使用反应性部分二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物的光学纤维组件,及其制造和使用方法

文档序号:3668295阅读:518来源:国知局
专利名称:使用反应性部分二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物的光学纤维组件,及其制造和使用方法
技术领域
本发明要求U.S.临时专利申请No.60/281,821(2001年4月6日递交,在此将其作为参考并入本发明)的优先权。
本发明的背景1.本发明的领域本发明涉及具有一层或多层包含反应性部分二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物,例如,多官能环氧-基聚丙烯酸酯的光学纤维组件。
2.背景讨论具有非常少的固有缺陷的强光学纤维适用于光传输。但光学纤维容易因为暴露于环境,包括灰尘和水分而受损,和甚至小的裂纹可使纤维变脆并容易在弱外部力下破坏。
因此,光学纤维通常具有至少一树脂涂层,优选在制备光学纤维之后不久。更常见地,提供两种树脂涂层是提供,即第一或缓冲内涂层和第二外涂层。U.S.专利Nos.6,048,911和6,014,488(Shustack)公开包含第一和/或第二涂层的光学纤维。这些专利在此将其作为参考并入本发明。
第一涂层直接施涂到玻璃纤维上和,如果固化,形成软的,橡胶状,顺从性材料,用作缓冲区通过减缓在纤维弯曲,束缚或缠绕时所产生的应力而缓冲和保护纤维。这些应力否则会诱导纤维的微弯曲和造成通过它们的光的减弱,导致低效信号传输。第二涂层施涂到第一涂层上和,如果固化,用作硬保护外层,防止玻璃纤维在处理和使用过程中受损。
某些特性是第一涂层所需的。例如,它必须在热和水解老化过程中保持适当的玻璃纤维粘附性,但仍可因为粘结目的而从中剥离。第一涂层的拉伸模量必须低至通过容易减缓纤维上的应力而缓冲和保护纤维,否则可导致微弯曲和随后的低效信号传输。该缓冲作用必须在纤维在其整个寿命过程中所可能暴露的温度范围内保持。因此,第一涂层需要具有低玻璃转变温度(Tg)。该低玻璃转变温度确保涂层在可能的使用温度范围内保持其橡胶状态。
第二涂层还必须具有许多品质,包括相对高的玻璃转变温度(Tg),约50℃或更高,和高拉伸模量,即,约40,000和350,000psi,如,约100,000(在25℃下)。第二涂层最好具有高于其最高使用温度的Tg,因为在聚合物的Tg或附近,许多物理性能如模量,拉伸强度,热膨胀系数,水分吸收率等随着温度的小变化而急剧改变。这导致纤维特性的大的变化。
第一和第二涂层都应该在暴露于水分时经历最小物理性能变化。许多聚合物涂料在水的存在下经历显著的水解,塑化,软化和保护功能的丧失。水分迅速降低涂层本身以及下方玻璃纤维在应力下的强度。反应是水解和应力腐蚀之一。水分还不利地影响第一涂层与玻璃的粘附性,导致可能脱层。因此该涂层最好尽可能地耐水。
第一和第二涂层的另一理想的性能是耐有机溶剂性。这些溶剂可造成第一涂层严重地膨胀,导致涂层从纤维上脱层,或造成更刚性的第二涂层开裂和脱落。溶剂暴露在″远程运送″光学纤维电缆的情况下可以是填充化合物(如,矿物油-基或硅氧烷-基材料)的形式,或,在不太受保护的纤维至家庭场合的情况下是各种家用溶剂的形式如存在于清洁剂,油漆,驱虫剂等中的那些。因此,该涂层最好在憎水性和亲水性之间具有合适的平衡以在所有的环境条件下实现最佳性能。
涂层的另一重要的性能是,如果固化,它们必须包含少量的未键接材料。尽管紫外可固化材料通常称作100%固体,它们可在紫外固化之后仍包含明显量的化学未键接材料。该未键接材料可用溶剂或水萃取,或它在某些条件可以是挥发性的。可提取的或挥发性的组分在光学纤维产物中的存在可造成对纤维有害的问题。这些问题可在光学纤维的整个寿命过程中表现出。
第一和第二涂层应该还具有相对高的折射指数,即,大于所要涂覆的纤维的包层材料纤维。该高折射指数允许用于在玻璃包层和涂层之间的折射指数差异。该差异使得涂层能够去掉周游的光,即,将周游的光信号折射离开玻璃核。
具有这些性能的涂层是可得的,但制造它们的组分通常昂贵。因此,本领域不断需要满足或超过上述要求的不太昂贵的组分。
本发明的目的本发明的一个目的是提供一种涂覆的光学纤维。
本发明的另一目的是提供一种用于制备涂覆的光学纤维的方法。
本发明的另一目的是提供一种用于涂覆光学纤维的组合物。
本发明的另一目的是提供一种光学纤维带。
本发明的这些和其它目的根据以下描述变得很清楚。
本发明的综述本发明包括(1)一种包含具有一层或多层,例如,第一或第二涂层的光学纤维的光学纤维组件,所述涂层由尤其包含反应性部分二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物,如,丙烯酸酯二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物的反应混合物形成;(2)一种通过向光学纤维上施涂由包含环氧低聚物的反应混合物形成的涂层,和辐射固化光学纤维上的该涂层(即,现场)而制备光学纤维的方法;(3)一种由包含环氧低聚物的反应混合物形成的用于涂覆光学纤维的组合物;和(4)一种包括上述光学纤维和涂层,和基质材料的光学纤维带,所述纤维按照平行排列通过基质材料保持在一起。所述层通常可以是第一涂层,第二涂层,基质材料,缓冲剂材料或外套的形式。
本发明涂层因为能够用不太昂贵的添加剂低聚物替代涂层的较大部分的相对昂贵的基础组分(是选自氨基甲酸乙酯低聚物,聚酯丙烯酸酯低聚物,和/或丙烯酸丙烯酸酯低聚物的反应性低聚物,其中氨基甲酸乙酯低聚物是优选的)而降低光学纤维的成本。
根据本发明的这些添加剂低聚物包括在每个末端上具有反应性部分,优选丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团的辐射可固化,多官能,二苯基甲烷多元醇低聚物或,尤其是至少一种辐射可固化二苯基甲烷多元醇低聚物,其中多元醇低聚物的每个末端被丙烯酸酯部分封端(以形成反应性环氧丙烯酸酯低聚物)。
反应性部分可以例如选自丙烯酸,甲基丙烯酸,乙烯基,烯丙基,苯乙烯,丙烯酰胺,降冰片烯基,炔属,环氧,巯基,氨基,衣康酸和巴豆酸部分。
以下,这些添加剂低聚物一般应该称作″环氧低聚物″或″多元醇低聚物″。另外,″丙烯酸化″一般是指″甲基丙烯酸化″,″聚丙烯酸化″一般是指″聚甲基丙烯酸化,″除非另外清楚地表明,如,在正式命名的化合物的列举中。
多元醇低聚物包含约1-约5个二苯基甲烷基团。优选,二苯基甲烷基团有助于形成分子的主链,而不是成为其上的取代基。另外优选的是二苯基甲烷基团被取代,更优选二苯基甲烷的根甲烷被低级烷基取代,进一步更优选甲烷被甲基二取代。最优选,二苯基甲烷基团紧邻羟基,酯或部分饱和酯基团。例如,二苯基甲烷基团可直接连接到氧桥上,后者又连接到羰基或带羟基的碳上。更具体地,二苯基甲烷基团优选距离带羟基的碳仅0-4个中间原子。进一步更优选,一个中间原子是氧桥和二苯基甲烷基团的位置距离氧桥0-1个碳,而氧桥又距离带羟基的碳0-2个中间原子。最优选,二苯基甲烷基团的位置距离氧桥0-1个碳,而氧桥又距离带羟基的碳0或1个中间原子。
通常,多元醇低聚物包含约2-约6个羟基基团。优选,一个羟基基团邻近低聚物的每个末端,更优选带羟基的碳的位置刚好靠近丙烯酸酯末端的内部,例如距离丙烯酸酯基团约0-约3个中间原子内。进一步更优选,除了靠近末端的羟基基团,约1-约4个羟基基团位置朝向分子的中心,例如,距离丙烯酸酯基团的内部至少6-9个中间原子。甚至更优选,这些中心定位的羟基基团如上所述靠近二苯基甲烷基团。
通常,多元醇低聚物衍生自多官能聚丙烯酸化双酚二缩水甘油基醚。优选,双酚二缩水甘油基醚由卤代醇和双酚,更优选双酚A的反应而形成。进一步更优选,环氧低聚物是仅二丙烯酸化的,每个末端有单个丙烯酸酯基团。在最优选的实施方案中,多元醇低聚物包含一种表示为以下结构式I和,通常,IA的化合物
在结构式I中,R’是选自丙烯酸,甲基丙烯酸,乙烯基,烯丙基,苯乙烯,丙烯酰胺,降冰片烯基,炔属,环氧,巯基,氨基,衣康酸和巴豆酸部分的反应性部分。在都结构式I和IA中,a是0-4,通常0,1,2,3或4,例如0.5-3,和R是氢,甲基或具有1-约6个碳原子,通常1-约4个碳原子的直链或支链低级烷基(直链或支链链)。R的例子包括甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔丁基,戊基,异戊基,新戊基,己基和类似物。一侧的R可以与其相对的R相同或不同。优选一个R是甲基;更优选每个R是甲基。
基础低聚物优选为由以下物质的反应而形成的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯(i)至少一种选自聚醚多元醇,烃多元醇,聚碳酸酯多元醇和聚异氰酸酯多元醇的多元醇;(ii)聚异氰酸酯;和(iii)供给反应性末端的封端单体。也可使用聚酯丙烯酸酯和丙烯酸丙烯酸酯。
也可用作基础低聚物的聚酯丙烯酸酯低聚物优选通过丙烯酸与多元醇或聚酯主链上的羟基基团或羟基丙烯酸酯与聚酯结构上的残余酸基团的缩合反应而制成。
也可用作基础低聚物的丙烯酸丙烯酸酯低聚物优选包含至少一个辐射可固化(甲基)丙烯酸酯基团,和优选,至少一个丙烯酸酯基团。这些在本领域中称作丙烯酸化丙烯酸。本发明据信不受如何制备丙烯酸化丙烯酸低聚物,或任何其它低聚物的限制。用于丙烯酸化丙烯酸的低聚物合成路径可,例如,包括羟基官能丙烯酸低聚物与(甲基)丙烯酸的酯化反应,或环氧-官能丙烯酸低聚物与(甲基)丙烯酸的反应。这些丙烯酸化丙烯酸可包括氨基甲酸乙酯键。丙烯酸化丙烯酸可通过已知的合成方法而制成,包括,例如,(1)具有侧羧酸基团的丙烯酸聚合物与丙烯酸羟乙基酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的部分酯化,或另外,甲基丙烯酸缩水甘油酯三元聚合物与丙烯酸的丙烯酸化,或(2)已具有丙烯酸酯基团的单体,例如,甲基丙烯酸烯丙基酯或甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙基酯的聚合反应。丙烯酸低聚物通常具有共聚物主链。低聚物的玻璃转变温度(Tg)可通过降低甲基丙烯酸甲酯的含量而下降。
本发明进一步优选的实施方案包括一个或多个以下特性。形成涂层的成分包括,基于所有成分的重量,约10%重量-约90%重量基础低聚物,例如,氨基甲酸乙酯低聚物,约5%重量-约80%重量多元醇低聚物,约10-约80%重量反应性稀释剂单体,和约0%重量-约10%重量光引发剂。(如果通过电子束照射固化,可以有0%重量光引发剂。)更优选,成分包括约40%重量-约80%重量氨基甲酸乙酯丙烯酸酯基础低聚物,约20%重量-约50%重量环氧低聚物,约20-约65%重量反应性稀释剂单体(暂时的百分数),和约1%重量-约5%重量光引发剂。
优选,氨基甲酸乙酯低聚物和多元醇低聚物(也称作环氧低聚物)的混合物在5-25℃下是液体。该液体混合物优选具有良好的光学透明性,即,在25℃,通过1cm路径长度,和在500nm处相对蒸馏水测定的UV吸光率低于约0.04,最优选低于0.02。
用于根据本发明的光学纤维的层可形成,例如,第一涂层,第二涂层,基质,外套或缓冲剂材料。它们具有良好的耐磨性,耐潮性,热稳定性和其它所需特性的组合。
上述和其它目的本发明根据以下描述是显然的。
附图的简要描述

图1是一部分光学纤维带的横截面侧视图。
图1A是切割剥离的图1光学纤维带的涂覆光学纤维的横截面视图。
优选实施方案的描述本发明光学纤维组件的实施方案包括包含玻璃涂覆纤维和在纤维上的辐射固化涂层的涂覆光学纤维。玻璃先学纤维可具有本领域已知的任何设计。例如,玻璃纤维可包含玻璃核和玻璃包层。核可包含掺杂有锗或亚磷的氧化物或其它杂质的硅石掺杂,和包层可包含纯或掺杂硅酸盐,例如氟硅酸盐。在另一实施方案中,玻璃纤维可包含聚合物-包层硅石玻璃核。本领域已知的和适用于该实施方案的聚合物包层的例子包括有机硅氧烷如聚二甲基硅氧烷,氟化丙烯酸聚合物或类似物。这些种类的玻璃光学纤维是本领域熟知的且适用于本发明。
根据本发明的至少一辐射固化涂层提供在玻璃光学纤维上。根据本发明的辐射固化涂层可直接施涂到玻璃光学纤维上或,另外,玻璃光学纤维上,此时它是第二涂层。另外,本发明涂层可在光学纤维上形成用于第一和第二涂层和/或形成基质,在光学纤维周围的缓冲剂层或外套层。
如图1所示,通常涂覆纤维10具有玻璃核12,包层13,第一涂层14,第二涂层16,油墨17和用于将多个涂覆光学纤维固定在一起以形成光学带的基质18。图1A显示在通过叶片19剥离之前正被切割的图1涂覆光学纤维。
一般第一涂层14和第二涂层16分别约1mil厚。油墨,如果有的话,可作为3-5微米厚和位于基质18和第二涂层16的外表面之间的层17存在。
缓冲剂层(未示),如,缓冲剂管,通常包围一种或多种光学纤维。外套(未示)是在一个或多个光学纤维周围的保护层。缓冲剂管和外套在US专利No.6,249,629(Bringuier,在此将其作为参考并入本发明)中显示。
层组分形成作为具有所需性能的第一涂层,第二涂层,基质,缓冲剂层或外套的层的示例性反应混合物包含以下组分(1)反应性基础低聚物,如氨基甲酸乙酯低聚物,聚酯丙烯酸酯低聚物,和/或丙烯酸丙烯酸酯低聚物;(2)能够与基础低聚物和其它多元醇低聚物的反应性末端反应的反应性部分,如丙烯酸酯,二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物;(3)反应性稀释剂单体;(4)可有可无的光引发剂;(5)可有可无的粘附促进剂;和(6)可有可无的稳定剂。
不愿以任何方式局限于该功能,第二组分(环氧低聚物)的典型的功能是降低所得混合物的成本,同时仍提供一种满足纤维光学工业要求,如合适的Tg,良好的伸长率和破裂强度,和合适的耐水解性和耐热性的组合物。
以下部分更详细描述以上组分。
I.反应性基础低聚物A.氨基甲酸乙酯低聚物在一个实施方案中本发明,基础低聚物能够均聚反应。优选,它们是完全脂族的和丙烯酸酯-封端的氨基甲酸乙酯低聚物。
基础低聚物构成未固化涂料的约10%-约90%重量,基于成分的总重。优选,它包含一种氨基甲酸乙酯低聚物,占成分的约40%-约80%重量,基于所有成分的总重。如果用量低于约10%重量,柔韧性,断裂伸长率和总体韧性受损。如果使用太大的%重量,配方不利地变得昂贵,与组分A的用量直接成比例。
优选采用在本发明中的丙烯酸酯-封端的氨基甲酸乙酯低聚物是以下物质的反应产物(i)脂族多元醇;(ii)聚异氰酸酯,例如脂族聚异氰酸酯或芳族聚异氰酸酯;和(iii)能够供给反应性末端(丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)的封端单体。氨基甲酸乙酯低聚物可包含基于聚酯和丙烯酸的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯,但为了最佳长期稳定性而优选仅包含以上种类的低聚物。
试剂多元醇(i)可以是在固化时对成分的性能没有不利影响的脂族多元醇。实施例包括聚醚多元醇;烃多元醇;聚碳酸酯多元醇;聚异氰酸酯多元醇;和其混合物。聚醚多元醇主链是优选的,因为,一般来说,它们具有良好的耐溶剂性,高伸长率和良好的水解稳定性。聚醚多元醇通常基于直链,支化或环状氧化烯,其中烷基基团包含约1-约12个碳原子。典型的多元醇包括聚醚二醇和三醇。
代表性聚醚多元醇基于直链,环状,或支化氧化烯,其中烷基基团包含1-约12个碳原子。聚醚多元醇可通过本领域任何方法而制成。优选,其数均分子量(Mn)(此时例如通过蒸气压力渗透压力计(VPO),按照ASTM D-3592测定)足以使得基于它的整个低聚物的分子量不超过约6,000道尔顿,优选不超过约5,000道尔顿,和更优选不超过约4,000道尔顿。用于上述工艺的具有特定聚氧基亚烷基结构的合适的二醇化合物的例子包括聚乙二醇,聚丙二醇,聚四亚甲基二醇,聚六亚甲基二醇,和通过一种或多种可离子聚合的环状化合物的开环共聚反应而得到的聚醚二醇。离子可聚合环状化合物的例子包括环状醚如氧化乙烯,氧化丙烯,丁烯-1-氧化物,异丁烯氧化物,四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃,3-甲基四氢呋喃,二噁烷,三噁烷,四噁烷,环己烯氧化物,苯乙烯氧化物,表氯醇,甲基丙烯酸缩水甘油酯,烯丙基缩水甘油基醚,碳酸烯丙基缩水甘油基酯,丁二烯一氧化物,异戊二烯一氧化物,乙烯基氧杂环丁烷,乙烯基四氢呋喃,乙烯基环己烯氧化物,苯基缩水甘油基醚,丁基缩水甘油基醚,和苯甲酸缩水甘油基酯。也可使用通过环一种上述可离子聚合的环状化合物和环状亚胺如亚乙基亚胺,β-丙内酯,环状内酯酸如乙醇酸环二酯,或二甲基环聚硅氧烷的开环共聚反应而得到的聚醚二醇。在此,两种或多种可离子聚合的环状化合物的特定组合包括二元共聚物,如四氢呋喃和氧化丙烯的共聚物,四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的共聚物,四氢呋喃和3-甲基四氢呋喃的共聚物,四氢呋喃和氧化乙烯的共聚物,氧化丙烯和氧化乙烯的共聚物,丁烯-1-氧化物和氧化乙烯的共聚物,和丁烯-1-氧化物和氧化丙烯的共聚物,和三元共聚物如四氢呋喃,丁烯-1-氧化物,和氧化乙烯的共聚物。这些开环共聚物可以是这些可离子聚合的环状化合物的无规共聚物或嵌段共聚物。典型的聚醚多元醇包括但不限于聚四亚甲基多元醇,聚亚甲基氧化物,聚氧化乙烯,聚氧化丙烯,聚氧化丁烯,其异构体,和其混合物。尤其优选的聚醚多元醇包含至少一些聚四亚甲基氧化物和/或聚氧化丙烯单元。
可以使用的代表性烃多元醇包括但不限于基于具有600-4,000分子量的直链或支链烃聚合物的那些如羟基-封端的,完全或部分氢化1,2-聚丁二烯;1,4-1,2-聚丁二烯共聚物,1,2-聚丁二烯-乙烯或-丙烯共聚物,聚异丁烯多元醇;其混合物,和类似物。优选,烃二醇是基本上完全氢化的1,2-聚丁二烯或1,2-聚丁二烯-乙烯共聚物。典型的烃多元醇包括但不限于完全或部分氢化的1,2-聚丁二烯;氢化至碘数9-21的1,2-聚丁二烯;和完全或部分氢化的聚异丁烯。不饱和烃多元醇不是理想的,因为由其制成的低聚物在固化时容易氧化。
聚碳酸酯二醇的例子包括通过碳酸亚乙基酯与二醇的醇解而制成的那些常规。二醇可以是,例如,具有约2-约12个碳原子的亚烷基二醇,如,1,4-丁烷二醇,1,6-己烷二醇,1,12-十二烷二醇,和类似物。也可使用这些二醇的混合物。除了碳酸酯基团,聚碳酸酯二醇可在主链中包含醚键。因此,例如,可以使用氧化烯单体和前述亚烷基二醇的聚碳酸酯共聚物。氧化烯单体包括,例如,氧化乙烯,四氢呋喃,和类似物。这些共聚物与聚碳酸酯二醇均聚物相比产生具有较低模量以及抑制液体涂层组合物的结晶性的固化涂层。也可使用聚碳酸酯二醇和聚碳酸酯共聚物的混合物。代表性聚碳酸酯多元醇包括但不限于碳酸二烷基酯与亚烷基二醇,视需要共聚合与亚烷基醚二醇的反应产物。
聚异氰酸酯组分(ii)优选为非芳族的。基于芳族聚异氰酸酯的低聚物可造成固化涂层的发黄。可以使用具有4-20个碳原子的非芳族聚异氰酸酯。合适的饱和脂族聚异氰酸酯包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯;二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯;1,4-四亚甲基二异氰酸酯;1,5-五亚甲基二异氰酸酯;1,6-六亚甲基二异氰酸酯;1,7-七亚甲基二异氰酸酯;1,8-八亚甲基二异氰酸酯;1,9-九亚甲基二异氰酸酯;1,10-十亚甲基二异氰酸酯;2,2,4-三甲基-1,5-五亚甲基二异氰酸酯;2,2’-二甲基-1,5-五亚甲基二异氰酸酯;3-甲氧基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯;3-丁氧基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯;ω,ω’-二丙基醚二异氰酸酯;1,4-环己基二异氰酸酯;1,3-环己基二异氰酸酯;三甲基六亚甲基二异氰酸酯;1,3-二(异氰酸根合甲基)环己烷;1,4-二异氰酸根合-丁烷;缩二脲六亚甲基二异氰酸酯;降冰片烷二异氰酸根合甲基2,5(6)-二(异氰酸根合甲基)双环(2,2,1)庚烷;和其混合物。
异佛尔酮二异氰酸酯是优选的脂族聚异氰酸酯。合适的(尽管不太优选)芳族聚异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯;二苯基亚甲基二异氰酸酯;四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯;1,3-二(异氰酸根合甲基)苯;p,m-亚苯基二异氰酸酯;4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯;联茴香胺二异氰酸酯(即,4,4’-二异氰酸根合-3,3’-二甲氧基-1,1’-联苯二异氰酸酯);联甲苯胺二异氰酸酯(即,4,4’二异氰酸根合-3,3’-二甲基-1,1’-联苯二异氰酸酯);和其混合物。芳族聚异氰酸酯,甲苯二异氰酸酯是优选的。
如果存在,催化剂以足以进行氨基甲酸乙酯合成的任何常规和已知的催化有效量存在。合适的催化剂包括但不限于环烷酸铜,环烷酸钴,环烷酸锌,1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷,或2,6,7-三甲基-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷,二月桂酸二丁基锡,二丁基氧化锡,二-2-己酸二丁基锡,油酸亚锡,辛酸亚锡,辛酸铅,乙酰乙酸亚铁,和胺如三乙基胺,二乙基甲基胺,三亚乙基二胺,二甲基乙基胺,吗啉,N-乙基吗啉,哌嗪,N,N-二甲基苄基胺,N,N-二甲基月桂基胺,和其混合物。
封端单体(iii)可以是一种能够提供至少一个反应性末端的单体。可用作封端单体的合适的羟基-封端的化合物包括,但不限于此,羟基丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸酯。类似于丙烯酸酯-基化合物,但带有任何反应性端基的体系是同样合适的。能够在照射时或以其它方式通过自由基引发或阳离子固化而反应以提供优异的性能涂层的各种其它示例性端基包括,但是决不限于,自由基体系如硫醇烯体系(基于多官能硫醇和不饱和多烯,如乙烯基醚;乙烯基硫化物;烯丙基醚和双环烯的反应);胺-烯体系(基于反应多官能胺和不饱和多烯);炔属体系;体系其中组分的反应性部分是内部的而不是末端的;其它乙烯基(如,苯乙烯)体系;丙烯酰胺体系;烯丙基体系;衣康酸酯体系和巴豆酸酯体系;和通过开环而反应的阳离子固化体系如翁盐诱导乙烯基醚体系和环氧-封端的体系;和任何其它基于具有反应性末端的化合物的体系。实际上,可以使用通过照射或以其它方式固化但对固化组合物的理想的性能(即,氧化,热和水解稳定性和耐潮性)没有不利影响的基本上任何端基。类似体系进一步公开于U.S.专利No.5,352,712(Shustack,在此将其作为参考并入本发明)。典型的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯包括丙烯酸羟乙基酯,甲基丙烯酸羟乙基酯,丙烯酸羟丙基酯,甲基丙烯酸羟丙基酯,丙烯酸羟基丁酯,甲基丙烯酸羟基丁酯,和等等。尤其优选的封端单体是丙烯酸羟乙基酯或甲基丙烯酸羟乙基酯。多元醇,二异氰酸酯和封端单体的摩尔比优选为约1∶2∶2。
市售低聚物适用于本发明的氨基甲酸乙酯低聚物组分,只要由其制成的固化涂料满足对Tg,%断裂伸长率,和拉伸强度,模量和类似性能的合适的标准。如果该材料用作第一涂层,它可满足对的脱壳力合适的标准。通过基于该说明书所公开的教导的常规试验,本领域熟练技术人员可以试验出用于这些所需标准的固化材料。可能的树脂包括但不限于以下。
1.ECHO树脂ALU-350系列树脂,即,350,351,352,353和354(来自Echo树脂和实验室,Versailles,MO)是随着系列数的增加而具有增加的分子量和粘度和降低的模量的聚四亚甲基多元醇-基丙烯酸化脂族氨基甲酸乙酯低聚物。该系列树脂的某些物理性能汇总于表1
对于这些低聚物,数均分子量通过蒸气压力渗透压力计(VPO)使用由苯偶酰,二十四烷和聚苯乙烯标准校正的Knauer VPO,使用甲苯作为溶剂,在40℃下3分钟,在零平衡9和范围8下,使用通用探头测定。
一般来说,该系列的较低分子量成分是优选的,因为它们不太为蜡状且容易处理,而且因为包括它们的组合物在与它们所遇到的溶剂接触时不太膨胀。
这些低聚物的甲基丙烯酸酯同等物是同样合适的。
2.基于聚醚主链的PURELAST脂族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物(得自聚合物体系公司,Orlando,Florida)。合适的PURELAST低聚物包括566,566A,569,569A,569V,586,586A,586V,590,590A,595和595A,优选,590和590A。该系列低聚物的模量随着系列数的增加而增加。
这些低聚物的甲基丙烯酸酯类似物也是合适的。
3.SARTOMER CN 980和981都是都聚醚-主链脂族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯,也来自Sartomer Company,Exton,Pennsylvania。
4.BR-372,BR-543,BR-571,BR-582,BR-5824,BR-5825,STC3-149,尤其其中66-100%的低聚物组分是BR-582,是聚醚-主链脂族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯,来自Bomar Specialties,Winsted,Connecticut。
5.RX 01203,RX 01099,RX 01336,RX 01071,RX 01218,IRR248,EBECRYL 8800,EBECRYL 270,和EBECRYL 4826低聚物来自UCBChemicals公司,Smyrna,Georgia,都是基于聚醚的脂族氨基甲酸乙酯二丙烯酸酯低聚物。
EBECRYL 8800低聚物用乙氧基乙氧基丙烯酸乙酯稀释10%;具有粘度(在65℃下)8,000-18,000cps和Gardner颜色指数2max。其密度是8.75pounds/加仑。其理论分子量是1,700。如果固化,它具有拉伸强度3,150psi;拉伸伸长率83%,和玻璃转变温度48℃。
以前作为EBECRYL 4826低聚物销售的EBECRYL 270低聚物不包含稀释剂单体;具有粘度2,500-3,500cps(在60℃下)和Gardner颜色指数2max。其密度是8.91pounds/加仑。其理论官能度是2和其理论分子量是1,500。如果固化,它具有拉伸强度1,200psi,拉伸伸长率87%和玻璃转变温度-27℃。
也可使用这些低聚物的甲基丙烯酸酯同等物。
6.UVITHANE ZL-1178低聚物(来自Morton Thiokol,Inc.,MortonChemical Division,Princeton,New Jersey),聚醚基脂族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯。该低聚物具有粘度55-75泊(在120°F下)和700-800泊(在78°F下)和,如果完全固化,具有拉伸强度325psi和极限伸长率45%。
也可使用该单体的甲基丙烯酸酯类似物。
7.EBECRYL 4842(是一种纯净销售的硅氧烷改性的聚醚-基脂族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯),和EBECRYL 19-6264(不是硅氧烷改性的,而是一种聚醚-基脂族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯和包含约15%重量1,6-己烷二醇二丙烯酸酯作为反应性溶剂)来自UCB Chemicals公司,Smyrna,Georgia。
8.烃多元醇-基脂族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物,例如公开于U.S.专利5,146,531(Shustack)。该专利的内容在此作为参考并入本发明。这些低聚物基于600-4,000分子量的直链或支链烃聚合物如完全或部分氢化的1,2-聚丁二烯;氢化至碘数9-21的1,2-聚丁二烯;和完全或部分氢化的聚异丁烯。
9.U.S.专利No.5,527,835(Shustack)的聚醚多元醇-基低聚物也可接受用于制造涂层并在此将其作为参考并入本发明。
10.另外,以上例举类型的任何脂族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物据信是合适的,只要所要求的纤维,涂层,方法和组合物的理想的性能不受不利影响。
B.聚酯丙烯酸酯还基础低聚物的聚酯丙烯酸酯低聚物优选通过丙烯酸与多元醇或聚酯主链上的羟基基团或羟基丙烯酸酯与聚酯结构上的残余酸基团的缩合反应而制成。
C.丙烯酸丙烯酸酯还基础低聚物的丙烯酸丙烯酸酯低聚物优选包含至少一个辐射可固化(甲基)丙烯酸酯基团,和优选,至少一个丙烯酸酯基团。这些在本领域中称作丙烯酸化丙烯酸。本发明据信不限于如何制备丙烯酸化丙烯酸低聚物,或任何其它低聚物。用于丙烯酸化丙烯酸的低聚物合成路径可,例如,包括羟基官能丙烯酸低聚物与(甲基)丙烯酸的酯化,或环氧-官能丙烯酸低聚物与(甲基)丙烯酸的反应。这些丙烯酸化丙烯酸可包括氨基甲酸乙酯键。丙烯酸化丙烯酸可通过已知的合成方法而制成,包括,例如,(1)具有侧羧酸基团的丙烯酸聚合物与丙烯酸羟乙基酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的部分酯化,或另外,甲基丙烯酸缩水甘油酯三元聚合物与丙烯酸的丙烯酸化,或(2)已具有丙烯酸酯基团的单体,例如,甲基丙烯酸烯丙基酯或N,N-甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯的聚合反应。丙烯酸低聚物通常具有共聚物主链。低聚物的玻璃转变温度(Tg)可通过降低甲基丙烯酸甲酯的含量而降低。
II.多官能丙烯酸酯二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物多官能丙烯酸酯二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物在一些情况下可称作环氧低聚物。但环氧低聚物仅因为它在结构或功能上涉及由环氧和丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯制成的化合物而是一种环氧。严格地说,本发明的″环氧低聚物″用词不当。相反,环氧低聚物通常包含优选为卤代醇和双酚,更优选双酚A的反应产物的多官能聚丙烯酸化双酚二缩水甘油基醚。
脂族多元醇的聚缩水甘油基醚已知用作环氧树脂稀释剂。一般来说,它们具有低粘度,在分子中具有两个或多个环氧基团。脂族多元醇的这些聚缩水甘油基醚的具体例子包括1,6-己烷二醇,新戊基二醇,和三羟甲基丙烷和类似物的聚缩水甘油基醚。但这些缩水甘油基醚不向环氧树脂提供足够的柔韧性。
发明人已经意外地发现,双酚和卤代醇的这些丙烯酸化二缩水甘油基醚反应产物可产生足够的柔韧性,增加的Tg和更高模量使得它们实用于纤维涂层场合。通常它们是丙烯酸酯二封端的,聚羟基化的和包含二苯基甲烷基团。该发现的意外之处在于本领域长期存在的以下观点以某些方式在结构上涉及本发明多元醇低聚物的环氧-型丙烯酸酯不适合发挥基础树脂那样的功能。例如,U.S.专利No.5,639,846(Shustack)针对基础树脂表述″丙烯酸化环氧具有不可接受的热和氧化稳定性问题且容易发黄。″多元醇低聚物优选衍生自优选为卤代醇和双酚,优选双酚-A的反应产物双酚二缩水甘油基醚。该反应产物随后聚丙烯酸化以形成多官能丙烯酸酯二封端的二苯基甲烷多元醇。优选多元醇被至少两个羟基,更优选被至少三个取代,且其中至少一个在每个丙烯酸酯末端内几个原子远处。进一步更优选,二苯基甲烷的甲烷具有两个甲基取代基且二苯基甲烷的苯基之一距离酯或部分饱和酯基团约0-约3原子远。
例如,具有以下结构式II的化合物是双酚和卤代醇的二缩水甘油基醚反应产物 在结构式II中,a是0-4,优选0.5-3,通常0,1,2,3或4,R是氢,甲基或具有1-约6个碳原子,通常1-4个碳原子,如,1或2个碳原子的直链或支链低级烷基。R包括甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔-丁基,戊基,异戊基,己基和类似物且一侧的R可与相对的R相同或不同。通常,一个或每个R是甲基。
可封端低聚物的典型的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯包括丙烯酸羟乙基酯,甲基丙烯酸羟乙基酯,丙烯酸羟丙基酯,甲基丙烯酸羟丙基酯,丙烯酸羟基丁酯,甲基丙烯酸羟基丁酯,和等等。优选的封端丙烯酸酯基团是丙烯酸羟乙基酯。
如果与选自丙烯酸,甲基丙烯酸,乙烯基,烯丙基,苯乙烯,丙烯酰胺,降冰片烯基,炔属,环氧,巯基,氨基,衣康酸和巴豆酸部分的反应性部分反应,该化合物可形成本发明的示例性环氧低聚物,如结构式I所示。合适的封端R’部分还包括以上在氨基甲酸乙酯低聚物的封端单体(iii)时所讨论的那些。
如果在分别末端用CH2CHCOO-丙烯酸化,该化合物可形成本发明的示例性环氧低聚物,如下结构式IA所示 在结构式I中,R’独立地选自丙烯酸,甲基丙烯酸,乙烯基,烯丙基,苯乙烯,丙烯酰胺,降冰片烯基,炔属,环氧,巯基,氨基,衣康酸和巴豆酸部分的反应性部分。合适的封端R’部分还包括以上在氨基甲酸乙酯低聚物的封端单体(iii)时所讨论的那些。在结构式I和Ia中,a是0-4,优选0.5-3,通常0,1,2 3或4和,如上所述,R是甲基或低级烷基,和一测定R可与相对的R相同或不同。
双酚二缩水甘油基醚的其它例子及其制备方法公开于U.S.专利No.5,075,356(Crosby等人,题为“具有甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的双酚和新戊基二醇二缩水甘油基醚”);U.S.专利No.6,048,956(Muto等人,题为“二缩水甘油基醚”);U.S.专利No.4,255,302(Adams等人,题为“用于压力容器的长丝卷绕的树脂体系”);U.S.专利No.4,101,693(Tsen等人,题为“制备环氧-玻璃预固体的方法”);和U.S.专利No.4,309,473(Minamisawa等人,题为“包含树脂组合物的非粘性束预固体”)。Adams等人和Tsen等人具体地公开了为双酚A和表氯醇的反应产物的二缩水甘油基醚。前述专利分别在此将其作为参考并入本发明。双酚A二缩水甘油基醚也可EPICOAT828(Yuka Shell Epoxy Co.Ltd.)和DER 332.RTM树脂(Hi-Tek聚合物)和XU71790.04L(Dow Chemical Company)得到。
在本发明范围内所考虑的化合物还包括双酚A衍生物。双酚A衍生物是指,双酚A的苯酚基团已进一步官能化使得不再存在羟基部分。可以使用常规衍生物,而且发现市售衍生物是合适的。
III.反应性稀释剂单体第三组分(反应性稀释剂)的典型的功能是稀释其它低聚物以降低其粘度,这样液体混合物可平稳地施涂到光学纤维上。单体稀释剂组分应该可与上述低聚物反应,和优选每个单体具有一个或多个丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯部分。单体稀释剂能够降低包括它的固化组合物的Tg(玻璃转变温度),和降低未固化(液体)组合物的粘度至范围约1,000-约10,000cps(厘泊)(在25℃下),优选约4,000-约8,000cps,例如通过Brookfield粘度计,LVT型,转轴速度#34,在25℃下测定。如果得到的粘度高于约10,000cps,包括它的液体(未固化)组合物仍然是有用的,如果进行某些处理改变(如,加热液体涂层组合物施涂时所用的模头)。
单体稀释剂包含约10-约80%,优选约15-约70%,和更优选约20-约65%重量的未固化(液体)组合物,基于组合物(所有的成分)的总重。如果存在低于约10%的单体,粘度又会太高。相反,如果超过80%,粘度会太低。
单体稀释剂的合适例子包括,但不限于此,含芳族成分的单体如丙烯酸苯氧基烷基酯或甲基丙烯酸苯氧基烷基酯(如,(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯);苯氧基烷基烷氧基化物丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯(如,苯氧基乙基乙氧基化物(甲基)丙烯酸酯或苯氧基乙基丙氧基化物(甲基)丙烯酸酯);对枯基苯酚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯;3-丙烯酰基氧基丙基-2-N-苯基氨基甲酸酯;或已知用于调节包括它的组合物的折射指数的任何其它这些单体稀释剂之一。包括一种或多种这些物质的组合也是合适的。属于后一类的这些单体稀释剂公开和描述于U.S.Pat.No.5,146,531(Shustack,在此将其作为参考并入本发明),例如,可包含(1)芳族部分;(2)提供反应性(如,丙烯酸或甲基丙烯酸)基团的部分;和(3)烃部分。
另外包含烃特性和乙烯基基团的芳族单体稀释剂的样品包括但不限于聚亚烷基二醇壬基苯基醚丙烯酸酯如聚乙二醇壬基苯基醚丙烯酸酯或聚丙二醇壬基苯基醚丙烯酸酯;聚亚烷基二醇壬基苯基醚甲基丙烯酸酯如聚乙二醇壬基苯基醚甲基丙烯酸酯或聚丙二醇壬基苯基醚甲基丙烯酸酯;和这些的混合物。
这些单体,例如,以商品名ARONIX M110,M111,M113,M114,和M117得自Toagasei Chemical Industry Company,Ltd.,Tokyo,日本,和以商品名PHOTOMER 4003得自Henkel公司,Ambler,Pa.。尤其M114,即,壬基苯酚8(EO)丙烯酸酯是优选的。
其它合适的单体稀释剂另外包括直链或支链的,和在烷基部分中可包含8-18个碳原子的丙烯酸烃烷基酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸己酯;甲基丙烯酸己酯;丙烯酸乙基己酯;甲基丙烯酸乙基己酯;丙烯酸异辛酯;甲基丙烯酸异辛酯;丙烯酸辛酯;甲基丙烯酸辛酯;;甲基丙烯酸癸酯;丙烯酸异癸酯;甲基丙烯酸异癸酯;丙烯酸月桂基酯;甲基丙烯酸月桂基酯;丙烯酸十三烷基酯;甲基丙烯酸十三烷基酯;丙烯酸肉豆蔻基酯;甲基丙烯酸肉豆蔻基酯;丙烯酸棕榈基酯;甲基丙烯酸棕榈基酯;丙烯酸硬脂基酯;甲基丙烯酸硬脂基酯;丙烯酸鲸蜡基酯;甲基丙烯酸鲸蜡基酯;C14-C15烃二醇二丙烯酸酯;C14-C15烃二醇二甲基丙烯酸酯;和以上物质的混合物。其中,鲸蜡基,月桂基和硬脂基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯是最理想的。
还合适的是环状单体如丙烯酸异冰片基酯;甲基丙烯酸异冰片基酯;丙烯酸二环戊烯基酯;甲基丙烯酸二环戊烯基酯;二环戊烯基乙氧基化物丙烯酸酯;二环戊烯基乙氧基化物甲基丙烯酸酯;丙烯酸四氢糠基酯;甲基丙烯酸四氢糠基酯;和其混合物。还合适的是TONE M-100单体(一种得自Union Carbide Corp.,Danbury,Conn.的己内酯丙烯酸酯),得自Hans Rahn,Zurich,Switzerland的GENORAD 1122单体(是2-丙烯酸,2-(((丁基)氨基)羰基氧基)乙基酯,和N-乙烯基己内酰胺)。
不适合的单体包括亲水单体如n-乙烯基吡咯烷酮和n-乙烯基甲酰胺。N-乙烯基吡咯烷酮过去广泛用于光学纤维涂层场合。但它尤其不理想,因为它是亲水的和,在长期浸水时带来非常不好的耐水性。另外发现它是致癌的。因此,组合物应该基本上没有这些单体。
优选的单体包括例如本文所公开的折射指数改性型单体,单独或与(甲基)丙烯酸烷基酯如丙烯酸月桂基酯结合使用。
IV.光引发剂对该组分的需要取决于预期的固化模式。如果紫外,光引发剂是需要的。如果通过电子束,材料可基本上不含光引发剂。
在紫外固化实施方案中,光引发剂必须提供合理的固化速度而不造成混合成分的过早胶凝。另外,它必须不影响固化涂层的光学透明性。另外,光引发剂必须自身是热稳定的,非发黄的,和有效的。
合适的光引发剂包括,但不限于此,以下2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦;二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基-氧化膦;1-羟基环己基苯基酮;2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮;2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮;2-甲基-1-(4-(甲基硫代)苯基)-2-(4-吗啉基)-1-丙酮;2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮;4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮;1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮;1-(4-十二烷基-苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮;4-(2-羟基乙氧基)苯基-2(2-羟基-2-丙基)-酮;2,2-二仲-丁氧基苯乙酮;二乙氧基苯乙酮;二乙氧基苯基苯乙酮;(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4三甲基戊基膦氧化物和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的混合物;1-丙酮,2-甲基-1-1-(4-(甲基硫代)苯基)2-(4-吗啉基);和这些的混合物。
优选存在苯甲酰基二芳基氧化膦型光引发剂,如2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦或二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基-氧化膦。为了提高固化速度,苯甲酰基二芳基氧化膦型光引发剂可与其它光引发剂,如1-羟基环己基苯基酮结合。
典型种类的光引发剂是三酰基氧化膦,如三甲基苯甲酰基二苯基-氧化膦(作为LUCIRIN TPO得自BASF Corp.,ChemicalsDivision,Charlotte,North Carolina),三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦(作为LUCIRIN 8893得自BASF);二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦(得自Ciba-Geigy Corp.,Ardseley,NewYork);二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦(作为得自Ciba-Geigy Corp.,Ardseley,New York的CGI 1700或CGI 1800的组分销售);二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦;和其混合物。作为LUCIRIN TPO和LUCIRIN 8893销售的BASF氧化膦(单独或,尤其,组合形式)是优选的。
如果用于涂层,光引发剂优选占未固化混合物的约0%-约10%重量,基于总混合物的重量。优选,光引发剂的量是约1%-约5%。以上公开的任何可接受的光引发剂是合适的。但较低水平的光引发剂一般在第二涂层相对第一涂层是理想的。原因在于,为了穿过第二涂层而固化第一涂层,必须在第二涂层中没有太多的阻断光的光引发剂,这可在其中涂层湿碰湿施涂并随后同时固化的情况下出现。光引发剂的用量应该使得在计量对模量曲线中测定的所得固化速度低于0.7J/cm2,和优选低于0.5J/cm2。
V.粘附促进剂视需要包括在构成第一涂层的成分中的是粘附促进剂。粘附性在高湿度和高温环境中的特别相关的问题,其中更容易脱层。对于不受这些环境保护的用途,可能需要粘附促进剂。
本领域已知的使用酸-官能材料或有机官能硅烷以促进树脂与玻璃的粘附性。硅烷往往在这些因素方面更合适和,因此,是特别的粘附促进剂。另外,有利地具有一种粘附促进剂,它具有在固化过程中与体系键接的官能度,再次使未键接挥发份的量最小化。各种合适的有机官能硅烷包括但不限于丙烯酸酯-官能硅烷;氨基官能硅烷;巯基-官能硅烷;甲基丙烯酸酯-官能硅烷;丙烯酰氨基官能硅烷;烯丙基-官能硅烷;和乙烯基-官能硅烷。粘附促进剂还优选是甲氧基-或乙氧基-取代的。优选的有机官能硅烷包括但不限于巯基烷基三烷氧基硅烷,(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷,氨基烷基三烷氧基硅烷,其混合物,和类似物。甲基丙烯酸化硅烷是理想的,因为它们与固化体系键接良好。但它们往往减慢体系的固化速度。巯基-官能粘附促进剂也在固化过程中化学键接,但不明显降低该体系的固化速度。
增加在潮湿条件下的粘附性的一些优选有机官能硅烷包括3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基硅烷),3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,3-氨基丙基三乙氧基硅烷,3-巯基丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三乙氧基硅烷,和其混合物。尤其优选的粘附促进剂是3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
硅烷组分包含约0.05%-约10,5或3%重量成分,通常0.1-3.0,基于所有成分的总重。优选,硅烷占约0.2%-约2.0%,和更优选约0.3%-约1.0%,基于成分的总重。
以下二甲硅烷基胺,二丙烯酸化叔胺硅烷,乙酰氧基官能硅烷和三官能异氰尿酸酯硅烷还是合适的粘附促进剂。
A.二甲硅烷基胺如果需要,硅烷组分约0.05-约3.0%重量的粘附促进剂,基于所有成分的总重,包括一种或多种二甲硅烷基这些二甲硅烷基粘附促进剂具有结构式III 其中每个R1是独立地C1-C4烷基,优选C1或C2烷基;其中每个A独立地选自C1-C15烷基,优选C1-C4烷基,C1-C15取代的或未取代的环状烷基,如,环己基,C1-C15杂环烷基;C6-C15取代的或未取代的芳族烃,如,苯基;每个R2基团独立地选自C1-C15烷基,优选C1-C4烷基,C1-C15取代的或未取代的环状烷基,如,环己基,C1-C15杂环烷基;C6-C15取代的或未取代的芳族烃,如,苯基;和C12-C15取代的或未取代的二环状烃,如,二苯酚A基团;每个R3独立地选自C1-C15烷基,优选C1-C4烷基,通常C2烷基,C1-C15取代的或未取代的环状烷基,如,环己基,C1-C15杂环烷基;C6-C15取代的或未取代的芳族烃,如,苯基;和C12-C15取代的或未取代的二环状烃,如,二苯酚A基团;X是1-3;V是1-3;和Y是0-1,前提是如果粘附促进剂包含二(三甲氧基甲硅烷基)丙基胺,该涂层组合物(i)没有至少两个具有至少一个环氧化物基团的末端之间具有饱和脂族主链的低聚物和/或(ii)包含至少一种粘附促进剂,选自除三甲氧基甲硅烷基丙基胺之外的二甲硅烷基胺,二丙烯酸化硅烷叔胺,乙酰氧基官能硅烷,和三官能异氰尿酸酯。
通常,如果粘附促进剂包含二(三甲氧基甲硅烷基)丙基胺,该涂层组合物(i)没有至少两种具有至少一个环氧化物基团的末端之间具有饱和脂族主链的低聚物和/或(ii)包含至少一种粘附促进剂,选自除三甲氧基甲硅烷基丙基胺之外的二甲硅烷基胺,二丙烯酸化硅烷叔胺,乙酰氧基官能硅烷,和除三[(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-异氰尿酸酯之外的三官能异氰尿酸酯。
二(三甲氧基甲硅烷基)丙基胺具有结构式(CH3O)3SiCH2CH2CH2-NH-CH2CH2CH2Si(OCH3)3且有关该化合物的信息在表2中给出。
涂层可包含约0.05-约30,通常约0.1-约10,或约0.2-约5,%重量的一种或多种二甲硅烷基胺粘附促进剂,基于所有成分的总重。
通常,第一涂层包含约0.05-约5.0,例如约0.1-约3.0,或约0.2-约1.0,%重量的一种或多种二甲硅烷基胺粘附促进剂基于所有成分的总重。
B.二丙烯酸化叔胺硅烷一类二丙烯酸化叔胺硅烷具有以下结构式IV。
其中R1是H或CH3;n是1-2;A是二价连接基团;X是O,S,NH;R2是H或C1-C20有机基团;R3是二价连接基团;且可以是相同的或不同的每个Y1Y2Y3表示烷氧基,羧基烷氧基醚,烷基或芳基。制造这些化合物的方法公开于出版的PCT申请No.WO 98/28307,在此将其作为参考并入本发明。一般来说,这些化合物可通过具有结构式(V)的多官能(甲基)丙烯酸酯与具有结构式VI的硅烷反应而制成;
涂层可包含约0.05-约10,通常约0.1-约10,或约0.2-约5,%重量的一种或多种二丙烯酸化叔胺硅烷粘附促进剂,基于所有成分的总重。
通常,第一涂层包含约0.05-约5.0,例如约0.1-约3.0,或约0.2-约1.0,%重量的一种或多种二丙烯酸化叔胺硅烷粘附促进剂基于所有成分的总重。
二丙烯酸化叔胺硅烷可包括在表3中列举的胺。
如果需要,具有结构式IV的胺,如,Sartomer(NTX4456二丙烯酸化叔胺硅烷)可在存在或不存在二甲硅烷基胺的情况下使用。
C.乙酰氧基官能硅烷另一类粘附促进剂是乙酰氧基官能硅烷。如果需要,乙酰氧基官能硅烷可在存在或不存在二甲硅烷基胺的情况下使用。
典型的乙酰氧基官能硅烷具有结构式VII。
其中R1和R2独立地选自 H,C1-C4烷基,苯基,环己基,CH2=CH2,丙烯酸酯和C1-C4烷氧基;和R3独立地选自C1-C4烷基,苯基,环己基,CH2=CH2,丙烯酸酯和C1-C4烷氧基。
已经意外发现,具有结构式VII的某些化合物是有吸引力的粘附促进剂,但没有与辐射可固化预聚物的自由基反应,即其中R1,R2和R3不包含碳碳双键的那些。
涂层可包含约0.05-约30,通常约0.1-约10,或约0.2-约5,%重量的一种或多种乙酰氧基官能硅烷粘附促进剂,基于所有成分的总重。
通常,第一涂层包含约0.05-约5.0,例如约0.1-约3.0,或约0.2-约1.0,%重量的一种或多种乙酰氧基官能硅烷粘附促进剂基于所有成分的总重。
许多典型的乙酰氧基官能硅烷示于表4。
其它的典型的乙酰氧基官能硅烷如下二-t-丁氧基二乙酰氧基硅烷(Me3CO)Si(OCOCH3)2二甲基二乙酰氧基硅烷 二苯基二乙酰氧基硅烷
乙基三乙酰氧基硅烷 甲基二乙酰氧基硅烷 甲基三乙酰氧基硅烷 苯基二甲基乙酰氧基硅烷
苯基三乙酰氧基硅烷 三乙基乙酰氧基硅烷 乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷 D.三官能异氰尿酸酯硅烷另一类其它粘附促进剂是具有3个碳原子与3个氮原子交替的杂环的三官能异氰尿酸酯,其中每个氮原子被R5基团取代和每个R5独立地选自C1-C6烷基(通常C1,C2,C3或C4烷基),乙烯基,乙酰氧基,甲基(丙烯酸酯),苯基,环烷烃,和双酚A基团,和
其中R7是C1-C6烷基,例如C3,C4,C5或C6,R8是C1-C4烷基,例如,C3或C4,和Z是1,2或3,其中至少一个R5是-R7-Si(OR8)z,和每个A独立地选自C1-C15烷基,优选C1-C4烷基,C1-C15取代的或未取代的环状烷基,如,环己基,C1-C15杂环烷基;C6-C15取代的或未取代的芳族烃,如,苯基;前提是如果粘附促进剂包含三[(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-异氰尿酸酯,该涂层组合物(i)没有至少两个具有至少一个环氧化物基团的末端之间具有饱和脂族主链的低聚物和/或(ii)包含至少一种粘附促进剂,选自二甲硅烷基胺,二丙烯酸化硅烷叔胺,乙酰氧基官能硅烷,除三[(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-异氰尿酸酯之外的三官能异氰尿酸酯。
通常,如果粘附促进剂包含三[(三甲氧基甲硅烷基)丙基]异氰尿酸酯,该涂层组合物(i)没有至少两个具有至少一个环氧化物基团的末端之间具有饱和脂族主链的低聚物和/或(ii)包含至少一种粘附促进剂,选自除二(三甲氧基甲硅烷基)丙基胺之外的二甲硅烷基胺,二丙烯酸化硅烷叔胺,乙酰氧基官能硅烷,除三[(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-异氰尿酸酯之外的三官能异氰尿酸酯。
涂层可包含约0.05-约30,通常约0.1-约10,或约0.2-约5,%重量一种或多种三官能异氰尿酸酯硅烷粘附促进剂,基于所有成分的总重。
通常,第一涂层包含约0.05-约5.0,例如约0.1-约3.0,或约0.2-约1.0,%重量一种或多种三官能异氰尿酸酯硅烷粘附促进剂基于所有成分的总重。
三官能异氰尿酸酯的一个例子是具有3个相同的R5基团的三[(三甲氧基甲硅烷基)丙基]异氰尿酸酯,其中R7是C3烷基,和R8是甲基。
典型的三官能硅烷示于表5。
E.不经历自由基反应的粘附促进剂已经惊人地发现,不与涂层聚合物主链偶联的硅烷可用于提高与玻璃的粘附性。对粘附促进剂的常规理解是,偶联剂的一端,甲硅烷醇基团,可与玻璃反应,而偶联剂的其它官能团应该与聚合物基质反应,因此已有技术使用巯基-,丙烯酸基-,或甲基丙烯酸基-硅烷。例如,具有结构式I的化合物,如,二(三甲氧基甲硅烷基)丙基胺预期具有与预聚物的自由基反应,因为它们没有自由基可聚合基团。另外,二甲基二乙酰氧基硅烷,环氧官能硅烷,和三[(三甲氧基甲硅烷基)丙基]异氰尿酸酯和其混合物预期具有与预聚物的自由基反应,因为它们没有自由基可聚合基团。已经意外发现,具有结构式VII的某些乙酰氧基官能硅烷化合物是有吸引力的粘附促进剂,但不具有与辐射可固化预聚物的自由基反应,即其中R1,R2和R3不包含碳碳双键的那些。
V.稳定剂为了提高未固化涂层混合物的储存寿命(储存稳定性),以及增加固化涂层的热和氧化稳定性,可以加入一种或多种稳定剂。合适的稳定剂的例子包括叔胺如二乙基乙醇胺和三己基胺,位阻胺,有机磷酸盐,位阻苯酚,其混合物,和类似物。可以使用的抗氧化剂的一些特殊例子包括十八烷基-3-(3’,5’-二叔-丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯,硫代二亚乙基二(3,5-二叔-丁基-4-羟基)氢肉桂酸酯,和四(亚甲基(3,5-二叔-丁基4-羟基氢肉桂酸酯))甲烷。另外,某些硅烷可少量用作稳定剂,如,低至0.0001%-0.1%重量。合适的这些硅烷的例子是3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
如果使用稳定剂,它的加入量可以是约0.0001%-约3.0%,基于混合物重量。优选,它的含量是约0.25%-约2.0%重量,和更优选约0.5%-约1.5%重量,基于所有的成分的总重。优选的稳定剂是硫代二亚乙基二(3,5-二叔-丁基-4-羟基)氢肉桂酸酯和3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
第二涂层的另一可有可无的添加剂是表面张力调节硅氧烷添加剂,它可用于其中第二涂层要施涂到固化第一涂层之上的实施方案。
涂覆光学纤维的制备本发明还涉及一种用于制备涂覆光学纤维的方法。
优选,该方法包括,将一种包含以下成分的涂层反应混合物施涂到光学玻璃纤维上(A)约10%-约90%重量反应性封端的基础低聚物,例如作为以下物质的反应产物的氨基甲酸乙酯低聚物(i)至少一种多元醇,选自聚醚多元醇,烃多元醇,聚碳酸酯多元醇,和聚异氰酸酯多元醇;(ii)聚异氰酸酯;和(iii)供给反应性末端的封端单体;(B)约5%-约80%重量多元醇低聚物,所述多元醇低聚物包含双酚二缩水甘油基醚,所述二缩水甘油基醚反应产物在两端被能够与(A)的反应性末端反应的反应性部分,例如丙烯酸酯基团所封端;(C)约10%-约80%重量反应性稀释剂;和(D)约0%-约10%重量光引发剂;和其中所有的所述百分数是百分数重量,基于(A),(B),(C)和(D)的总重。
更优选,该方法包括将包含以下成分的涂层反应混合物施涂到光学玻璃纤维上(A)约40-约80%重量一种或多种基础低聚物,例如丙烯酸酯-或甲基丙烯酸酯-封端的聚醚氨基甲酸乙酯低聚物;(B)约20-约50%重量多元醇低聚物,所述多元醇低聚物包含双酚二缩水甘油基醚,所述二缩水甘油基醚反应产物在两端被能够与聚醚氨基甲酸乙酯低聚物(A)的反应性末端反应的丙烯酸酯基团所封端;(C)约20-约65%重量反应性稀释剂;和(D)约1-约5%重量光引发剂;和其中所有的百分数是百分数重量,基于(A),(B),(C)和(D)的总重。
优选,用于第二涂层的涂层成分为了高拉伸强度,高断裂伸长率,合适的模量,水解稳定性,和热稳定性进行选择。更优选,次涂料在固化之前具有冷冻点,即,结晶引发温度最多约60℃,优选最多约25℃。在冷冻点时形成的冷冻颗粒可放大看见或无需放大而看见。通常,冷冻点是约0-约60℃,优选约0℃-约25℃。为了实现这些冷冻点,优选低聚物的组合在5-25℃下是液体,或至少在室温下是液体。采用液体有助于混合这些成分。该液体可通过起始自液体基础低聚物而实现。但液体混合物也可由固体低聚物制成,其中固体低聚物在与液体的其它低聚物混合时液化。如果材料冷冻,它不是均相的。但它可通过加热而返回至均匀性。
在混合各成分和涂布光学纤维之后,涂层经历现场辐射固化。在一个实施方案中,该方法包括,将仅第一涂层施涂到光学纤维上并现场辐射固化该涂层。在另一实施方案中,第二涂层可施涂到第一涂层之上,和两个涂层顺序或同时辐射固化。
第一和第二涂层可通过本领域已知的任何方法施涂和固化。优选的方法公开于U.S.专利No.4,474,830(在AT & T Bell Laboratories的C.Taylor),这样两个涂层湿碰湿地涂布。涂层或多个涂层可随后优选通过紫外照射现场固化,以得到固化聚合物涂层。另外,第一涂层可施涂和固化,然后第二涂层可施涂和固化。
光学纤维带本发明还涉及一种包括上述光学纤维和涂层的光学纤维带。本发明还涉及一种包括由上述涂料制成的基质的光学纤维带。在制造光学纤维带时,多个上述的涂覆光学纤维通过一种将纤维固定在一起的基质而涂布。基质是一种涂覆到纤维上并随后固化的聚合物材料。如果本发明涂层被包埋在基质内,那么该基质可由本发明涂层或常规基质制成。典型的已知的基质材料公开于U.S.专利No.5,908,873(Shustack),U.S.临时专利申请No.60/281,379(Wilson),和U.S.专利申请No.,(2002/4/4递交(Attorney Docket No.APV 31664A),Wilson,在此将其作为参考完全并入本发明)。
基质由辐射可固化液体基质混合物制成。基质可由基本上与构成本文所述第一和第二涂层相同的成分制成,前提是该混合物在固化时具有以下性能耐潮性;耐溶剂性;极易剥离性;对断裂失败的耐性;低挥发性,可提取物和渗出物含量;不存在颗粒材料;不存在对人类或对固化涂层有害的组分;辐射时的快速固化;和长期热,氧化和水解稳定性。它应该是非发黄的。它必须是稍微硬固化的,必须具有高断裂伸长率,和必须具有极好的释放性能。如果固化,它必须可从下方纤维上剥离而不溶解,也不从下方纤维上去除油墨。它还应该在″接缆″过程中耐受失败。术语接缆用于描述一种将多个带聚集在一起形成电缆的工艺。
缓冲剂和外套材料本发明还涉及由上述涂料制成的用于涂布一个或多个光学纤维的缓冲剂(如,缓冲剂管)和外套材料。
实施例导致表6中列举的以下实施例用于进一步说明本发明。在这些实施例和该申请的其它地方,除非另有所指,所有的份数和百分数以在该实施例中所述的总成分的重量计,和所有的温度是摄氏度。各成分通过标准技术而混合。在所有的实施例中,固化计量用国际光IL 390C辐射计测定。所有的实施例采用紫外固化。
除非另有所指,在实施例和该说明书的其余部分,″模量″是指,在25℃下使用Instron 5565型拉伸测试仪按照ASTM-D882 2.5%测定的拉伸模量。应力和应变还按照ASTM-D882测定。
表6
以上成分的量在表2中以%重量列举。
CN983和CN996是聚醚氨基甲酸乙酯丙烯酸酯,得自SartomerCompany,Exton,Pa。
CN120Z是环氧丙烯酸酯低聚物,得自SartomerCompany,Exton,Pa。
HDODA是指己烷二醇二丙烯酸酯,可得作为SR238 SartomerCompany,Exton,Pa。
SR9003是丙氧基化新戊基二醇二丙烯酸酯,得自SartomerCompany,Exton,Pa。
SR285是丙烯酸四氢糠基酯,得自Sartomer Company,Exton,Pa。
BYK371和BYK3500是改性硅氧烷丙烯酸酯,得自Byk-Chemie,USA。
表2的其余每个配方包含以下配方SR 28510wt.%Irgacure 184 3wt.%Irgacure 907 2wt.%Lucirin TPO 1wt.%Irganox 1035 1wt.%Byk 37 1RP0.8wt.%Byk 3500 0.3wt.%内固化的最低程度的值表示%反应的丙烯酸酯不饱和度(%RAU)。它们通过使用FTIR-ATR(Fourier转换红外光谱衰减的总反射率)分析例如在6mm玻璃板上使用辐射计量约0.2J/cm2固化的基质材料样品而确定。该方法用于确定%RAU,其中使用以下描述的具有连续显微镜和Spectra Tech Infinity系列金刚石ATR附件的Nicolet Magna FTIR台。
Nicolet Magna 860在以下设定下使用扫描数=128;分辨率=4;增益=4,速度=1.89;孔=100;束分离器=KBr;和检测器=MCT(碲化汞镉)。在验证设定之后,背景光谱通过将ATR物镜滑动到稍微在液体样品之上的排列中而得到。
然后,制备出未固化涂布样品并得到光谱。例如,将液体涂料的单个液滴放在玻片上。该液滴使用视觉物镜排列在晶体之下,随后将ATR晶体后滑以收集光谱。随后升高载物台直至光谱出现在屏幕上。随后收集,然后降低载物台并用甲醇清洁菱形晶体。
然后,准备以上制成的膜的样品并得到其光谱。这种样品是100微米厚,80mm宽和120mm长。膜使用视觉物镜(15x Reflachromat)排列以使样品靠近物镜,然后将ATR晶体在下方摇摆。样品可随后产生并收集。
测量通过得到峰面积而完成。这可通过首先将液体样品光谱转化成吸光率,和使用得自Nicolet的OMNIC软件,或任何其它计算峰面积的方法,计算液体样品和膜样品在1410cm-1和1520cm-1处的峰的面积而实现。
最后,%RAU使用下式计算 样品是100微米厚,80mm宽和120mm长。%RAU在这些样品的底表面上测定。所用的固化装置是具有300Watt/inch辐射器的熔融体系。使用9毫米直径D灯泡。膜在温度25℃下固化,可在50+/-10%RH和23+/-2℃下离开光进行调控约72小时。但如果除丙烯酸酯之外的材料固化,如甲基丙烯酸酯或乙烯基,FTIR技术调整用于正在检测的特殊峰,但反应的官能团的所得计算%与用于丙烯酸酯时相同。
未固化(液体)组合物的粘度通过Brookfield粘度计,LVT型,转轴速度#34,在25℃下测定。
摩擦系数(CoF)值按照以下方式测定将每个膜使用3-1/2-膜宽度的6mil Bird涂布器刮涂到尺寸4″X7″X 1/8″的玻璃板上。膜随后在用预纯化级氮惰性化的腔中用产生计量700mJ/cm2(例如通过国际光IL390C Compact辐射计测定)的熔融’D’灯固化。O2的含量低于100ppm,例如通过Omega痕量氧分析器系列Y-115-BTP测定。
随后检查每个膜的缺陷并丢弃具有缺陷的任何膜和制备出另一膜。膜随后在50+/-2.5%RH和23℃+/-2℃下调控16-24小时,然后试验。
调控的膜随后使用附有COF试验装置(得自Instron Corp)的Instron拉伸测试仪,5565型测试。19.6500N三种球雪橇在试验速度200mm/min下使用。膜拉伸2英寸和Merlin Version 4.31软件计算静电和动力学摩擦系数。
应该理解,在本发明的主旨和范围内可对上述实施方案进行许多改变。因此,本发明不限于上述实施方案,而是限于所附权利要求。
权利要求
1.一种涂覆的光学纤维组件,包括具有一层或多层辐射固化层的光学纤维,其中至少一层由至少一种基础低聚物和至少一种辐射可固化多官能二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物的混合物形成,其中基础低聚物选自聚氨酯丙烯酸酯低聚物,聚酯丙烯酸酯和丙烯酸系丙烯酸酯中的至少一种,和其中多元醇低聚物的每个末端被能够与基础低聚物和其它多元醇低聚物的反应性末端反应的反应性部分所封端。
2.权利要求1的组件,其中反应性部分是选自丙烯酸,甲基丙烯酸,乙烯基,烯丙基,苯乙烯,丙烯酰胺,降冰片烯基,炔属,环氧,巯基,氨基,衣康酸和巴豆酸部分。
3.权利要求1的组件,其中多元醇低聚物包含约1-约5个二苯基甲烷基团和反应性部分是丙烯酸酯部分。
4.权利要求3的组件,其中至少一种二苯基甲烷基团是多元醇低聚物的主链的一部分而不是其上的取代基。
5.权利要求4的组件,其中所有的二苯基甲烷基团是多元醇低聚物的主链的一部分而不是其上的取代基。
6.权利要求5的组件,其中至少一个二苯基甲烷基团被取代。
7.权利要求6的组件,其中至少一个二苯基甲烷基团被至少一个具有1-约6碳的烷基基团取代。
8.权利要求7的组件,其中至少一个二苯基甲烷基团的甲烷部分被至少一个具有1-4碳的烷基基团取代,和其中基础低聚物包含聚氨酯丙烯酸酯低聚物。
9.权利要求8的组件,其中至少一个二苯基甲烷基团的甲烷部分被2个甲基基团取代。
10.权利要求9的组件,其中每个二苯基甲烷基团的甲烷部分被2个甲基基团取代。
11.权利要求10的组件,其中多元醇低聚物包含至少2个羟基基团。
12.权利要求11的组件,其中多元醇低聚物包含2-约6个羟基基团。
13.权利要求12的组件,其中至少一个二苯基甲烷基团离氧桥原子0-1个碳原子远,而所述氧桥原子离带羟基的碳0-2个碳原子远。
14.权利要求13的组件,其中每个二苯基甲烷基团离氧桥原子0-1个碳原子远,而所述氧桥原子离带羟基的碳0-1个碳原子远。
15.权利要求14的组件,其中每个二苯基甲烷基团离氧桥原子0个碳原子远,而所述氧桥原子离带羟基的碳0个碳原子远。
16.权利要求15的组件,其中每个丙烯酸酯部分在带羟基的碳的0-3个原子内。
17.权利要求1的组件,其中多元醇低聚物衍生自双酚二缩水甘油基醚。
18.权利要求17的组件,其中多元醇低聚物衍生自丙烯酸酯和表示为以下结构式(I)的双酚A二缩水甘油基醚的反应混合物 其中a是0-约4;其中R是氢,甲基或具有1-约6个碳原子的直链或支链低级烷基,和一侧的R可与相对的R相同或不同;和其衍生物。
19.权利要求18的组件,其中a是1-4和每个R是甲基。
20.权利要求1的组件,其中多元醇低聚物表示为以下结构式(I) 其中R’是选自丙烯酸,甲基丙烯酸,乙烯基,烯丙基,苯乙烯,丙烯酰胺,降冰片烯基,炔属,环氧,巯基,氨基,衣康酸和巴豆酸部分的反应性部分,和a是约0-约4;其中R是氢,甲基或具有约1-约6个碳原子的直链或支链低级烷基,和一侧的R可与相对的R相同或不同;和其衍生物。
21.权利要求1的组件,其中多元醇低聚物表示为以下结构式(IA) 其中a是约0-约4;其中R是氢,甲基或具有约1-约6个碳原子的直链或支链低级烷基,和一侧的R可与相对的R相同或不同;和其衍生物。
22.权利要求20的组件,其中a是1-4和每个R是甲基。
23.权利要求22的光学纤维,其中双酚A二缩水甘油基醚是双酚A和卤代醇的反应产物。
24.权利要求22的组件,其中基础低聚物包含聚氨酯丙烯酸酯低聚物。
25.权利要求24的组件,其中多元醇低聚物包含不超过两个丙烯酸酯部分。
26.权利要求1的组件,其中层包含约10%重量-约90%重量聚氨酯丙烯酸酯低聚物,约5%重量-约80%重量多元醇低聚物,约10%重量-约80%重量反应性稀释剂和约0%重量-约10%重量光引发剂。
27.权利要求26的组件,其中层包含约40%重量-约80%重量聚氨酯丙烯酸酯低聚物,约20%重量-约50%重量多元醇低聚物,约20%重量-约65%重量反应性稀释剂和约1%重量-约5%重量光引发剂。
28.权利要求1的组件,其中层在500nm处相对蒸馏水的UV吸光率低于约0.04。
29.权利要求28的组件,其中层在500nm处相对蒸馏水的UV吸光率低于约0.02。
30.权利要求1的组件,其中基础低聚物,以及多元醇低聚物和反应性稀释剂选择使得其混合物在5-25℃下是液体。
31.一种包括权利要求1的多个光学纤维和基质材料的组件,所述多个纤维通过基质材料以平行排列被固定在一起。
32.权利要求1的组件,其中层是光学纤维的第一涂层。
33.权利要求1的组件,其中层是光学纤维的第二涂层。
34.权利要求1的组件,其中由多元醇低聚物组成的层是纤维的第一和第二涂层。
35.权利要求1的组件,其中层是在光学纤维周围的基质。
36.权利要求1的组件,其中层是在光学纤维周围的基质。
37.权利要求1的组件,其中层是在光学纤维周围的外套。
38.权利要求1的组件,其中层是在光学纤维周围的缓冲层。
39.一种用于涂布光学纤维的组合物,包含以下成分的混合物(1)约10-约90%重量基础低聚物,选自聚氨酯丙烯酸酯低聚物,聚酯丙烯酸酯和丙烯酸丙烯酸酯的至少一种;(2)约5-约80%重量一种或多种辐射可固化多官能二封端的二苯基甲烷多元醇低聚物,所述多元醇低聚物在两端被能够与基础低聚物和其它多元醇低聚物的反应性末端反应的反应性基团所封端;(3)约10%-约80%重量反应性稀释剂;(4)约0-约10%重量光引发剂;和其中所有的所述百分数重量基于所有的所述成分的重量。
40.权利要求39的方法,其中反应性部分选自丙烯酸,甲基丙烯酸,乙烯基,烯丙基,苯乙烯,丙烯酰胺,降冰片烯基,炔属,环氧,巯基,氨基,衣康酸和巴豆酸部分
41.权利要求39的方法,其中基础低聚物包含一种或多种丙烯酸酯-封端的脂族聚醚聚氨酯低聚物,和反应性部分是丙烯酸酯部分。
42.权利要求39的方法,其中反应性部分是甲基丙烯酸酯部分。
43.一种用于制备涂覆光学纤维组件的方法,包括(1)向光学纤维施涂由包含以下物质的反应混合物形成的涂层至少一种选自聚氨酯丙烯酸酯低聚物,聚酯丙烯酸酯和丙烯酸系丙烯酸酯的基础低聚物,和至少一种辐射可固化二苯基甲烷多元醇低聚物,其中多元醇低聚物的每个末端被能够与基础低聚物和其它多元醇低聚物的反应性末端反应的反应性部分所封端;和(2)现场辐射固化所述涂层。
44.权利要求43的方法,其中反应性部分选自丙烯酸,甲基丙烯酸,乙烯基,烯丙基,苯乙烯,丙烯酰胺,降冰片烯基,炔属,环氧,巯基,氨基,衣康酸和巴豆酸部分。
45.权利要求43的方法,其中基础低聚物包含聚氨酯丙烯酸酯低聚物和反应性部分是丙烯酸酯部分。
全文摘要
本发明公开了具有至少一包括低聚物的辐射可固化层的涂覆光学纤维组件,所述低聚物由在每个末端上具有反应性基团,通常具有独立地选自丙烯酸,甲基丙烯酸,乙烯基,烯丙基,苯乙烯,丙烯酰胺,降冰片烯基,炔属,环氧,巯基,氨基,衣康酸和巴豆酸的反应性部分的二苯基甲烷多元醇组成,和一种用于制备这些涂覆光学纤维组件和涂层的方法。
文档编号C08F2/46GK1531557SQ02809739
公开日2004年9月22日 申请日期2002年4月5日 优先权日2001年4月6日
发明者T·E·迈尔斯, T E 迈尔斯 申请人:博登化学公司
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