專(zhuān)利名稱(chēng)：包覆光學(xué)纖維的制作方法
背景1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程通信電纜。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及含有置于由熱塑性彈性體制成的可剝離管狀套或緩沖管內(nèi)的光學(xué)纖維的電纜。
2.相關(guān)技術(shù)描述光學(xué)電纜一般包括一個(gè)熱塑性外殼，它可包括金屬或介電保護(hù)增強(qiáng)元件，外殼環(huán)繞增強(qiáng)或包護(hù)層，后者又環(huán)繞許多光學(xué)玻璃纖維結(jié)構(gòu)。光學(xué)玻璃纖維結(jié)構(gòu)一般具有“松-管(loose-tube)”結(jié)構(gòu)或“緊緩沖(tight buffer)”結(jié)構(gòu)。
具有松管結(jié)構(gòu)的光學(xué)纖維電纜的橫剖面示于

圖1中。電纜10有一個(gè)外套12，其中可加入一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)度元件17。外套12一般由一種保護(hù)性聚合物如聚乙烯或聚氯乙烯構(gòu)成。強(qiáng)度元件17一般是鋼纜或高強(qiáng)度合成纜。外套12環(huán)繞一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)或保護(hù)性材料層14和16。層14和/或16環(huán)繞許多光學(xué)纖維束18。層14和/或16中的增強(qiáng)材料可以成形為柔性金屬套和/或高強(qiáng)度合成纖維套，如由Kevlar芳綸線構(gòu)成的套。層14和/或16中所用的一種保護(hù)性材料可以是一層超吸收劑聚合物。正如圖2清楚地所示，每捆光學(xué)纖維束18由2～25根封裝在緩沖管19內(nèi)的光學(xué)纖維20構(gòu)成。每根緩沖管19為光學(xué)纖維同時(shí)提供力學(xué)與化學(xué)保護(hù)，而且緩沖管19可以彩色編碼以便于識(shí)別。
以緊緩沖結(jié)構(gòu)包含光學(xué)纖維的電纜的透視圖示于圖3中。外套22要以可加進(jìn)強(qiáng)度元件的形式提供。外套22環(huán)繞許多單獨(dú)帶外殼的纖維24，這些纖維又環(huán)繞一個(gè)中心強(qiáng)度元件25。外套22一般由與圖1電纜的外套12中同類(lèi)的聚乙烯或聚氯乙烯構(gòu)成。中心強(qiáng)度元件25一般是鋼纜或其它高強(qiáng)度增強(qiáng)材料。正如圖4清楚地所示，每根帶外殼的單獨(dú)纖維24都包含光學(xué)纖維28，該纖維被擠出聚合物緩沖管27所包覆，該緩沖管被增強(qiáng)套26所包覆，增強(qiáng)套26又被單獨(dú)纖維外套21所包覆。光學(xué)玻璃纖維常用丙烯酸樹(shù)脂類(lèi)或硅進(jìn)行處理，以減少玻璃纖維表面損傷的敏感性。緊緩沖管27一般由熱塑性彈性體、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯構(gòu)成。增強(qiáng)套26一般由高強(qiáng)度合成纖維套，例如由Kevlar芳綸線構(gòu)成的套組成。單根纖維的外套21既保護(hù)又彩色編碼光學(xué)纖維，它通常用聚氯乙烯制成。
松管和緊緩沖結(jié)構(gòu)的緩沖管一般都由強(qiáng)而柔軟的材料制成，同時(shí)它也是可剝離的，從而用手指或簡(jiǎn)單工具就能在其中納入光學(xué)纖維。同時(shí)，緩沖管必須在電纜制造過(guò)程中不易熔化，否則光學(xué)纖維束將粘在一起，從而難以選擇所需的纖維束。這是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)橥馓谆蚱渌Ｗo(hù)層都可能通過(guò)將聚乙烯或聚丙烯在局部高達(dá)150～160℃的熔融聚合物溫度下擠到纖維束的周?chē)尚?。此外，緩沖管最好足夠硬而剛，以便在電纜制造過(guò)程中，例如在將纖維增強(qiáng)套包裹在緊緩沖結(jié)構(gòu)電纜的緩沖管上時(shí)，容易處理這些管子。最后，還優(yōu)選緊緩沖結(jié)構(gòu)中的緩沖管在電纜制造過(guò)程中不會(huì)收縮，因?yàn)檫@種收縮會(huì)削弱光學(xué)纖維所攜帶的光學(xué)信號(hào)。
美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)US 2002/0001440和US專(zhuān)利6,483,971公開(kāi)了由光學(xué)纖維束或組件制成的光學(xué)纖維電纜，該纖維束或組件有一個(gè)具有柔性二元醇段的熱塑性材料的擠出表皮層。用來(lái)制造所公開(kāi)組件擠出管的熱塑性材料之一是杜邦公司，Wilmington，Delaware，USA出售的Hytrel熱塑性彈性體。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)US 2002/0001440具體提到了Hytrel級(jí)G3548L(起始抗撕裂強(qiáng)度為60kN/m，熔點(diǎn)為156℃和肖氏D級(jí)硬度為35)和一種更柔軟的Hytrel級(jí)HTR 8 351NC-010(起始抗撕裂強(qiáng)度為20kN/m，管熔點(diǎn)只有140℃和肖氏D級(jí)硬度為23)。但是，熔點(diǎn)低于160℃時(shí)，在電纜制造過(guò)程中很可能會(huì)出現(xiàn)緩沖管的熔融。而且，這類(lèi)彈性體肖氏D級(jí)硬度低于40會(huì)使它們因太軟而在某類(lèi)電纜制造過(guò)程中無(wú)法有效處理。
因此需要一種很容易從封裝光學(xué)纖維上剝離下來(lái)但在電纜制造過(guò)程中又不會(huì)熔化或粘在其它緩沖管上的光學(xué)纖維用緩沖管。進(jìn)一步還需要一種由很容易剝離但比先有技術(shù)中公開(kāi)的緩沖管組合物硬得多和剛得多的熱塑性共聚醚酯彈性體構(gòu)成的緩沖管。遺憾的是，當(dāng)將熱塑性材料改性到熔點(diǎn)較高或獲得更高的硬度和剛度時(shí)，該材料傾向于變得更易收縮或更難撕裂。
附圖簡(jiǎn)述圖1是具有松管結(jié)構(gòu)的光學(xué)纖維電纜的橫截面。
圖2是圖1電纜中光學(xué)纖維束之一的橫截面。
圖3是具有緊緩沖結(jié)構(gòu)的光學(xué)纖維電纜的立體圖。
圖4是圖3中一根帶套光學(xué)纖維的立體圖。
試驗(yàn)方法在以下說(shuō)明和實(shí)施例中，要用下列試驗(yàn)方法來(lái)確定各種報(bào)告的特性和性能。ISO是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織。
抗撕裂強(qiáng)度按褲形撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)(ISO標(biāo)準(zhǔn)34A)進(jìn)行測(cè)量，并以N/mm為單位報(bào)告。按照褲形撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)，要把褲形試樣的腿部分拉開(kāi)。該試驗(yàn)測(cè)量擴(kuò)展撕裂所需的力，旨在測(cè)量材料的基本撕裂性能，同時(shí)又比其它撕裂試驗(yàn)對(duì)模量效應(yīng)的敏感性更低。
硬度按肖氏D級(jí)硬度規(guī)范(ISO標(biāo)準(zhǔn)868)在壓痕力(indentingforce)施加1秒鐘后測(cè)量，并以無(wú)單位量報(bào)告。
剛度用E模量(或楊氏模量)表征，按ISO標(biāo)準(zhǔn)527/2測(cè)量，并以MPa為單位報(bào)告。
斷裂應(yīng)變按ISO標(biāo)準(zhǔn)527/2測(cè)量，并以百分?jǐn)?shù)報(bào)告。
拉伸強(qiáng)度按ISO標(biāo)準(zhǔn)527/2測(cè)量，并以MPa為單位報(bào)告。
收縮率按ISO標(biāo)準(zhǔn)294-4在平行于樹(shù)脂在模腔中的流動(dòng)方向測(cè)量，并以百分?jǐn)?shù)報(bào)告。
熔體流動(dòng)指數(shù)按ISO標(biāo)準(zhǔn)1133在240℃用2.16kg重量測(cè)量，并以g/10min為單位報(bào)告。
發(fā)明詳述在圖1所示的遠(yuǎn)程通信光學(xué)電纜中，8捆光學(xué)纖維束以松管結(jié)構(gòu)被包覆在電纜10內(nèi)。如圖2所示，每捆光學(xué)纖維束都封裝在由熱塑性彈性體擠出的緩沖管19內(nèi)。在圖3和4中所示的另一類(lèi)遠(yuǎn)程通信光學(xué)電纜中，單獨(dú)帶殼纖維24都圍繞在中心強(qiáng)度元件25周?chē)⒈环庋b在外套22內(nèi)。如圖4所示，各單獨(dú)帶殼纖維24都包含單獨(dú)光學(xué)纖維28，光學(xué)纖維28被封裝在擠出熱塑性緩沖管27內(nèi)，該緩沖管又被高強(qiáng)纖維套26包圍，后者又被封裝在強(qiáng)而柔軟的外套21內(nèi)。
優(yōu)選本發(fā)明的光學(xué)纖維緩沖管薄、強(qiáng)而柔軟。圖1中松管纖維束18的緩沖管19的厚度優(yōu)選為0.05～0.25mm，更優(yōu)選約0.15mm。最好是薄壁，這樣有利于在其中納入光學(xué)纖維20且可減輕電纜的總重量。緩沖管的薄壁意味著緩沖管材料必須要強(qiáng)、柔軟且耐熔化。圖3和4所示緊緩沖結(jié)構(gòu)的緩沖管27的厚度優(yōu)選為0.15～0.5mm，更優(yōu)選約0.3mm。
按照本發(fā)明，一根光學(xué)電纜包括光學(xué)纖維束，束內(nèi)有一根或多根玻璃光學(xué)纖維被封裝在一根擠出緩沖管內(nèi)。每根緩沖管由較硬的熱塑性共聚醚酯彈性體、橡膠改性劑和無(wú)定形聚合物樹(shù)脂的共混物構(gòu)成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，加入橡膠改性劑能使整個(gè)組合物更易撕裂，但不會(huì)明顯降低組合物的硬度、剛度或熔點(diǎn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，加入無(wú)定形聚合物會(huì)提高組合物的剛度，但不會(huì)明顯降低緩沖管的可撕性。通過(guò)組合較硬的熱塑性共聚醚酯彈性體與橡膠改性劑和無(wú)定形樹(shù)脂，有可能產(chǎn)生根據(jù)褲形撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)其抗撕裂性低于65N/mm的光學(xué)纖維緩沖管，這種緩沖管意外地并未相應(yīng)地降低熔點(diǎn)、硬度或剛度。有意義的是，從共聚醚酯彈性體、橡膠改性劑和無(wú)定形熱塑性樹(shù)脂的共混物形成緩沖管使緩沖管具有E模量高于200MPa和肖氏D級(jí)硬度大于55的良好的剛度。進(jìn)一步還發(fā)現(xiàn)，在配方中存在無(wú)定形聚合物得到的意外好處是使具有優(yōu)選樹(shù)脂配方的緩沖管的收縮率降低。收縮率的降低有助于減少通過(guò)電纜的光學(xué)信號(hào)的衰減。同時(shí)，這類(lèi)緩沖管能耐至少165℃，更優(yōu)選高于180℃的溫度，因此能使保護(hù)性緩沖管套在電纜制造過(guò)程中免遭熔化或粘連。
按照本發(fā)明，光學(xué)纖維周?chē)木彌_管由一種組成如下的共混物構(gòu)成至少40重量％共聚醚酯彈性體、至少10重量％無(wú)定形熱塑性樹(shù)脂和至少10重量％橡膠改性劑。更優(yōu)選光學(xué)纖維緩沖管由40重量％～80重量％共聚醚酯彈性體、10重量％～40重量％無(wú)定形熱塑性聚合物和10重量％～40重量％橡膠改性劑構(gòu)成。最優(yōu)選光學(xué)纖維緩沖管由50重量％～75重量％共聚醚酯彈性體、15重量％～30重量％無(wú)定形聚碳酸酯聚合物和10重量％～30重量％橡膠核-殼改性劑構(gòu)成。本發(fā)明優(yōu)選緩沖管的肖氏D級(jí)硬度至少55，E模量至少200MPa，以及褲形撕裂強(qiáng)度不超過(guò)65N/mm。本發(fā)明更優(yōu)選的緩沖管的肖氏D級(jí)硬度至少60，E模量至少300MPa，以及褲形撕裂強(qiáng)度不超過(guò)55N/mm。按照本發(fā)明一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案，緩沖管由一種收縮率低于1％的聚合物樹(shù)脂共混物構(gòu)成。
本發(fā)明緩沖管中所用的共聚醚酯是熱塑性彈性體共聚物。它們是由二元羧酸衍生物(對(duì)苯二酸酯、間苯二酸酯等)與二元醇(乙二醇、1，4-丁二醇、環(huán)己烷二甲醇等)反應(yīng)生成的聚酯序列和聚醚序列(聚四亞甲基醚二醇、聚氧丙二醇、聚乙二醇)構(gòu)成的線型聚合物。適用的共聚醚酯含有許多重復(fù)的通過(guò)酯鍵頭-尾連接起來(lái)的長(zhǎng)鏈酯單元和短鏈酯單元。長(zhǎng)鏈酯單元由下式表示 以及短鏈酯單元由下式表示 其中G是從數(shù)均分子量約400～4000的聚(亞烷基氧)二醇除去端羥基后留下的二價(jià)自由基；R是從分子量小于300的二元羧酸除去羧基后留下的二價(jià)自由基；D是從分子量小于約250的二元醇除去羥基后留下的二價(jià)自由基；其中共聚醚酯含有約25～80重量％短鏈酯單元。
聚合物鏈(帶聚醚段的共聚物)中的軟段提供彈性體性能。低質(zhì)量二元醇導(dǎo)致線型共聚酯鏈中的硬段。這種材料的性能取決于硬段與軟段之比、它們的排列方式和結(jié)晶度。硬段為最終共聚物提供強(qiáng)度和剛度，而軟段提供柔軟性。這類(lèi)共聚物一般由兩步法制造酯交換；和縮聚。
優(yōu)選共聚醚酯彈性體的肖氏D級(jí)硬度為至少50以及熔點(diǎn)高于160℃。商品共聚酯醚彈性體的一個(gè)實(shí)例是杜邦公司的Hytrel熱塑性彈性體，它包含由聚對(duì)苯二甲酸丁二酯的硬(結(jié)晶)段和長(zhǎng)二醇鏈的軟(無(wú)定形)段構(gòu)成的嵌段共聚物。一種優(yōu)選的共聚醚酯彈性體是杜邦公司出售的Hytre1級(jí)G5544，其熔點(diǎn)為215℃，維卡軟化溫度為196℃，肖氏D級(jí)硬度為55，以及吸水率為1.5％。
制造本發(fā)明緩沖管所用組合物中的橡膠改性劑優(yōu)選是一種交聯(lián)或硫化聚合物，如丙烯酸酯共聚物或三元共聚物，丙烯酸核-殼聚合物如基于丙烯酸正丁酯橡膠、丁腈-丙烯腈樹(shù)脂(“NBR”)、乙烯丙烯共聚物橡膠或?yàn)榧谆┧峒柞?丁二烯橡膠-苯乙烯接枝共聚物的MBS核-殼改性劑的那些。優(yōu)選橡膠改性劑中的橡膠含量至少為50重量％，更優(yōu)選至少75重量％。又更優(yōu)選橡膠改性劑當(dāng)分布在整個(gè)組合物中時(shí)，其顆粒尺寸小于1μm。一種優(yōu)選的橡膠改性劑是Eliokem以商品名Sunigum P95出售的丙烯酸酯三元共聚物。
一種更優(yōu)選的橡膠改性劑是一種橡膠核上接枝有熱塑性塑料殼的核-殼沖擊改性劑(core-shell impact modifier)，其中核占改性劑的70～90重量％。優(yōu)選核基于丙烯酸酯(例如丙烯酸烷基酯、丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物)或丁二烯。優(yōu)選殼是甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸烷基酯或苯乙烯-丙烯腈共聚物。殼可以進(jìn)行功能化處理以改進(jìn)與整體組合共混物中其它聚合物的相容性，從而使核-殼沖擊改性劑在共混物內(nèi)具有良好的分散性。一種優(yōu)選的核-殼沖擊改性劑含有橡膠丙烯酸丁酯核和玻璃甲基丙烯酸甲酯殼。這種核-殼沖擊改性劑由Rhom &Haas以商品名Paraloid EXL2300出售。
制造本發(fā)明緩沖管所用組合物中的無(wú)定形熱塑性聚合物優(yōu)選是聚碳酸酯、無(wú)定形聚酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(“PMMA”)、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物(“SAN”)、或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(“ABS”)之類(lèi)的無(wú)定形聚合物樹(shù)脂。在無(wú)定形聚合物中，分子鏈不結(jié)晶，即使經(jīng)退火處理。無(wú)定形聚合物用它們的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg表征，Tg是聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z態(tài)的溫度。大多數(shù)無(wú)定形聚合物都是透明的。
PMMA是一種屬于丙烯酸聚合物類(lèi)的硬質(zhì)透明無(wú)定形聚合物，其典型的E模量約為2400MPa，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約104℃。PMMA的重復(fù)化學(xué)式如下 聚苯乙烯是一種屬于苯乙烯聚合物類(lèi)的無(wú)定形聚合物，其典型的E模量約為3000MPa以及典型的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為90～100℃。聚苯乙烯包括含苯乙烯或丙烯酸基結(jié)構(gòu)的共聚物如SAN和ABS。值得注意的是，ABS并不透明，但仍保持其無(wú)定形態(tài)。聚苯乙烯的一般重復(fù)式如下 無(wú)定形熱塑性共聚酯包括無(wú)定形聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和無(wú)定形聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)。無(wú)定形態(tài)通常是靠共聚獲得的。環(huán)己烷二甲醇(CHDM)一般用在PET聚合中以形成一種無(wú)定形共聚酯。
在用來(lái)制造本發(fā)明緩沖管的組合物中，優(yōu)選的無(wú)定形聚合物是聚碳酸酯，即一種通常處于無(wú)定形態(tài)的高性能聚合物。優(yōu)選的聚碳酸酯是高分子量熱塑性芳族聚合物，包括均聚碳酸酯、共聚碳酸酯和共聚酯碳酸酯及它們的混合物，平均分子量約為8,000～大于200,000。聚碳酸酯對(duì)濕氣很敏感，因此要求加工前最大含濕量為0.02％。一種優(yōu)選的聚碳酸酯是Tg為140℃，E模量約2300MPa和重復(fù)式如下的雙酚A(“BPA”)聚碳酸酯
用來(lái)形成本發(fā)明光學(xué)纖維套的熱塑性彈性體、橡膠改性劑和無(wú)定形聚合物樹(shù)脂的共混物，可以通過(guò)加入炭黑、二氧化硅、高嶺土、氧化鋁、粘土、硅灰石、滑石粉、白堊土、碳酸鈣、二氧化鈦之類(lèi)的填料或著色顏料進(jìn)行改性。這類(lèi)填料可以用硅烷、聚乙二醇或其它任何偶聯(lián)分子進(jìn)行表面處理。例如，由Hoffmann Mineral以商品名AktisilEM出售的優(yōu)選填料，是一種用選定硅烷對(duì)Neuburg硅藻土進(jìn)行表面改性得到的礦物二氧化硅。填料可起到改進(jìn)所得緩沖管性能的作用。尤其是，可用傳統(tǒng)礦物填料來(lái)改進(jìn)該組合物的力學(xué)形變性能。
此外，該組合物還可以用增塑劑型填料，如衍生自石油的礦物油、苯二甲酸或癸二酸的酯、液態(tài)聚合物增塑劑如低分子量聚丁二烯，可能經(jīng)羧化，和本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員周知的其它增塑劑進(jìn)行軟化。通過(guò)加入阻燃劑還能使組合物更耐燃，或者通過(guò)加入U(xiǎn)V穩(wěn)定劑能使組合物更耐紫外光降解。在熱塑性彈性體共混物內(nèi)，這類(lèi)填料、增塑劑等的含量可在大范圍內(nèi)變化。
本發(fā)明緩沖管套所用的組合物可以通過(guò)將共聚醚酯、無(wú)定形聚合物、橡膠改性劑進(jìn)行熔體共混而制成。該組合物可以通過(guò)按所需比例混合這些組分并在傳統(tǒng)混合設(shè)備如擠出機(jī)、Banbury密煉機(jī)、Buss捏合機(jī)、Farrell連續(xù)混煉機(jī)或類(lèi)似設(shè)備內(nèi)在高剪切作用下進(jìn)行熔體混合而成。組分優(yōu)選通過(guò)同時(shí)計(jì)量組分流彼此組合。生產(chǎn)包覆光學(xué)纖維時(shí)，上述組合物一般要用帶管狀模具的單螺桿擠出機(jī)以高速擠到光學(xué)玻璃纖維上，正如本領(lǐng)域所知。在纖維周?chē)诸^模腔內(nèi)可以采用真空以便獲得緊密和均勻的緩沖。
本發(fā)明的光學(xué)纖維緩沖管套由共聚醚酯、橡膠改性劑和無(wú)定形熱塑性聚合物樹(shù)脂的共混物構(gòu)成。優(yōu)選該組合物的肖氏D級(jí)硬度至少為55，E模量至少200MPa，以及褲形撕裂強(qiáng)度不超過(guò)65N/mm。甚至更優(yōu)選本發(fā)明緩沖管的肖氏D級(jí)硬度至少60，E模量至少300MPa，以及褲形撕裂強(qiáng)度不超過(guò)55N/mm。按照本發(fā)明更加優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方案，該緩沖管由收縮率低于1％的聚合物組合物構(gòu)成。同時(shí)優(yōu)選這種熱塑性塑料的斷裂應(yīng)變?yōu)?0％～400％，優(yōu)選100％～200％以及拉伸強(qiáng)度為5MPa～30MPa。
優(yōu)選熱塑性彈性體保護(hù)性光學(xué)纖維緩沖管套的熔體流動(dòng)指數(shù)不超過(guò)10g/10min。這種材料可高速擠到光學(xué)纖維上而不會(huì)在光學(xué)纖維緩沖管套內(nèi)形成缺陷。采用優(yōu)選的組合物，有可能使涂布速度達(dá)到100m/min以上，甚至200m/min以上。
實(shí)施例本發(fā)明要通過(guò)下列實(shí)例組合物作進(jìn)一步說(shuō)明。但要理解，這些實(shí)施例僅為了說(shuō)明，而無(wú)意限制上述本發(fā)明。細(xì)節(jié)可以修改而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。
組合物組分下列實(shí)施例中所述組合物的各組分如下HvtrelG5544是杜邦公司出售的一種共聚醚酯熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為215℃，維卡軟化溫度為196℃，肖氏D級(jí)硬度為55，以及吸水率為1.5％。
聚碳酸酯是雙酚A(“BPA”)聚碳酸酯，其Tg為140℃，E模量為2350MPa，由GE Plastics公司以商品名Lexan 121R111出售。
核-殼是一種核-殼沖擊改性劑，有橡膠丙烯酸丁酯核，其上接枝有玻璃熱塑性甲基丙烯酸甲酯殼，其中核占改性劑的70～90重量％，由Rhom & Haas以商品名Paraloid EXL2300出售。
橡膠是一種分布有碳酸鈣的硫化丙烯酸酯三元共聚物，其肖氏A級(jí)硬度為53，由Eliokem以商品名Sunigum P95出售。
粘土是一種表面處理過(guò)的焙燒粘土，其平均顆粒尺寸為2μm，由Imerys以商品名Polarite 102A出售。
硅灰石是一種粒狀硅酸鈣礦物，平均顆粒尺寸為3μm，由NycoMinerals以商品名Wollastocoat M3出售。
Silitin是一種涂有環(huán)氧-硅烷涂層的silitin，含25％高嶺土(中國(guó)粘土)和68％石英，其平均顆粒尺寸為2.4μm，由Hoffmann Mineral以商品名Aktisil EM出售。
少量添加劑是亞磷酸鹽抗氧化劑(由GE Specialty Chemicals以商品名Weston 619F出售)和潤(rùn)滑劑(蠟或硅氧烷添加劑)。
實(shí)施例中組合物的制備方法是用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模雙螺桿擠出機(jī)混合各組分，其中熔體溫度為260℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250rpm，平均體積流率為80kg/小時(shí)。組合物及其性能列于下表1。
表1
對(duì)比實(shí)施例1給出了包含100％HytrelG5544共聚醚酯的樣品的相關(guān)性能。
實(shí)施例2a，當(dāng)與對(duì)比實(shí)施例1對(duì)比時(shí)，說(shuō)明無(wú)定形聚碳酸酯和核-殼沖擊改性劑的加入是怎樣起到既提高剛度(楊氏模量)和硬度，又降低撕裂強(qiáng)度和收縮率的作用，而又未明顯改變拉伸強(qiáng)度的。實(shí)施例2b，當(dāng)與實(shí)施例2a相比時(shí)，說(shuō)明減少但未去除核-殼沖擊改性劑會(huì)提高組合物的剛度和硬度，但僅略提高撕裂強(qiáng)度。在實(shí)施例2c中，當(dāng)與實(shí)施例2b相比時(shí)，說(shuō)明去除粘土?xí)档徒M合物的剛度和硬度，但能提高撕裂強(qiáng)度。實(shí)施例2c的組合物，當(dāng)擠出成緩沖管時(shí)，表面比實(shí)施例2a和2b更光滑。
實(shí)施例3a和3b說(shuō)明，用橡膠代替核-殼沖擊改性劑會(huì)使組合物具有類(lèi)似的抗撕裂性和硬度，降低的剛度和斷裂應(yīng)力以及提高的收縮率和斷裂應(yīng)變。
實(shí)施例4a和4b說(shuō)明無(wú)定形聚碳酸酯的加入是怎樣起到降低組合物收縮率的作用的。
實(shí)施例5a，5b和5c說(shuō)明用各種顆粒填料(粘土、硅灰石和Silitin)能獲得多么類(lèi)似的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種包覆光學(xué)纖維，它包含至少一根光學(xué)纖維；和環(huán)繞光學(xué)纖維的緩沖管套，所述套由如下物質(zhì)的共混物構(gòu)成至少40重量％共聚醚酯彈性體，至少10重量％橡膠改性劑和至少10重量％無(wú)定形熱塑性聚合物，所述共混物的熔點(diǎn)至少為165℃以及褲形撕裂強(qiáng)度小于65N/mm。
2.權(quán)利要求1的包覆光學(xué)纖維，其中所述熱塑性套的熱塑性共混物由如下物質(zhì)的共混物構(gòu)成40重量％～80重量％共聚酯醚彈性體，10重量％～40重量％橡膠改性劑和10重量％～40重量％無(wú)定形聚合物。
3.權(quán)利要求1的包覆光學(xué)纖維，其中構(gòu)成緩沖管套的共混物的肖氏D級(jí)硬度至少為55以及E模量至少為200MPa。
4.權(quán)利要求2的包覆光學(xué)纖維，其中無(wú)定形熱塑性聚合物是一種選自下列一組的熱塑性聚合物聚碳酸酯、無(wú)定形PET、無(wú)定形PBT、PMMA、SAN、ABS及其共混物。
5.權(quán)利要求4的包覆光學(xué)纖維，其中無(wú)定形熱塑性聚合物是聚碳酸酯。
6.權(quán)利要求5的包覆光學(xué)纖維，其中構(gòu)成緩沖管套的共混物的收縮率小于1％。
7.權(quán)利要求2的包覆光學(xué)纖維，其中橡膠改性劑是一種選自下列一組的聚合物核-殼沖擊改性劑或橡膠。
8.權(quán)利要求6的包覆光學(xué)纖維，其中橡膠改性劑是一種核-殼沖擊改性劑，它有一個(gè)橡膠丙烯酸丁酯核，核上接枝有玻璃態(tài)熱塑性甲基丙烯酸甲酯殼，其中核占改性劑的70重量％～90重量％。
9.權(quán)利要求6的包覆光學(xué)纖維，其中該橡膠改性劑是一種硫化丙烯酸酯三元共聚物。
10.一種包覆光學(xué)纖維，它包含至少一根光學(xué)纖維；和環(huán)繞該光學(xué)纖維的緩沖管套，所述套由一種組成如下的共混物構(gòu)成40重量％～80重量％共聚醚酯彈性體，10重量％～40重量％核-殼沖擊改性劑，10重量％～40重量％聚碳酸酯聚合物，所述共混物的熔點(diǎn)至少為165℃，褲形撕裂強(qiáng)度小于65N/mm，肖氏D級(jí)硬度至少為55以及E模量至少為200MPa。
11.權(quán)利要求10的包覆光學(xué)纖維，其中含緩沖管套的共混物的褲形撕裂強(qiáng)度小于55N/mm，肖氏D級(jí)硬度至少為60，E模量至少為300MPa以及收縮率小于1％。
全文摘要
本發(fā)明提供包含至少一根光學(xué)纖維和一根環(huán)繞該光學(xué)纖維的緩沖管套的包覆光學(xué)纖維。該緩沖管套由一種組成如下的共混物構(gòu)成至少40重量％共聚醚酯彈性體、至少10重量％橡膠改性劑和至少10重量％無(wú)定形熱塑性聚合物，以及其熔點(diǎn)至少為165℃，褲形撕裂強(qiáng)度小于65N/mm。
文檔編號(hào)G02B6/02GK1756979SQ200480006109
公開(kāi)日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2004年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月6日
發(fā)明者S·J·布赫 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司