專利名稱：光纜增強(qiáng)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維的浸漬劑或涂料組合物。本發(fā)明的涂料組合物尤其可用于涂布用作光纖纜被覆層的連續(xù)玻璃線。
涂料組合物用于纖維上是眾所周知的，而把涂料組合物涂布到這些纖維的表面則有若干原因。雖然涂料組合物通常是為了在纖維形成后的加工期間保護(hù)纖維的目的而涂布到纖維上的，但這類組合物也可以在其組合物中摻入某些能賦予有利于其使用的性質(zhì)的組分。
這樣涂布的纖維可用于對(duì)纖維或纜，例如光纜，進(jìn)行外涂或被覆。典型地說(shuō)，玻璃纖維用作纜或纖維的被覆層，而熱塑性樹(shù)脂則典型地用一種擠壓的外套層固化在該玻璃纖維上。被覆纖維存在一個(gè)具體問(wèn)題。如果光纜的保護(hù)套一經(jīng)切斷或受其它方式損壞，則吸水的增強(qiáng)紗就使水得以進(jìn)入光纜中。這樣進(jìn)入的水可通過(guò)直接腐蝕這些纖維或通過(guò)在冰點(diǎn)以下溫度凍脹期間使之機(jī)械破裂而損壞光纖。
本發(fā)明提供一種用于涂布可用作纜或纖維被覆層或套層的玻璃纖維的漿料或涂料組合物。我們開(kāi)發(fā)了本浸漬劑來(lái)減少或消除吸入涂布玻璃線中的水。
本發(fā)明提供一種可用于玻璃線的含水涂料組合物，其中包含一種熱塑性聚氨酯膠乳和一種丙烯酸類膠乳。這種組合物也包括一種石蠟乳液或第二種可固化丙烯酸類膠乳。
這種含水涂料或浸漬劑組合物，按重量百分率計(jì)，基本組成為
重量百分率熱塑性聚氨酯膠乳2～50第一種可固化丙烯酸類膠乳3～55石蠟乳液或第二種可固化丙烯酸類膠乳0.5～10水余額這種含水組合物的最終固體含量范圍為1～60%(重量)。
本發(fā)明可采用任何一種習(xí)慣上用于聚合物樹(shù)脂增強(qiáng)的玻璃纖維。本文中所使用的“玻璃纖維”這一術(shù)語(yǔ)應(yīng)指一股或多股熔融玻璃流衰減所形成的絲，和這樣的玻璃纖維絲在形成過(guò)程中匯集在一起時(shí)所形成的線。這一術(shù)語(yǔ)也應(yīng)指多股線合并和/或加捻在一起形成的紗布和簾線，和由這樣的玻璃纖維線、紗或簾線形成的織造織物和非織造織物。較好的是，本發(fā)明的涂料配方可使用通常能買到的纖維。
用作在線或離線工藝進(jìn)料的玻璃纖維可用任何一種習(xí)用已知漿料組合物上漿，這對(duì)于熟悉本門技術(shù)的人來(lái)說(shuō)是眾所周知的。用于實(shí)施本發(fā)明的各種組分可從市場(chǎng)上買到，因此，在制備能體現(xiàn)本發(fā)明特色的配方時(shí)，可簡(jiǎn)單地把各組分彼此混合在一起。
更好的是，本發(fā)明包含一種含水涂料組合物，按重量百分率計(jì)含有重量百分率熱塑性聚氨酯膠乳4～40第一種可固化丙烯酸類膠乳5～53石蠟乳液或第二種可固化丙烯酸類膠乳0.6～7水余額該含水組合物的最終固體含量范圍是1至52%(重量)。
在本發(fā)明的較好實(shí)施方案中，該含水涂料或浸漬劑組合物，按重量百分率計(jì)，基本組成為重量百分?jǐn)?shù)熱塑性聚氨酯膠乳20～35第一種可固化丙烯酸類膠乳25～45石蠟乳液或第二種可固化丙烯酸類膠乳3～5水余額該含水組合物的最終固體含量范圍是20至40%(重量)。
特別適用的聚氨酯類聚合物含水乳液是稱為20 10L，20 20L，20 30L，20 40L，20 50L和20 60L的“Rucothane
”牌膠乳。這些材料都可從Hooker化學(xué)公司Ruco分公司(紐約)買到。這些材料是在水分散液中具有不同粒度高分子量脂族異氰酸酯基熱塑性彈性體的熱塑性聚氨酯膠乳。這些Rucothane膠乳以脂族成分為基礎(chǔ)，在穩(wěn)定乳液中的聚合物固體含量范圍是55-65%(重量)。這些Rucothane膠乳在2轉(zhuǎn)/分的Brook field粘度RVF4范圍為從大約20 60L和20 30L膠乳的7000厘泊到20 20L膠乳的25000厘泊?？芍苽涞木郯滨ゾ酆衔锏牧硪粋€(gè)非專屬實(shí)例是從可購(gòu)自E.I Dupont de Nemours公司、商品名為“Hylene W”的脂肪族或脂環(huán)族異氰酸酯形成的聚氨酯膠乳。
我們所用的可固化丙烯酸類膠乳包括各種丙烯酸酯，即丙烯酸或甲基丙烯酸的酯類，如甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸2-乙基己酯，丙烯酸丁酯等。丙烯酸類膠乳也包括二甲基丙烯酰胺，N-乙烯基吡咯烷酮，丙烯酸異冰片酯、丙烯酸和丙烯酸二環(huán)戊烯酯以及丙烯酸2-羥基乙酯，丙烯酸2-羥基丙酯，丙烯酸2-羥乙酯。
我們所用的石蠟乳液包括水溶性的，可乳化的或可分散的蠟。該蠟可以是選自下列一組的任何一種適用的蠟，即植物蠟，如巴西棕櫚蠟、野漆樹(shù)蠟、月桂子蠟、小燭樹(shù)蠟等;動(dòng)物蠟，如蜂蠟、中國(guó)蠟、氫化鯨油蠟等;礦物蠟如地蠟、褐煤蠟、純地蠟等;合成蠟，如聚亞烴，象聚乙烯、聚乙二醇、聚亞乙酯、氯萘、山梨醇;聚氯三氟乙烯;石油蠟如石蠟、微晶石蠟等。這類蠟較好是那些有高結(jié)晶度且從石蠟源得到的，最好的是微晶蠟。微晶蠟通常是支鏈?zhǔn)?，其晶體結(jié)構(gòu)比標(biāo)準(zhǔn)蠟小得多，粘度也高得多，是通過(guò)罐底、精制殘液及其它石油廢產(chǎn)品脫蠟獲得的。
可用習(xí)用離線或在線工藝把含水涂料組合物涂布到連續(xù)線狀玻璃纖維上。在在線工藝中，涂料是作為纖維形成操作中的漿料應(yīng)用的。在離線工藝中，把一束輸入的玻璃纖維線牽引通過(guò)一個(gè)裝有含水涂料組合物的浸漬槽。多余的涂料組合物用一個(gè)剝離器模具除去。所形成的濕浸漬或涂布線束用習(xí)用方式干燥。這種涂布的玻璃線可以在一臺(tái)爐內(nèi)于高溫干燥，用本門技術(shù)的行家所知道的能脫除大量水分的任何一種工藝進(jìn)行。它們也可以用一種介電爐干燥。
在一種工藝中，通過(guò)把干燥或接近干燥的玻璃線纏到一臺(tái)卷繞機(jī)上形成包。這種包典型地有5-20%(重量)殘留水分。然后用爐子干燥這種包進(jìn)一步脫除水分。
這種涂布的玻璃纖維尤其可用作任何類型的纜或纖維光纜的被覆。屬于本發(fā)明預(yù)定范圍的還有，這種涂布的玻璃纖維可用于眾多增強(qiáng)產(chǎn)品中的任何一種。這種涂布的玻璃纖維是用一種本門技術(shù)的行家已知的方法被覆在一種纜或纖維上的。
用本發(fā)明的含水涂料組合物涂布的玻璃纖維優(yōu)于目前已有的用習(xí)用方法涂布或用其它方法上漿的纖維，因?yàn)檫@種涂布的玻璃纖維具有所希望的較高熱塑性樹(shù)脂粉末含量。這種玻璃線涂布后是柔軟的，而且像用習(xí)用方法上漿的玻璃纖維一樣容易加工。
屬于本發(fā)明預(yù)定范圍的還有，這樣被覆的纜可以有二次涂層，或用某種類型熱塑性樹(shù)脂擠出物進(jìn)一步涂敷，使得玻璃纖維上的熱塑性樹(shù)脂不僅自身熔化在一起，而且也與二次熱塑性涂料完全粘合在一起。于是這提供了既表現(xiàn)為張力元件也表現(xiàn)為壓縮元件的涂布玻璃纖維。
實(shí)例1用下列組分制備的一種發(fā)明的涂料組合物組分重量百分率混合物1混合物2Rucothane 2010L23%31%Velvitol 77-704%5%Rhoplex E-3231%41%水42%23%混合固體物百分率30%40%線上有機(jī)物百分率(%LOI)10.5%15.3%商品名制造商組合物Rucothane 2010LRuco聚合物公司聚氨酯膠乳(乳液聚合)Velvitol 77-70Alkaril化學(xué)公司石蠟乳液Rhoplex E-32Rohm和Haas公司丙烯酸膠乳在線被涂布并適當(dāng)固化之后，隨機(jī)地從包上切下24英寸長(zhǎng)度，懸浮在水，pyranine(Mobay化學(xué)公司)和亞甲蘭指示劑染料的混合物上面，使線的末端正好浸入水里。
在紫外光下，在不同的時(shí)間間隔，用尺子測(cè)量水吸入該線中的上升高度。我們繪制原始數(shù)據(jù)“吸水高度(英寸)”對(duì)“時(shí)間(分)”關(guān)系曲線?！?00min”記號(hào)實(shí)際上超過(guò)24-48小時(shí)吸水。在長(zhǎng)的吸水時(shí)間，吸水高度從大約4.5英寸減少到平均0.77英寸。這與購(gòu)買的有競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)品比較，其吸水高度從大約1英寸到3.5英寸以上(取決于樣品取自于包中的位置)，在染料浴中長(zhǎng)時(shí)間暴露吸水平均值為大約1.53英寸。新的浸漬劑大大減少水吸入線中的高度。
雖然本發(fā)明已詳細(xì)地并參照具體實(shí)施方案做了說(shuō)明，但對(duì)于熟悉本門技術(shù)的人來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn)的是，在不違背本發(fā)明精神和范圍的情況下，可對(duì)其做各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種含水涂料和浸漬劑組合物，按重量百分率計(jì)，其基本組成為重量百分率熱塑性聚氨酯膠乳2～50第一種可固化丙烯酸類膠乳3～55石蠟乳液或第二種可固化丙烯酸類膠乳 0.5～10水 余額該含水組合物的最終固體含量范圍是1～60%(重量)。
2.權(quán)利要求1的含水組合物，其組成為聚氨酯膠乳、第一種丙烯酸類膠乳和石蠟乳液。
3.一種多股撓性絲，這種絲表面至少有一部分涂布了權(quán)利要求1含水涂料組合物中的水蒸發(fā)后產(chǎn)生的殘留物。
4.按照權(quán)利要求3的絲，其中該絲是由玻璃制成的。
5.一種光纖，包含一層基本上覆蓋光纖的增強(qiáng)材料，該增強(qiáng)材料包括涂布了權(quán)利要求1含水涂料組合物中的水蒸發(fā)后產(chǎn)生的殘余物的連續(xù)絲。
6.一種含水涂料和浸漬劑組合物，按重量百分率計(jì)，其基本組成為重量百分率熱塑性聚氨酯膠乳 4～40第一種可固化丙烯酸類膠乳 5～53石蠟乳液或第二種可固化丙烯酸類膠乳 0.6～7水 余額該含水組合物的最終固體含量范圍是1～52%(重量)。
7.權(quán)利要求6的含水組合物，其組成為聚氨酯膠乳、第一種丙烯酸類膠乳和石蠟乳液。
8.一種多股撓性絲，這種絲表面至少有一部分涂布了權(quán)利要求6含水涂料組合物中的水蒸發(fā)后產(chǎn)生的殘留物。
9.按照權(quán)利要求8的絲，其中該絲是由玻璃制成的。
10.一種光纖，包含一層基本上覆蓋光纖的增強(qiáng)材料，該增強(qiáng)材料包括涂布了權(quán)利要求6含水涂料組合物中的水蒸發(fā)后產(chǎn)生的殘留物的連續(xù)絲。
11.一種含水涂料和浸漬劑組合物，按重量百分率計(jì)，其基本組成為重量百分率熱塑性聚氨酯膠乳 20～35第一種可固化丙烯酸類膠乳 25～45石蠟乳液或第二種可固化丙烯酸類膠乳 3～5水 余額該含水組合物的最終固體含量范圍是20～40%(重量)。
12.權(quán)利要求11的含水組合物，其組成為聚氨酯膠乳、第一種丙烯酸類膠乳和石蠟乳液。
13.一種多股撓性絲，這種絲表面至少有一部分涂布了權(quán)利要求11含水涂料組合物中的水蒸發(fā)后產(chǎn)生的殘留物。
14.按照權(quán)利要求13的絲，其中該絲是由玻璃制成的。
15.一種光纖，包含一層基本上覆蓋光纖的增強(qiáng)材料，該增強(qiáng)材料包括涂布了權(quán)利要求11含水涂料組合物中的水蒸發(fā)后產(chǎn)生的殘留物的連續(xù)絲。
16.一種含水涂料和浸漬劑組合物，按重量百分率計(jì)，其基本組成為重量百分率熱塑性聚氨酯膠乳 23第一種可固化丙烯酸類膠乳 31石蠟乳液或第二種可固化丙烯酸類膠乳 4水 42該含水組合物的最終固體含量范圍是30%(重量)。
17.一種含水涂料和浸漬劑組合物，按重量百分率計(jì)，其基本組成為重量百分率熱塑性聚氨酯膠乳 31第一種可固化丙烯酸類膠乳 41石蠟乳液或第二種可固化丙烯酸類膠乳 5水 23該含水組合物的最終固體含量范圍是40%(重量)。
18.一種多股撓性絲，這種絲表面至少有一部分涂布了權(quán)利要求16含水涂料組合物中的水蒸發(fā)后產(chǎn)生的殘留物。
19.按照權(quán)利要求18的絲，其中該絲是由玻璃制成的。
20.一種光纖，包含一層基本上覆蓋光纖的增強(qiáng)材料，該增強(qiáng)材料包括涂布了權(quán)利要求16含水涂料組合物中的水蒸發(fā)后產(chǎn)生的殘留物的連續(xù)絲。
21.一種光纖，包含一層基本上覆蓋光纖的增強(qiáng)材料，該增強(qiáng)材料包括涂布了權(quán)利要求17含水涂料組合物中的水蒸發(fā)后產(chǎn)生的殘留物的連續(xù)絲。
全文摘要
一種用于纖維的含水涂料組合物，含有熱塑性聚氨酯膠乳和丙烯酸類膠乳，其余是水。該涂料也含有石蠟或第二種丙烯酸類膠乳。當(dāng)涂布到一束玻璃纖維或一股玻璃纖維線上時(shí)，這種涂布的玻璃纖維可用于光纖和光纜中。該涂料尤其可用于減少吸入到涂布玻璃纖維線中的水。
文檔編號(hào)C09D133/08GK1069043SQ9210592
公開(kāi)日1993年2月17日 申請(qǐng)日期1992年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月19日
發(fā)明者T·P·黑格, J·A·亨德里 申請(qǐng)人:歐文斯-科寧纖維玻璃公司