[發(fā)明專利]低密度可紫外線固化的光纖涂層，用其制造的光纖，和光纖的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580071251.1
• 申請(qǐng)日: 2015-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107249762B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·伯格斯;A·霍堪森;A·A·斯托羅夫;D·A·斯莫夫;J·烏貝爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: OFS菲特爾有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B05D5/06
• 分類號(hào): B05D5/06;G02B6/036
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 陳季壯

本文公開(kāi)了一種涂覆光纖的組合物，它包括密度小于1.0g/cm³的可自由基固化的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯官能化低聚物；其中該丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯官能化的低聚物的官能度大于或等于1；光引發(fā)劑；和任選地，密度小于1.0g/cm³的可自由基固化的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯稀釋劑單體；其中該涂料組合物布置在光纖上并固化；其中固化的涂層的密度小于1.0g/cm³；和其中該組合物的平均官能度大于1。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求2014年11月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/081393的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容在本文中通過(guò)參考引入。

背景技術(shù)

本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容涉及低密度可紫外線(UV)固化的光纖涂層，用其制造的光纖，和該光纖的制造方法。

對(duì)于某些類型的通信應(yīng)用，例如要求水中浮力或水下傳感或?qū)Ш降哪切?yīng)用來(lái)說(shuō)，例如在水下傳聲、航海天線的拖拽式陣列中，或者在拴車(tethered vehicle)(水下遙控深潛器，ROV)中,有時(shí)期望使用具有降低密度的光纖(即單位長(zhǎng)度降低的重量)。它們也可輔助設(shè)計(jì)并構(gòu)造浮力纖維光纜。另一應(yīng)用可以是氣載纖維光導(dǎo)導(dǎo)彈用纖維。一般地，期望降低各種應(yīng)用中光纖的重量，以便減少其移動(dòng)和運(yùn)輸所使用的能量。這包括例如在管道內(nèi)安裝吹氣纖維用纖維，和在油井內(nèi)的流體填充管道中所使用的纖維。進(jìn)一步期望光纖涂層是可UV固化的，以便使用公知技術(shù)，促進(jìn)光纖的制造。

對(duì)于玻璃光纖來(lái)說(shuō)，光導(dǎo)組件通常是陶瓷，例如氧化硅或摻雜氧化硅，其中氧化硅本身的密度為約2.2克/厘米³(g/cm³)。它顯著大于水，水的密度為約1.0g/cm³(和當(dāng)然，遠(yuǎn)重于空氣)。迄今為止，大多數(shù)已知的可UV固化的光纖涂層的密度大于1.0g/cm³，即本身比水致密。對(duì)于可商購(gòu)的UV可固化的聚氨酯丙烯酸酯光纖涂層來(lái)說(shuō)，典型的主(內(nèi)部)涂層的密度大于或等于1.05g/cm³，和典型的輔助(外部)涂層的密度大于或等于1.15g/cm³。一些公司已報(bào)道或者提供了具有降低密度的聚合物涂層的纖維，其中密度下降通過(guò)或者誘導(dǎo)泡沫體結(jié)構(gòu)或者摻入中空微球到纖維涂層內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，難以控制發(fā)泡工藝和所得泡沫體密度，且同時(shí)仍然實(shí)現(xiàn)幾何形狀(壁厚)的控制。在摻入和混合之后，微球可沉降(或漂浮)在液體涂料內(nèi)，從而要求費(fèi)力的再混合，以保持均勻度。微球有時(shí)稱為微球體，它可以是玻璃類型或者聚合物類型。玻璃微球尤其可能非所需地磨蝕和因劃傷而潛在地削弱玻璃纖維表面，若在聚合物涂層內(nèi)與玻璃表面直接相鄰地施加的話。另外，玻璃或聚合物微球也可產(chǎn)生非所需的微觀彎曲，當(dāng)包括在纖維涂層內(nèi)時(shí)。和在其中微球摻入到外部涂層內(nèi)或之上的情況下，它們傾向于降低外涂層的光滑度。這本身會(huì)增加摩擦阻力，當(dāng)纖維被拖動(dòng)通過(guò)或者空氣或者諸如水之類的流體時(shí)，和這種拖動(dòng)在某些應(yīng)用中可能是非所需的。

已知相對(duì)很少的可擠出的非發(fā)泡的熱塑性材料的密度小于1.0g/cm³(例如，聚甲基戊烯和某些類型和聚烯烴的共聚物，如聚丙烯和聚乙烯)。然而，與涂布具有UV可固化樹(shù)脂的纖維相比，難以擠出薄層的熱塑性材料，因?yàn)闊崴苄圆牧贤ǔ＞哂休^高的抗流動(dòng)性；例如，與典型的可UV固化的光纖涂層的粘度(約4000厘泊)相比，典型的熱塑性材料的熔體粘度高(大于100,000厘泊)。因此，使用低密度熱塑性材料會(huì)限制可容易實(shí)現(xiàn)的涂布纖維的微小度(smallness)。另外，對(duì)于與玻璃表面直接相鄰施加的光纖涂層情況來(lái)說(shuō)，必須過(guò)濾涂料，以除去尺寸大于約1微米的磨蝕粒子，以便實(shí)現(xiàn)足夠的纖維強(qiáng)度；對(duì)于具有高粘度的大多數(shù)可擠出熱塑性材料的樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，這種過(guò)濾是極端困難的。

發(fā)明概述