[其他]涂層組合物

無效

• 申請號: 87106226
• 申請日: 1987-09-10
• 公開（公告）號: CN87106226A
• 公開（公告）日: 1988-03-23
• 發明（設計）人: 羅伯特·阿瑟·黑德;史蒂文·約翰遜
• 申請（專利權）人: 帝國化學工業公司
• 主分類號: C09D3/72
• 分類號: C09D3/72;C03C25/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅才希

本發明涉及涂層組合物，具體講是涉及用于光學玻璃纖維生產過程的光固化（Photocurable）涂層組合物。

光學玻璃纖維能夠遠距離傳輸大量信息，而被廣泛應用于通信領域。玻璃纖維本身具有高強度特征，其固有強度可達3×10⁹牛頓/平方米的數量級（參考“Optical fibres for transmission”，J.E Midwinter，1979，John Wiley and sons）。但是，玻璃纖維能否持續保留其強度與所處環境有極大關系。磨損，即使是由微米級粒子所致，也會在玻璃纖維表面產生微細裂紋，這種微細裂紋被認為按照格里菲斯（Griffith）首先提出的機理傳播擴展、最終導致玻璃纖維破裂。玻璃纖維強度損失的另一根源是與濕氣和溶液中的離子相接觸。眾所周知，當含有離子（如鈉離子）的水存在時，石英玻璃表面的化學鍵就會發生迅速的水解，其結果導致顯著的強度下降直至破裂。因此，為使光學玻璃纖維保持高強度，有必要采取措施使玻璃纖維免受諸如磨損、濕氣、離子這樣一些環境影響。為達此目的，已采用對新抽絲的玻璃纖維進行涂裝的工藝，并已成為整個生產過程中的一個組成部分。

對光學玻璃纖維已提出的涂裝體系包括含溶劑添、雙組份體系及熱固化硅橡膠，但其中沒有一個令人完全滿意，原因是這些體系可涂裝性差，固化速度慢以及一些不適宜的性質。為克服生產速度慢的問題，已建議使用可光固化的涂層，特別是用商用高強度紫外線燈系統就可使其迅速固化的紫外線固化性涂層。然而，所獲得的涂層并不總是具有令人滿意的綜合性質。

因此，直接用于玻璃纖維抽絲過程令人滿意的涂層應當具備幾個重要特性。首先，涂層樹脂須在低強度的紫外光下轉變為穩定的聚合物，以迅速提高纖維的生產速率。其次，涂層必須是軟性的，比較典型的是具有10兆帕斯卡（MPa）以下的拉伸模量，這樣就會緩沖在以后的光纜制造過程中，以及在使用中對纖維施加的側向作用力，從而使涂層具有足夠的強度來抵抗纖維表面的物理脫覆。涂層的玻璃化溫度應足以低到在-40℃（攝氏度）甚至-60℃（攝氏度）下不產生任何微曲中心。該軟涂層或底層緩沖涂層還應當有效地阻止濕氣的侵入和離子向玻璃表面的遷移。更進一步說，為了消除偏離波導中心的散射光波型，涂層的折射率應當是1.48或更高些。

由于單一涂層難于提供合乎要求的柔性和韌性，通常用兩種涂層對光學纖維分層涂裝。第一層為柔軟的底層緩沖（內層）涂料，它能抵消不均勻熱膨脹的影響。第二層為具有高模量的外涂層，它可提供必要的韌性并具有抗磨損、抗化學侵蝕性能。

現已發現可直接用于涂裝玻璃纖維并具有理想綜合特性，尤其是具有較高的紫外光敏性、較低的拉伸模量和玻璃化溫度以及特別低的吸水率和透濕性及滿意的折射率的涂料，該涂料是以帶有氟烷側基的不飽和聚氨酯為基礎的組合物。

因此，依據本發明，提供了可光固化的涂層組合物，它包含：

（a）從帶有側氟烷基的多元醇化合物得到的多烯鍵不飽和聚氨酯;

（b）烯鍵不飽和單體，該單體為多烯鍵不飽和聚氨酯的液體溶劑，此外還能與其共聚合;

（c）光引發劑組分。

本發明的涂層組合物中的（a）組分最好是含有丙烯酸酯或者如下分子式所示的取代的丙烯酸酯基團的聚氨酯聚丙烯酸酯：

式中R表示一個可任意取代的低分子量烷基自由基團，如甲基或者羧甲基，最好是氫。

一般地講，組分（a）是下列化合物的反應產物：即具有氟烷側基的多羥基化合物、有機多元異氰酸酯和含有單羥基的烯鍵不飽和單體，多元異氰酸酯中的NCO（異氰酸酯基）基團與多元醇中的OH（羥基）基團之比大于1∶1。

具有氟烷側基的適用的多元醇包括含有如下分子式所示側基的化合物：

（1）式中Y代表F而Z代表Cl或F（CF₂）n-這里的n是0到10的整數，或者Y與Z結合成為-（CF₂）m-鏈、此處m是2到4的整數;x是一個正整數，該整數當Z是Cl或F（CF₂）n-基團時必須為1。

含氟多元醇可以通過具有下面分子通式的氟代烯烴經自由基加成獲得：

（2）式中Y、Z定義同上（1）式，而多元醇中的羥基直接連到下面分子（3）所示的基團上：

-（CH₂）_pO-（3）

p是不小于4的整數。