Отверждаемое излучением первичное покрытие d1365 bj для оптического волокна

Отверждаемое излучением первичное покрытие d1365 bj для оптического волокна

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Эта заявка на патент испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент США №60/874731 «Отверждаемое излучением первичное покрытие BJ для оптического волокна», поданной 14 декабря 2006 года.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Настоящее изобретение относится к отверждаемым излучением покрытиям для применения в качестве первичного покрытия для оптических волокон, оптическим волокнам, покрытым упомянутыми покрытиями, и способам получения покрытых оптических волокон.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Оптические волокна обычно покрывают двумя или более отверждаемыми излучением покрытиями. Эти покрытия обычно наносят на оптическое волокно в жидкой форме, а затем подвергают облучению, чтобы вызвать отверждение. Тип излучения, которое может быть использовано для отверждения покрытий, должен быть таким, какой способен инициировать полимеризацию одного или более отверждаемых излучением компонентов таких покрытий. Излучение, пригодное для отверждения таких покрытий, хорошо известно и включает ультрафиолетовый свет (далее «УФ») и электронный луч («ЭЛ»). Предпочтительным типом излучения для отверждения покрытий, применяемых при получении покрытого оптического волокна, является УФ-излучение.

[0004] Покрытие, которое непосредственно контактирует с оптическим волокном, называют первичным покрытием, а покрытие, которое покрывает первичное покрытие, называют вторичным покрытием. В области отверждаемых излучением покрытий для оптических волокон известно, что первичные покрытия преимущественно являются более мягкими, чем вторичные покрытия. Одно преимущество, вытекающее из этой компоновки, представляет собой повышенное сопротивление микроизгибам.

[0005] Микроизгибы представляют собой резкие, но микроскопические искривления в оптическом волокне, подразумевающие местные осевые смещения на несколько микрометров и пространственные волны длиной в несколько миллиметров. Микроизгибы могут быть вызваны термическими напряжениями и/или механическими поперечными силами. Когда они присутствуют, микроизгибы ослабляют способность покрытого оптического волокна передавать сигнал. Ослабление представляет собой нежелательное снижение сигнала, переносимого по оптическому волокну. Относительно мягкое первичное покрытие обеспечивает сопротивление оптического волокна микроизгибам, тем самым сводя к минимуму ослабление сигнала. Относительно более жесткое вторичное покрытие обеспечивает устойчивость к нагрузкам, возникающим при обращении с волокном, таким как встречающиеся тогда, когда покрытое волокно соединяют в ленточные шины и/или кабели.

[0006] Ранее описанные отверждаемые излучением покрытия, пригодные для использования в качестве первичного покрытия для оптического волокна, включают следующие:

[0007] Опубликованная заявка на патент Китая № CN 16515331 "Radiation Solidification Paint and Its Application", переуступленная фирме Shanghai Feikai Photoelectric, изобретатели: Jibing Lin и Jinshan Zhang, описывает и заявляет отверждаемое излучением покрытие, включающее олигомер, активный разбавитель, фотоинициатор, термостабилизатор, селективный усилитель адгезии, в котором содержание олигомера составляет между 20% и 70% (по массе, далее то же самое), содержание других компонентов составляет между 30% и 80%; олигомер выбирают из (мет)акрилированного полиуретанового олигомера или смеси (мет)акрилированного полиуретанового олигомера и (мет)акрилированного эпоксидного олигомера; при этом упомянутый (мет)акрилированный полиуретановый олигомер получают с использованием по меньшей мере следующих веществ:

[0008] (1) одного из полиолов, выбранных из полиуретанового полиола, полиамидного полиола, простого полиэфирполиола, сложного полиэфирполиола, поликарбонатного полиола, углеводородного полиола, полисилоксанового полиола, смеси двух или более одинаковых или различных видов полиола(ов);

[0009] (2) смеси двух или более диизоцианатов или полиизоцианатов;

[0010] (3) (мет)акрилированного соединения, содержащего один гидроксил, способный реагировать с изоцианатом.

[0011] Пример 3 в опубликованной заявке на патент Китая № CN 16515331 представляет собой единственный пример в этой опубликованной заявке, который описывает синтез отверждаемого излучением покрытия, пригодного для использования в качестве отверждаемого излучением первичного покрытия. Покрытие, синтезированное в Примере 3, имеет модуль упругости 1,6 МПа.

[0012] Статья «УФ-ОТВЕРЖДАЕМЫЕ ПОЛИУРЕТАН-АКРИЛОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ В КАЧЕСТВЕ ТВЕРДЫХ НАРУЖНЫХ СЛОЕВ ДВУХСЛОЙНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН» ("UV-CURED POLYURETHANE-ACRYLIC COMPOSITIONS AS HARD EXTERNAL LAYERS OF TWO-LAYER PROTECTIVE COATINGS FOR OPTICAL FIBRES"), авторы W.Podkoscielny и В.Tarasiuk, журнал Polim.Tworz.Wielk, том 41, №7/8, стр. 448-455, 1996, NDN-131-0123-9398-2, описывает исследования оптимизации синтеза отверждаемых ультрафиолетом уретан-акриловых олигомеров и их применение в качестве твердых защитных покрытий для оптических волокон. Для синтеза использовали произведенные в Польше олигоэтеролы, диэтиленгликоль, толуолдиизоцианат (Izocyn T-80) и изофорондиизоцианат в дополнение к гидроксиэтил- и гидроксипропилметакрилатам. Активные разбавители (бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат и 1,4-бутандиолакрилат или их смеси) и 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон в качестве фотоинициатора добавляли к этим уретан-акриловым олигомерам, которые имели полимеризационно-активные двойные связи. Композиции облучали УФ-излучением в бескислородной атмосфере. Записывали ИК-спектры этих композиций и определяли некоторые физические, химические и механические свойства до и после отверждения (плотность, молекулярную массу, вязкость как функцию температуры, показатель преломления, содержание геля, температуру стеклования, твердость по Шору, модуль Юнга, прочность при растяжении, удлинение при разрыве, теплостойкость и коэффициент диффузии водяных паров).

[0013] Статья «СВОЙСТВА ОТВЕРЖДАЕМЫХ УЛЬТРАФИОЛЕТОМ ПОЛИУРЕТАН-АКРИЛАТОВ» ("PROPERTIES OF ULTRAVIOLET CURABLE POLYURETHANE-ACRYLATES"), авторы M.Koshiba; K.K.S.Hwang; S.K.Foley; D.J.Yarusso и S.L.Cooper; опубликованная в журнале J.Mat.Sci, том 17, №5, май 1982 года, стр.1447-1458; NDN- 131-0063-1179-2; описывает проведенное исследование взаимосвязи между химической структурой и физическими свойствами отвержденных ультрафиолетом полиуретан-акрилатов на основе изофорондиизоцианата и толуолдиизоцианата (TDI). Эти две системы получали с вариациями молекулярной массы мягкого сегмента и содержания сшивающего агента. Результаты динамических механических испытаний показали, что можно было получить одно- или двухфазные материалы в зависимости от молекулярной массы мягкого сегмента. По мере возрастания последней температура стеклования (T_c) полиола сдвигалась к более низким температурам. Повышенное применение либо N-винилпирролидона (NVP), либо диакрилата полиэтиленгликоля (PEGDA) вызывало увеличение модуля Юнга и предела прочности на растяжение. Сшивание с использованием NVP увеличивало ударную вязкость в двухфазных материалах и сдвигало высокотемпературный пик T_c к более высоким температурам, а PEGDA не давал таких эффектов. Механические характеристики при растяжении двух систем были в общем сходными.

[0014] US-B-6630242 описывает отверждаемые излучением композиции для покрытий оптических волокон. Пример 11 этого документа описывает получение внутреннего первичного покрытия (также известного как первичное покрытие) из композиции покрытия, которая содержит только два разбавителя и олигомер простого полиэфира-ароматического уретанакрилата, содержавший 21% изоборнилакрилата и 2% лаурилакрилата. В этом документе ничего не говорится о молекулярной массе олигомера.

[0015] Типично в производстве отверждаемых излучением покрытий для применения на оптическом волокне с целью получения уретановых олигомеров используют изоцианаты. Во многих источниках, в том числе в патенте США №7135229 «ОТВЕРЖДАЕМАЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ КОМПОЗИЦИЯ ПОКРЫТИЯ», выданном 14 ноября 2006 года, переуступленном патентообладателю DSM IP Assets B.V., в колонке 7, строки 10-32, приведены следующие сведения в качестве руководства для специалистов по синтезу уретанового олигомера: «Полиизоцианаты, пригодные для применения при получении композиций по настоящему изобретению, могут быть алифатическими, циклоалифатическими или ароматическими и включают диизоцианаты, такие как 2,4-толуолдиизоцианат, 2,6-толуолдиизоцианат, 1,3-ксилилендиизоцианат, 1,4-ксилилендиизоцианат, 1,5-нафталиндиизоцианат, мета-фенилендиизоцианат, пара-фенилендиизоцианат, 3,3'-диметил-4,4'-дифенилметандиизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, 3,3'-диметилфенилендиизоцианат, 4,4'-бифенилендиизоцианат, 1,6-гександиизоцианат, изофорондиизоцианат, метиленбис(4-циклогексил)изоцианат, 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианат, бис(2-изоцианатоэтил)фумарат, 6-изопропил-1,3-фенилдиизоцианат, 4-дифенилпропандиизоцианат, лизиндиизоцианат, гидрированный дифенилметандиизоцианат, гидрированный ксилилендиизоцианат, тетраметилксилилендиизоцианат и 2,5(или 6)-бис(изоцианатометил)-бицикло[2.2.1]гептан. Среди этих диизоцианатов особенно предпочтительны 2,4-толуолдиизоцианат, изофорондиизоцианат, ксилилендиизоцианат и метиленбис(4-циклогексил)изоцианат. Эти диизоцианатные соединения применяются либо по отдельности, либо в комбинации двух или более.»

[0016] Хотя в настоящее время доступен ряд первичных покрытий, желательно предложить новые первичные покрытия, которые имеют улучшенные технологические и/или эксплуатационные характеристики по сравнению с существующими покрытиями.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] Первым аспектом заявленного сейчас изобретения является отверждаемая излучением композиция первичного покрытия, содержащая:

A) олигомер;

B) первый мономер-разбавитель;

C) второй мономер-разбавитель;

D) третий мономер-разбавитель;

Е) первый светостабилизатор;

F) первый фотоинициатор;

G) второй фотоинициатор;

Н) антиоксидант;

I) второй светостабилизатор и

J) усилитель адгезии;

причем упомянутый олигомер представляет собой продукт реакции:

i) гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

ii) изоцианата;

iii) простого полиэфирполиола;

iv) ингибитора полимеризации;

v) катализатора и

vi) разбавителя;

при этом упомянутый олигомер имеет среднечисловую молекулярную массу от по меньшей мере 4000 г/моль до меньшей или равной 15000 г/моль; и

при этом упомянутый катализатор выбран из группы, состоящей из нафтената меди; нафтената кобальта; нафтената цинка; триэтиламина; триэтилендиамина; 2-метилтриэтиленамина; дилаурата дибутилолова; карбоксилатов металлов; сульфоновых кислот; катализаторов на основе аминов или органических оснований; алкоголятов циркония и титана и ионных жидких солей фосфония, имидазолия и пиридиния; и

при этом отвержденная пленка упомянутой отверждаемой излучением композиции первичного покрытия имеет пиковое значение tan δ T_c, измеренное, как указано в описании, от -25°С до -55°С, и модуль упругости от 0,85 МПа до 1,10 МПа.

[0018] Второй аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой способ покрытия оптического волокна, включающий:

a) эксплуатацию колонны вытягивания стекла для получения стеклянного оптического волокна; и

b) покрытие упомянутого стеклянного оптического волокна отверждаемой излучением композицией первичного покрытия по первому аспекту заявленного сейчас изобретения.

[0019] Третий аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой способ покрытия оптического волокна, включающий:

a) эксплуатацию колонны вытягивания стекла с линейной скоростью между 750 метрами/минуту и 2100 метрами/минуту для получения стеклянного оптического волокна; и

b) покрытие упомянутого стеклянного оптического волокна отверждаемой излучением композицией первичного покрытия по первому аспекту заявленного сейчас изобретения.

[0020] Четвертый аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой провод, покрытый первым и вторым слоем, причем первый слой представляет собой отвержденное отверждаемое излучением первичное покрытие, которое находится в контакте с наружной поверхностью провода, а второй слой представляет собой отвержденное отверждаемое излучением вторичное покрытие в контакте с наружной поверхностью первичного покрытия,

при этом отвержденное первичное покрытие на проводе имеет следующие свойства после первоначального отверждения и через один месяц старения при 85°С и 85%-ной относительной влажности:

A) % RAU от 84% до 99%;

B) in-situ модуль упругости между 0,15 МПа и 0,60 МПа; и

C) T_c трубки от -25°С до -55°С;

при этом отверждаемое первичное покрытие представляет собой вышеназванную отверждаемую излучением композицию первичного покрытия.

[0021] Дальнейший аспект настоящего изобретения представляет оптическое волокно, покрытое первым и вторым слоем, причем первый слой представляет собой отвержденное отверждаемое излучением первичное покрытие по заявленному сейчас изобретению, которое находится в контакте с наружной поверхностью оптического волокна, а второй слой представляет собой отвержденное отверждаемое излучением вторичное покрытие в контакте с наружной поверхностью первичного покрытия,

при этом отвержденное первичное покрытие на оптическом волокне имеет следующие свойства после первоначального отверждения и через один месяц старения при 85°С и 85%-ной относительной влажности:

A) % RAU от 84% до 99%;

B) in-situ модуль упругости между 0,15 МПа и 0,60 МПа; и

C) T_c трубки от -25°С до -55°С.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0022] По всей этой заявке на патент нижеследующие сокращения имеют указанные значения:

А-189	γ-меркаптопропилтриметоксисилан, производимый фирмой General Electric
ВНТ	2,6-ди-трет-бутил-пара-крезол, производимый фирмой Fitz Chem
CAS	обозначает регистрационный номер из реферативного журнала Chemical Abstracts
Chivacure 184	1-гидроксициклогексилфенилкетон, производимый фирмой Chitech
Chivacure TPO	2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, производимый фирмой Chitech
НЕА	гидроксиэтилакрилат, производимый фирмой BASF
Irganox 1035	тиодиэтилен-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат), производимый фирмой Ciba
Lowilite 20	2-гидрокси-4-метоксибензофенон, производимый фирмой Great Lakes Chemical
P2010	полипропиленгликоль (MW 2000), производимый фирмой BASF
SR 349 BPAEDA	диакрилат этоксилированного бисфенола А, производимый фирмой Sartomer
SR395	изодецилакрилат, производимый фирмой Sartomer
SR 504 D	акрилат этоксилированного нонилфенола, производимый фирмой Sartomer
IPDI	изофорондиизоцианат, производимый фирмой Bayer
TDI	смесь 2,4- и 2,6-изомеров толуолдиизоцианата в отношении 80/20, производимая фирмой BASF
TDS	100%-ный 2,4-изомер толуолдиизоцианата, производимый фирмой Bayer
Tinuvin 123	N-замещенный пространственно затрудненный амин, производимый фирмой Ciba

[0023] Один аспект настоящего изобретения представляет собой отверждаемую излучением композицию первичного покрытия, включающую:

A) олигомер;

B) первый мономер-разбавитель;

C) второй мономер-разбавитель;

D) третий мономер-разбавитель;

Е) первый светостабилизатор;

F) первый фотоинициатор;

G) второй фотоинициатор;

Н)антиоксидант;

I) второй светостабилизатор и

J) усилитель адгезии;

причем упомянутый олигомер представляет собой продукт реакции:

i) гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

ii) изоцианата;

iii) простого полиэфирполиола;

iv) ингибитора полимеризации;

v) катализатора и

vi) разбавителя;

при этом упомянутый олигомер имеет среднечисловую молекулярную массу от по меньшей мере 4000 г/моль до меньшей или равной 15000 г/моль; и

при этом упомянутый катализатор выбран из группы, состоящей из нафтената меди; нафтената кобальта; нафтената цинка; триэтиламина; триэтилендиамина; 2-метилтриэтиленамина; дилаурата дибутилолова; карбоксилатов металлов, включающих, но не ограничивающихся таковыми: висмуторганические катализаторы, такие как неодеканоат висмута; неодеканоат цинка; неодеканоат циркония; 2-этилгексаноат цинка; сульфоновых кислот, включающих, но не ограничивающихся таковыми, додецилбензолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту; катализаторов на основе аминов или органических оснований, включающих, но не ограничивающихся таковыми: 1,2-диметилимидазол и диазабициклооктан; трифенилфосфина; алкоголятов циркония и титана, включающих, но не ограничивающихся таковыми, бутилат циркония и бутилат титана; и ионных жидких солей фосфония, имидазолия и пиридиния, таких как хлорид тетрадецил(тригексил)фосфония; и

при этом отвержденная пленка упомянутой отверждаемой излучением композиции первичного покрытия имеет пиковое значение tan δ T_c от -25°С до -55°С и модуль упругости от 0,85 МПа до 1,10 МПа.

[0024] Олигомер по настоящему изобретению представляет собой уретан-(мет)акрилатный олигомер, включающий (мет)акрилатную группу, уретановые группы и основную цепь. Термин «(мет)акрилат» включает акрилатные, а также метакрилатные функциональные группировки. Основная цепь предпочтительно является производным от применяемого полиола, который прореагировал с диизоцианатом и гидроксилсодержащим (мет)акрилатом, более предпочтительно гидроксиэтилакрилатом.

[0025] Желательно, олигомер получают реакцией гидроксилсодержащего акрилата (например, НЕА); изоцианата (например, ароматического изоцианата, TDI или TDS); простого полиэфирполиола (например. Acclaim 4200); ингибитора (например, ВНТ); катализатора (например, DBTDL) и реакционно-способного мономера-разбавителя (например, SR 395).

[0026] Гидроксилсодержащий (мет)акрилатный компонент, применимый при получении олигомера, может быть любого подходящего типа, но желательно представляет собой гидроксиалкил(мет)акрилат, такой как гидроксиэтилакрилат (НЕА), или акрилат, выбранный из группы, состоящей из моноакрилата полипропиленгликоля (например, РРА6), моноакрилата трипропиленгликоля (TPGMA), акрилатов капролактона и триакрилата пентаэритрита (например, SR-444). Предпочтителен НЕА.

[0027] При получении олигомера акрилатный компонент может быть добавлен к олигомерной реакционной смеси в любом пригодном количестве, желательно от 0,2 мас.% до 25 мас.%, более желательно от 0,6 мас.% до 10 мас.%, а предпочтительно от 1 мас.% до 5 мас.%, все в расчете на массу олигомерной смеси реагентов.

[0028] Изоцианат может быть любого пригодного типа, например ароматическим или алифатическим, но желательно включает 2,4-толуолдиизоцианат и, необязательно, 2,6-толуолдиизоцианат. Предпочтительно, по меньшей мере 90 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 95 мас.%, а наиболее предпочтительно по меньшей мере 99 мас.% изоцианата представляют собой 100%-ный 2,4-изомер толуолдиизоцианата (TDS).

[0029] При получении олигомера изоцианатный компонент может быть добавлен к олигомерной реакционной смеси в количестве, составляющем от 0,4 мас.% до 9,6 мас.%, желательно от 1,2 мас.% до 8,8 мас.%, а предпочтительно от 2 до 8 мас.%, все в расчете на массовый процент олигомерной смеси.

[0030] Для получения олигомера может быть использовано множество простых полиэфирполиолов. Нет каких-то особых ограничений на способ полимеризации структурных единиц в этих полиолах; применима любая из статистической полимеризации, блок-полимеризации или привитой полимеризации.

[0031] Молекулярная масса простых полиэфирполиолов для применения при получении олигомера может составлять 1000 или выше, желательно 1500 или выше, а еще более желательно 2000 или выше. Желательно, молекулярная масса (MW) может быть 8000 или ниже, а более желательно 6000 или ниже.

[0032] Примеры пригодных простых полиэфирполиолов и гидроксилсодержащих (мет)акрилатов раскрыты в WO 00/18696. Предпочтительно используют полипропиленгликоль (MW=4200) (например. Acclaim 4200, производимый фирмой Bayer).

[0033] При получении олигомера компонент простого полиэфирполиола может быть добавлен к олигомерной реакционной смеси в любом пригодном количестве, желательно составляющем от 44 мас.% до 90 мас.%, более желательно от 50 мас.% до 84 мас.%, а предпочтительно от 55 до 75 мас.%, все в расчете на массовый процент олигомерной смеси.

[0034] В реакционной композиции, используемой для получения олигомера, также присутствует реакционно-способный мономер (также называемый разбавителем). В данной области техники известно множество разнообразных разбавителей, которые могут быть использованы при получении олигомера, включая, без ограничения, акрилат алкоксилированного алкилзамещенного фенола, такой как акрилат этоксилированного нонилфенола (ENPA, например Photomer 4066, производимый фирмой Cognis), акрилат пропоксилированного нонилфенола (PNPA), виниловые мономеры, такие как винилкапролактам (nVC), изодецилакрилат (IDA, например SR 395, производимый фирмой Sartomer), 2-этилгексилакрилат (ЕНА), этилгексилакрилат диэтиленгликоля (DEGEHA), изоборнилакрилат (IBOA), диакрилат трипропиленгликоля (TPGDA), диакрилат гександиола (HDDA), триакрилат триметилолпропана (ТМРТА), триакрилат алкоксилированного триметилолпропана и диакрилат алкоксилированного бисфенола А, такой как диакрилат этоксилированного бисфенола A (EO-BPADA). Предпочтительно, в качестве разбавителя используют изодецилакрилат (например, SR 395, производимый фирмой Sartomer).

При получении олигомера компонент мономера-разбавителя может быть добавлен к олигомерной реакционной смеси в любом пригодном количестве, желательно от 4 мас.% до 8,4 мас.%, более желательно от 4,5 мас.% до 7,7 мас.%, а более предпочтительно от 5 до 7 мас.%, все в расчете на массу олигомерной смеси реагентов.

В реакции, которая дает олигомер, используют катализатор, такой как катализатор уретанизации. Катализаторы в области синтеза олигомеров на основе уретанов для применения в отверждаемых излучением покрытиях для оптического волокна известны в уровне техники. Пригодные катализаторы могут быть выбраны из группы, состоящей из нафтената меди; нафтената кобальта; нафтената цинка; триэтиламина; триэтилендиамина; 2-метилтриэтиленамина; дилаурата дибутилолова (DBTDL); карбоксилатов металлов, включающих, но не ограничивающихся таковыми: висмуторганические катализаторы, такие как неодеканоат висмута, CAS 34364-26-6; неодеканоат цинка, CAS 27253-29-8; неодеканоат циркония, CAS 39049-04-2 и 2-этилгексаноат цинка, CAS 136-53-8; сульфоновых кислот, включающих, но не ограничивающихся таковыми, додецилбензолсульфоновую кислоту, CAS 27176-87-0; и метансульфоновую кислоту, CAS 75-75-2; катализаторов на основе аминов или органических оснований, включающих, но не ограничивающихся таковыми: 1,2-диметилимидазол, CAS 1739-84-0 (очень слабое основание); и диазабицикло[2.2.2]октан (DABCO), CAS 280-57-9 (сильное основание); и трифенилфосфина (ТРР); алкоголятов циркония и титана, включающих, но не ограничивающихся таковыми, бутилат циркония (тетрабутилцирконат), CAS 1071-76-7; и бутилат титана (тетрабутилтитанат), CAS 5593-70-4; и ионных жидких солей фосфония, имидазолия и пиридиния, таких как, но не ограничивающихся таковыми, гексафторфосфат тригексил(тетрадецил)фосфония, CAS №374683-44-0; ацетат 1-бутил-3-метилимидазолия, CAS №284049-75-8; и хлорид N-бутил-4-метилпиридиния, CAS №125652-55-3; и хлорид тетрадецил(тригексил)фосфония, имеющийся в продаже под торговым наименованием Cyphosil 101.

[0035] Предпочтительным катализатором является DBTDL.

[0036] Катализатор может быть использован в свободном, растворимом и гомогенном состоянии или может быть связан с инертными агентами, такими как силикагель, или макросетчатыми смолами с дивинильными сшивками и применен в гетерогенном состоянии, чтобы быть отфильтрованным по завершении синтеза олигомера.

[0037] При получении олигомера компонент катализатора может быть добавлен к олигомерной реакционной смеси в любом подходящем количестве, желательно от 0,036 мас.% до 0,072 мас.%, а предпочтительно от 0,03 до 0,06 мас.%.

[0038] Получение олигомера проводят в присутствии ингибитора полимеризации, который используется для подавления полимеризации акрилата во время реакции. В данной области техники известно множество ингибиторов, которые могут быть применены при получении олигомера, включая, без ограничения, бутилированный гидрокситолуол (ВНТ), гидрохинон и их производные, такие как метиловый простой эфир гидрохинона и 2,5-дибутилгидрохинон, 3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокситолуол; метил-ди-трет-бутилфенол; 2,6-ди-трет-бутил-пара-крезол и тому подобные. Предпочтительным ингибитором полимеризации является ВНТ.

[0039] При получении олигомера ингибиторный компонент может быть добавлен к олигомерной реакционной смеси в любом подходящем количестве, желательно от 0,04 мас.% до 0,24 мас.%, более желательно от 0,045 мас.% до 0,22 мас.%, а предпочтительно от 0,05 до 0,20 мас.%.

[0040] Получение олигомера может быть проведено любым пригодным способом, но предпочтительно происходит в синтезе снаружи-внутрь (outside-in), при котором изоцианатный компонент реагирует с акрилатом, а после этого образованный продукт реакции взаимодействует с полиолом. Более конкретно и предпочтительно, некоторую часть изоцианата, ингибитор и катализатор уретанизации тщательно смешивают, затем добавляют акрилат (например, НЕА) в контролируемом режиме так, что температура реакции не превышает 40°С. После добавления остального акрилатного компонента и полиола реакции дают протекать до завершения.

[0041] В общем, реакцию образования олигомера проводят при температуре от 10°С до 90°С, а предпочтительно от 30°С до 80°С.

[0042] Олигомер, содержащийся в отверждаемой излучением композиции первичного покрытия по заявленному сейчас изобретению, имеет среднечисловую молекулярную массу по меньшей мере 4000 г/моль. Вариант осуществления заявленного сейчас изобретения представляет олигомер, который имеет среднечисловую молекулярную массу по меньшей мере 5000 г/моль. Вариант осуществления заявленного сейчас изобретения представляет олигомер, который имеет среднечисловую молекулярную массу по меньшей мере 6000 г/моль.

[0043] Олигомер, содержащийся в отверждаемой излучением композиции первичного покрытия по заявленному сейчас изобретению, имеет среднечисловую молекулярную массу, меньшую чем или равную 15000 г/моль. Вариант осуществления заявленного сейчас изобретения представляет олигомер, который имеет среднечисловую молекулярную массу, меньшую чем или равную 10000 г/моль. Вариант осуществления заявленного сейчас изобретения представляет олигомер, который имеет среднечисловую молекулярную массу, меньшую чем или равную 9000 г/моль.

[0044] После получения олигомера может быть приготовлена отверждаемая излучением композиция. Количество олигомера в отверждаемой композиции может варьироваться в зависимости от желательных свойств, но будет желательно составлять от 59,2 мас.% до 88,8 мас.%, а предпочтительно 74 мас.%, в расчете на массовый процент отверждаемой излучением композиции.

[0045] К отверждаемой композиции добавляют первый, второй и третий реакционно-способные мономеры-разбавители. Как упомянуто ранее, такие разбавители хорошо известны в данной области техники. Желательно, разбавители включают комбинацию SR 504 D, SR 349 и SR 395, предпочтительно в примерно равных пропорциях. При его использовании разбавитель SR 504D присутствует в количестве от 8 мас.% до 12 мас.%; SR 349 присутствует в количестве от 3 до 7 мас.% и SR 395 присутствует в количестве от 4 до 8 мас.%, все в расчете на массу отверждаемой композиции.

[0046] Отверждаемая композиция также включает первый и второй светостабилизаторы. Такие светостабилизаторы хорошо известны в данной области техники. Светостабилизаторы могут быть включены в состав в количествах, составляющих от 0,01 мас.% до 2 мас.% от отверждаемой композиции. Желательно, первый светостабилизатор может присутствовать в количестве от 0,2 до 0,6 мас.%, а второй светостабилизатор может присутствовать в количестве от 0,05 до 0,25 мас.%. Предпочтительно, первый стабилизатор представляет собой Tinuvin 123, тогда как второй стабилизатор предпочтительно представляет собой Lowilite 20.

[0047] Отверждаемая композиция также включает первый и второй фотоинициаторы. Такие компоненты хорошо известны в данной области техники. Фотоинициаторы могут быть включены в состав в количествах, составляющих от 1 мас.% до 8 мас.% от отверждаемой композиции. Желательно, первый фотоинициатор присутствует в количестве от 0,5 до 3 мас.%, и второй фотоинициатор присутствует в количестве от 0,5 до 3 мас.%. Предпочтительно, первый фотоинициатор представляет собой Chivacure TPO, тогда как второй фотоинициатор предпочтительно представляет собой Chivacure 184.

[0048] Еще одним компонентом, использованным в отверждаемой композиции, является антиоксидант. Такие компоненты хорошо известны в данной области техники. Компонент антиоксиданта может быть включен в состав в количествах, составляющих от 0,5 до 3 мас.%, а более предпочтительно вплоть до 1,5 мас.% от отверждаемой композиции. Предпочтительно, антиоксидант представляет собой Irganox 1035.

[0049] Еще одним компонентом, включенным в состав отверждаемой композиции, является усилитель адгезии, который, как означает его наименование, усиливает адгезию отвержденного покрытия к оптическому волокну. Такие компоненты хорошо известны в данной области техники. Усилитель адгезии может быть включен в состав в количествах, составляющих от 0,2 мас.% до 2 мас.% от отверждаемой композиции, таких как от 0,5 мас.% до 2 мас.%, желательно от 0,8 до 1,0 мас.% от отверждаемой композиции. Предпочтительно, усилитель адгезии представляет собой А-189.

[0050] В предпочтительном аспекте настоящего изобретения олигомер может быть получен из следующих компонентов:

гидроксилсодержащий акрилат (например, НЕА): от 1 до 5 мас.%;

изоцианат (например, TDS): от 2 до 8 мас.%;

простой полиэфирполиол (например, Acclaim 4200): от 55 до 75 мас.%;

ингибитор полимеризации (например, ВНТ): от 0,05 до 0,20 мас.%;

катализатор (например, DBTDL): от 0,030 до 0,060 мас.%;

разбавитель (например, SR 395): от 5 до 7 мас.%.

[0051] Все примерные составы должны быть проверены на точность и для обеспечения того, что общее количество всех компонентов равно 100%.

[0052] Примеры настоящего изобретения могут быть представлены следующим образом:

Олигомер первичного покрытия	мас.%	мас.%	мас.%
Пример 1	Пример 2	Пример 3
Гидроксилсодержащий акрилат (НЕА)	1,84	1,84	1,84
Изоцианат (TDS)	4,14	4,14	4,14
Acclaim 4200	62,11	62,11	62,11
ВНТ	0,061	0,061	0,061
DBTDL	0,034	0,034	0,034
SR 395	5,81	5,81	5,81
Отверждаемая излучением композиция покрытия	мас.%	мас.%	мас.%
Олигомер первичного покрытия	74	75	76
Мономер-разбавитель (SR 504D)	примерно 10,4 мас.%	10,4	10,4
Мономер-разбавитель (SR 349)	примерно 5,0 мас.%	5,0	5,0
Мономер-разбавитель (SR 395)	примерно 6,0 мас.%	6,0	6,0
Первый фотоинициатор (Chivacure TPO)	0,30	0,30	0,30
Второй фотоинициатор (Chivacure 184)	1,00	1,00	1,00
Антиоксидант (Irganox 1035)	0,75	0,75	0,75
Первый светостабилизатор (Tinuvin 123)	0,4	0,4	0,4
Второй светостабилизатор (Lowilite 20)	0,15	0,15	0,15
Усилитель адгезии (А-189)	1,0	2,0	3,0

(эти процентные доли выбраны и скорректированы по необходимости для достижения общего количества 100 мас.% композиции).

[0053] Первичное покрытие по заявленному сейчас изобретению обозначено как первичное покрытие BJ.

[0054] После получения первичного покрытия оно может быть нанесено непосредственно на поверхность оптического волокна. Вытягивание проводят с использованием режима либо «влажное на сухое», либо «влажное на влажное». Режим «влажное на сухое» означает, что жидкое первичное покрытие наносят мокрым, а затем производят облучение для отверждения жидкого первичного покрытия до твердого слоя на проводе. После отверждения первичного покрытия наносят вторичное покрытие и затем также отверждают. Режим «влажное на влажное» означает, что жидкое первичное покрытие наносят мокрым, затем вторичное покрытие наносят мокрым, а затем отверждают оба покрытия, первичное и вторичное.

[0055] Предпочтительным излучением, употребляемым для стимулирования отверждения, является ультрафиолетовое излучение.

[0056] Если вторичное покрытие является прозрачным, а не окрашенным, на него может быть нанесен слой красочного покрытия. Если вторичное покрытие окрашено, слой красочного покрытия обычно не наносят на вторичное покрытие. Независимо от того, наносится ли красочное покрытие, общей практикой является размещение множества покрытых волокон параллельно друг другу в сборной ленте (шине), нанесение на нее отверждаемого излучением матричного покрытия для фиксирования множества волокон на своем месте в этой сборной ленте.

[0057] Нижеследующие примеры далее иллюстрируют изобретение.

ПРИМЕРЫ

[0058] Метод испытания предела прочности на растяжение, удлинения и модуля упругости: Механические свойства при растяжении (предел прочности при растяжении, процент удлинения при разрыве и модуль упругости) отвержденных образцов отверждаемых излучением первичных покрытий для оптического волокна испытывают на пленках с использованием универсального контрольно-измерительного прибора Instron модели 4201, оборудованного подходящим персональным компьютером и программным обеспечением Instron, для получения значений предела прочности на растяжение, процента удлинения при разрыве и секущего или сегментного модуля упругости. Образцы готовят для испытания путем отверждения пленки материала толщиной 75 мкм с использованием УФ-процессора Fusion. Образцы отверждают при 1,0 Дж/см² в атмосфере азота. Из пленки вырезают испытательные образцы, имеющие ширину 1,27 см (0,5 дюйма) и длину 12,7 см (5 дюймов). Точную толщину каждого образца измеряют микрометром. Для относительно мягких покрытий (например, с модулем упругости менее 10 МПа) покрытие вытягивают и отверждают на стеклянной пластинке, и индивидуальные образцы срезают со стеклянной пластинки скальпелем. В приборе Instron используют динамометрический датчик на 0,9 кг (2 фунта) и рассчитывают модуль упругости при 2,5%-ном удлинении с подгонкой методом наименьших квадратов графика зависимости деформаций от напряжения. Перед испытанием отвержденные пленки кондиционируют при температуре 23±1°С и относительной влажности 50±5% в течение от 16 до 24 часов.

[0059] Для относительно более твердых пленок покрытие вытягивают на пленке майлара и вырезают образцы 1,27-сантметровым (0,5-дюймовым) прецизионным ножевым пробоотборником Thwing Albert. В приборе Instron используют динамометрический датчик на 9,1 кг (20 фунтов) и рассчитывают модуль упругости при 2,5%-ном удлинении по секущей в этой точке. Перед испытанием отвержденные пленки кондиционируют при температуре 23±1°С и относительной влажности 50±5% в течение шестнадцати часов. Для испытуемых образцов рабочая длина составляет 5,1 см (2 дюйма), а скорость ползуна составляет 2,54 см/мин (1,00 дюйм/мин). Все испытания проводят при температуре 23±1°С и относительной влажности 50±5%. Все измерения определены как усредненные по меньшей мере по 6 испытательным образцам.

[0060] Метод испытания ДМА: Динамический механический анализ (ДМА) проводят на испытательных образцах с использованием прибора RSA-II, произведенного фирмой Rheometric Scientific Inc. Свободный образец пленки (типично с длиной примерно 36 мм, шириной 12 мм и толщиной 0,075 мм) помещают в зажимы прибора, и температуру первоначально доводят до 80°С и выдерживают на этом уровне в течение примерно пяти минут. Во время последнего периода выдержки при 80°С образец растягивают примерно на 2,5% от его первоначальной длины. Также во время этого периода идентификационную информацию об образце, его размерах и конкретном методе испытания вводят в компьютерную программу (RSI Orchestrator), установленную на подключенный персональный компьютер.

[0061] Все испытания выполняют при частоте 1,0 радиан/сек динамическим методом ступенчатого изменения температуры со ступеньками по 2°С, временем выдержки от 5 до 10 секунд, начальной деформацией примерно 0,001 (AL/L) и с активированными опциями автонатяжения и автодеформации. Автонатяжение устанавливают для обеспечения того, что образец остается под действием растягивающего усилия на протяжении всего цикла испытания, а ав