼龍12時，該層被完全移除。在這份公開的日本專利申請中沒有提到這些固化涂層的耐高溫性。

這些類型的涂層有優(yōu)點也有缺點。但是，到目前為止，已發(fā)現(xiàn)可輻射固化涂層由于在100℃或更高的溫度下更長時間的有限功能因而在高溫環(huán)境中的應(yīng)用非常有限。

可商購的、宣傳為“耐高溫纖維”的光纖為例如Draka?Elite?High?Temperature?BendBright?XS(在其網(wǎng)站上描述為具有耐高溫的丙烯酸酯涂層)。該網(wǎng)站沒有談及與這些耐高溫光纖所用涂層有關(guān)的進(jìn)一步詳細(xì)資料，因此沒有可用的信息確切知道該組合物是什么以及這些組合物的功能性質(zhì)如何，以及在180℃下100小時后這些涂層的重量損失％是多少。

希望獲取能通過固化獲得對熱降解的抵抗性的光纖用可輻射固化涂層，這樣光纖在升高的溫度下仍可用作通信介質(zhì)。

發(fā)明概述

本發(fā)明所要求保護(hù)的第一方面是一種可輻射固化涂層組合物，其可用作內(nèi)部初級涂層、外部初級涂層、單一涂層、基質(zhì)或緩沖樹脂組合物，其包含：

(a)至少一種可輻射固化低聚物，其中所述至少一種可輻射固化低聚物是脂肪酸改性的環(huán)氧丙烯酸酯；

(b)至少一種烯屬不飽和反應(yīng)性稀釋劑；

(c)一種或更多種光引發(fā)劑；

(d)可選地一種或更多種添加劑，選自由下列組成的組中：

(d1)穩(wěn)定添加劑，和

(d2)粘著促進(jìn)添加劑；

其中所述低聚物和所述稀釋劑選自不包含具有聚氨酯化學(xué)組成(Urethane?chemistry)的片段的組中；并且

其中所述組合物在固化后的熱降解抵抗性被測定為，在固化樣品暴露在180℃自然對流爐中100小時后重量損失小于10％。