Композиция для покрытия волоконных световодов

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5066361/33 (22) 01.09.92 (48) 15.1193 Бюп йя 41-42 (71) Фрязинская часть Института радиотехники и электроники РАН; Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (72) Алексеева ЕИ„Милявский Ю.С„Нанушьян С.Р;

Рускол И.Ю. (73) Фрязинская часть Института радиотехники и электроники РАН; Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ВОЛОКОННЫХ СВБТОВОДОВ (57) Изобретение относится к волоконной оптике, в частности к УФ-отверждаемым силиконовым покрытиям дпя волоконных световодов. Сущность изобретения: композиция содержит низяомолекулярный силиконовый каучук общей формулы

CH СН CH з тз 1з

R"(СНз)3 SiOgSi Oj - В 0)ь-{ От) Si(CH3)ç-Л

Н R R" э (v) RII нц 2002712С1 (51) 5 С ОЗ С 25 02 силиконовый олигомер

СН СН СН

)з 1з э (СН ) SiO((Si 0) -{Si 0) -{Si 0) ) Si(CH ) „иниНз R СН $Н цивтор отверждения и иодибтициртитцую добввиу, в качестве которой используют олигоорганосилоксаны, содержащие по крайней мере два звена формулы R"(СН ) SiO при условии d/с+ е э с (э-е)/2

0,5 — 2 или QM-смолы, содержащие структурирующее звено (OSiO) в совокупности с сесквиоксановым звеном (Я" SiO ) или без него, или гексавинилди. силоксан, где К вЂ” алкильные или арильные радикапы;.R" — алкиленовые или ариленовые радикалы;

Ь = 0,01 — 0,5; с = 0,01 — 0,05; d = 0,05 — 0,2; а + Ь +

c(d) = t; е 0 — 2 (целочисленные значения); m = 5

-50; п 50-10000. Композиция может дополнительно содержать стабилизатор. 1 зпф-лы. 2 табл.

2002712 б — 0,05 — 0.2; а + b + c(d) = 1; е = 0 — 2 (целочисленные значения);

m = 5-50, 5 и = --50 — 10 000, при соотношении компонентов, мас. :

Каучук 50-70

Оли гомер 15 — 30

Модифицирующая добавка 1 — 20

Инициатор 0,3 — 3 (сверх суммы основных компонентов), Состав и соотношение компонентов выбирается из следующих экспериментально

15 установленных условий.

Содержание каучука менее 50 мас.о приводит к повышенной жесткости покрымас. падает адгеэия покрытия к ВС. При

20 содержании меркаптоолигомера менее 15 мас. не происходит полной вулканизации композиции, при содержании указанного олигомера более 30 мас,% покрытие становится хрупким.

Молярная доля диметилсилоксанового звена а варьируется в пределах 0,25(0,3)—

0,98(0,94). При а < 0,28(0,3) каучук и олигомер плохо совмещаются. При а > 0,98 (0,94) композиция теряет способность к фотоотверж30 дению, Молярная доля алкильных (арильных) силоксизвеньев Ь изменяется в пределах

0,01 — 0,5. При Ь < 0,01 нет гарантий полноты отверждения покрытия. При Ь > 0,5 компо35 ненты А и В также плохо совместимы.

Молярная доля алкилен(арилен) силоксизвеньев с изменяется в пределах 0,010,05, При с < 0,01 наблюдается липкость поверхности покрытия, При с > 0,05 падает

40 эластичность покрытия.

Молярная доля меркаптосилоксизвеньев dизменяется в пределах 0,,05-0,2, При d

< 0,05 УФ-отверждение практически не идет, При d > 0,2 падает совместимость ком45 понентов А и B.

Коэффициент е характеризует наличие непредельных связей в модифицирующих добавках. При этом е может принимать целочисленные значения в пределах 0 — 2. При

0 е > 2 (например 3) пропадает совместимость модифицирующих добавок с кислородсодержащими олигомерами.

Соотношение d/c + е характеризует способность композиции в целом к фотоотверждению и определяет баланс между алкильными, арильными и непредельными радикалами при взаимодействии последних с меркаптогруппами, обеспечивающий совместимость компонентов, При соотноше- . нии меньше 0,5 не реализуются з снъ13 э а в качестве модифицирующей добавки используют олигоорганокислоксаны, содержащие по крайней мере два звена формулы

R (СНз)еЯ! О(з-е)/г при условии d/ñ + е = 0,53,0, или 0М-смолы, содержащие структурирующее звено (ОБО), или QM-смолы, содержащие структурирующее звено (OSiO) в совокупности с сесквиоксановым звеном (й SiOi,з) или гексавинилдисилоксан, 5 где R — алкильные или арильные радикалы;

R — алкиленовые или ариленовые радикалы;

b — 0,01 — 0,5; с — 0,01 — 0,05;

Изобретение относится к волоконной оптике, в частности к материалам покрытий для волоконных световодов (ВС).

Известна силиконовая композиция для покрытия ВС.

Недостатком известной композиции является ее отверждение при высоких температурах (320 С и более), что в ряде случаев неприемлемо, Наиболее близким к изобретению является композиция УФ-отверждения, содержащая низкомолекулярный силиконовый каучук с непредельными группами, кремнийорганический сшивающий агент с меркаптогруппами, инициатор отверждения, ингибитор окисления и модифицирующие добавки, Недостатком известной композиции является относительно малая прочность материала покрытия, Композиция согласно изобретению позволяет увеличить прочность материала покрытия и скорость вытяжки ВС.

Композиция по изобретению включает низкомолекулярный силиконовый каучук, содержащий непредельные группы, силоксановой олигомер, содержащий меркаптогруппы. инициатор отверждения и модифицирующую добавку, причем в качестае указанного каучука выбирают соединения общей формулы г сн сн сн

lt (4l х снъЪ-хзю з » э о э о з сн31 --хй к у в качестве силиксанового олигомера используют олигоорганосилоксаны общей формулы сн снъ

1 ъ

® ФМРо SiO — 5iQ — зо

1 и - b снрн, тия, при содержании каучука более 70

2002712

Таблица 1

Состав

Компонент

П име

Фенил, 0,05 у-трифторп ропил, 0,1

Гексен 0,01

Каучук у-трифторпропил, 0,01

Гексен 0,1 доля

R, молярная

Силациклопентен 0,05

Этилгексен

0.5 доля

Концевая группа

Гексен

Винил

Этилгексен

Этилгексен

65 мас. прочностные свойства композиции, при соотношении более 2 не соблюдается стехиометрическое отношение меркаптогрупп к непредельным, что существенно ухудшает качество покрытия.

Содержание модифицирующей добавки в композиции варьируется в пределах 1-20 мас. . При введении менее 1 мас. добавки в композицию покрытие имеет низкие прочностные характеристики, при превышении 20 мас. покрытие становится жестким.

В качестве инициаторов отверждения используют производные бензоина, ацетофенона и др. в количествах 0,5-3 мас. . При содержании инидциэтора менее 0,5 мас.% скорость отверждения мала, композиция нетехнологична. При содержаниях инициатора более 3 мас. система становится гетерогенной, избыток инициатора выпадает в осадок, при этом скорость отверждения не возрастает.

Ввиду нестойкости композиции к длительному воздействию дневного света в нее для увеличения срока хранения вводят стабилизаторы-ловуш ки ради кало в. Обычно это производные гидрохиона, тиазина, аминов в количестве 0,1 — 1 мас.%. При содержании стабилизатора менее 0,1 мас, его влияние несущественно, при содержаниях более 1 мас.% начинает падать скорость отверждения.

Композицию согласно изобретению готовят следующим образом.

К расчетному весовому количеству каучука приливают при перемешивание меркаптоолигомер, модифицирующую добавку и фотоинициатор. После гомогениэации

R, молярная Этил, 0,05 смеси дают отстояться в темном месте в течение 1 ч для выхода пузырьков воздуха и используют при вытяжке ВС. В случае за-. благовременного приготовления компози5 ции или необходимости ее длительного хранения перед введением в нее фотоинициатора к смеси основных компонентов добавляют расчетное количество стабилизатора.

Практическое использование компоэи10 ций осуществляется следующим образом.

Подготовленную к вытяжке заготовку

ВС закрепляют в механизме подачи вытяжной установки. Включают продувку аргоном высокотемпературной печи и подают в нее

15 питание. После прохождения "грузика" закрепляют волокно в системе вытяжных роликов, включают привод и устанавливают регламентный диаметр световода. Затем в фильерный узел наливают рабочую компоэи20 цию, включают подачу аргона в блок УФ-отверждения и ведут вытяжку с регламентной .скоростью.

Для удобства параметры рабочих композиций и их функциональные характери25 стики сведены в табл, 1 и 2. Как следует из табл, цель, поставленная в иэобретении— повышение прочности УФ-отверждаемого силиконового покрытия для световодов— достигается в выбранных интервалах изме30 нения параметров композиций. При этом прочность аналогичного покрытия согласно прототипу не превышает 6-7 кг/см при ско2 рости вытяжки не выше 60 м/мин.

35 (56) Авторское свидетельство СССР

N. 736769, кл. G 02 В 6/02, 1980.

Заявка Японии 61-56257, кл. С 08 87/07, опублик. 1987.

П име

2002712

Таблица 2

Формула изобретения

Составитель В. Тестов

Техред М.Моргентал

Редактор Л. Волкова

Корректор С. Патрушева

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3212

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1. Композиция для покРытия ВоЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ, включающая низкомолекулярный силиконовый каучук, содержащий непредельные группы, силоксановый олигомер, содержащий меркаптогруппы, инициатор отверждения и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что указанный каучук выбирают из соединений общей формулы

R„ (CH3) 3-„S{0 х

СН3

{(SIO),— (SIO15- (SIO),{ SI x

I I I

СН R R"

3 х (H3) 3-х Rõ указанный олигомер выбирают из олигоорганосилоксанов общей формулы (СНЗ) 3 {о х

СН3 СН3 Н3 ! l

{(я о),-(SIO)b (во),{ Sl X

Ф

СН, R СНРН х (

R" - алкиленовые или ариленовые радикалы;

10 Ь=0,01 .05 с=0,01 -" 0,05;

0=0,05 0,2; а + b + с (d) = 1; е=0 - 2 (целочисленные значения);

m=5- 50; п=50 - 10000, ;при следующем соотношении компонен тов, мас. %:

20 КЗУ Ук

50- 70

Олигомер 15-30

Модифицирующая добавка 1-20

Инициатор 0,5- 3 (сверх суммы

ОСНОВНЫХ

25 компонентов), 2, Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержит 0,1 - 1,0 мас.% стабилизатора (сверх суммы основных компонентов).