專利名稱：光纖接合所用涂料及其涂覆、固化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖涂料，特別是用于光纖熔合后涂覆在接合部位的光纖涂料及其涂覆、固化的方法。
背景技術(shù)：
光纖是一種通訊材料，由于其容量大、成本低等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于電信、移動(dòng)通訊、廣電、電力、國防等領(lǐng)域。除了不斷建設(shè)的骨干網(wǎng)、干線網(wǎng)外，住戶區(qū)的使用量也在不斷增加，在局部地區(qū)區(qū)域網(wǎng)和用戶環(huán)路中，光纖已越來越具有競爭力，并有逐步取代銅電纜之趨勢。
光纖在制造過程中，從預(yù)制棒拉絲而成的光纖長度與用戶最終所需要的長度通常不相符合，在這種情況下若光纖不夠長，就需要將兩根光纖連接在一起以提高光纖的長度；通常，光纖連接的方法可分為固定連接法和非固定連接法。非固定連接法包含V型法、套管法、松層套管法和臨時(shí)性的光纖連接器連接法。V型法工藝簡單、套管法和松層套管法要求技術(shù)熟練，但均造成光纖在使用過程中隨時(shí)間性能發(fā)生變化；固定連接法即熔接法具有在完成光纖連接后其性能不隨使用時(shí)間而變化，在戶外干線網(wǎng)、骨干網(wǎng)等中得到大量應(yīng)用，這種方法的一般步驟是在所使用的兩根光纖熔接前，應(yīng)先將這兩根光纖的末端部分的涂覆層剝離去，然后再將光纖裸露的部分插入接合機(jī)器里先軸芯對齊、預(yù)熱、移動(dòng)光纖而被熔接在一起。
為了保證熔接過后光纖的傳輸質(zhì)量不受影響和光纖表面不受外界損傷，需在剝離涂層的裸露光纖表面涂覆涂層。通常理論上，兩根光纖熔合變成一根光纖，傳輸質(zhì)量不會(huì)發(fā)生改變，但在實(shí)際應(yīng)用中由于各方面的原因不可避免會(huì)造成一定程度的損失。作為光纖結(jié)構(gòu)組成的一個(gè)重要部分，涂層又是光纖傳輸質(zhì)量穩(wěn)定可靠的一個(gè)重要保障，所以如何選取涂層涂料、這種涂料如何涂覆和固化對熔合光纖在以后的傳輸性能上是否穩(wěn)定變得非常重要。
目前，國內(nèi)有關(guān)光纖接合部分所需涂層涂料的報(bào)和研究還不是很多，已知國外DSM公司有一種牌號為950-200的用于光纖接合部位修補(bǔ)的涂料產(chǎn)品，但該種涂料在對光纖接合部進(jìn)行涂覆和固化后，對原有涂層的粘結(jié)強(qiáng)度為僅為15Mpa，少于光纖原有的涂層的抗拉強(qiáng)度22Mpa。
申請?zhí)枮?610420.1的發(fā)明專利公開了一種接合光纖的連接方法，具體是指通過光纖連接器將兩根光纖連在一起，把兩個(gè)帶有通道的光纖插頭裝在連接器主體中，兩個(gè)插頭同軸地裝在耦合器套筒中。雖然這種方法可以較好地完成兩根光纖的接合，但其卻易受惡劣環(huán)境地影響，如濕度、溫度變化會(huì)影響光纖地傳輸，另外，光纖連接器的壽命也會(huì)影響光纖的壽命。
申請?zhí)枮?8109240.1的發(fā)明專利也公開了一種光纖接合部位的涂覆方法即在生產(chǎn)光纖時(shí)，將其端部預(yù)留成錐形，這樣在重新涂敷層與原始涂敷層之間的界面充分增大，且可以避免一部分重新涂敷材料重疊在靠近被拼接光纖部分上的原始涂敷材料上，但這種方法不能用于紫外光固化的雙層涂覆光纖的連接和制備客戶所需的任意長度的光纖上。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明公開了一種涂覆光纖接合部位所需的涂料的配方及其涂覆、固化方法。將所述光纖涂料按照一定的比例配合，在特定接合設(shè)備中完成光纖的接合涂覆、固化，可在一定程度上有效的解決目前常見所用涂料的粘結(jié)力強(qiáng)度不夠等技術(shù)難題，很好的保證了光纖的傳輸質(zhì)量。
本發(fā)明所述的用來熔接的兩根光纖是指型號相同的現(xiàn)在常見的光纖，即具有石英玻璃芯及包層，玻璃包層直徑在125±1nm，光纖涂覆層采用雙層紫外光固化聚氨酯丙烯酸樹脂、這時(shí)光纖的直徑為245±5nm，雙層涂覆層組成如下光纖雙層涂覆用外涂層(I)的組成為(本說明書中，有關(guān)配方的百分比均為重量百分比)具聚酯/聚醚骨架的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯 60-85％丙烯酸異冰片酯 10-22％羥基環(huán)己基苯基酮2-5％硫代二乙基雙(3，5-二叔丁基-4’-羥基)水解肉桂酸酯1-3％上述組成的涂層具有楊氏模量為1103Mpa、抗張強(qiáng)度在28.5-29.8Mpa、斷裂伸長率為8-12％、玻璃化溫度大于86℃、折光指數(shù)在589nm處為1.535。
光纖雙層涂覆用內(nèi)涂層(II)的組成為飽和碳?xì)滏湹闹咀寰郯滨ケ┧狨R聚物50-70％丙烯酸異葵酯 5-15％羥基甲基苯基丙酮 4-8％
穩(wěn)定劑0.1-1％粘結(jié)促進(jìn)劑0.5-1％聚乙二醇壬基酚醚丙烯酸酯 20-30％上述組份中，穩(wěn)定劑為硫代二乙基雙(3，5-二叔丁基-4-羥基)水解肉桂酸酯，粘結(jié)促進(jìn)劑為gamma-巰丙基三甲氧基硅烷。
該涂層的楊氏模量為3-6Mpa、強(qiáng)度4-5Mpa、斷裂伸長率在90-110％、玻璃化溫度在10℃以下、折光指數(shù)在589nm處為1.552。
本發(fā)明的用于光纖接合部涂覆用涂料(III)的配方為外涂層的組成(I) 60-80％，內(nèi)涂層的組成(II)5-40％。
制備時(shí)，將上述兩種組成按上述配比在約50℃下進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，液體成均相后冷卻至室溫，拌速度常為70轉(zhuǎn)/分，每次混合的量常為100立升，混合釜的有效體積比為75％。
本發(fā)明還公開了這種光纖涂料在接合部位裸露光纖上的涂覆、固化方法，即先利用專用工具將兩根光纖要接合的末端的雙層紫外光涂層剝離去，然后再將這兩根光纖裸露的部分插入特定的接合設(shè)備中，依次進(jìn)行軸芯對齊、預(yù)熱、移動(dòng)光纖和熔接等步驟，將這兩根光纖進(jìn)行熔接，再將本發(fā)明的接合涂料利用專門的設(shè)備涂覆在接合后光纖裸露的接合部，然后用紫外光固化設(shè)備進(jìn)行固化即可。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的這種光纖涂料，將其用在光纖接合部位時(shí)可在一定程度上有效的解決目前常見所用涂料的粘結(jié)力強(qiáng)度不夠等技術(shù)難題，很好的保證了光纖的傳輸質(zhì)量，而且涂覆、固化方法簡單易行，費(fèi)用成本較低。


附圖是本發(fā)明所光纖涂料涂覆、固化所涉及涂覆裝置的立體圖其中1、模具1 2、模具2 3、模具1凹槽 4、模具2凹槽5、涂料注入口 6、活頁具體實(shí)施方式
實(shí)施例設(shè)定光纖接合用涂料的組份及含量為外涂層的組成(I)80％
內(nèi)涂層的組成(II)20％將上述兩種組成按上述配比在約50℃下進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，液體成均相后冷卻至室溫；攪拌速度常為70轉(zhuǎn)/分，每次混合的量常為100立升，混合釜的有效體積比為75％。
上述配方涂料的粘度為3500cps(25℃)，密度為1.12g/毫升(25℃)，折光指數(shù)在589nm處為1.548(25℃)。然后將需接合的兩根CORING公司的光纖SMF-28用Micro-Electronics公司的牌號為MS-1-FS剝離工具將這兩根光纖接合部的雙層紫外光固化涂層剝?nèi)?，再將這兩根光纖末端已除去涂覆層的裸露那部分插入Ericsson of Richardson，Tex.公司的Ericsson 995 splicer設(shè)備中按上述熔接步驟進(jìn)行熔接，冷卻后用Vytran公司的FFS-2000接合再涂覆設(shè)備進(jìn)行涂覆。
涂覆固化的基本過程如下涂覆裝置如附圖所示，由上模具1和下模具2通過活頁6組成，上模具1、下模具2分別有一個(gè)半圓形的凹槽(3，4)且半徑均為125nm，在上模具中心位置有一開口5，上模具是由可透過UV光的材料制成，將接合后未涂覆的光纖裸露的接合部置于由上模具1和下模具2合并后凹槽(3，4)所形成的管子中、管的直徑為250nm，通過上模具中的開口5注入本發(fā)明的接合涂料(III)，直至涂料充滿整個(gè)管，這樣本發(fā)明的液體涂料就涂覆在光纖的裸露的接合部，經(jīng)透過上模具1的UV光照射9-60秒后，涂覆在光纖接合部的涂料(III)被固化，打開上模具1，將光纖取出即得已涂的經(jīng)接合的光纖。
上述所講的UV光來自紫外光固化設(shè)備-Fusion UV Systems公司的型號為DRS 120 NQ/B產(chǎn)品，使用條件環(huán)境溫度為20-50℃、環(huán)境的相對濕度為30-40％、固化時(shí)所用的劑量為0.8J/Cm2、所用的紫外光波長為350nm。
所得的接合涂層的楊氏模量為805Mpa，斷裂伸長率為15％，抗張強(qiáng)度為22Mpa，玻璃化溫度為55℃，折光指數(shù)在589nm處為1.545，接合涂層對光纖原有涂層的粘結(jié)強(qiáng)度為20Mpa，接近光纖原有涂層的抗張強(qiáng)度，表明接合涂層對光纖上原有涂層的粘結(jié)力強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種用于兩根光纖熔合后涂覆在接合部位的光纖涂料，含有丙烯酸聚氨脂齊聚物、活性單體、光敏劑和其他助劑，其特征在于，用于光纖接合部位涂覆時(shí)，采用含量為60-80％的楊氏模量大于800Mpa的原光纖涂覆層第二層用聚氨脂丙烯酸酯和含量為5-40％的楊氏模量小于5Mpa的原光纖涂覆層的第一層用聚氨脂丙烯酸酯進(jìn)行混合，混合之后的涂料即為用在光纖接合部位的涂料。
2.權(quán)利要求1所述光纖涂料用于光纖接合部位時(shí)涂覆、固化的方法，其特征在于，將需接合的光纖的末端剝離固化涂層后，使光纖裸露的部分插入接合裝置中，依次進(jìn)行軸芯對齊、預(yù)熱、移動(dòng)光纖和熔接，然后再將本發(fā)明所述接合涂料通過涂覆、固化裝置涂覆到裸露光纖表面，完成紫外固化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于光纖接合部位涂料的涂覆、固化方法，其特征在于，涂覆、固化時(shí)，環(huán)境溫度為20-50℃、環(huán)境的相對濕度為30-40％、固化時(shí)所用的劑量為0.8J/Cm2、所用紫外光波長為330～360nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖涂料，特別是用于光纖熔合后涂覆在接合部位的光纖涂料及其涂覆、固化的方法，用于光纖接合部位涂覆時(shí)，采用含量為60－80％的楊氏模量大于800Mpa的原光纖涂覆層第二層用聚氨脂丙烯酸酯和含量為5－40％的楊氏模量小于5Mpa的原光纖涂覆層的第一層用聚氨脂丙烯酸酯進(jìn)行混合，再將其注入到相關(guān)涂覆、固化設(shè)備中，完成相應(yīng)的涂覆和紫外固化。
文檔編號G02B6/255GK1548492SQ03136169
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者李旺金, 何唯平 申請人:深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司