[發(fā)明專利]一種一次高速拉絲成型耐高溫光纖的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310156565.4
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103193398B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫可元;陳劍;盧衛(wèi)民;李慶國;李代軍;吳雯雯;李強
• 申請（專利權(quán)）人: 成都富通光通信技術(shù)有限公司
• 主分類號: C03C25/34
• 分類號: C03C25/34;C03B20/00;C03B37/018
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李玉秋;郝鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及耐高溫光纖生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種一次高速拉絲成型耐高溫光纖的制備方法。

背景技術(shù)

光敏光纖具有紫外光敏性，是刻寫紫外光纖光柵的主要原料之一，應(yīng)用于光纖激光器、光纖放大增益平坦器、脈沖壓縮、光纖光柵傳感器、波分復(fù)用/解復(fù)用器等。光敏光纖主要分兩大類：高摻鍺型和硼鍺共摻型。對于硼鍺共摻型，由于硼加入到光纖的芯層能很大的增加光纖的光敏性，所以這種光纖能夠提供高性能的光敏光纖，但硼的摻入使得光纖的衰減性能變差。普通的高摻鍺型光敏光纖雖能改變較大的模場和小的衰減，但不能在高溫、礦井、油井測試等惡劣環(huán)境中使用，在100℃左右的環(huán)境下就很難保證光學(xué)性能的穩(wěn)定及正常數(shù)據(jù)采集。為了克服傳統(tǒng)高摻鍺型和硼鍺共摻型光敏光纖的缺陷，一種新型的高摻鍺耐高溫光纖應(yīng)用而生，高摻鍺耐高溫光纖作為耐高溫光纖的一種，同其他耐高溫光纖一樣被廣泛應(yīng)用于本行業(yè)，在原有的兩種光敏光纖類型都不能滿足的情況下，結(jié)合了上述的兩種類型的不足，并能進行規(guī)模化的批量生產(chǎn)。

耐高溫光纖結(jié)合了普通光纖不能在高溫下穩(wěn)定工作的缺陷，彌補了在許多油井探測等惡劣環(huán)境下無法傳輸數(shù)據(jù)的可能。目前已有的耐高溫光纖基本是采用拉絲成型的普通光纖，利用光纖樹脂剝離機剝離原有涂覆層后，在特定的涂覆機上再次對其進行聚酰亞胺涂覆固化烘干，光纖不能長距離的涂覆烘干固化；并且在涂覆時容易將原有的光纖折斷，制作繁瑣，效益低下；制備出來的光纖刻寫光柵時會因再次高溫、退火等因素造成光柵反射率下降，因為在刻寫耐高溫布拉格光柵時，需要先剝離原有的丙烯酸樹脂，然后在剝離后的裸光纖上進行短距離聚酰亞胺涂覆，涂覆過程中需要對涂覆的聚酰亞胺固化，烘干。這個固化、烘干過程是需要在高溫下才能完成的，而經(jīng)過高溫的作業(yè)都需要有退火步驟，不然應(yīng)力過大，易損壞產(chǎn)品，退火是減小玻璃制品應(yīng)力的一種方法。

中國專利CN200910273262.4公布了一種耐高溫光纖的制造方法，將清洗干燥后的光纖預(yù)制棒在拉絲裝置上拉制成纖，包括預(yù)制棒熔融抽絲，表面涂層處理，收繞；該發(fā)明專利的技術(shù)要點在于所述的表面涂層處理為聚酰亞胺涂層處理，包括預(yù)涂覆、預(yù)固化、二次涂覆；所述的熔融拉絲是通過預(yù)制棒進料機構(gòu)將預(yù)制棒送入高溫電熔爐中加熱，預(yù)制棒給送速度范圍控制在0.03～15mm/min;高溫爐工作的溫度控制范圍是1700～2400℃，預(yù)制棒的一端在高溫區(qū)熔融之后在重力和表面張力的作用下形成一個熔錐，錐體尖端經(jīng)拉制機構(gòu)牽引延長成為光纖；拉制速度的范圍控制在2～20m/min。該專利方法制備的耐高溫光纖能夠滿足高溫環(huán)境下光纖傳輸?shù)目煽啃砸螅窃搶＠姆椒ㄐ枰瓮扛玻夜袒瘯r間長，制備工序復(fù)雜,導(dǎo)致速度緩慢，生產(chǎn)效益低下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種一次高速拉絲成型耐高溫光纖的制備方法，其操作簡單、可以直接對預(yù)制棒一次高速拉絲成型且拉制成耐高溫的光纖，無需購買聚酰亞胺光纖涂覆機、樹脂光纖剝離機等設(shè)備，便可在高速拉絲機上拉絲、涂覆、烘干固化一體化進行長距離涂覆并定型，減少了工藝制備的繁瑣步驟，節(jié)省了大量的處理程序和時間，提高了耐溫光纖生產(chǎn)效益。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供一種一次高速拉絲成型耐高溫光纖的制備方法，包括如下步驟:

將合成石英玻璃襯管用管內(nèi)氣相工藝進行沉積制芯棒、芯棒延伸、外氣相工藝外包沉積得預(yù)制棒、預(yù)制棒拉絲、聚酰亞胺涂覆、烘干固化、成型，其特征在于，所述預(yù)制棒拉絲步驟中直接進行所述聚酰亞胺涂覆和所述烘干固化操作。

優(yōu)選的，所述預(yù)制棒拉絲步驟用于拉絲的拉絲設(shè)備內(nèi)部設(shè)有密封的不銹鋼罐體，所述不銹鋼罐體中裝有涂覆材料，所述涂覆材料的組成包括：活性光敏性聚酰亞胺低聚物、N-對甲基苯馬來酰亞胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸六氟丁酯、烷基苯酚，將涂覆材料預(yù)熱成稀釋液態(tài)，光纖預(yù)制棒被饋送系統(tǒng)送進高于2000℃高溫的熔爐中加熱，預(yù)制棒軟化后以細絲的形式從爐子下部出口拉出，經(jīng)過監(jiān)控裸光纖直徑的測徑儀并冷卻后，在裸光纖玻璃表面的微裂紋尚未因外界環(huán)境影響而開始擴散前，在清潔的光纖表面迅速涂上兩層稀釋液態(tài),借助壓力壓出稀釋液體對預(yù)制棒拉絲得到的裸光纖兩層進行涂覆，得涂覆層，并利用拉絲設(shè)備中的紫外光燈管對涂覆后的光纖進行烘干固化，具體是作為反應(yīng)型光引發(fā)劑的N-對甲基苯馬來酰亞胺、熱穩(wěn)定劑的烷基苯酚這兩種組分，致使拉絲的光纖在涂覆后由于光的作用下迅速干固，因為光的照射也可以達到烘干效果，從而使預(yù)制棒拉絲過程與聚酰亞胺涂覆和烘干固化同步進行。