CN115190871A - 具有低损耗和微弯曲敏感度的涂层直径减小的氯掺杂二氧化硅光纤 - Google Patents

Abstract

公开的光纤具有包含纤芯和包层的玻璃纤维。纤芯包括掺杂了氯且外半径r₁是3.0微米至10.0微米的二氧化硅玻璃。包层具有不小于50.0微米的外半径r₄。围绕包层的初级涂层具有5.0微米至20.0微米的厚度(r₅‑r₄)以及小于0.30MPa的原位模量。围绕初级涂层的次级涂层具有8.0微米至30.0微米的厚度(r₆‑r₅)、大于1500MPa的杨氏模量以及大于3.6 x 10^‑3g/微米²的标准化刺穿负荷。光纤具有：小于1530nm的22米光缆截止波长，1550nm处小于0.17dB/km的衰减，以及1550nm处小于3.0dB/圈的弯曲损耗。

Description

具有低损耗和微弯曲敏感度的涂层直径减小的氯掺杂二氧化 硅光纤

本申请根据35U.S.C.§119(e)，要求2020年1月17日提交的美国临时专利申请序列号62/962,600的优先权，将其全文通过引用结合入本文。

背景技术

技术领域

本公开内容涉及光纤，具体来说涉及具有低损耗和低的微弯曲敏感度的涂层直径减小的氯掺杂二氧化硅光纤。

由于互联网通讯的快速增长，驱动了对于光纤传输容量的要求不断增加。为了增加传输容量，波分复用和空分复用已经被用于增加传输通道的数量，并且已经开发出先进的调制格式以增加每个通道的数据速率。然而，通道数量和通道数据速率接近实践极限，并且增加光纤数量是不可避免的。因此，直径减小的经涂覆的光纤对于降低光缆尺寸、对于降低光纤/光缆成本以及对于有效利用现有管道基础设施是具有吸引力的。使得光纤具有低的固有损耗和低的微弯曲损耗也是具有吸引力的。

发明内容

本公开内容涉及这样的光纤，其具有高的传输容量、低的传输损耗并且相比于常规光缆或者具有较高光纤密度的光缆具有类似或更小的尺寸。本公开内容的另一个方面涉及光缆中的光纤，具有小的直径、低的传输损耗、低的微弯曲损耗以及高的耐刺穿性。

本公开内容的一个方面提供光纤，其包含：玻璃纤维，所述玻璃纤维包括纤芯区域和围绕纤芯区域且与其直接相邻的包层区域，所述纤芯区域包含掺杂了氯的二氧化硅玻璃且外直径r₁的范围是3.0微米至10微米，所述包层区域的外直径r₄大于或等于50.0微米；围绕包层区域且与其直接相邻的具有外半径r₅的初级涂层，所述初级涂层的厚度(r₅-r₄)的范围是5.0微米至25.0微米以及原位模量小于0.30MPa；以及围绕初级涂层且与其直接相邻的具有小于或等于110微米的外半径r₆的次级涂层，所述次级涂层的厚度(r₆-r₅)的范围是8.0微米至30.0微米、杨氏模量大于1500MPa以及标准化刺穿负荷大于3.6x10^-3g/微米²；其中，光纤具有小于1530nm的22米光缆截止波长、1550nm处小于0.17dB/km的衰减以及采用20mm直径的心轴由心轴缠绕测试确定的小于3.0dB/圈的1550nm处的弯曲损耗。

在一些实施方式中，纤芯区域具有相对折射率Δ₁的范围是0.08％至0.50％的阶梯式折射率相对折射率分布。

在一些实施方式中，纤芯区域具有最大相对折射率Δ_1最大值的范围是0.08％至0.30％的渐变式折射率相对折射率分布。

在一些实施方式中，渐变式折射率相对折射率分布是α值小于10的α分布。

在一些实施方式中，氯的浓度范围是1.5重量％至7.0重量％。

在一些实施方式中，包层区域包括纯二氧化硅或SiO₂，并且具有-0.05％至0.05％的相对折射率Δ₄。

在一些实施方式中，包层区域包括负掺杂的二氧化硅，具有-0.25％至0.0％的相对折射率Δ₄。

在一些实施方式中，包层区域包括：围绕纤芯区域且与其直接相邻的内包层区域，所述内包层区域具有外半径r₂以及范围是1微米至7微米的厚度(r₂-r₁)；以及围绕内包层区域且与其直接相邻的外包层区域，所述外包层区域具有范围是50微米至70微米的外半径r₄；其中，内包层区域的相对折射率Δ₂小于外包层区域的相对折射率Δ₄。

在一些实施方式中，相对折射率Δ₂基本为零；以及相对折射率Δ₄的范围是0.05％至0.30％。

在一些实施方式中，相对折射率Δ₂的范围是-0.25％至0.0％；以及相对折射率Δ₄基本为零。

在一些实施方式中，相对折射率Δ₂的范围是-0.25％至-0.0％；以及相对折射率Δ₄的范围是0.05％至0.30％。

在一些实施方式中，包层包括：围绕纤芯且与其直接相邻的内包层区域，所述内包层区域具有范围是1微米至7微米的厚度(r₂-r₁)；以及围绕内包层区域且与其直接相邻的下陷折射率包层区域，所述下陷折射率包层区域具有范围是15微米至40微米的外半径r₃；围绕下陷折射率包层区域且与其直接相邻的外包层区域，所述外包层区域具有范围是50微米至70微米的外半径r₄；其中，下陷折射率包层区域的相对折射率Δ₃小于内包层区域的相对折射率Δ₂和外包层区域的相对折射率Δ₄。

在一些实施方式中，相对折射率Δ₃的范围是-0.25％至0.0％。

在一些实施方式中，相对折射率Δ₂区域小于相对折射率Δ₄。

在一些实施方式中，外半径r₄小于或等于125微米；以及厚度(r₆–r₅)大于10微米。

在一些实施方式中，初级涂层的原位模量小于或等于0.30MPa；次级涂层的杨氏模量大于或等于1600MPa；初级涂层的直径2r₅小于或等于190微米；以及次级涂层的直径2r₆小于或等于230微米。

在一些实施方式中，初级涂层的原位模量小于或等于0.20MPa。

在一些实施方式中，初级涂层的直径2r₅小于或等于170微米。

在一些实施方式中，初级涂层的直径2r₅小于或等于155微米。

在一些实施方式中，厚度(r₅–r₄)的范围是10.0微米至17.0微米。

在一些实施方式中，次级涂层的直径2r₆小于或等于210微米。

在一些实施方式中，次级涂层的直径2r₆小于或等于190微米。

在一些实施方式中，次级涂层的直径2r₆小于或等于170微米。

在一些实施方式中，厚度(r₆–r₅)的范围是8.0微米至20.0微米。

在一些实施方式中，次级涂层的杨氏模量大于或等于1900MPa。

在一些实施方式中，次级涂层具有大于4.4x10^-3g/微米²的标准化刺穿负荷。

在一些实施方式中，次级涂层的负荷传输参数P₁/P小于0.0178。

在一些实施方式中，光纤具有1550nm波长处小于或等于0.160dB/km的衰减。

在一些实施方式中，初级涂层是如下物质的固化产物：涂料组合物，其包含可辐射固化单体；粘合促进剂，所述粘合促进剂包括烷氧基硅烷化合物或巯基官能硅烷化合物；和低聚物，所述低聚物包括具有如下分子式的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物：

其中，R₁、R₂和R₃独立地选自直链亚烷基基团、支链亚烷基基团或者环状亚烷基基团；y是1、2、3或4；以及x是40至100；以及具有如下分子式的二加合化合物：

其中，低聚物中的二加合物化合物存在的量是至少1.0重量％。

在一些实施方式中，低聚物中的二加合物化合物存在的量是至少3.5重量％。

在一些实施方式中，低聚物是如下物质之间的反应的固化产物：二异氰酸酯化合物；(甲基)丙烯酸羟基酯化合物；以及多元醇化合物，所述多元醇化合物具有小于0.1meq/g的不饱和度；其中，所述二异氰酸酯化合物、所述(甲基)丙烯酸羟基酯化合物以及所述多元醇化合物分别以摩尔比n:m:p反应，其中，n是范围是3.0至5.0，m是2n-4的±15％之内，以及p是2。

在一些实施方式中，次级涂层是包含第一单体的组合物的固化产物，所述第一单体包括第一双酚A二丙烯酸酯化合物。

在一些实施方式中，涂料组合物还包含第二单体，所述第二单体包括第二双酚A二丙烯酸酯化合物。

在一些实施方式中，第一双酚A二丙烯酸酯化合物是烷氧基化双酚A二丙烯酸酯化合物，而第二双酚A二丙烯酸酯化合物是双酚A环氧二丙烯酸酯化合物。

在一些实施方式中，次级涂层是如下组合物的固化产物，所述组合物包含：量大于55重量％的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，所述烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体的烷氧基化程度是2至16；以及量是2.0重量％至25重量％的三丙烯酸酯单体，所述三丙烯酸酯单体包括烷氧基化程度是2至16的烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体或者三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯单体。

在一些实施方式中，烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体存在的量是60重量％至75重量％。

在一些实施方式中，三丙烯酸酯单体存在的量是8.0重量％至15重量％。

在一些实施方式中，烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体具有2至8的烷氧基化程度。

在一些实施方式中，烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体是乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体。

在一些实施方式中，三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯单体是三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯单体。

在一些实施方式中，组合物还包含量是5.0重量％至20重量％的双酚A环氧二丙烯酸酯单体。

在以下的详细描述中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域技术人员而言是显而易见的，或通过实施文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。要理解的是，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。

附图说明

被结合入本文的附图形成说明书的一部分且阐述了本公开内容的实施方式。结合说明书，附图进一步起到解释所公开的实施方式的原理并使得相关领域技术人员能够执行和使用的作用。这些附图旨在是说明性的，而不是限制性的。虽然在这些实施方式的上下文中描述了本公开内容，但是应理解的是，并不旨在将本公开内容的范围限制为这些特定实施方式。在附图中，相同附图标记表示相同或功能相似元件。

图1是根据一些实施方式的示例性光纤的剖面侧视放大图；

图2是根据一些实施方式的示例性光纤的横截面图；

图3是根据一些实施方式的代表性光纤带的示意图；

图4是根据一些实施方式的代表性光纤光缆的示意图；

图5A至5C是根据一些实施方式的光纤的示例性相对折射率分布；

图6A至6E是根据一些实施方式的光纤的示例性相对折射率分布；

图7显示对于三种次级涂层，刺穿负荷与横截面面积的依赖性关系。

图8是根据一些实施方式的显示了光纤制造的示例性光纤拉制系统的示意图。

具体实施方式

参考如附图所示的本公开内容的实施方式来详细描述本公开内容的实施方式，其中相同的附图标记用于表示相同或功能相似的元件。对于“一个实施方式”、“一种实施方式”、“一些实施方式”、“在某些实施方式中”等的参照表明所描述的实施方式可以包括特定的特征、结构、或特性，但是不一定每个实施方式都包括该特定的特征、结构、或特性。此外，此类表述不一定指的是同一个实施方式。除此之外，当结合一个实施方式描述特定的特征、结构、或特性时，指的是本领域技术人员有能力结合其他实施方式影响此类特征、结构、或特性，无论是否明确描述出来。

本公开内容的以下例子是示意性的，而不是限制性的。通常根据各种条件和参数进行其它合适修饰和调节，这对本领域技术人员来说是显而易见的，属于本公开内容的精神和范围。

除非在具体情况下另外指出，否则本文所陈述的数值范围包括上限和下限值，且该范围旨在包括其端点和该范围内的所有整数和分数。当限定了范围时，并不旨在将权利要求的范围限制到所陈述的具体值。此外，当以范围、一种或更多种优选范围、或者优选的数值上限以及优选的数值下限的形式表述某个量、浓度或其它值或参数的时候，应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优选数值结合起来的任何范围，而不考虑这种成对结合是否具体揭示。最后，当使用术语“约”来描述范围的值或端点时，应理解本公开包括所参考的具体值或者端点。当数值范围或者范围的端点没有陈述“约”时，该数值范围或范围的端点旨在包括两种实施方式：一种用“约”修饰，一种没有用“约”修饰。

如本文所用，术语“约”表示量、尺寸、制剂、参数和其他变量和特性不是也不需要是确切的，而是可以按照需要是近似的和/或更大或更小的，反映了容差、转换因子、舍入和测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。

如本文所用，“包括”是开放式过渡用语。跟在过渡用语“包括”之后的一系列元件是非排他性举例，从而还可能存在除了那些具体列出之外的元件。

如本文所用，术语“或”是包含性的，更具体来说，表述“A或B”表示的是“A、B或者A和B两者”。本文中，排他性的“或”通过术语例如要么“A要么B”和“A或B中的一种”来指定。

用于描述元件或组件的不定冠词“一个”和“一种”表示存在这些元件或组件中的一个或至少一个。尽管这些冠词通常用于预示修饰的名词是单数名词，但是除非另有说明，否则本文所用的冠词“一个”和“一种”也包括复数。类似地，同样除非另有说明，否则如本文所使用，定冠词“该”也预示修饰的名词可以是单数或复数。

术语“其中”用作开放式过渡用语，引入对结构的一系列特性进行陈述。

出于参考的缘故以及便于描述，在一些附图中显示笛卡尔坐标，它们并不旨在对方向或朝向进行限制。z方向取自光纤的轴向方向。

如本文所用，术语“光纤”是光学纤维的缩写。

坐标r是径向坐标，其中，r＝0对应光纤的中心线。术语“半径”指的是径向坐标值。当参照光纤的区域使用时，术语“外半径”指的是包含在该区域内的最大径向坐标。当参照光纤的区域使用时，术语“直径”指的该区域的两倍外半径。

如本文所用，术语“纤芯”是光纤的纤芯区域，代表了沿着光纤的长度延伸的中心在r＝0处的圆柱形材料。纤芯通过其对应于光纤中的光学强度的限制(例如90％)的横截面区域的半径进行表征。纤芯被具有较低折射率的介质(通常是包层区域)围绕。在纤芯中传播的光由于总内反射从纤芯-包层边界反射，只要光与边界之间的角度大于临界角即可。作为结果，光纤对以相对于光纤轴足够小的角度进入光纤的光纤传输全部射线。

如本文所用，术语“纤芯半径”指的是由折射率分布确定的几何纤芯半径。

符号“μm”用作“微米”的缩写，是1微米，即1x10^-6米。

符号“nm”用作“纳米”的缩写，是1x10^-9米。

除非另有说明，否则如本文所陈述的对于任何范围的限值是包含性的，因此落入该范围内。

术语“包含”和“包括”，例如“A包括B”旨在包括“由…构成”的概念的特殊情况，例如“A由B构成”。

如本文所用短语，“裸光纤”或“裸纤维”是指从经加热的玻璃源(即，“预制件”)直接拉制且在向其外表面施加保护涂层之前的光纤(例如，在裸光纤涂覆了基于聚合物的材料之前)。

“折射率”指的是1550nm波长处的折射率。

“折射率分布”是折射率或相对折射率与半径之间的关系。对于本文所示的在相邻纤芯和/或包层区域之间具有阶梯式边界的相对折射率分布，处理条件的正常变化可排除在相邻区域的界面处获得锋利阶梯式边界。要理解的是，虽然本文可能将折射率分布的边界显示为折射率的阶梯式变化，但是实践中，边界可能是圆化的或者任意其他方式偏离完美阶梯式功能特性。还要理解的是，在纤芯区域和/或任意包层区域内，相对折射率值可能随着径向位置发生变化。当在光纤的特定区域(例如，纤芯区域和/或任意包层区域)内，相对折射率随着径向位置发生变化时，它可以用其实际或近似的函数依赖性，或其在区域内的特定位置的值进行表示，或者以适用于该区域整体的平均值进行表示。除非另有说明，否则如果区域(例如，纤芯区域和/或任意包层区域)的相对折射率以单值或者作为适用于该区域作为整体的参数(例如，Δ或Δ％)进行表述时，要理解的是，该区域中的相对折射率是恒定的或者近似恒定的，并且对应于该单值，或者该单值或参数表示依赖于该区域中的径向位置的非恒定相对折射率的平均值。例如，如果“i”是玻璃纤维的一个区域，除非另有说明，否则参数Δ_i指的是该区域中通过如下方式所定义的相对折射率的平均值(Δ_平均)。无论是通过设计还是正常制造变化的结果，相对折射率对于径向位置的依赖性可能是倾斜的、弯曲的、或者任意其他方式非恒定的。

光纤的一个区域的平均相对折射率(Δ_平均)由如下决定：

式中，r_内是该区域的内半径，r_外是该区域的外半径，以及Δ(r)是该区域的相对折射率。

如本文所用，“相对折射率”的定义如下：

除非另有说明，否则式中n(r)是光纤在1550nm波长处距离光纤的中心线AC(r＝0)为径向距离r处的折射率，以及n_SiO2是外包层在1550nm波长处的折射率。在一个例子中，当外包层是基本纯二氧化硅时，在1550nm波长处的n_SiO2＝1.444。

在以下所描述中，除非另有说明，否则，相对折射率(本文也简称为“相对折射率百分比”)用Δ(或“Δ”)、Δ％(或“Δ％”)或％表示，它们全都可互换使用，并且其数值的单位是百分比或％。相对折射率也表述为Δ(r)或Δ(r)％。

在一些实施方式中，裸光纤包括折射率小于参比折射率n_cl的区域，这意味着该区域的相对折射率百分比是负的。在其他实施方式中，裸光纤包括折射率大于参比折射率n_cl的区域，这意味着该区域的相对折射率百分比是正的。在一些实施方式中，裸光纤包括具有负的相对折射率百分比的区域和具有正的相对折射率百分比的区域。区域的最小相对折射率对应于该区域中的相对折射率最低的点。区域的最大相对折射率对应于该区域中的相对折射率最大的点。取决于相对折射率分布且取决于区域，最小相对折射率和最大相对折射率分别可以是正的或负的。

在一些实施方式中，术语“掺杂剂”指的是使得玻璃的相对折射率相对于纯的未掺杂SiO₂发生变化的物质。在一些实施方式中，不是正掺杂剂的一种或多种其他物质可以存在于光纤中具有正的相对折射率Δ的区域(例如，纤芯)中。也就是说，在一些实施方式中，纤芯包含正掺杂剂和负掺杂剂，并且具有正的净相对折射率。在一些实施方式中，用于形成本文公开的光纤的纤芯的掺杂剂包括GeO₂(氧化锗)和Al₂O₃(氧化铝)等。使得玻璃的相对折射率相对于纯的未掺杂SiO₂发生增加的掺杂剂被称作正掺杂剂，而使得玻璃的相对折射率相对于纯的未掺杂SiO₂发生降低的掺杂剂被称作负掺杂剂。含有正掺杂剂的玻璃被称作相对于纯的未经掺杂的SiO₂进行了“正掺杂”，而含有负掺杂剂的玻璃被称作相对于纯的未经掺杂的SiO₂进行了“负掺杂”。当未掺杂的玻璃是二氧化硅玻璃时，正掺杂剂包括Cl、Br、Ge、Al、P、Ti、Zr、Nb、Ta和它们的氧化物，而负掺杂剂包括F和B。当对两种经掺杂的玻璃(或者裸光纤的两个经掺杂的区域)进行对比时，具有较高的相对折射率的经掺杂的玻璃(或者玻璃区域)被称作相对于具有较低的相对折射率的经掺杂的玻璃(或者玻璃区域)进行了正掺杂，而具有较低的相对折射率的经掺杂的玻璃(或者玻璃区域)被称作相对于具有较高的相对折射率的经掺杂的玻璃(或者玻璃区域)进行了负掺杂。可以通过不掺杂或者在区域的厚度上以均匀的浓度进行掺杂，来形成恒定折射率的玻璃区域。通过掺杂剂在区域厚度上的非均匀空间分布和/或通过在区域的不同部分中结合不同掺杂剂，来形成折射率变化的区域。

在一些实施方式中，区域的相对折射率是通过参数α限定的α分布。通过如下等式使得参数α(也被称作“分布参数”或“α参数”)与区域的相对折射率Δ(r)相关联：

Δ(r)＝Δ₀{1–[(r–r_m)/(r₀–r_m)]^α}

式中，r_m是Δ(r)为最大值Δ₀的点，r₀是Δ(r)％达到最小值的点，并且r的范围是r_i到r_f，式中，Δ(r)如上文所定义，r_i是α-分布的起点，r_f是α-分布的终点，以及α是指数，为实数。在一个例子中，r₀是Δ(r)＝0的点。对于低值α，α分布是渐变式折射率分布。随着α的值增加，α分布更紧密地接近阶梯式折射率分布。出于本公开内容的目的，α>10的α分布被称作阶梯式相对折射率分布，而α<10的α分布被称作渐变式相对折射率分布。

“凹陷体积”表示为V_凹陷，并且定义如下：

式中，r_凹陷,内是折射率分布的凹陷区域的内半径，r_凹陷,外是折射率分布的凹陷区域的外半径，Δ₄是围绕凹陷区域且与其直接相邻的外包层区域的相对折射率，以及Δ_凹陷(r)是凹陷的相对折射率，其中，在r_凹陷,内与r_凹陷,外之间的所有径向位置处，Δ_凹陷(r)<Δ₄。在一个实施方式中，凹陷区域是内包层区域，以及r_凹陷,_内是r₁，r_凹陷,外是r₂，以及是Δ_凹陷是Δ₂。在另一个实施方式中，凹陷区域是下陷折射率包层区域，以及r_凹陷,内是r₂，r_凹陷,外是r₃，以及是Δ_凹陷是Δ₃。凹陷体积定义为绝对值并且是正值。在本文中，凹陷体积的单位是％Δ微米²、％Δ-微米²、％Δ-μm²或％Δμm²，因而这些单位在本文中可互换使用。

采用彼得曼II方法来确定光纤的“模场直径”或“MFD”，这是目前用于测量光纤的MFD的国际标准测量技术。MFD如下：

MFD＝2w

式中，f(r)是导光学信号的电场分布的横向分量，r是光纤中的径向位置。MFD取决于光学信号的波长，并且在本文选定的实施方式中记录的是1310nm和/或1550nm波长的情况。

光纤的“有效面积”定义如下：

式中，f(r)是导光学信号的电场的横向分量，r是光纤中的径向位置。在一些实施方式中，“有效面积”或者“A_eff”取决于光学信号的波长，并且要理解的是如本文所述指的是1310nm和1550nm波长的情况。

零色散波长表示为λ₀，是单模光纤的材料色散和波导色散发生抵消的波长。在一些实施方式中，在基于二氧化硅的光纤中，零色散波长约为1310nm(例如，1300nm至1320nm之间)，这取决于用于形成光纤的掺杂剂和折射率分布。色散斜率表示色散相对于波长的变化率。对于本文所选的实施方式，记录1310nm和/或1550nm波长处的色散和色散斜率。色散和色散斜率表述的单位分别是ps/nm-km和ps/nm²-km。

光纤的截止波长是光纤仅会支持一种传播模式时的最小波长。对于低于截止波长的波长，可能发生多模传输，并且可能产生额外的分散源(模内色散)来限制光纤的信息运载能力。截止波长在本文中会被记录为光纤截止波长(λ_CF)或者光缆截止波长(λ_CC)。由于光缆环境中较高水平的弯曲和机械压力，22米光缆截止波长通常低于2米截止波长。光纤截止波长λ_CF是基于2米光纤长度，而光缆截止波长λ_CC则是基于22米光缆光纤长度，如电信行业协会(TIA)的TIA-455-80:FOTP-80IEC-60793-1-44光纤：第1-44部分：MeasurementMethods and Test Procedures–Cut-off Wavelength(测量方法和测试方案：截止波长)所规定的那样。

本文公开的光纤包括：纤芯区域，与纤芯区域直接相邻且围绕其的包层区域，以及与包层区域直接相邻且围绕其的涂层。包层区域是单个均质区域或者相对折射率不同的多个区域。所述多个包层区域优选是同心区域。

在一些实施方式中，包层区域包括内包层区域以及与内包层区域直接相邻且围绕其的外包层区域。内包层区域的相对折射率可以大于、等于、或者小于外包层区域的相对折射率。在本文中，将折射率低于外包层区域的内包层区域称作凹陷或凹陷区域。

在一些实施方式中，包层区域包括下陷折射率包层区域，其位于内包层区域与外包层区域之间并且与它们直接相邻。下陷折射率包层区域是相对折射率低于内包层区域和外包层区域的包层区域。下陷折射率包层区域在本文中也可以被称作凹陷或者凹陷区域。下陷折射率保持区域围绕且与内包层区域直接相邻。下陷折射率包层区域被外包层区域围绕且与其直接相邻。下陷折射率包层区域可以起到降低弯曲损耗的作用。

纤芯区域、内包层区域、下陷折射率包层区域和外包层区域也分别被称作纤芯、内包层、下陷折射率包层和外包层。内包层、下陷折射率包层和外包层可以独立地具有正的或负的相对折射率。纤芯优选具有正的相对折射率。下文给出了对于每个区域的相对折射率的优选数值。

如本文任何地方所用的那样，径向位置r₁和相对折射率Δ₁或Δ₁(r)涉及的是纤芯区域，径向位置r₂和相对折射率Δ₂或Δ₂(r)涉及的是内包层区域，径向位置r₃和相对折射率Δ₃或Δ₃(r)涉及的是下陷折射率包层区域，径向位置r₄和相对折射率Δ₄或Δ₄(r)涉及的是外包层区域，径向位置r₅涉及的是初级涂层，径向位置r₆涉及的是次级涂层，以及径向位置r₇涉及的是任选的第三级涂层。在包含单个包层区域作为多个包层区域的替代的实施方式中，径向位置r₄和相对折射率Δ₄或Δ₄(r)也会被用于涉及包层区域。

相对折射率Δ₁(r)具有最大值Δ_1最大值和最小值Δ_1最小值。相对折射率Δ₂(r)具有最大值Δ_2最大值和最小值Δ_2最小值。相对折射率Δ₃(r)具有最大值Δ_3最大值和最小值Δ_3最小值。相对折射率Δ₄(r)具有最大值Δ_4最大值和最小值Δ_4最小值。在相对折射率在区域上是恒定或者近似恒定的实施方式中，相对折射率的最大值和最小值是相等或者近似相等的。除非另有说明，否则如果对于区域的相对折射率记录的是单值的话，则该单值对应于该区域的平均值。

要理解的是，中心纤芯区域是基本圆柱形形状，以及围绕的内包层区域、围绕的下陷折射率包层区域、围绕的外包层区域、围绕的初级涂层、围绕的次级涂层以及围绕的第三级涂层是基本环状形状。环状区域可以用内半径和外半径进行表征。在本文中，径向位置r₁、r₂、r₃、r₄、r₅、r₆和r₇涉及的分别是纤芯、内包层、下陷折射率包层、外包层、初级涂层、次级涂层和第三级涂层的最外半径。在具有单个包层作为多个包层区域的替代的实施方式中，r₄涉及的是包层的最外半径。在没有第三级涂层的实施方式中，半径r₆对应于光纤的外半径。当存在第三级涂层时，半径r₇对应于光纤的外半径。

当两个区域相互直接相邻时，两个区域中靠内那个的外半径与两个区域中靠外那个的内半径是一致的。例如，在一个实施方式中，光纤包括下陷折射率包层区域，其被外包层区域围绕且直接相邻。在该实施方式中，半径r₃对应下陷折射率包层区域的外半径和外包层区域的内半径。在相对折射率分布包括围绕内包层区域且与其直接相邻的下陷折射率包层区域的实施方式中，径向位置r₂对应内包层区域的外半径和下陷折射率包层区域的内半径。在相对折射率分布包括围绕纤芯且与其直接相邻的下陷折射率包层区域的实施方式中，径向位置r₁对应纤芯的外半径和下陷折射率包层区域的内半径。在具有围绕纤芯且与其直接相邻的单个包层区域的实施方式中，径向位置r₁对应纤芯的外半径和包层区域的内半径。

以下术语适用于如下实施方式，其中，相对折射率分布包括：内包层区域，其围绕且与纤芯直接相邻；下陷折射率包层区域，其围绕且与内包层区域直接相邻；外包层区域，其围绕且与下陷折射率区域直接相邻；初级涂层，其围绕且与外包层区域直接相邻；以及次级涂层，其围绕且与初级涂层直接相邻。径向位置r₂与径向位置r₁之差在本文被称作内包层区域的厚度。径向位置r₃与径向位置r₂之差在本文被称作下陷折射率包层区域的厚度。径向位置r₄与径向位置r₃之差在本文被称作外包层区域的厚度。径向位置r₅与径向位置r₄之差在本文被称作初级涂层的厚度。径向位置r₆与径向位置r₅之差在本文被称作次级涂层的厚度。

以下术语适用于如下实施方式，其中，内包层区域与纤芯区域直接相邻以及外包层区域与内包层区域直接相邻。径向位置r₂与径向位置r₁之差在本文被称作内包层区域的厚度。径向位置r₄与径向位置r₂之差在本文被称作外包层区域的厚度。径向位置r₅与径向位置r₄之差在本文被称作初级涂层的厚度。径向位置r₆与径向位置r₅之差在本文被称作次级涂层的厚度。

以下术语应用于相对折射率分布不含内包层区域和下陷折射率包层区域这两者的实施方式。径向位置r₄与径向位置r₁之差在本文被称作包层区域的厚度。径向位置r₅与径向位置r₄之差在本文被称作初级涂层的厚度。径向位置r₆与径向位置r₅之差在本文被称作次级涂层的厚度。

本文所述的涂层由可固化涂料组合物形成。可固化涂料组合物包含一种或多种可固化组分。如本文所用，术语“可固化”旨在表示当暴露于合适的固化能量时，组分包括一种或多种能够形成共价键的可固化官能团，所述共价键参与将组分连接到其自身或涂料组合物的其它组分。通过对可固化涂料组合物进行固化所得到的产物在本文中被称作组合物的固化产物。固化产物优选是聚合物。通过能量来诱发固化过程。能量的形式包括辐射能或者热能。在优选的实施方式中，通过辐射进行固化，其中，辐射指的是电磁辐射。在本文中，将辐射诱发的固化称作辐射固化或光固化。可辐射固化组分是当以足够长的时间段暴露于合适强度合适波长的辐射下时，可以被诱发进行固化反应的组分。合适的波长包括电磁谱中的红外部分、可见光部分或者紫外部分。辐射固化反应在存在光引发剂的情况下进行。可辐射固化组分也可以是可热固化的。类似地，可热固化组分是当以足够长的时间段暴露于足够强度的热能时可以被诱发进行固化反应的组分。可热固化组分也可以是可辐射固化的。

可固化组分包括一个或多个可固化官能团。仅具有一个可固化官能团的可固化组分在本文中被称为单官能可固化组分。具有两个或更多个可固化官能团的可固化组分在本文中被称为多官能可固化组分。多官能可固化组分包括在固化过程中能够形成共价键的两个或更多个官能团，并且能将交联引入在固化过程中形成的聚合物网络中。多官能可固化组分在本文中也可以被称为“交联剂”或“可固化交联剂”。可固化组分包括可固化单体和可固化低聚物。在固化过程中参与共价键形成的官能团的例子在下文中被标识。

当用于多元醇时，术语“分子量”表示数均分子量(M_n)。

术语“(甲基)丙烯酸酯”表示甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯的组合。

杨氏模量、％拉伸和撕裂强度的数值指的是通过本文所述方案的测量条件下确定的数值。

下面将详细参见本说明书的示意性实施方式。

本说明书涉及可固化涂料组合物、由可固化涂料组合物形成的涂层、以及被由通过可固化涂料组合物的固化得到的涂层涂覆或包封的经涂覆的制品。在优选实施方式中，可固化涂料组合物是形成用于光纤的涂层的组合物，所述涂层是光纤涂层，以及所述经涂覆的制品是经涂覆的光纤。本说明书还涉及可固化涂料组合物的制造方法，从可固化涂料组合物形成涂层的方法，以及用可固化涂料组合物对光纤进行涂覆的方法。

本公开内容的一个方面涉及光纤。图1是根据一些实施方式的示例性光纤100的剖面放大示意图。在一些实施方式中，光纤100具有中心线AC，例如显示为沿着z方向。光纤100包括中心位于中心线AC上的玻璃纤芯区域(“纤芯”)10。纤芯10可以被玻璃包层区域(“包层”)50直接围绕且直接相邻。包层50被由非玻璃材料(例如，聚合物材料)制造的保护涂层70围绕且直接相邻。在一些实施方式中，光纤100可以具有小于或等于230微米的直径r₆或r₇(例如，≤210微米、≤200微米、≤180微米、≤165微米、≤130微米、≤110微米等)。

参见图2，显示根据本公开内容一些实施方式的x-y平面中的示例性光纤100的横截面图。

如所示，纤芯10具有半径r₁和相对折射率Δ₁。包层50可以与纤芯10直接相邻且围绕其。在一些实施方式中，包层50包括：与纤芯10直接相邻且围绕其的内包层区域(“内包层”)52；与内包层52直接相邻且围绕其的下陷折射率包层区域(“下陷折射率包层”)54；以及与下陷折射率包层54直接相邻且围绕其的外包层区域(“外包层”)56。内包层52从半径r₁延伸到半径r₂且具有相对折射率Δ₂。下陷折射率包层54从半径r₂延伸到半径r₃且具有相对折射率Δ₃。外包层56从半径r₃延伸到半径r₄且具有相对折射率Δ₄。

在附图未示出的一些实施方式中，可以省略下陷折射率包层54。也就是说，包层50仅包括两个包层区域。内包层52可以与纤芯10直接相邻且围绕其，并且从半径r₁延伸到半径r₂且具有相对折射率Δ₂。外包层56可以与内包层52直接相邻且围绕其，并且从半径r₂延伸到半径r₄且具有相对折射率Δ₄。

在附图未示出的一些其他替代实施方式中，可以省略内包层52和下陷折射率包层54。也就是说，包层50仅包括一个包层区域。外包层56可以与纤芯10直接相邻且围绕其，并且从半径r₁延伸到半径r₄且具有相对折射率Δ₄。

保护涂层70与包层50直接相邻且围绕其。在一些实施方式中，保护涂层70包括初级涂层72和次级涂层74。通常通过向玻璃纤维施涂作为粘性液体的可固化涂料组合物并固化形成初级72和次级涂层74。在一些实施方式中，保护涂层70还可以包括围绕次级涂层74的第三级涂层76。

次级涂层74是比初级涂层72更硬的材料(更高的杨氏模量)，并且设计成用来保护玻璃纤维免受光纤的加工、搬运和安装过程中的磨损或外部作用力所导致的损坏。初级涂层72是比次级涂层74软的材料(低杨氏模量)，并且设计成用于缓冲或消散由于施加到次级涂层74的外表面的作用力所导致的应力。

初级涂层72消散了剪切作用力并且使得抵达玻璃纤维(其包括纤芯10和包层50)的应力最小化。初级涂层72对于当布置成光缆时光纤所遭遇的微弯曲所引起的剪切作用力消散是特别重要的。

初级涂层72应当在热老化和水解老化过程中保持与玻璃纤维充分的粘附，但是出于拼接目的又是能够从玻璃纤维剥离的。

任选的第三级涂层76可以包括：颜料、墨或者其他着色剂，出于识别鉴定目的来对光纤进行标记，并且通常杨氏模量类似于次级涂层74的杨氏模量。

本公开内容的另一个方面涉及光纤带。图3显示根据本公开内容一些实施方式的示例性光纤带300的横截面图。如所示，光纤带300包括多根光纤100和包封所述多根光纤100的基质320。每根光纤100包括纤芯、包层和保护涂层，如上文所述。带材基质320可以由与用来制备次级涂层相同的组合物形成，或者带材基质320可以由以其他方式与用途相容的不同组合物形成。

光纤100以基本平面和平行关系相互对准。通过任意已知构造(例如，边缘粘结的带、薄包封的带、厚包封的带或者多层带)，通过任意合适的制造方法，用带材基质32对光纤带300中的光纤100进行包封。在图3中，光纤带300含有十二(12)根光纤100；然而，对于本领域技术人员应该是显而易见的是：可以使用任意数量的光纤100(例如，2根或更多根)来形成布置成用于特定用途的光纤带300。

本公开内容的另一个方面涉及光纤光缆。图4显示示例性光纤光缆400的横截面图。光缆400包括被夹套430围绕的多根光纤100。光纤100可以以致密或疏松的方式封装成被夹套430的内表面包封的导管。夹套430中所放入的光纤的数量被称作光纤光缆400的“光纤数”。夹套430通过挤出的聚合物材料形成，并且可以包括聚合物或者其他材料的多层同心层。光纤光缆400可以包括嵌入在夹套430中或者放在被夹套430的内表面所限定的导管中的一个或多个强化元件(未示出)。强化元件包括比夹套430更为刚性的光纤或棒。强化元件由金属、编织钢、玻璃强化塑料、纤维玻璃或者其他合适材料制造。光纤光缆400可以包括被夹套430所围绕的其他层(例如，保护层、防潮层、撕裂线等)。光纤光缆400可以具有绞合松套管芯或其他光纤光缆构造。

相对折射率分布

在一些实施方式中，光纤100可以具有通过例如相对折射率分布所限定的多种不同物理构造。公开的一种类型的光纤是渐变折射率光纤，其具有纤芯区域，所述纤芯区域的折射率随着相对于光纤中心的距离而变化。渐变折射率光纤的例子包括这样的光纤，它的纤芯具有相对折射率，所述相对折射率具有上文所定义的α分布或者超高斯相对折射率分布。下文结合图5A-5C描述了渐变折射率光纤的例子。公开的另一种类型的光纤是阶梯折射率光纤，它的纤芯区域具有阶梯折射率相对折射率分布。下文结合图6A-6E描述了阶梯折射率光纤的例子。

参见图5A，相对折射率Δ％(r)与径向坐标的关系图显示了根据一些实施方式的渐变折射率光纤的第一示例性物理构造。如所示，具有半径r₁的纤芯10可以具有通过α分布描述所定义的渐变折射率。α分布的径向位置r₀(对应于Δ_1最大值)对应于光纤的中心线AC(r＝0)，而α分布的径向位置r_z对应于纤芯半径r₁。在具有中心线下沉的一些实施方式中，径向位置r₀略微偏离光纤的中心线AC。

在一些实施方式中，纤芯10被从半径r₁向外延伸到半径r₄的包层50直接围绕。包层50可以包括内包层区域52和围绕了内包层区域52的外包层区域56。内包层区域52可以是纯二氧化硅包层或者基本包含SiO₂的包层，其从半径r₁延伸到半径r₂且具有基本为零的相对折射率Δ₂。外包层区域54可以是正掺杂的包层，其从半径r₂延伸到半径r₄，且具有相对折射率Δ₄，其中，Δ₂≤Δ₄<Δ_1最大值。

图5B是显示了根据一些实施方式的渐变折射率光纤的第二示例性物理构造的相对折射率Δ％(r)与径向坐标的关系图。具有半径r₁的纤芯10可以具有通过α分布描述所定义的渐变折射率。纤芯10被从半径r₁向外延伸到半径r₄的包层50直接围绕。包层50包括内包层区域52和围绕了内包层区域52的外包层区域56。内包层区域52可以是负掺杂的包层，其从半径r₁延伸到半径r₂且具有负的相对折射率Δ₂。外包层区域54可以是纯二氧化硅包层或者基本包含SiO₂的包层，其从半径r₂延伸到半径r₄且具有基本为零的相对折射率Δ₄。

图5C是显示了根据一些实施方式的渐变折射率光纤的第三示例性物理构造的相对折射率Δ％(r)与径向坐标的关系图。具有半径r₁的纤芯10可以具有通过α分布描述所定义的渐变折射率。纤芯10被从半径r₁向外延伸到半径r₄的包层50直接围绕。包层50包括：内包层区域52，与内包层52直接相邻且围绕其的下陷折射率包层54，以及围绕内包层区域52的外包层区域56。内包层区域52可以是纯二氧化硅包层或者基本包含SiO₂的包层，其从半径r₁延伸到半径r₂且具有负的相对折射率Δ₂。下陷折射率包层54可以是负掺杂的包层，其从半径r₂延伸到半径r₃且具有负的相对折射率Δ₃。外包层区域54可以是纯二氧化硅包层或者基本包含SiO₂的包层，其从半径r₃延伸到半径r₄且具有基本为零的相对折射率Δ₄。

参见图6A，显示根据一些实施方式的相对折射率Δ％(r)与径向坐标r的关系图形式的阶梯式折射率光纤的第一示例性物理构造。如所示，纤芯10可以是具有半径r₁和相对折射率Δ₁的阶梯式折射率纤芯。纤芯10被包层50直接围绕。包层50可以是纯二氧化硅包层或者基本包含SiO₂的包层。包层50可以从半径r₁向外延伸到半径r₄且具有基本为零的相对折射率Δ₄。

图6B是显示了根据一些实施方式的阶梯状折射率光纤的第二示例性物理构造的相对折射率Δ％(r)与径向坐标的另一关系图。类似地，纤芯10可以是具有半径r₁和相对折射率Δ₁的阶梯式折射率纤芯。纤芯10被从半径r₁向外延伸到半径r₄的包层50直接围绕。包层50可以经过负掺杂具有负的相对折射率Δ₄。

图6C是显示了根据一些实施方式的阶梯状折射率光纤的第三示例性物理构造的相对折射率Δ％(r)与径向坐标的另一关系图。纤芯10可以是具有半径r₁和相对折射率Δ₁的阶梯式折射率纤芯。纤芯10被从半径r₁向外延伸到半径r₄的包层50直接围绕。包层50可以包括内包层区域52和围绕了内包层区域52的外包层区域56。内包层区域52可以是纯二氧化硅包层或者基本包含SiO₂的包层，其从半径r₁延伸到半径r₂且具有基本为零的相对折射率Δ₂。外包层区域56可以是正掺杂的包层，其从半径r₂延伸到半径r₄，且具有相对折射率Δ₄，其中，Δ₂≤Δ₄<Δ₁。

图6D是显示了根据一些实施方式的阶梯状折射率光纤的第四示例性物理构造的相对折射率Δ％(r)与径向坐标的另一关系图。纤芯10可以是具有半径r₁和相对折射率Δ₁的阶梯式折射率纤芯。纤芯10被从半径r₁向外延伸到半径r₄的包层50直接围绕。包层50可以包括内包层区域52和围绕了内包层区域52的外包层区域56。内包层区域52可以负掺杂包层，具有负的相对折射率Δ₂。外包层区域56可以是纯二氧化硅包层或者基本包含SiO₂的包层，其从半径r₂延伸到半径r₄且具有基本为零的相对折射率Δ₄。

图6E是显示了根据一些实施方式的阶梯状折射率光纤的第五示例性物理构造的相对折射率Δ％(r)与径向坐标的另一关系图。纤芯10可以是具有半径r₁和相对折射率Δ₁的阶梯式折射率纤芯。纤芯10被从半径r₁向外延伸到半径r₄的包层50直接围绕。包层50可以包括内包层区域52和围绕了内包层区域52的外包层区域56。内包层区域52可以是负掺杂包层，具有负的相对折射率Δ₂。外包层区域56可以是经轻微负掺杂的包层，具有大于Δ₂的负的相对折射率Δ₄，其中，Δ₂≤Δ₄<Δ₁。

在(未示出的)其他实施方式中，纤芯具有阶梯式相对折射率分布的光纤具有这样的包层，所述包层包括被下陷折射率包层区域围绕的内包层，所述下陷折射率包层区域被外包层区域围绕。例如，图6C-6E所示的任意阶梯式折射率分布可以经过修改从而具有内包层区域52与外包层区域54之间的下陷折射率包层区域54(参见例如图5C所示的包层区域50)。

要理解的是，在上述图5A-5C以及图6A-6E中，相邻区域之间的相对折射率过渡显示为阶梯式变化是出于示意性目的而理想化的，并且在实践中可能不是严格垂直的。相反地，相邻区域之间的相对折射率过渡可能具有斜率或曲率。当相邻区域之间的相对折射率过渡不是垂直的情况时，相邻区域之间的对应的边界(半径)由相邻区域之间的相对折射率过渡区域的中点所定义。

性质的参数规格

在一些实施方式中，本文所述的各种光纤参数可以经过适当地设计以增加传输容量、耐刺穿性和微弯曲性能。在下面，以下描述了光纤参数的各种设计细节。要注意的是，以下的光纤参数的数值可以适用于例如上文结合图5A-5C以及6A-6E所述的具有阶梯式折射率纤芯或渐变折射率纤芯的光纤。

在各种实施方式中，纤芯的外半径r₁的范围是：3.0微米至10.0微米，或者4.0微米至9.0微米，或者5.0微米至8.0微米，或者5.0微米至9.0微米，或者6.0微米至9.0微米。在一些实施方式中，将纤芯的相对折射率描述为具有对应于如下Δ₁范围的恒定或者近似恒定的常数的阶梯式折射率分布：0.08％至0.450％，或者0.10％至0.40％，或者0.12％至0.35％，或者0.14％至0.30％。在一些其他实施方式中，纤芯的相对折射率描述为具有如下α值范围的α分布：1至200，或者5至150，或者10至100，或者5至10，或者大于5，或者大于10，或者大于20，或者小于20，或者小于10，或者小于5。纤芯区域的对应的最大相对折射率Δ_1最大值是如下范围：0.08％至0.45％，或者0.10％至0.40％，或者0.12％至0.35％，或者0.14％至0.30％。在一些实施方式中，纤芯可以掺杂氯(下文称作“Cl掺杂”)，氯浓度是如下范围：1.5重量％至6.0重量％，或者2.0重量％至5.5重量％，或者2.5重量％至5.0重量％，或者3.0重量％至4.5重量％，或者大于或等于1.5重量％(例如，≥2重量％、≥2.5重量％、≥3重量％、≥3.5重量％、≥4重量％、≥4.5重量％、≥5重量％等)。要注意的是，本文所用的符号“重量％”表示重量百分比。还要注意的是，纤芯不含GeO₂，或者纤芯中的GeO₂的浓度小于1.0重量％。

在各种实施方式中，内包层的厚度(r₂–r₁)是如下范围：1.0微米至7.0微米，或者2.0微米至6.0微米，或者3.0微米至5.5微米，或者3.5微米至5.0微米。内包层的相对折射率Δ₂是如下范围：-0.15％至0.15％，或者-0.10％至0.10％，或者-0.05％至0.05％，或者-0.15％至0.0％，或者-0.10％至0.0％。在一些实施方式中，内包层经过负掺杂。例如，内包层可以掺杂氟(下文称作“F掺杂”)，氟浓度是如下范围：0.01重量％至0.20重量％，或者0.05重量％至0.15重量％。在一些其他实施方式中，内包层经过正掺杂。例如，内包层可以是Cl掺杂，氯浓度是如下范围：0.01重量％至0.50重量％，或者0.05重量％至0.40重量％，或者0.10重量％至0.30重量％。

下陷折射率包层区域的内半径是r₂，并且具有上文规定的值。在各种实施方式中，下陷折射率包层的外半径r₃是如下范围：15微米至40微米，或者18微米至37微米，或者20微米至35微米，或者22微米至30微米。下陷折射率包层的相对折射率Δ₃是如下范围：-0.25％至0.00％，或者-0.20％至-0.05％，或者-0.20至-0.10。如上文所述，下陷折射率包层经过负掺杂，例如F掺杂，氟浓度为如下范围：0.10重量％至0.50重量％，或者0.15重量％至0.45重量％，或者0.20重量％至0.40重量％，或者大于0.10重量％，或者大于0.15重量％，或者大于0.20重量％。下陷折射率包层的凹陷体积是：大于40％Δ-微米²，大于50％Δ-微米²，大于60％Δ-微米²，大于70％Δ-微米²，或者40％Δ-微米²至80％Δ-微米²，或者50％Δ-微米²至70％Δ-微米²。要注意的是，在一些实施方式中，包层仅包括内包层和外包层，没有中间的下陷折射率包层，如上文关于图5A-5B以及6C-6E所述，内包层起到了下陷折射率包层的功能。

外包层区域的内半径是r₃，并且具有上文规定的值。在各种实施方式中，外包层的外半径r₄是：大于50微米，或者大于55微米，或者大于60微米，或者50微米至70微米，或者55微米至65微米，或者57微米至64微米，或者约为62.5微米。外包层区域的相对折射率Δ₄是如下范围：-0.20％至0.10％，或者-0.15％至0.10％，或者-0.10％至0.05％，或者-0.05％至0.05％。在一些实施方式中，外包层经过负掺杂，例如F掺杂，氟浓度的范围是0.05重量％至0.30重量％或者0.10重量％至0.25重量％。在一些其他实施方式中，外包层经过正掺杂，例如Cl掺杂，氯浓度的范围是0.10重量％至0.60重量％或者0.20重量％至0.50重量％。

在1550nm波长处，本文公开的光纤的模场直径是：大于或等于10.0微米，或者大于或等于11.0微米，或者大于或等于11.5微米，或者大于或等于12.0微米，或者大于或等于13.0微米，或者大于或等于14.0微米，或者10.0微米至15微米，或者11.0微米至14.0微米。

在1550nm波长处，本文公开的光纤的有效面积A_eff是：大于100微米²，或者大于110微米²，或者大于120微米²，或者大于130微米²，或者大于140微米²，或者大于150微米²，或者100微米²至160微米²，或者110微米²至150微米²，或者120微米²至140微米²。

在1550nm波长处，本文公开的光纤的衰减是：小于或等于0.170dB/km，或者小于或等于0.165dB/km，或者小于或等于0.160dB/km，或者小于或等于0.155dB/km，或者小于或等于0.150dB/km。

要注意的是，可以采用标准IEC 60793-1-47中所规定的心轴缠绕测试来确定宏弯曲损耗。在心轴缠绕测试中，光纤在具有规定直径的圆柱形心轴上缠绕一次或多次，确定由于弯曲导致的规定波长处的衰减增加。心轴缠绕测试中的衰减的单位为dB/圈，其中一圈指的是光纤绕着心轴一次回转。对于下文所述的选定的例子，采用直径为10mm至60mm的心轴通过心轴缠绕测试来确定1550nm波长处的宏弯曲损耗。在一些实施方式中，采用直径为20mm的心轴通过心轴缠绕测试确定的1550nm处的光纤的弯曲损耗可以是：小于3.0dB/圈，或者小于2.5dB/圈，或者小于2.0dB/圈，或者小于1.5dB/圈，或者小于1.0dB/圈。

在一些实施方式中，本文公开的光纤的光纤截止波长λ_CF是：小于1530nm，或者小于1520nm，或者小于1500nm，或者小于1450nm，或者小于1400nm，或者小于1350nm,小于1300nm，或者小于1260nm。本文公开的光纤的22米光缆截止λ_CC(nm)是：小于1530nm，或者小于1515nm，或者小于1490nm，或者小于1450nm，或者小于1400nm，或者小于1350nm,小于1300nm，或者小于1260nm，或者小于1230nm，或者小于1220nm。

在一些实施方式中，光纤100的耐刺穿性可以大于30g(例如，>40g，>50g等)。

在一些实施方式中，上文所述范围内的光纤参数的适当组合可以导致满足高传输容量、小直径、低传输损耗、良好的微弯曲性质和高的耐穿刺性的要求的光纤性质。图5A至5C以及6A至6E所示的分布设计以及上文所述的各种光纤参数可以符合各种光纤，例如ITUG.652.D、G.657.A1、G.657.A2、G.654等。

光纤涂层。光穿过光纤的传递系数高度取决于施涂到玻璃纤维的涂层的性质。涂层通常包括初级涂层和次级涂层，其中，次级涂层围绕初级涂层，以及初级涂层接触玻璃纤维(其包括被包层区域围绕的中心纤芯区域)。次级涂层是比初级涂层更硬的材料(更高的杨氏模量)，并且设计成用来保护玻璃纤维免受光纤的加工、搬运和安装过程中的磨损或外部作用力所导致的损坏。初级涂层是比次级涂层软的材料(低杨氏模量)，并且设计成用于缓冲或消散由于施加到次级涂层的外表面的横向作用力所导致的应力。初级涂层对于当布置成光缆时光纤所遭遇的微弯曲所引起的应力消散是特别重要的。

初级涂层应当在热老化和水解老化过程中保持与玻璃纤维充分的粘附，但是出于拼接目的又是能够从玻璃纤维剥离的。

通常通过向玻璃纤维施涂作为粘性液体的可固化涂料组合物并固化形成初级和次级涂层。光纤还可以包括围绕次级涂层的第三级涂层(未示出)。第三级涂层可以包括：颜料、墨或者其他着色剂，出于识别鉴定目的来对光纤进行标记，并且通常杨氏模量类似于次级涂层的杨氏模量。

初级涂层组成。初级涂层是可固化初级涂料组合物的固化产品。可固化初级涂料组合物提供了用于光纤的初级涂层，其展现出低的杨氏模量、低的拔出力和强的内聚力。可固化初级涂料组合物还实现了形成初级涂层，所述初级涂层的特征是可以被干净地剥离以及对于剥离操作过程中缺陷形成的高抗性。低的拔出力有助于初级涂层的干净剥离，具有最少量的残留物；而当其经受剥离力时，强的内聚力抑制了在初级涂层中引发和传播缺陷。即使对于具有降低的初级涂层厚度的光纤，仍然预期光纤具有低损耗和低微弯曲损耗性能。初级涂层甚至在厚度减小的情况下展现出这些优点。

初级涂层是可辐射固化初级涂料组合物的固化产物，其包含低聚物、单体、光引发剂以及任选的添加剂。以下公开内容描述了：用于可辐射固化初级涂料组合物的低聚物，含有所述低聚物中的至少一种的可辐射固化初级涂料组合物，包含所述低聚合物中的至少一种的可辐射固化初级涂料组合物的固化产物，涂覆了含有所述低聚合物中的至少一种的可辐射固化初级涂料组合物的玻璃纤维，以及涂覆了含有所述低聚合物中的至少一种的可辐射固化初级涂料组合物的固化产物的玻璃纤维。

低聚物优选包括聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物和二加合物化合物。在一个实施方式中，聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物具有直链分子结构。在一个实施方式中，由二异氰酸酯化合物、多元醇化合物与羟基丙烯酸酯化合物之间的反应形成低聚物，其中，该反应产生了聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物作为初级产物(主要产物)和二加合物化合物作为副产物(次要产物)。在二异氰酸酯化合物的异氰酸酯基团与多元醇的醇基团反应之后，反应形成了氨基甲酸酯连接键。羟基丙烯酸酯化合物反应使得由于二异氰酸酯化合物与多元醇化合物的反应形成的组合物中存在的残留异氰酸酯基团猝灭。如本文所用，术语“猝灭”指的是异氰酸酯基团通过与羟基丙烯酸酯化合物的羟基的化学反应发生转化。用羟基丙烯酸酯化合物对残留异氰酸酯基团进行猝灭将端基异氰酸酯基团转化为端基丙烯酸酯基团。

优选的二异氰酸酯化合物通过化学式(I)表示：

O＝C＝N-R₁-N＝C＝O (I)

其包括被连接基团R₁分开的两个端基异氰酸酯基团。在一个实施方式中，连接基团R₁包括亚烷基基团。连接基团R₁的亚烷基基团是直链(例如，亚甲基或亚乙基)、支链(例如，异亚丙基)或者环状(例如，环亚己基、亚苯基)。环状基团是芳族或者不是芳族。在一些实施方式中，连接基团R₁是4,4’-亚甲基二(环己基)基团，以及二异氰酸酯化合物是4,4’-亚甲基二(环己基异氰酸酯)。在一些实施方式中，连接基团R₁不含芳基，或者不含亚苯基，或者不含氧代亚苯基。

多元醇通过分子式(II)表示：

式中，R₂包括亚烷基基团，-O-R₂-是重复的亚烷氧基基团，以及x是整数。优选地，x大于20，或者大于40，或者大于50，或者大于75，或者大于100，或者大于125，或者大于150，或者是20至500，或者是20至300，或者是30至250，或者是40至200，或者是60至180，或者是70至160，或者是80至140。R₂优选是直链或支链亚烷基基团，例如亚甲基、亚乙基、亚丙基(正亚丙基、异亚丙基或其组合)或者亚丁基(正亚丁基、异亚丁基、仲亚丁基、叔亚丁基或其组合)。多元醇可以是聚环氧烷，例如聚环氧乙烷或者聚亚烷基二醇，例如聚丙二醇。聚丙二醇是优选的多元醇。多元醇的分子量是：大于1000g/摩尔，或者大于2500g/摩尔，或者大于5000g/摩尔，或者大于7500g/摩尔，或者大于10000g/摩尔，或者1000g/摩尔至20000g/摩尔，或者2000g/摩尔至15000g/摩尔，或者2500g/摩尔至12500g/摩尔，或者2500g/摩尔至10000g/摩尔，或者3000g/摩尔至7500g/摩尔，或者3000g/摩尔至6000g/摩尔，或者3500g/摩尔至5500g/摩尔。在一些实施方式中，多元醇是多分散的，并且包括跨越一定分子量范围的分子，从而全体分子结合起来以提供上文所规定的数均分子量。

多元醇的不饱和度是：小于0.25meq/g，或者小于0.15meq/g，或者小于0.10meq/g，或者小于0.08meq/g，或者小于0.06meq/g，或者小于0.04meq/g，或者小于0.02meq/g，或者小于0.01meq/g，或者小于0.005meq/g，或者0.001meq/g至0.15meq/g，或者0.005meq/g至0.10meq/g，或者0.01meq/g至0.10meq/g，或者0.01meq/g至0.05meq/g，或者0.02meq/g至0.10meq/g，或者0.02meq/g至0.05meq/g。如本文所用，不饱和度指的是通过ASTM D4671-16记录的标准方法确定的数值。在该方法中，多元醇与甲醇溶液中的乙酸汞和甲醇反应，以产生乙酰氧基汞甲氧基化合物和乙酸。多元醇与乙酸汞的反应是等摩尔的，以及通过含醇氢氧化钾的滴定来确定释放的乙酸量，从而提供本文所用的不饱和度的测量。为了防止过量乙酸汞对于乙酸滴定的干扰，添加溴化钠将乙酸汞转化为溴化物。

形成低聚物的反应还包括添加羟基丙烯酸酯化合物，从而与未反应的起始材料(例如，二异氰酸酯化合物)中存在的端基异氰酸酯基团或者二异氰酸酯化合物与多元醇的反应中形成的产物(例如，具有端基异氰酸酯基团的氨基甲酸酯化合物)进行反应。羟基丙烯酸酯化合物与端基异氰酸酯基团反应从而为低聚物的一个或多个组分提供端基丙烯酸酯基团。在一些实施方式中，存在的羟基丙烯酸酯化合物超过将端基异氰酸酯基团完全转化为端基丙烯酸酯基团所需的量。低聚物包括单种聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物或者两种或更多种聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物的组合。

羟基丙烯酸酯化合物通过分子式(III)表示：

式中，R₃包括亚烷基基团。R₃的亚烷基基团是直链(例如，亚甲基或亚乙基)、支链(例如，异亚丙基)或者环状(例如，亚苯基)。在一些实施方式中，羟基丙烯酸酯化合物包括丙烯酸酯基团的烯键式不饱和基团的取代。烯键式不饱和基团的取代基包括烷基基团。具有经取代的烯键式不饱和基团的羟基丙烯酸酯化合物的一个例子是羟基甲基丙烯酸酯化合物。如下讨论对羟基丙烯酸酯化合物进行描述。然而，应理解的是，该讨论适用于经过取代的羟基丙烯酸酯化合物并且具体来说适用于羟基甲基丙烯酸酯化合物。

在不同实施方式中，羟基丙烯酸酯化合物是羟基烷基丙烯酸酯，例如2-羟基乙基丙烯酸酯。羟基丙烯酸酯化合物可以包含残留水平或更高水平的水。在羟基丙烯酸酯化合物中存在水可以有助于异氰酸酯基团的反应以减少最终反应组合物中未反应的异氰酸酯基团的浓度。在各种实施方式中，羟基丙烯酸酯化合物的水含量是：至少300ppm，或者至少600ppm，或者至少1000ppm，或者至少1500ppm，或者至少2000ppm，或者至少2500ppm。

在前述的示例性分子式(I)、II)和(III)中，基团R₁、R₂和R₃独立地是如下情况：全部相同的，全部不同的，或者包括两个相同的基团和一个不同的基团。

二异氰酸酯化合物、羟基丙烯酸酯化合物和多元醇同时结合和反应，或者(以任意顺序)依次结合和反应。在一个实施方式中，通过二异氰酸酯化合物与羟基丙烯酸酯化合物的反应以及使得所得到的产物组合物与多元醇反应，来形成低聚物。在另一个实施方式中，通过二异氰酸酯化合物与多元醇化合物的反应以及使得所得到的产物组合物与羟基丙烯酸酯化合物反应，来形成低聚物。

从二异氰酸酯化合物、羟基丙烯酸酯化合物和多元醇的反应形成低聚物，其中，反应过程中，二异氰酸酯化合物-羟基丙烯酸酯化合物-多元醇的摩尔比是n:m:p，n、m和p在本文中分别指的是二异氰酸酯、羟基丙烯酸酯和多元醇的摩尔数或者摩尔比例。摩尔数n、m和p是正整数，或者是正的非整数的数字。在实施方式中，当p是2.0时，n是如下范围：3.0至5.0，或者3.2至4.8，或者3.4至4.6，或者3.5至4.4，或者3.6至4.2，或者3.7至4.0；以及m是如下范围：1.5至4.0，或者1.6至3.6，或者1.7至3.2，或者1.8至2.8，或者1.9至2.4。对于p的值是2.0之外的情况，摩尔比n:m:p是成比例缩放。例如，摩尔比n:m:p＝4.0:3.0:2.0相当于摩尔比n:m:p＝2.0:1.5:1.0。

可以对摩尔数字m进行选择，从而提供的羟基丙烯酸酯化合物的量与未反应的异氰酸酯基团发生化学计量比反应，所述未反应的异氰酸酯基团存在于用于形成低聚物的二异氰酸酯化合物与多元醇的反应形成的产物组合物中。异氰酸酯基团可以存在于未反应的二异氰酸酯化合物(未反应的起始材料)中，或者存在于二异氰酸酯化合物与多元醇的反应形成的异氰酸酯封端的氨基甲酸酯化合物中。或者，可以对摩尔数字m进行选择，从而提供的羟基丙烯酸酯化合物的量超过与任何未反应的异氰酸酯基团发生化学计量比反应所需的量，所述未反应的异氰酸酯基团存在于二异氰酸酯化合物与多元醇的反应形成的产物组合物中。作为单等分试样(single aliquot)或多等分试样(multiple aliquots)添加羟基丙烯酸酯化合物。在一个实施方式中，羟基丙烯酸酯的初始等分式样包含在用于形成低聚物的反应混合物中，以及可以对形成的产物组合物进行测试是否存在未反应的异氰酸酯基团(例如，使用FTIR谱来检测是否存在异氰酸酯基团)。可以向产物组合物添加额外的羟基丙烯酸酯化合物的等分试样，从而与未反应的异氰酸酯基团发生化学计量比反应(随着羟基丙烯酸酯化合物对异氰酸酯基团进行转化，采用例如FTIR谱来监测特性异氰酸酯频率(例如，处于2260cm^-1至2270cm^-1)的降低)。在替代实施方式中，添加的羟基丙烯酸酯化合物的等分试样超过与未反应的异氰酸酯基团进行化学计量比反应所需的量。如下文更详细描述，对于给定的p值，摩尔数字m与摩尔数字n的比例对于低聚物中存在的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物和二加合物化合物的相对比例具有影响，以及聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物和二加合物化合物的相对比例的差异导致从低聚物形成的涂层的撕裂强度和/或临界应力的差异。

在一个实施方式中，从反应混合物形成低聚物，所述反应混合物包含：4,4'-亚甲基双(环己基异氰酸酯)、2-羟基乙基丙烯酸酯和聚丙二醇，它们具有如上文所规定的摩尔比n:m:p，其中，聚丙二醇的数均分子量是如下范围：2500g/摩尔至6500g/摩尔，或者3000g/摩尔至6000g/摩尔，或者3500g/摩尔至5500g/摩尔。

低聚物优选包含两种组分。第一组分是具有如下分子式(IV)的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物：

以及第二组分是具有如下分子式(V)的二加合物化合物：

式中，基团R₁、R₂、R₃和整数x如上文所述，y是正整数，并且要理解的是，分子式(IV)和(V)中的基团R₁与分子式(I)中的基团R₁是相同的，分子式(IV)中的基团R₂与分子式(II)中的基团R₂是相同的，以及分子式(IV)和(V)中的基团R₃与分子式(III)中的基团R₃是相同的。二加合物化合物对应于通过分子式(I)的二异氰酸酯化合物的两个端基异氰酸酯基团与分子式(II)的羟基丙烯酸酯化合物的反应形成的化合物，其中，二异氰酸酯化合物没有经过与分子式(II)的多元醇的反应。

通过用于形成低聚物的反应过程中的二异氰酸酯化合物与羟基丙烯酸酯化合物的反应形成二加合物化合物。或者，二加合物化合物的形成不依赖于用于形成低聚物的反应，并且被添加到用于形成聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物的反应的产物，或者被添加到纯化形式的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物。羟基丙烯酸酯化合物的羟基基团与二异氰酸酯化合物的异氰酸酯基团反应，以提供端基丙烯酸酯基团。在二异氰酸酯化合物的每个异氰酸酯基团发生反应，以形成二加合物化合物。低聚物中存在的二加合物化合物的量是：至少1.0重量％，或者至少1.5重量％，或者至少2.0重量％，或者至少2.25重量％，或者至少2.5重量％，或者至少3.0重量％，或者至少3.5重量％，或者至少4.0重量％，或者至少4.5重量％，或者至少5.0重量％，或者至少7.0重量％，或者至少9.0重量％，或者1.0重量％至10.0重量％，或者2.0重量％至9.0重量％，或者2.5重量％至6.0重量％，或者3.0重量％至8.0重量％，或者3.0重量％至5.0重量％，或者3.0重量％至5.5重量％，或者3.5重量％至5.0重量％，或者3.5重量％至7.0重量％。要注意的是，二加合物的浓度表述为低聚物的重量％，而不是涂料组合物的重量％。

根据本公开内容的用于合成低聚物的示意性反应包括：二异氰酸酯化合物(4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)，其在本文中也被称作H12MDI)与多元醇(M_n约4000g/摩尔的聚丙二醇，其在本文中也被称作PPG4000)的反应，以形成具有化学式(VI)的聚醚氨基甲酸酯二异氰酸酯化合物：

H12MDI～PPG4000～H12MDI～PPG4000～H12MDI (VI)

式中，“～”指的是通过H12MDI的端基异氰酸酯基团与PPG4000的端基醇基团反应形成的氨基甲酸酯连接键；以及～H12MDI、～H12MDI～和～PPG4000～指的是反应之后留下的H12MDI和PPG400的残基；以及M_n指的是数均分子量。聚醚氨基甲酸酯二异氰酸酯化合物具有～(H12MDI～PPG4000)～类型的重复单元。所示的具体聚醚氨基甲酸酯二异氰酸酯包含2个PPG4000单元。反应还可以提供具有1个PPG4000单元或者3个或更多个PPG4000单元的产物。聚醚氨基甲酸酯二异氰酸酯和任意未反应的H12MDI包含端基异氰酸酯基团。根据本公开内容，在反应中包含羟基丙烯酸酯化合物(例如，2-羟基乙基丙烯酸酯，本文称作HEA)，从而与端基异氰酸酯基团反应将它们转化为端基丙烯酸酯基团。将端基异氰酸酯基团转化为端基丙烯酸酯基团实现了异氰酸酯基团的猝灭。包含在反应中的HEA的量可以是与未反应的异氰酸酯基团的预期浓度发生化学计量比反应的估算量，或者这个量可以超过预期化学计量比的量。HEA与聚醚氨基甲酸酯二异氰酸酯化合物反应形成具有化学式(VII)的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物：

HEA～H12MDI～PPG4000～H12MDI～PPG4000～H12MDI (VII)

和/或具有化学式(VIII)的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物：

H12MDI～PPG4000～H12MDI～PPG4000～H12MDI～HEA (VIII)

以及HEA与未反应的H12MDI的反应形成具有化学式(IX)的二加合物化合物：

HEA～H12MDI～HEA (IX)

式中，如上文那样，～表示氨基甲酸酯连接键，以及～HEA表示在反应形成氨基甲酸酯连接键之后留下的HEA残基(对于化学式(IV)和(V)是一致的)。在产物组合物中的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物与二加合物化合物的组合构成了根据本公开内容的低聚物。如下文更详细描述，当在涂料组合物中使用一种或多种低聚物时，涂层具有改善的撕裂强度和临界应力特性结果。具体来说，证实具有高比例的二加合物化合物的低聚物提供了具有高撕裂强度和/或高临界应力值的涂层。

虽然出于示意性显示了H12MDI、HEA和PPG4000的组合，但是前述反应可以被一般化至二异氰酸酯化合物、羟基丙烯酸酯化合物和多元醇的任意组合，其中，羟基丙烯酸酯化合物与端基异氰酸酯基团反应以形成端基丙烯酸酯基团，以及其中，异氰酸酯基团与多元醇或羟基丙烯酸酯化合物的醇基团的反应形成氨基甲酸酯连接键。

低聚物包含：具有化学式(X)的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物的化合物：

(羟基丙烯酸酯)～(二异氰酸酯～多元醇)_x～二异氰酸酯～(羟基丙烯酸酯)(X)

以及具有化学式(XI)的二加合物化合物的化合物：

(羟基丙烯酸酯)～二异氰酸酯～(羟基丙烯酸酯) (XI)

式中，用于形成低聚物的反应中的二异氰酸酯化合物、羟基丙烯酸酯化合物和多元醇的相对比例对应于上文所揭示的摩尔数n、m和p。

例如，上文分子式(I)和(II)所表示的化合物反应形成分子式(XII)所表示的聚醚氨基甲酸酯二异氰酸酯化合物：

式中，y与化学式(IV)中的y相同，并且是1或2或3或4或更高；以及x由多元醇的重复单元的数字所决定(如上文所述)。

分子式(VI)的聚醚氨基甲酸酯异氰酸酯与分子式(III)的羟基丙烯酸酯的进一步反应提供了上文被称作分子式(IV)所表示的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物，并且重复如下：

式中，y是1或2或3或4或更高；以及x由多元醇的重复单元的数字所决定(如上文所述)。

在实施方式中，二异氰酸酯化合物、羟基丙烯酸酯化合物与多元醇之间的反应得到y不同的一系列的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物，从而在最终反应混合物中存在的化合物分布上的y的平均值不是整数。在实施方式中，分子式(VI)和(IV)的聚醚氨基甲酸酯二异氰酸酯和聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯的y的平均值对应于p或p-1(其中，p如上文所定义)。在实施方式中，分子式(XII)和(IV)的聚醚氨基甲酸酯二异氰酸酯和聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯中存在的R₁基团的平均数对应于n(其中，n如上文所定义)。

反应中产生的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯与二加合物化合物的相对比例通过改变摩尔数字n、m和p的摩尔比进行控制。举例来说，考虑p＝2.0的情况。在完全反应的理论极限中，二当量p的多元醇会与三当量n的二异氰酸酯反应以形成具有分子式(VI)的化合物(其中，y＝2)。化合物包含两个端基异氰酸酯基团，其可以通过以理论极限后续添加二当量m的羟基丙烯酸酯化合物猝灭，以形成y＝2的对应的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物(IV)。对于这种情况，限定了n:m:p＝3.0:2.0:2.0的理论摩尔比。

在前述示例性理论极限中，二异氰酸酯、羟基丙烯酸酯和多元醇以理论摩尔比n:m:p＝3.0:2.0:2.0进行反应提供了分子式(IV)的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物(其中，y＝2)而没有形成二加合物化合物。改变摩尔数字n、m和p，提供了对于反应中形成的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯和二加合物的相对比例的控制。例如，相对于摩尔数字m或摩尔数字p增加摩尔数字n，这可以增加反应中形成的二加合物化合物的量。例如，二异氰酸酯化合物、羟基丙烯酸酯化合物与多元醇化合物以摩尔比n:m:p进行反应(其中，n是3.0至5.0，m是2n-4(±15％之内)或者2n-4(±10％之内)或者2n-4(±5％之内)，以及p是2.0)，这产生了低聚物中的二加合物化合物的量足以实现优选的初级涂层性质。例如，在n＝4.0，m是2n-4(±15％之内)以及p＝2.0的实施方式中，这意味着n＝4.0，m是4的±15％之内，以及p＝2.0，这意味着n＝4.0，m是3.4至4.6，以及p＝2.0。

通过改变摩尔数字n、m和p，获得了二加合物与聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯的相对比例的变化，并且通过此类变化，可以对从包含低聚物的涂料组合物形成的涂层的杨氏模量、原位模量、撕裂强度、临界应力、拉伸韧性和其他机械性质进行精确控制。在一个实施方式，能够通过改变聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物中的多元醇单元的数字(例如，p＝2.0与p＝3.0与p＝4.0)实现对性质的控制。在另一个实施方式中，通过改变聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物与二加合物的比例来实现对撕裂强度、拉伸韧性和其他机械性质的控制。对于具有给定数字的多元醇单元的聚醚氨基甲酸酯化合物，可以制备具有变化的二加合物化合物比例的低聚物。可以对二加合物化合物的比例的变化进行精细控制，从而提供基于具有固定的多元醇单元的数字的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物的低聚物，其提供的涂层具有撕裂强度、临界应力、拉伸韧性或者其他机械性质的精确值或者目标值。

当采用结合了包含分子式(IV)表示的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物和分子式(V)表示的二加合物化合物的低聚物的初级涂料组合物时，得到改进的光纤初级涂层结果，其中，低聚合物中的二加合物化合物的浓度是：至少1.0重量％，或者至少1.5重量％，或者至少2.0重量％，或者至少2.25重量％，或者至少2.5重量％，或者至少3.0重量％，或者至少3.5重量％，或者至少4.0重量％，或者至少4.5重量％，或者至少5.0重量％，或者至少7.0重量％或者至少9.0重量％，或者1.0重量％至10.0重量％，或者2.0重量％至9.0重量％，或者3.0重量％至8.0重量％，或者3.5重量％至7.0重量％或者2.5重量％至6.0重量％，或者3.0重量％至5.5重量％，或者3.5重量％至5.0重量％。要注意的是，二加合物的浓度表述为低聚物的重量％，而不是涂料组合物的重量％。在一个实施方式中，通过改变二异氰酸酯：羟基丙烯酸酯：多元醇的摩尔比n:m:p来增加二加合物化合物的浓度。在一个方面中，相对于多元醇更富含二异氰酸酯的摩尔比n:m:p有助于形成二加合物化合物。

在上文所述的示例性化学计量比n:m:p＝3:2:2中，进行的反应具有p当量多元醇，n＝p+1当量二异氰酸酯，和2当量羟基丙烯酸酯。如果摩尔数字n超过p+1，则相对于多元醇化合物的量，存在的二异氰酸酯化合物的量超过形成分子式(IV)的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯所需的情况。存在过量的二异氰酸酯使得反应产物分布朝向增强二加合物化合物的形成偏移。

为了促进从过量二异氰酸酯化合物形成二加合物化合物，还可以增加羟基丙烯酸酯的量。对于高于化学计量摩尔数字n＝p+1的每当量二异氰酸酯，需要二当量的羟基丙烯酸酯来形成二加合物化合物。在任意摩尔数字p(多元醇)的情况下，化学计量摩尔数n(二异氰酸酯)和m(羟基丙烯酸酯)分别是p+1和2。随着摩尔数字n增加到高于化学计量值，完成过量二异氰酸酯反应以形成二加合物化合物所需的羟基丙烯酸酯的当量可以表述为m＝2+2[n–(p+1)]，式中，前面那项“2”表示需要封端聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物(分子式(V)的化合物)所需的羟基丙烯酸酯的当量，以及2[n–(p+1)]那项表示将过量的起始二异氰酸酯转化为二加合物化合物所需的羟基丙烯酸酯的当量。如果摩尔数字m的实际值小于这个当量数字，则可用的羟基丙烯酸酯与低聚物上存在的异氰酸酯基团或者二异氰酸酯的自由分子反应以形成端基丙烯酸酯基团。这两种反应途径的相对动力学表明可以对形成的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯和二加合物化合物的相对量以及相对于需要猝灭所有未反应的异氰酸酯基团所需的量的羟基丙烯酸酯的不足进行控制，以进一步影响反应中形成的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯和二加合物的相对比例。

在一些实施方式中，反应包括对从二异氰酸酯化合物、羟基丙烯酸酯化合物和多元醇形成的反应组合物进行加热。加热通过羟基丙烯酸酯化合物与端基异氰酸酯基团的反应促进了端基异氰酸酯基团转化为端基丙烯酸酯基团。在不同实施方式中，羟基丙烯酸酯化合物在起始反应混合物中以过量存在和/或以任意其他方式可用或者以未反应形式添加，以实现将端基异氰酸酯基团转化为端基丙烯酸酯基团。加热的进行如下：在高于40℃的温度持续至少12小时，或者在高于40℃的温度持续至少18小时，或者在高于40℃的温度持续至少24小时，或者在高于50℃的温度持续至少12小时，或者在高于50℃的温度持续至少18小时，或者在高于50℃的温度持续至少24小时，或者在高于60℃的温度持续至少12小时，或者在高于60℃的温度持续至少18小时，或者在高于60℃的温度持续至少24小时。

在实施方式中，通过向反应混合物添加补充量的羟基丙烯酸酯化合物，来促进聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物上的端基异氰酸酯基团或者起始二异氰酸酯化合物上的端基异氰酸酯基团(未反应的起始量或者以过量存在)转化为端基丙烯酸酯基团。如上文所述，由于例如为了不完全反应或者希望控制聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物与二加合物化合物的相对比例，需要对端基异氰酸酯基团进行猝灭(中和)所需的羟基丙烯酸酯化合物的量可能与理论当量数存在偏差。如上文所述，一旦反应进行至完成或者其他端点，优选对残留的异氰酸酯基团进行猝灭(中和)以提供稳定的反应产物。在实施方式中，添加补充量的羟基丙烯酸酯以实现这个目标。

在实施方式中，补充的羟基丙烯酸酯化合物的量是在起始反应过程中所包含的量之外的。通过例如FTIR谱(例如，采用接近2265cm^-1的特征异氰酸酯拉伸模式)，对反应的任意阶段存在的端基异氰酸酯基团进行监测，并且按需添加补充羟基丙烯酸酯化合物，直到异氰酸酯基团的特征拉伸模式强度是可忽略不计或者低于预定阈值。在实施方式中，添加的补充量的羟基丙烯酸酯化合物超过将端基异氰酸酯基团完全转化为端基丙烯酸酯基团所需的量。在不同实施方式中，补充的羟基丙烯酸酯化合物是：包含在起始反应混合物中的(量高于从二异氰酸酯和多元醇的摩尔量预期的理论量)，随着反应过程进行添加，和/或在二异氰酸酯与多元醇化合物反应进行至完成或者预定程度之后添加。

在本文中，将高于完全转化异氰酸酯基团所需的羟基丙烯酸酯化合物的量称作过量的羟基丙烯酸酯化合物。当添加时，过量的羟基丙烯酸酯化合物是：将端基异氰酸酯基团完全转化为端基丙烯酸酯基团所需的补充量的羟基丙烯酸酯化合物的至少20％，或者将端基异氰酸酯基团完全转化为端基丙烯酸酯基团所需的补充量的羟基丙烯酸酯化合物的至少40％，或者将端基异氰酸酯基团完全转化为端基丙烯酸酯基团所需的补充量的羟基丙烯酸酯化合物的至少60％，或者将端基异氰酸酯基团完全转化为端基丙烯酸酯基团所需的补充量的羟基丙烯酸酯化合物的至少90％。

在实施方式中，补充的羟基丙烯酸酯化合物的量可能足以完全或者近乎完全猝灭反应中形成的低聚物中存在的残留异氰酸酯基团。异氰酸酯基团的猝灭是合乎希望的，因为异氰酸酯基团较为不稳定，并且常常随时间的推移发生反应。此类反应改变了反应组合物或者低聚物的特性，并且可能导致由此形成的涂层的非一致性。由起始二异氰酸酯和多元醇化合物形成的不含残留异氰酸酯基团的反应组合物和产物预期具有更高的稳定性和可预测的特性。

初级涂料组合物的低聚物包括如上文所述的聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物和二加合物化合物。在一些实施方式中，低聚物包括两种或更多种聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物和/或两种或更多种二加合物化合物。初级涂料组合物的低聚物含量包括所述一种或多种聚醚氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物与所述一种或多种二加合物化合物的总量，并且是：大于20重量％，或者大于30重量％，或者大于40重量％，或者20重量％至80重量％，或者30重量％至70重量％，或者40重量％至60重量％，其中，低聚物含量中的二加合物化合物的浓度如上文所述。

可固化初级涂料组合物还包含一种或多种单体。对所述一种或多种单体进行选择从而与低聚物相容，来控制初级涂料组合物的粘度以促进加工和/或影响形成为初级涂料组合物的固化产品的涂层的物理或化学性质。单体包括可辐射固化的单体，例如：烯键式不饱和化合物、乙氧基化丙烯酸酯、乙氧基化烷基酚单丙烯酸酯、环氧丙烷丙烯酸酯、n-环氧丙烷丙烯酸酯、环氧异丙烷丙烯酸酯、单官能丙烯酸酯、单官能脂族环氧丙烯酸酯、多官能丙烯酸酯、多官能脂族环氧丙烯酸酯，及其组合。

代表性的可辐射固化烯键式不饱和单体包括具有一个或多个丙烯酸酯基团或者甲基丙烯酸酯基团的烷氧基化单体。烷氧基化单体是这样一种物质，其包括一个或多个亚烷氧基基团，其中，亚烷氧基基团的形式是-O-R-，以及R是直链或支链亚烷基基团。亚烷氧基基团的例子包括：亚乙氧基(-O-CH₂-CH₂-)、正亚丙氧基(-O-CH₂-CH₂-CH₂-)、异亚丙氧基(-O-CH₂-CH(CH₃)-或者-O-CH(CH₃)-CH₂-)等。如本文所用，烷氧基化程度指的是单体中的亚烷氧基基团的数量。在一个实施方式中，亚烷氧基基团在单体中连续地键合。

在一些实施方式中，初级涂料组合物包含：R₄-R₅-O-(CH(CH₃)CH₂-O)_q-C(O)CH＝CH₂形式的烷氧基化单体，式中，R₄和R₅是脂族、芳族或者这两种的混合物，以及q＝1至10；或者R₄-O-(CH(CH₃)CH₂-O)_q-C(O)CH＝CH₂，式中，C(O)是羰基，R₁是脂族或芳族，以及q＝1至10。

单体的代表性例子包括：烯键式不饱和单体，例如丙烯酸月桂酯(例如，购自沙多玛有限公司(Sartomer Company,Inc)的SR335、购自巴斯夫公司(BASF)公司的AGEFLEXFA12，以及购自IGM树脂公司(IGM Resins)的PHOTOMER 4812)；乙氧基化壬基酚丙烯酸酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR504，以及购自IGM树脂(IGM Resins)公司的PHOTOMER4066)；己内酯丙烯酸酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR495，以及购自陶氏化学品公司(Dow Chemical)的TONE M-100)；丙烯酸苯氧基乙酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR339，购自巴斯夫公司的AGEFLEX PEA，以及购自IGM树脂公司的PHOTOMER 4035)，丙烯酸异辛基酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR440，以及购自巴斯夫公司的AGEFLEX FA8)；丙烯酸十三烷基酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR489)；丙烯酸异冰片基酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR506，以及购自CPS化学品公司(CPS Chemical Co)的AGEFLEX IBOA)；丙烯酸四氢化糠基酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR285)；丙烯酸硬脂基酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR257)；丙烯酸异癸基酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR395，以及购自巴斯夫公司的AGEFLEX FA10)；丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙基酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR256)；环氧丙烯酸酯(例如，购自沙多玛有限公司的CN120，以及购自赛泰克工业有限公司的EBECRYL 3201和3604)；丙烯酸月桂氧基缩水甘油基酯(例如，购自沙多玛公司的CN130)；以及丙烯酸苯氧基缩水甘油基酯(例如，购自沙多玛公司的CN131)，及其组合。

在一些实施方式中，初级涂料组合物的单体组分包括多官能(甲基)丙烯酸酯。多官能烯键式不饱和单体包括多官能丙烯酸酯单体和多官能甲基丙烯酸酯单体。多官能丙烯酸酯是每个分子具有两个或更多个可聚合的丙烯酸酯部分或者每个分子具有三个或更多个可聚合的丙烯酸酯部分的丙烯酸酯。多官能(甲基)丙烯酸酯的例子包括：五丙烯酸二季戊四醇单羟基酯(例如，购自IGM树脂公司的PHOTOMER 4399)；烷氧基化和没有烷氧基化的羟甲基丙烷聚丙烯酸酯，例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(例如，IGM树脂公司的PHOTOMER 4355)；三丙烯酸烷氧基化甘油基酯，例如丙氧基化大于或等于3的三丙烯酸丙氧基化甘油基酯(例如，IGM树脂公司的PHOTOMER 4096)；以及烷氧基化和没有烷氧基化的赤藓醇聚丙烯酸酯，例如季戊四醇四丙烯酸酯(例如，购自宾夕法尼亚州威彻斯特市(Westchester,Pa.)的沙多玛有限公司的SR295)；乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯(例如，沙多玛公司的SR494)；二季戊四醇五丙烯酸酯(例如，IGM树脂公司的PHOTOMER 4399和沙多玛有限公司的SR399)；三丙二醇二丙烯酸酯，丙氧基化己二醇二丙烯酸酯，四丙二醇二丙烯酸酯，五丙二醇二丙烯酸酯，前述那些的甲基丙烯酸酯类似物，及其组合。

在一些实施方式中，初级涂料组合物包含N-乙烯酰胺单体，例如：N-乙烯内酰胺或N-乙烯吡咯烷酮或N-乙烯己内酰胺，其中，涂料组合物中存在的N-乙烯酰胺单体的浓度是：大于1.0重量％，或者大于2.0重量％，或者大于3.0重量％，或者1.0重量％至15.0重量％，或者2.0重量％至10.0重量％，或者3.0重量％至8.0重量％。

在实施方式中，初级涂料组合物包含一种或多种单官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体，它的量是15重量％至95重量％，或者30重量％至75重量％，或者40重量％至65重量％。在另一个实施方式中，初级涂料组合物可以包含一种或多种单官能脂族环氧丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体，它的量是5重量％至40重量％或者10重量％至30重量％。

在实施方式中，初级涂料组合物的单体组分包括羟基官能单体。羟基官能单体是除了其他反应性官能度(例如(甲基)丙烯酸酯)之外，还具有侧接羟基部分的单体。包含侧接羟基基团的羟基官能单体的例子包括：己内酯丙烯酸酯(购自陶氏化学品公司，TONE M-100)；聚(亚烷基二醇)单(甲基)丙烯酸酯，例如聚(乙二醇)单丙烯酸酯、聚(丙二醇)单丙烯酸酯和聚(丁二醇)单丙烯酸酯(分别购自单体、聚合物和Dajac实验室(Monomer,Polymer&Dajac Labs))；(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙基酯和(甲基)丙烯酸4-羟丁基酯(分别购自艾尔德瑞奇公司(Aldrich))。

在实施方式中，羟基官能单体存在的量足以改善初级涂层与光纤的粘附。在涂料组合物中存在的羟基官能单体的量是约0.1重量％至约25重量％，或者约5重量％至约8重量％。使用羟基官能单体可以降低使初级涂层与光纤充分粘附所需的粘合促进剂的量。使用羟基官能单体还可以倾向于增加涂层的亲水性。羟基官能单体参见美国专利第6,563,996号更详细的描述，其全文通过引用结合入本文。

在不同实施方式中，初级涂料组合物的单体总含量是约15重量％至约90重量％，或者约30重量％至约75重量％，或者约40重量％至约65重量％。

除了可固化单体和可固化低聚物以外，可固化的初级涂料组合物还包含聚合引发剂。聚合引发剂促进了与涂料组合物的固化相关的聚合过程的引发，以形成涂层。聚合引发剂包括热引发剂、化学引发剂、电子束引发剂和光引发剂。光引发剂包括酮类光引发剂和/或氧化膦光引发剂。当用于涂料组合物的固化时，光引发剂的存在量足以提供快速辐射固化。

代表性的光引发剂包括：1-羟基环己基苯基酮(例如，购自巴斯夫公司的IRGACURE184)；二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物(例如，购自巴斯夫公司的商用掺混物IRGACURE 1800、1850和1700)；2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(例如，购自巴斯夫公司的IRGACURE 651)；二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物(IRGACURE 819)；(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基膦氧化物(购自德国慕尼黑巴斯夫公司的LUCIRIN TPO)；乙氧基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物(购自巴斯夫公司的LUCIRIN TPO-L)；及其组合。

涂料组合物包含单种光引发剂或者两种或更多种光引发剂的组合。涂料组合物的光引发剂的总含量最高至约10重量％，或者是约0.5重量％至约6重量％。

可固化的初级涂料组合物任选地包括一种或多种添加剂。添加剂包括：粘合促进剂、强度添加剂、抗氧化剂、催化剂、稳定剂、光学增亮剂、性质强化添加剂、胺协合剂、蜡、润滑剂和/或顺滑剂。一些添加剂具有控制聚合过程的作用，从而影响由涂料组合物形成的聚合产物的物理性质(例如模量、玻璃转化温度)。其它添加剂影响初级涂料组合物的固化产物的完整性(例如保护其免受解聚或氧化劣化)。

粘合促进剂是促进初级涂层和/或初级组合物与玻璃(例如，玻璃纤维的包层部分)的粘附的化合物。合适的粘合促进剂包括烷氧基硅烷、巯基官能硅烷、有机钛酸盐和锆酸盐。代表性的粘合促进剂包括：巯基烷基硅烷或者巯基烷氧基硅烷，例如3-巯基丙基-三烷氧基硅烷(例如购自宾夕法尼亚州塔利镇的格勒斯特公司(Gelest(Tullytown,Pa.))的3-巯基丙基-三甲氧基硅烷)；二(三烷氧基甲硅烷基-乙基)苯；丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷(例如，购自格勒斯特公司的(3-丙烯酰氧基丙基)-三甲氧基硅烷)；甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、乙烯基三烷氧基硅烷、二(三烷氧基甲硅烷基乙基)己烷、烯丙基三烷氧基硅烷、苯乙烯基乙基三烷氧基硅烷和二(三甲氧基甲硅烷基乙基)苯(购自宾夕法尼亚州布里斯托尔的联合化学品科技公司(United Chemical Technologies(Bristol,Pa.))；参见美国专利第6,316,516号，其全文通过引用结合入本文。

初级涂料组合物中存在的粘合促进剂的量是：0.02重量％至10.0重量％，或者0.05重量％至4.0重量％，或者0.1重量％至4.0重量％，或者0.1重量％至3.0重量％，或者0.1重量％至2.0重量％，或者0.1重量％至1.0重量％，或者0.5重量％至4.0重量％，或者0.5重量％至3.0重量％，或者0.5重量％至2.0重量％，或者0.5重量％至1.0重量％。

代表性的抗氧化剂是硫代二亚乙基二[3-(3,5-二叔丁基)-4-羟基-苯基)丙酸酯(例如，购自巴斯夫公司的IRGANOX 1035)。在一些方面中，涂料组合物中存在的抗氧化剂的量是：大于0.25重量％，或者大于0.50重量％，或者大于0.75重量％，或者大于1.0重量％，或者0.25重量％至3.0重量％，或者0.50重量％至2.0重量％，或者0.75重量％至1.5重量％。

代表性的光学增亮剂包括TINOPAL OB(购自巴斯夫公司)；Blankophor KLA(购自拜耳公司(Bayer))；双苯并噁唑化合物；苯基香豆素化合物；以及二(苯乙烯基)二苯基化合物。在实施方式中，涂料组合物中存在的光学增亮剂的浓度是0.005重量％至0.3重量％。

代表性的胺协合剂包括：三乙醇胺、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)、三乙基胺和甲基二乙醇胺。在实施方式中，胺协合剂存在的浓度是0.02重量％至0.5重量％。

初级涂层-性质。初级涂层的相关性质包括：半径、厚度、杨氏模量和原位模量。

初级涂层的半径r₅是：小于或等于85.0微米，或者小于或等于80.0微米，或者小于或等于75.0微米，或者小于或等于70.0微米。

为了有助于光纤直径的减小，优选使得初级涂层的厚度r₅-r₄最小化。初级涂层的厚度r₅-r₄是：小于或等于25.0微米，或者小于或等于20.0微米，或者小于或等于15.0微米，或者小于或等于10.0微米，或者5.0微米至25.0微米，或者8.0微米至20.0微米，或者10.0微米至17.0微米。

为了有助于对于玻璃纤维的有效应力缓冲和保护，优选初级涂层具有低的杨氏模量和/或低的原位模量。初级涂层的杨氏模量是：小于或等于0.7MPa，或者小于或等于0.6MPa，或者小于或等于0.5MPa，或者小于或等于0.4MPa，或者0.2MPa至0.7MPa，或者0.3MPa至0.6MPa。初级涂层的原位模量是：小于或等于0.25MPa，或者小于或等于0.20MPa，或者小于或等于0.15MPa，或者小于或等于0.10MPa，或者0.05MPa至0.25MPa，或者0.10MPa至0.20MPa。

次级涂层-组成。次级涂层是可固化次级涂料组合物的固化产物，所述可固化次级涂料组合物包含单体、光引发剂、任选的低聚物以及任选的添加剂。本公开内容描述了：可辐射固化次级涂料组合物的任选的低聚物，可辐射固化的次级涂料组合物，可辐射固化的次级涂料组合物的固化产物，涂覆了可辐射固化的次级涂料组合物的光纤，以及涂覆了可辐射固化的次级涂料组合物的固化产物的光纤。

作为可辐射固化的次级涂料组合物的固化产品形成次级涂层，所述可辐射固化的次级涂料组合物包含单体组分与一种或多种单体。单体优选包括烯键式不饱和化合物。所述一种或多种单体存在的量可以是50重量％或更大，或者约60重量％至约99重量％，或者约75重量％至约99重量％，或者约80重量％至约99重量％，或者约85重量％至约99重量％。在一个实施方式中，次级涂层是含有氨基甲酸酯丙烯酸酯单体的次级涂料组合物的辐射固化产物。

单体包括官能团，所述官能团是可聚合基团和/或促进或实现交联的基团。单体是单官能单体或者多官能单体。在两种或更多种单体的组合中，组成单体是单官能单体、多官能单体或者单官能单体和多官能单体的组合。在一个实施方式中，可固化次级涂料组合物的单体组分包括烯键式不饱和单体。烯键式不饱和单体的合适官能团包括但不限于，(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基酰胺、苯乙烯、乙烯基醚、乙烯基酯、酸酯，及其组合。

在一个实施方式中，可固化次级涂料组合物的单体组分包括烯键式不饱和单体。单体包括官能团，所述官能团是可聚合基团和/或促进或实现交联的基团。单体是单官能单体或者多官能单体。在两种或更多种单体的组合中，组成单体是单官能单体、多官能单体或者单官能单体和多官能单体的组合。烯键式不饱和单体的合适官能团包括但不限于，(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基酰胺、苯乙烯、乙烯基醚、乙烯基酯、酸酯，及其组合。

用于可固化的次级涂料组合物的示例性单官能烯键式不饱和单体包括但不限于：丙烯酸羟烷基酯，例如2-羟乙基-丙烯酸酯、2-羟丙基-丙烯酸酯和2-羟丁基-丙烯酸酯；长链和短链丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸十一烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷基酯和丙烯酸硬脂基酯；丙烯酸氨基烷基酯，例如丙烯酸二甲基氨基乙基酯、丙烯酸二乙基氨基乙基酯和丙烯酸7-氨基-3,7-二甲基辛基酯；丙烯酸烷氧基烷基酯，例如丙烯酸丁氧基乙基酯、丙烯酸苯氧基乙基酯(例如，购自沙多玛有限公司的SR339)和丙烯酸乙氧基乙氧基乙基酯；单环和多环的环状芳族或非芳族丙烯酸酯，例如丙烯酸环己基酯、丙烯酸苄基酯、双环戊二烯丙烯酸酯、丙烯酸二环戊烷酯(dicyclopentanyl acrylate)、丙烯酸三环癸烷酯、丙烯酸保米磷酯(bomyl acrylate)、丙烯酸异冰片酯(例如，SR423，沙多玛有限公司)、丙烯酸四氢糠基酯(例如，SR285，沙多玛有限公司)、己内酯丙烯酸酯(例如，SR495，沙多玛有限公司)和丙烯酰吗啉；基于醇的丙烯酸酯，例如聚乙二醇单丙烯酸酯、聚丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯，以及各种烷氧基化的烷基酚丙烯酸酯，例如乙氧基化(4)壬基酚丙烯酸酯(例如，Photomer4066，IGM树脂公司)；丙烯酰胺，例如双丙酮丙烯酰胺、异丁氧基甲基丙烯酰胺、N,N’-二甲基-氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N二乙基丙烯酰胺和叔辛基丙烯酰胺；乙烯基化合物，例如N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己内酰胺；以及酸酯，例如马来酸酯和富马酸酯。对于上文所列的长链和短链烷基丙烯酸酯，短链烷基丙烯酸酯是具有小于或等于6个碳的烷基，以及长链烷基丙烯酸酯是具有大于或等于7个碳的烷基。

代表性的可辐射固化烯键式不饱和单体包括具有一个或多个丙烯酸酯基团或者甲基丙烯酸酯基团的烷氧基化单体。烷氧基化单体是这样一种物质，其包括一个或多个亚烷氧基基团，其中，亚烷氧基基团的形式是-O-R-，以及R是线性或支化烃。亚烷氧基基团的例子包括：亚乙氧基(-O-CH₂-CH₂-)、正亚丙氧基(-O-CH₂-CH₂-CH₂-)、异亚丙氧基(-O-CH₂-CH(CH₃)-)等。如本文所用，烷氧基化程度指的是单体中的亚烷氧基基团的数量。在一个实施方式中，亚烷氧基基团在单体中连续地键合。

如本文所用，烷氧基化程度指的是在单体分子中，亚烷氧基基团的数量除以丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯基团的数量。对于单官能烷氧基化单体，烷氧基化程度对应于单体分子中的亚烷氧基基团的数量。在优选实施方式中，单官能烷氧基化单体的亚烷氧基基团连续地键合。对于双官能烷氧基化单体，烷氧基化程度对应于单体分子中的亚烷氧基基团的数量的一半。在优选实施方式中，在双官能烷氧基化单体中的亚烷氧基基团在两个基团的每一个中连续地键合，其中，这两个基团被化学键分开并且每个基团包含分子中一半或者大约一半数量的亚烷氧基基团。对于三官能烷氧基化单体，烷氧基化程度对应于单体分子中的亚烷氧基基团的数量的三分之一。在优选实施方式中，在三官能烷氧基化单体中的亚烷氧基基团在三个基团中连续地键合，其中，这三个基团被化学键分开并且每个基团包含分子中三分之一或者大约三分之一数量的亚烷氧基基团。

用于可固化的次级涂料组合物的代表性的多官能烯键式不包含单体包括但不限于：烷氧基化双酚A二丙烯酸酯，例如：乙氧基化双酚A二丙烯酸酯；以及烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，例如：乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，烷氧基化程度是：2或更大，或者4或更大，或者6或更大，或者小于16或者小于12，或者小于8，或者小于5，或者2至16，或者2至12，或者2至8，或者2至4，或者3至12，或者3至8，或者3至5，或者4至12，或者4至10，或者4至8。

用于可固化次级涂料组合物的多官能烯键式不饱和单体包括但不限于：烷氧基化双酚A二丙烯酸酯，例如乙氧基化双酚A二丙烯酸酯，烷氧基化程度是2或更大。次级涂料组合物的单体组分可以包括：乙氧基化程度是2至约30的乙氧基化双酚A二丙烯酸酯(例如，购自宾夕法尼亚州西切斯特市(West Chester,Pa.)沙多玛有限公司的SR349、SR601和SR602以及购自IGM树脂公司的Photomer 4025和Photomer 4028)或者丙氧基化程度大于或等于2(例如2至约30)的丙氧基化双酚A二丙烯酸酯；烷氧基化和没有烷氧基化的羟甲基丙烷聚丙烯酸酯，例如乙氧基化程度大于或等于3(例如3至约30)的乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(例如，Photomer 4149，IGM树脂公司，和SR499，沙多玛有限公司)；丙氧基化程度大于或等于3(例如3-30)的丙氧基化-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(例如，Photomer 4072，IGM树脂和SR492，沙多玛公司)；二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(例如，Photomer 4355，IGM树脂公司)；烷氧基化甘油基三丙烯酸酯，例如丙氧基化程度大于或等于3的丙氧基化甘油基三丙烯酸酯(例如，Photomer 4096，IGM树脂公司和SR9020，沙多玛公司)；烷氧基化和没有烷氧基化的赤藓醇聚丙烯酸酯，例如季戊四醇四丙烯酸酯(例如，购自宾夕法尼亚州西切斯特市沙多玛有限公司的SR295)，乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯(例如，SR494，沙多玛有限公司)和二季戊四醇五丙烯酸酯(例如，Photomer 4399，IGM树脂公司和SR399，沙多玛有限公司)；通过合适官能的异氰脲酸酯与丙烯酸或丙烯酰氯反应形成的异氰脲酸酯聚丙烯酸酯，例如三-(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯(例如，SR368，沙多玛有限公司)和三-(2-羟乙基)异氰脲酸酯二丙烯酸酯；烷氧基化和没有烷氧基化的醇聚丙烯酸酯，例如三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(例如，CD406，沙多玛有限公司)和乙氧基化程度大于或等于2(例如约2-30)的乙氧基化聚乙二醇二丙烯酸酯；通过双酚A二缩水甘油醚等与丙烯酸酯的加合形成的环氧丙烯酸酯(例如，Photomer 3016，IGM树脂公司)；以及单环和多环环状芳族或非芳族聚丙烯酸酯，例如二环戊二烯二丙烯酸酯和二环戊烷二丙烯酸酯。

可固化次级涂料组合物的多官能烯键式不包含单体包括：乙氧基化程度是2至16的乙氧基化双酚A二丙烯酸酯(例如，购自宾夕法尼亚州西切斯特市(West Chester,Pa.)沙多玛有限公司的SR349、SR601和SR602，以及购自IGM树脂公司的Photomer 4028)，或者丙氧基化程度大于或等于2(例如2至约16)的丙氧基化双酚A二丙烯酸酯；烷氧基化和没有烷氧基化的羟甲基丙烷聚丙烯酸酯，例如烷氧基化或乙氧基化程度大于或等于2(例如2至16或者3-10)的烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或者乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(例如，Photomer 4149，IGM树脂公司，以及SR499，沙多玛有限公司)；丙氧基化程度大于或等于2(例如2至16)的丙氧基化-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(例如，Photomer 4072，IGM树脂公司，以及SR492，沙多玛公司)；二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(例如，Photomer 4355，IGM树脂公司)；烷氧基化甘油基三丙烯酸酯，例如丙氧基化程度大于或等于2(例如，2至16)的丙氧基化甘油基三丙烯酸酯(例如，Photomer 4096，IGM树脂公司，以及SR9020，沙多玛公司)；烷氧基化和没有烷氧基化的赤藓醇聚丙烯酸酯，例如季戊四醇四丙烯酸酯(例如，购自宾夕法尼亚州西切斯特市沙多玛有限公司的SR295)，乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯(例如，SR494，沙多玛有限公司)和二季戊四醇五丙烯酸酯(例如，Photomer 4399，IGM树脂公司，以及SR399，沙多玛有限公司)；通过合适官能的异氰脲酸酯与丙烯酸或丙烯酰氯反应形成的异氰脲酸酯聚丙烯酸酯，例如：三-(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯(例如，SR368，沙多玛有限公司)和三-(2-羟乙基)异氰脲酸酯二丙烯酸酯；烷氧基化和没有烷氧基化的醇聚丙烯酸酯，例如三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(例如，CD406，沙多玛有限公司)和乙氧基化程度大于或等于2(例如2至16)的乙氧基化聚乙二醇二丙烯酸酯；通过双酚A二缩水甘油醚等与丙烯酸酯的加合形成的环氧丙烯酸酯(例如，Photomer 3016，IGM树脂公司)；以及单环和多环环状芳族或非芳族聚丙烯酸酯，例如二环戊二烯二丙烯酸酯和二环戊烷二丙烯酸酯。

在一些实施方式中，可固化的次级涂料组合物包含具有三个或更多个可固化官能团的多官能单体，包含的量是：大于2.0重量％，或者大于5.0重量％，或者大于7.5重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者大于20重量％，或者2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。在优选实施方式中，所述三个或更多个可固化官能团中的每一个是丙烯酸酯基团。

在一些实施方式中，可固化的次级涂料组合物包含三官能单体，包含的量是：大于2.0重量％，或者大于5.0重量％，或者大于7.5重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者大于20重量％，或者2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。在优选实施方式中，三官能单体是三丙烯酸酯单体。

在一些实施方式中，可固化的次级涂料组合物包含双官能单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三官能单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。在优选实施方式中，双官能单体是二丙烯酸酯单体以及三官能单体是三丙烯酸酯单体。优选的二丙烯酸酯单体包括烷氧基化双酚A二丙烯酸酯。优选的三丙烯酸酯单体包括烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和异氰脲酸酯三丙烯酸酯。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一些实施方式中，可固化的次级涂料组合物不含单官能单体并且包含双官能单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三官能单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。在优选实施方式中，双官能单体是二丙烯酸酯单体以及三官能单体是三丙烯酸酯单体。优选的二丙烯酸酯单体包括烷氧基化双酚A二丙烯酸酯。优选的三丙烯酸酯单体包括烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和异氰脲酸酯三丙烯酸酯。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一些实施方式中，可固化的次级涂料组合物包含两种或更多种双官能单体，包含的总量是：大于70重量％，或者大于75重量％，或者大于80重量％，或者大于85重量％，或者70重量％至95重量％，或者75重量％至90重量％；以及还包含三官能单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。在优选实施方式中，双官能单体是二丙烯酸酯单体以及三官能单体是三丙烯酸酯单体。优选的二丙烯酸酯单体包括烷氧基化双酚A二丙烯酸酯。优选的三丙烯酸酯单体包括烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和异氰脲酸酯三丙烯酸酯。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一些实施方式中，可固化的次级涂料组合物不含单官能单体并且包含两种或更多种双官能单体，包含的总量是：大于70重量％，或者大于75重量％，或者大于80重量％，或者大于85重量％，或者70重量％至95重量％，或者75重量％至90重量％；以及还包含三官能单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。在优选实施方式中，双官能单体是二丙烯酸酯单体以及三官能单体是三丙烯酸酯单体。优选的二丙烯酸酯单体包括烷氧基化双酚A二丙烯酸酯。优选的三丙烯酸酯单体包括烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和异氰脲酸酯三丙烯酸酯。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一些实施方式中，可固化的次级涂料组合物包含两种或更多种双官能单体，包含的总量是：大于70重量％，或者大于75重量％，或者大于80重量％，或者大于85重量％，或者70重量％至95重量％，或者75重量％至90重量％；以及还包含两种或更多种三官能单体，包含的总量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。在优选实施方式中，所述两种或更多种双官能单体分别是二丙烯酸酯单体，以及所述两种或更多种三官能单体分别是三丙烯酸酯单体。优选的二丙烯酸酯单体包括烷氧基化双酚A二丙烯酸酯。优选的三丙烯酸酯单体包括烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和异氰脲酸酯三丙烯酸酯。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一些实施方式中，可固化的次级涂料组合物不含单官能单体并且包含两种或更多种双官能单体，包含的总量是：大于70重量％，或者大于75重量％，或者大于80重量％，或者大于85重量％，或者70重量％至95重量％，或者75重量％至90重量％；以及还包含两种或更多种三官能单体，包含的总量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。在优选实施方式中，双官能单体分别是二丙烯酸酯单体，以及三官能单体分别是三丙烯酸酯单体。优选的二丙烯酸酯单体包括烷氧基化双酚A二丙烯酸酯。优选的三丙烯酸酯单体包括烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和异氰脲酸酯三丙烯酸酯。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

优选的双官能单体是烷氧基化双酚A二丙烯酸酯。烷氧基化双酚A二丙烯酸酯具有如下通式(XIII)：

式中，R₁和R₂是亚烷基基团，R₁-O和R₂-O是亚烷氧基基团，以及R₃是H。基团R₁、R₂和R₃中的任意两个是相同或不同的。在一个实施方式中，基团R₁和R₂是相同的。基团R₁和R₂中的碳数分别是1至8，或者2至6，或者2至4。烷氧基化程度是1/2(x+y)。x和y的值是相同或不同的。在一个实施方式中，x和y是相同的。

优选的三官能单体是烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯具有如下通式(XIV)：

式中，R₁和R₂是亚烷基基团，O-R₁、O-R₂和O-R₃是亚烷氧基基团。基团R₁、R₂和R₃中的任意两个是相同或不同的。在一个实施方式中，基团R₁、R₂和R₃是相同的。基团R₁、R₂和R₃中的碳数分别是1至8，或者2至6，或者2至4。烷氧基化程度是1/3(x+y+z)。x、y和z中的任意两个的数值是相同或不同的。在一个实施方式中，x、y和z是相同的。

另一种优选的三官能单体是三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯。三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯也被称作三[n-羟烷基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯。代表性的三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯是三[2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯，其具有如下通式(XV)：

在式(III)中，亚乙基连接键(-CH₂-CH₂-)将每个丙烯酰氧基基团连接到异氰脲酸酯环的氮。在三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯的其他实施方式中，亚烷基连接键(而不是亚乙基)将丙烯酰氧基基团键合到异氰脲酸酯环的氮原子。这三个亚烷基连接键中的任意两个亚烷基连接键是相同或不同的。在一个实施方式中，这三个亚烷基连接键是相同的。亚烷基连接键中的每一个的碳数范围是1至8，或者2至6，或者2至4。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含乙氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含乙氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含乙氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含乙氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯单体，包含的量是：2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含双酚A环氧二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于5.0重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者5.0重量％至20重量％或者8重量％至17重量％，或者10重量％至15重量％；以及还包含烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体，包含的量是2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含双酚A环氧二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于5.0重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者5.0重量％至20重量％或者8重量％至17重量％，或者10重量％至15重量％；以及还包含烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体，包含的量是2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含双酚A环氧二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于5.0重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者5.0重量％至20重量％或者8重量％至17重量％，或者10重量％至15重量％；以及还包含乙氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体，包含的量是2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含双酚A环氧二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于5.0重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者5.0重量％至20重量％或者8重量％至17重量％，或者10重量％至15重量％；以及还包含乙氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体，包含的量是2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含双酚A环氧二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于5.0重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者5.0重量％至20重量％或者8重量％至17重量％，或者10重量％至15重量％；以及还包含烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯单体，包含的量是2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含双酚A环氧二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于5.0重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者5.0重量％至20重量％或者8重量％至17重量％，或者10重量％至15重量％；以及还包含乙氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯单体，包含的量是2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含双酚A环氧二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于5.0重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者5.0重量％至20重量％或者8重量％至17重量％，或者10重量％至15重量％；以及还包含烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯单体，包含的量是2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

在一个实施方式中，可固化的次级组合物包含双酚A环氧二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于5.0重量％，或者大于10重量％，或者大于15重量％，或者5.0重量％至20重量％或者8重量％至17重量％，或者10重量％至15重量％；以及还包含乙氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，包含的量是：大于55重量％，或者大于60重量％，或者大于65重量％，或者大于70重量％，或者55重量％至80重量％，或者60重量％至75重量％；以及还包含三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯单体，包含的量是2.0重量％至25重量％，或者5.0重量％至20重量％，或者8.0重量％至15重量％。优选地，可固化的次级涂料组合物不含具有如下烷氧基化程度的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯：大于17，或者大于20，或者大于25，或者15至40，或者20至35。

可辐射固化次级涂料组合物中存在的任选的低聚物优选是具有氨基甲酸酯连接键的化合物。在一个方面中，任选的低聚物是多元醇化合物、二异氰酸酯化合物和羟基官能丙烯酸酯化合物的反应产物。多元醇化合物与二异氰酸酯化合物的反应提供了氨基甲酸酯连接键，以及羟基官能丙烯酸酯化合物与异氰酸酯基团反应以提供端基丙烯酸酯基团。如果存在的话，可辐射固化次级涂料组合物中的低聚物总含量是：小于3.0重量％，或者小于2.0重量％，或者小于1.0重量％，或者是0重量％至3.0重量％，或者是0.1重量％至3.0重量％，或者是0.2重量％至2.0重量％，或者是0.3重量％至1.0重量％。在一个实施方式中，可辐射固化次级涂料组合物完全不含低聚物。

一类任选的低聚物是烯键式不包含低聚物。当包含时，合适的低聚物可以是单官能低聚物、多官能低聚物，或者单官能低聚物和多官能低聚物的组合。如果存在的话，低聚物组分可以包括：脂族和芳族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸低聚物、脲(甲基)丙烯酸酯低聚物、聚酯和聚醚(甲基)丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯化丙烯酸低聚物、聚丁二烯(甲基)丙烯酸酯低聚物、聚碳酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物以及三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯低聚物，或其组合。可固化次级涂料组合物可以不含氨基甲酸酯基团、氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物、氨基甲酸酯低聚物或者氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物。

氨基甲酸酯低聚物可通过如下方式制备：脂族或芳族二异氰酸酯与二氢聚醚或聚酯，最典型的是聚氧化亚烷基二醇如聚乙二醇反应得到。可以以类似的方式合成抗湿性低聚物，不同之处在于，避免极性聚醚或聚酯二醇，有利的主要是饱和以及主要是非极性脂族二醇。这些二醇可以包括具有约2-250个碳原子的烷烃二醇或亚烷基二醇，并且可以基本上没有醚或酯基团。

可以将聚脲元素结合到通过这些方法制备的低聚物中，例如通过在合成过程中用二胺或多胺代替二醇或多元醇。

可固化次级涂料组合物还包含光引发剂，并且任选地包含添加剂，例如：抗氧化剂、光增亮剂、胺增效剂、增粘剂、催化剂、载剂或表面活性剂以及稳定剂，如上文关于可固化初级涂料组合物所述。

可固化的次级涂料组合物包含单种光引发剂或者两种或更多种光引发剂的组合。可固化的次级涂料组合物的光引发剂的总含量最高至约10重量％，或者约0.5重量％至约6重量％。

代表性的抗氧化剂是硫代二亚乙基二[3-(3,5-二叔丁基)-4-羟基-苯基)丙酸酯(例如，购自巴斯夫公司的IRGANOX 1035)。在一些方面中，可固化的次级涂料组合物中存在的抗氧化剂的量是：大于0.25重量％，或者大于0.50重量％，或者大于0.75重量％，或者大于1.0重量％，或者0.25重量％至3.0重量％，或者0.50重量％至2.0重量％，或者0.75重量％至1.5重量％。

代表性的光学增亮剂包括TINOPAL OB(购自巴斯夫公司)；Blankophor KLA(购自拜耳公司(Bayer))；双苯并噁唑化合物；苯基香豆素化合物；以及二(苯乙烯基)二苯基化合物。在实施方式中，可固化的次级涂料组合物中存在的光学增亮剂的浓度是0.005重量％至0.3重量％。

代表性的胺协合剂包括：三乙醇胺、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)、三乙基胺和甲基二乙醇胺。在实施方式中，胺协合剂存在的浓度是0.02重量％至0.5重量％。

次级涂层-性质。次级涂层的相关性质包括：半径、厚度、杨氏模量、拉伸强度、屈服强度、屈服拉伸、玻璃转化温度和耐穿刺性。

次级涂层的半径r₆是：小于或等于95.0微米，或者小于或等于90.0微米，或者小于或等于85.0微米，或者小于或等于80.0微米。

为了有助于光纤直径的减小，优选使得次级涂层的厚度r₆-r₅最小化。次级涂层的厚度r₆-r₅是：小于或等于25.0微米，或者小于或等于20.0微米，或者小于或等于15.0微米，或者小于或等于10.0微米，或者5.0微米至25.0微米，或者8.0微米至20.0微米，或者10.0微米至18.0微米，或者12.0微米至16.0微米。

为了促进耐穿刺性和高的保护功能，优选次级涂层具有高的杨氏模量。次级涂层的杨氏模量是：大于或等于1600MPa，或者大于或等于1800MPa，或者大于或等于2000MPa，或者大于或等于2200MPa，或者1600MPa至2800MPa，或者1800MPa至2600MPa。

设计实施例-光纤

下表1-2描述了具有不同的纤芯/包层设计和光学属性的光纤100的七种建模设计实施例，实施例1至实施例7。实施例1和实施例2是具有图6A所示类型的相对折射率分布的阶梯式折射率光纤。实施例1和实施例2包括被由未掺杂的二氧化硅构成的包层围绕的Cl掺杂的二氧化硅纤芯。实施例3是具有图6D所示类型的相对折射率分布的阶梯式折射率光纤。实施例3包括被负掺杂的二氧化硅内包层(对应凹陷)围绕的Cl掺杂二氧化硅纤芯，所述负掺杂的二氧化硅内包层被未掺杂的二氧化硅外包层围绕。实施例4是具有图6C所示类型的相对折射率分布的阶梯式折射率光纤。实施例4包括被未掺杂的二氧化硅内包层围绕的Cl掺杂二氧化硅纤芯，所述未掺杂的二氧化硅内包层被正掺杂的二氧化硅外包层围绕。实施例5是具有如图6C所示的相对折射率分布的光纤，其具有高α纤芯、下陷内包层和外包层。实施例5包括被负掺杂的内包层(对应凹陷)围绕的Cl掺杂二氧化硅纤芯，所述负掺杂的内包层被未掺杂的二氧化硅外包层围绕。实施例6具有如图6C所示的相对折射率分布，其具有高α纤芯、下陷内包层和外包层。实施例6包括被负掺杂的内包层(对应凹陷)围绕的Cl掺杂二氧化硅纤芯，所述负掺杂的内包层被正掺杂的二氧化硅外包层围绕。实施例7是具有如图6C所示的相对折射率分布的光纤，其具有高α纤芯、下陷内包层和外包层。实施例7包括被未掺杂的内包层(对应凹陷)围绕的Cl掺杂二氧化硅纤芯，所述未掺杂的内包层被正掺杂的二氧化硅外包层围绕。实施例1至实施例7的外包层的半径r₄分别为62.5微米。

表1

表1所描述的实施例1至实施例4中的所有示例性光纤都具有氯浓度大于3重量％且1550nm处的衰减小于0.170dB/km的Cl掺杂纤芯设计。

表2

表2所描述的实施例5至实施例7中的所有示例性光纤都具有氯浓度大于3重量％且1550nm处的衰减小于0.170dB/km的Cl掺杂纤芯设计。

以下实施例显示了代表性初级和次级涂层的制备。还描述了代表性初级和次级涂层的选定性质的测量。此外，呈现了以不同涂层厚度和模量涂覆了初级和次级涂层的玻璃纤维的建模性质。

设计实施例-初级涂层

初级涂层-低聚物。初级涂料组合物包含低聚物。出于示意性目的，描述了根据上文的反应方案，从H12MDI(4,4'-亚甲基二(环己基异氰酸酯))、PPG4000(聚丙二醇，M_n约4000g/摩尔)和HEA(2-羟基乙基丙烯酸酯)制备示例性低聚物。使用的所有试剂都由制造商提供且没有经过进一步纯化。H12MDI购自ALDRICH公司。PPG4000购自COVESTRO公司，且通过标准ASTM D4671-16所述方法证实确定具有0.004meq/g的不饱和度。HEA购自KOWA公司。

改变反应物的相对量和反应条件，以获得一系列6种低聚物。以反应物的摩尔比满足H12MDI:HEA:PPG4000＝n:m:p制备具有不同的起始组分摩尔比的低聚物，其中，n是3.0至4.0，m是1.5n–3至2.5n–5，以及p是2。在用于形成低聚物材料的反应中，使用二月桂酸二丁基锡作为催化剂(基于起始反应混合物的质量，是160ppm的水平)，以及使用2,6-二叔丁基-4-甲基酚(BHT)作为抑制剂(基于起始反应混合物的质量，是400ppm的水平)。

用于制备这六种低聚物中的每一种的反应物的量总结见下表3。这六种低聚物用分开的样品数字1-6表示。在本文中，会使用对应的样品数字来表示涂料组合物以及由单独地含有这六种低聚物中的每一种的涂料组合物形成的固化膜。在下表4中列出了用于制备这六种样品中的每一种时所使用的对应的摩尔数。将摩尔数标准化为将PPG4000的摩尔数p设定为2.0。

表3：示例性低聚物样品1-6的反应物和量

样品	H12MDI(g)	HEA(g)	PPG4000(g)
				1	22	6.5	221.5
2	26.1	10.6	213.3
				3	26.1	10.6	213.3
4	27.8	12.3	209.9
				5	27.8	12.3	209.9
6	22	6.5	221.5

表4：低聚物样品1-6的摩尔数

通过在室温下的500mL烧瓶中混合4,4'-亚甲基双(环己基异氰酸酯)、二月桂基二丁基锡和2,6-二叔丁基-4甲基酚来制备低聚物。该500mL烧瓶配有热电偶、CaCl₂干燥管和搅拌器。在对烧瓶内含物进行持续搅拌的同时，使用加料漏斗在30-40分钟的时间段上加入PPG4000。在添加PPG4000时，监测反应混合物的内部温度，并且对PPG4000的引入进行控制，以防止(由于反应的放热特性而产生的)过度加热。在添加了PPG4000之后，在约70℃至75℃的油浴中，加热反应混合物持续约1至1.5小时。在各种时间间隔，取样反应混合物，通过红外光谱(FTIR)分析，通过确定未反应的异氰酸酯基团的浓度来监测反应进程。基于接近2265cm^-1的特征异氰酸酯拉伸模式的强度，来评估未反应的异氰酸酯基团的浓度。从油浴取出烧瓶，并使得内含物自然冷却至低于65℃。进行加入补充HEA，以确保异氰酸酯基团的完全猝灭。使用加料漏斗，在2-5分钟的时间段上，逐滴加入补充的HEA。在添加了补充的HEA之后，烧瓶返回至油浴，并且其内含物再次加热到约70℃至75℃，持续约1至1.5小时。对反应混合物进行FTIR分析，以评估是否存在异氰酸酯基团，并且重复该过程直到添加了足够的补充HEA与任意未反应的异氰酸酯基团发生完全反应。当在FTIR测量中没有检测到可察觉的异氰酸酯拉伸强度时，视作完全反应。表1中所列的HEA的量包括组合物中的起始量的HEA以及需要对未反应的异氰酸酯基团进行猝灭的任意补充量的HEA。

通过凝胶渗透色谱法(GPC)确定每种低聚物中的二加合物化合物的浓度(重量％)。使用Waters Alliance(沃特世联盟)2690GPC仪器来确定二加合物浓度。移动相是THF。仪器包括一系列的三根聚合物实验柱。每根柱的长度是300mm且内直径是7.5mm。其中的两根柱(柱1和柱2)由安捷伦技术公司(Agilent Technologies)销售，部件编号PL1110-6504，并用PLgel Mixed D固定相(聚苯乙烯二乙烯基苯共聚物，平均粒径＝5微米，指定分子量范围＝200g/摩尔至400,000g/摩尔)封装。第三根柱(柱3)由安捷伦技术公司(AgilentTechnologies)销售，部件编号PL1110-6520，并用PLgel 100A固定相(聚苯乙烯二乙烯基苯共聚物，平均粒径＝5微米，指定分子量范围＝最高至4000g/摩尔)封装。使用EasiCal PS-1&2聚合物校准试剂盒(安捷伦技术公司(Agilent Technologies)，部件编号PL2010-505和PL2010-0601)，用聚苯乙烯标准物(范围是162g/摩尔至6,980,000g/摩尔)对柱进行校准。GPC仪器的运行条件如下：流量＝1.0mL/分钟，柱温＝40℃，注入体积＝100μL，以及运行时间＝35分钟(等度条件)。检测器是运行在40℃且灵敏度水平是4的沃特世联盟2410差式验光仪。样品与THF+0.05％甲苯空白样一起注入两次。

采用前述的GPC系统和技术，对低聚物中的二加合物的量(重量％)进行定量化。采用THF中含已知量的二加合物化合物(HEA～H12MDI～HEA)的标准溶液，得到校准曲线。制备二加合物浓度为115.2μg/g、462.6μg/g、825.1μg/g和4180μg/g的标准溶液。(如本文所用，度量“μg/g”指的是每克总溶液(二加合物+THF)中的二加合物的μg数)。向柱中注入2个100μL的每种二加合物标准溶液的等分式样，得到校准曲线。二加合物的停留时间约为23分钟，并且测量二加合物的GPC峰面积，与二加合物浓度进行关联。获得作为二加合物浓度的函数的峰面积的线性相关性(相关系数(R²)＝0.999564)。

采用校准确定低聚物中的二加合物浓度。通过将～0.10g的低聚物材料稀释到THF中制备样品，得到～1.5g测试溶液。测试溶液运行通过GPC仪器，确定与二加合物化合物相关的峰面积。从峰面积和校准曲线获得二加合物浓度(单位是μg/g)，并且通过乘以测试溶液的重量(g)且除以被THF稀释之前的低聚物材料样品的重量转化为重量％。在这个实施例中制备的6种低聚物中的每一种中存在的二加合物化合物的重量％记录在表4中。

通过改变H12MDI、HEA和PPG4000的相对摩尔比，示意性低聚物包含上文分子式(IV)所示的聚醚氨基甲酸酯化合物类型，和上文分子式(V)所示的二加合物化合物类型的浓度增强。

初级涂层-组成。将对应于样品1-6的低聚物分别地与其他组分结合以形成一系列的6种涂料组合物。涂料组合物中每种组分的量如下表5所示。表5中的低聚物的条目包括低聚物中存在的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物和二加合物化合物的总量。对于对应于样品1-6的这六种示例性低聚物中的每一种分别制造分开的涂料组合物，其中，低聚物材料中的二加合物化合物的量对应于表4所列的量。

表5：涂料组合物

Sartomer SR504是乙氧基化(4)壬基酚丙烯酸酯(购自沙多玛公司)。V-CAP/RC是N-乙烯基己内酰胺(购自ISP科技公司)。TPO是2,4,6-三甲基苯甲酰)二苯基氧化膦(购自巴斯夫公司(BASF)，商品名是Lucirin，起到光引发剂的功能)。Irganox 1035是硫代二亚乙基二[3-(3,5-二-叔丁基)-4-羟基苯基)丙酸酯](购自巴斯夫公司)，并且起到抗氧化剂的作用。粘合促进剂是3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(购自格勒斯特公司(Gelest))和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(购自艾尔德瑞奇公司(Aldrich))。3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷用于样品1、3和5。3-巯基丙基三甲氧基硅烷用于样品2、4和6。Tetrathiol是催化剂猝灭剂。

采用高速混合机，在加热到60℃的合适容器中(具有加热带或加热罩)，分别配制表5的涂料组合物。在每种情况下，采用天平称重组分到容器中，并混合直到固体组分彻底溶解且混合物看上去是均匀的。每种组合物的低聚物和单体(SR504，NVC)在55℃至60℃掺混在一起持续至少10分钟。然后添加光引发剂、抗氧化剂和催化剂猝灭剂，在维持温度为55℃至60℃的同时继续掺混1小时。最后添加粘合促进剂，并在55℃至60℃继续掺混30分钟从而形成涂料组合物。

初级涂层-性质-拉伸性质。在通过这六种涂料组合物固化形成的膜上测量拉伸性质(杨氏模量、屈服拉伸强度以及屈服伸长)。由每种涂料组合物分开地形成膜。借助于间隙厚度约0.005"的下拉盒，将涂料组合物的湿膜浇铸到硅酮脱模纸上。通过熔合系统UV固化设备，以600W/in D-bulb(灯泡)(50％功率和约12英尺/分钟带速度)，以1.2J/cm²的UV剂量(通过国际照明的Light Bug(光虫)模型IL490，在225至424nm的波长范围上)对湿膜进行固化，以得到膜形式的固化涂层。固化的膜厚度是约0.0030"至0.0035"。

在测试之前，膜老化持续至少16小时(23℃，50％相对湿度)。采用切割模板和手术刀，将膜样品切割成12.5cm x 13mm的尺寸。在室温下(约20℃)，采用符合如ASTM标准D882-97所述的MTS Sintech拉伸测试仪器，在膜样品上测量杨氏模量、屈服拉伸强度以及屈服伸长。杨氏模量定义为应力-应变曲线开始时的最陡峭的斜率。以5.1cm的初始量规长度，以2.5cm/分钟的拉伸速率对膜进行测试。结果见表6所示。

表6：膜样品的杨氏模量、拉伸强度和伸长率

样品	杨氏模量(MPa)	拉伸强度(MPa)	伸长率(％)
				1	0.72	0.51	137.9
2	0.57	0.44	173
				3	1.0	0.86	132.8
4	0.71	0.45	122.3
				5	0.72	0.56	157.4
6	0.33	0.33	311.9

初级涂层-性质-原位模量。完成初级涂料组合物样品2、3和5的原位模量测量。原位模量测量要求在直径为125微米的玻璃纤维上形成初级涂层。当拉制玻璃纤维时，以分开的方式分别向玻璃纤维施涂样品2、3和5作为初级涂料组合物。光纤拉制速度是50m/s。采用5个LED源的堆叠来固化初级涂料组合物。每个LED源运行在395nm且具有12W/cm²的强度。在初级涂料组合物施涂和固化之后，向每一个固化的初级涂层施涂次级涂料组合物并采用UV源固化以形成次级涂层。初级涂层的厚度为32.5微米，以及次级涂层的厚度为26.0微米。

采用如下方案测量原位模量。获得光纤的6英寸样品，并从光纤的中心窗口剥除一英寸的区段，并用异丙醇擦拭。将窗口剥除的光纤安装到装配有10mm x 5mm矩形铝片的样品支架/对准站，其用于固定光纤。两片水平取向并放置成使得短的5mm侧相对并间隔5mm间隙。窗口剥除的光纤水平放在样品支架上跨过所述片以及将片分隔开的间隙。光纤的窗口剥除区域的一侧的涂覆端放在一个片上并延伸一半进入片之间的5mm间隙中。一英寸窗口剥除区域在余下的一半间隙上延伸并跨过相对的片。在对准之后，样品移动，并向每个片最靠近5mm间隙的那一半施涂小的胶水点。然后，光纤返回至位置并且对齐工作台升高直到胶水正好触碰到光纤。然后通过胶牵拉涂覆端远离间隙，使得片之间的5mm间隙中的大部分被光纤的窗口剥除区域占据。窗口剥除区域留在相对片上的部分与胶水接触。使涂覆端的最顶端延伸超过片并进入片之间的间隙中。涂覆端的这个部分没有嵌入胶水中，并且是进行原位模量测量的物体。使胶水干燥，处于这个构造的光纤样品使得光纤与片固定。在干燥之后，将与每个片固定的光纤的长度修整成5mm。测量嵌入胶水中的涂覆长度、未嵌入的涂覆长度(延伸进入片之间的间隙中的部分)和初级直径(primary diameter)。

在Rheometrics DMTA IV动态机械测试设备上，以恒定的9e-6 1/s的应变持续45分钟的时间在室温(21℃)下进行原位模量测量。标距长度为15mm。记录作用力和长度变化，并用于计算初级涂层的原位模量。通过从片去除任意会干扰测试设备的15mm夹持长度的环氧化物来制备安装了片的光纤样品，以确保夹具与光纤之间没有接触，并且确保样品与夹具方形地固定。仪器作用力清零。然后，将与光纤的未涂覆端固定的片安装到测试设备的下夹具(测量探针)，以及将与光纤的涂覆端固定的片安装到测试设备的上(固定)夹具。然后进行测试，一旦完成分析取出样品。

表7列出了初级涂层样品2、3和5的原位模量。

表7：选定的初级涂层的原位模量

样品	原位模量(MPa)
		2	0.27
3	0.33
		5	0.3

设计实施例-次级涂层

次级涂料组合物。表8列出了代表性的可固化次级涂料组合物。

表8：次级涂料组合物

SR601是乙氧基化(4)双酚A二丙烯酸酯(单体)。SR602是乙氧基化(10)双酚A二丙烯酸酯(单体)。SR349是乙氧基化(2)双酚A二丙烯酸酯(单体)。SR399是二季戊四醇五丙烯酸酯。SR499是乙氧基化(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。CD9038是乙氧基化(30)双酚A二丙烯酸酯(单体)。Photomer 3016是双酚A环氧二丙烯酸酯(单体)。TPO是光引发剂。Irgacure184是1-羟基环己基苯基酮(光引发剂)。Irgacure 1850是双(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物(光引发剂)。Irganox 1035是硫代二亚乙基二(3,5-二-叔丁基)-4-羟基氢肉桂酸酯(抗氧化剂)。DC190是硅酮-环氧乙烷/环氧丙烷共聚物(顺滑剂)。浓度单位“pph”指的是相对于包含所有单体、低聚物和光引发剂的基础组合物的量。例如，对于次级涂料组合物KA，1.0pph浓度的DC-190对应于每100g的SR601、CD9038、Photomer 3016、TPO和Irgacure 184的总量，具有1g的DC-190。

表9中列出了比较例可固化次级涂料组合物(A)和本公开内容范围内的三种代表性的可固化次级涂料组合物(SB、SC和SD)。

表9：次级涂料组合物

PE210是双酚A环氧二丙烯酸酯(购自韩国Miwon特种化学品公司)；M240是乙氧基化(4)双酚A二丙烯酸酯(购自韩国Miwon特种化学品公司)；M2300是乙氧基化(30)双酚A二丙烯酸酯(购自韩国Miwon特种化学品公司)；M3130是乙氧基化(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(购自韩国Miwon特种化学品公司)；TPO(光引发剂)是(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(购自巴斯夫公司)；Irgacure 184(光引发剂)是1-羟基环己基苯基酮(购自巴斯夫公司)；Irganox 1035(抗氧化剂)是苯丙酸,3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基硫代二-2,1-乙烷二基酯(购自巴斯夫公司)。DC190(顺滑剂)是硅酮-环氧乙烷/环氧丙烷共聚物(购自陶氏化学品公司)。浓度单位“pph”指的是相对于包含所有单体和光引发剂的基础组合物的量。例如，对于次级涂料组合物A，1.0pph浓度的DC-190对应于每100g的PE210、M240、M2300、TPO和Irgacure 184的总量，具有1g的DC-190。

次级涂层-性质。测量由次级组合物A、KA、KB、KC、KD、SB、SC和SD制造的次级涂层的杨氏模量、破裂拉伸强度和破裂伸长率。

次级涂层-性质-测量技术。采用如下所述的测量技术来确定次级涂层的性质。

拉伸性质。可固化的次级涂料组合物固化并构造成固化棒样品的形式用于测量杨氏模量、屈服拉伸强度、屈服强度和屈服伸长。通过将可固化的次级组合物注入到内直径约为0.025”的

管中，以制备固化棒。采用Fusion D灯泡(Fusion D bulb)以约为2.4J/cm²(通过购自国际光公司(International Light)的Light Bug型号IL390在225-424nm的波长范围上测量)的剂量固化棒样品。在固化后，剥除

管，以提供次级涂料组合物的固化棒样品。在测试之前，固化的棒在23℃和50％相对湿度的条件下放置18-24小时。采用Sintech MTS拉伸测试仪，在标距长度为51mm的无缺陷棒样品上测量杨氏模量、断裂拉伸强度、屈服强度和屈服伸长，测试速度为250mm/分钟。根据ASTM标准D882-97测量拉伸性质。以至少五个样品的平均值确定性质，取平均值时排除有缺陷的样品。

玻璃化转变温度。在从经涂覆的光纤获得的剥除光纤管的样品上进行初级和次级涂层的原位T_g测量。经过涂覆的光纤包括：直径为125微米的玻璃纤维，围绕且直接接触玻璃纤维的厚度为32.5微米的初级涂层，以及围绕且直接接触玻璃光纤的厚度为26.0微米的次级涂层。对于所有测量的样品，玻璃纤维和初级涂层都是相同的。通过下文所述的参照初级涂料组合物来形成初级涂层。对具有比较例次级涂层和根据本公开内容的次级涂层的样品进行测量。

采用如下方案获得剥除光纤管的样品：0.0055”米勒剥离器被夹在距离经过涂覆的光纤端部大约1英寸处。将光纤的该1英寸区域投入液氮流中，并在液氮中保持3秒。然后从液氮流取出经过涂覆的光纤，并快速剥离以去除涂层。检查光纤的剥离端是否有残留涂层。如果在玻璃纤维上留有残留涂层，则丢弃该样品并制备新的样品。剥除过程的结果是干净的玻璃纤维以及剥除的涂层的空心管(其包括完好的初级和次级涂层)。空心管被称作“管剥除样品”。从未进行剥除的光纤的端面测量玻璃、初级和次级涂层的直径。

以9至10mm的样品标距长度，采用Rheometrics DMTA IV测试仪器来运行管剥除样品的原位Tg。将管剥除样品的宽度、厚度和长度输入到测试仪器的运行程序中。安装管剥除样品，然后冷却到约85℃。一旦稳定之后，采用如下参数运行升温：

频率：1Hz

应变：0.3％

加热速率：2℃/分钟

最终温度：150℃

初始静力＝20.0g

静态力比动态力大10.0％

将涂层的原位Tg定义为tanδ与温度的函数图中的tanδ的最大值，其中，tanδ定义为：

tanδ＝E”/E'

以及E”是损耗模量，随着变形循环中的加热，其与能量损耗成比例，以及E’是储能模量或弹性模量，其与变形循环中储存的能量成比例。

对于初级和次级涂层，管剥除样品在tanδ图中展现出不同的最大值。在较低温度(约-50℃)时的最大值对应于初级涂层的原位Tg，而在较高温度(大于50℃)时的最大值对应于次级涂层的原位Tg。

次级涂层的原位模量。对于次级涂层，采用由光纤样品制备的光纤管剥除(fibertube-off)样品来测量原位模量。将0.0055英寸米勒剥离器(miller stripper)夹持到光纤样品的端部下方约1英寸处。将光纤样品的这个1英寸区域浸入液氮流中，并保持3秒。然后取出光纤样品并快速进行剥离。然后检查光纤样品的剥离端。如果涂层留在光纤样品的玻璃部分上，则脱管样品视作有缺陷的，并制备新的脱管样品。合适的脱管样品是清楚地剥离了玻璃并且由初级和次级涂层的中空管构成的那种。从未剥离光纤样品的端面测量玻璃、初级和次级涂层的直径。

采用Rheometrics DMTA IV仪器，以11mm的样品标距长度运行光纤脱管样品，以获得次级涂层的原位模量。确定宽度、厚度和长度，并作为输入提供到仪器的操作软件。安装样品，并采用时基扫描程序在环境温度(21℃)运行，参数如下：

频率：1转/秒

应变：0.3％

总时间＝120秒

每次测量的时间＝1秒

初始静力＝15.0g

静态力比动态力大10.0％

一旦完成，对最后5个E’(储存模量)数据点取平均值。每个样品运行3次(每次运行新鲜样品)，总共15个数据点。记录3次运行的平均值。

次级涂层的耐穿刺性。在包含玻璃纤维、初级涂层和次级涂层的样品上进行耐穿刺性测量。玻璃纤维的直径是125微米。通过下表10所列的参照初级涂料组合物来形成初级涂层。如下文所述制备具有各种次级涂层的样品。对初级涂层和次级涂层的厚度进行调节以改变次级涂层的横截面面积，如下文所述。对于所有样品，次级涂层的厚度与初级涂层的厚度之比维持在约0.8。

采用G.Scott Glaesemann和Donald A.Clark发表在第52届国际电线和光缆缆研讨会论文集，第237-245页的题为“量化光纤涂层的耐穿刺性(Quantifying the PunctureResistance of Optical Fiber Coatings)”(2003)的文章中描述的技术来测量耐穿刺性。本文提供了该方法的简述。该方法是压痕方法。将4厘米长的光纤放置在3mm厚的载玻片上。光纤的一端附连到实现了光纤以受控方式转动的装置。在100倍放大倍数下检查光纤的透射率并旋转，直到玻璃纤维的两侧平行于载玻片的方向上的次级涂层厚度相等。在这个位置，光纤的两侧上平行于载玻片的方向上的次级涂层的厚度是相同的。次级涂层在垂直于载玻片且高于或低于玻璃纤维上的厚度与平行于载玻片的方向上的次级涂层的厚度是不同的。垂直于载玻片的方向上的一个厚度大于平行于载玻片的方向上的厚度，而垂直于载玻片的方向上的另一个厚度小于平行于载玻片的方向上的厚度。通过将光纤固定贴在载玻片的两端来固定光纤的这个位置，并且这个位置是用于压痕测试的光纤位置。

采用通用测试机器(Instron型号5500R或者等价物)来进行压痕。将倒置显微镜放置在测试机器的十字头下方。显微镜的物镜位于安装在测试机器中的75°金刚石楔形压头的正下方。将贴有光纤的载玻片放在显微镜工作台上面，并且位于压头的正下方，从而压头楔形物的宽度与光纤的方向垂直。在光纤放置好之后，钻石楔形物下探直到与次级涂层的表面接触。然后，钻石楔形物受驱动以0.1mm/分钟的速率进入到次级涂层中，并测量次级涂层上的负荷。随着钻石楔形物受驱动更深入到次级涂层中，次级涂层上的负荷增加，直到发生穿刺，在这时，观察到负荷的急剧减小。记录观察到刺穿的压痕负荷，并在本文中记录为克作用力。光纤以相同的取向重复进行实验以获得10个测量点，对其取平均值来确定该取向的耐穿刺性。通过光纤取向转动180°来获得第二组的10个测量点。

微弯曲。在丝网覆盖鼓测试中，在室温确定波长为1550nm的光穿过长度为750m的经涂覆的光纤的衰减。通过丝网鼓上的零张力部署与高张力部署之间的差异确定微弯曲诱发的衰减。对于两种卷绕构造，进行分开的测量。在第一种构造中，将光纤以零张力构造卷绕到具有光滑表面且直径约为400mm的铝鼓上。零张力卷绕构造为通过光纤的光提供了无应力参照衰减。在足够的停留时间之后，进行初始衰减测量。在第二种卷绕构造中，将光纤样品卷绕到包裹了细丝网的铝鼓上。对于这种部署，铝鼓的桶表面覆盖了丝网，以及光纤绕着丝网缠绕。网绕着桶紧紧地缠绕没有发生拉伸，并且保持完好没有孔、倾斜(dip)、撕裂或损坏。用于测量的丝网材料由抗腐蚀型304不锈钢编织丝布制造，具有如下特征：每线性英寸网为165x165，丝直径为0.0019”，宽度开口为0.0041”，以及开放区域％为44.0。将750m长度的经涂覆的光纤以1m/s绕到丝网覆盖鼓上，当施加80(+/-1)克的张力时，具有0.050cm的拉紧间距。光纤的端部贴胶带以维持张力并且没有光纤交叉。缠绕光纤与网的接触点向光纤施加应力，并且通过缠绕光纤的光衰减是对于光纤的应力诱发的(微弯曲)损耗的测量。在1小时停留时间之后进行丝鼓测量。对于每个波长，确定第二种构造(丝网覆盖鼓)中所进行的测量的光纤衰减(单位为dB/km)相对于第一种构造(光滑鼓))的增加。在每个波长处确定三种试验的平均值并记录为丝网微弯曲损耗。

参照初级涂层。在原位玻璃转化温度(T_g)、耐穿刺性和丝网覆盖鼓微弯曲衰减的测量中，测量样品在玻璃纤维与次级涂层之间包含初级涂层。初级涂料组合物具有表10给出的配方，并且是典型的市售可得初级涂料组合物。

表10：参照初级涂料组合物

组分	量
		低聚物材料	50.0重量％
SR504	46.5重量％
		NVC	2.0重量％
TPO	1.5重量％
		Irganox 1035	1.0pph
3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷	0.8pph
		季戊四醇四-(3-巯基丙酸酯)	0.032pph

其中，如上文所述从H12MDI、HEA和PPG4000采用摩尔比n:m:p＝3.5:3.0:2.0来制备低聚物材料；SR504是乙氧基化(4)壬基酚丙烯酸酯(购自沙多玛公司)；NVC是N-乙烯基己内酰胺(购自奥德里奇公司(Aldrich))；TPO(光引发剂)是(2,4,6-三甲基苯甲酰)-二苯基氧化膦(购自巴斯夫公司)；Irganox 1035(抗氧化剂)是苯丙酸,3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基硫代二-2,1-乙烷二基酯(购自巴斯夫公司)；3-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷是粘合促进剂(购自格勒斯特公司(Gelest))；以及季戊四醇四-(3-巯基丙酸酯)(也被称作四硫醇，购自奥德里奇公司)是链转移剂。浓度单位“pph”指的是相对于包含所有单体、低聚物和光引发剂的基础组合物的量。例如，1.0pph浓度的Irganox 1035对应于每100g的低聚物材料、SR504、NVC和TPO的总量，具有1g的Irganox 1035。

次级涂层-性质-拉伸性质。表11显示由可固化次级组合物制备的拉伸性质测量结果。

表11：次级涂层的拉伸性质

结果显示由组成SB、SC和SD制备得到的次级涂层展现出比由比较例组成A制备得到的次级涂层更高的杨氏模量和更高的屈服强度。更高的数值代表了如下改进：由本文公开的可固化的涂料组合物制得的次级涂层对于小直径光纤是更合适的。更具体来说，更高的数值能够在光纤上使用更薄的次级涂层而没有牺牲性能。更薄的次级涂层降低了光纤的整体直径并且在给定横截面面积中提供了更高的光纤数。

作为本文公开的可固化次级涂料组合物的固化产物制备得到的次级涂层的的杨氏模量是：大于2400MPa，或者大于2500MPa，或者大于2600MPa，或者大于2700MPa，或者2400MPa至3000MPa，或者2600MPa至2800MPa。

作为本文公开的可固化次级涂料组合物的固化产物制备得到的次级涂层的屈服强度是：大于55MPa，或者大于60MPa，或者大于65MPa，或者大于70MPa，或者55MPa至75MPa，或者60MPa至70MPa。

次级涂层-性质-耐穿刺性。根据上文所述方法确定：比较例可固化次级涂料组合物A、市售可得可固化次级涂料组合物(CPC6e，购自商业供应商(DSM Desotech公司)，私有组成)、以及由可固化次级涂料组合物SD制得的次级涂层的耐穿刺性。这三种次级涂层分别制备数个光纤样品。每个光纤样品包括：直径为125微米的玻璃纤维，由表10列出的参考初级涂料组合物形成的初级涂层，以及所述三种次级涂层中的一种。制备具有各种次级涂层的样品。对初级涂层和次级涂层的厚度进行调节以改变次级涂层的横截面面积，如图7所示。对于所有样品，次级涂层的厚度与初级涂层的厚度之比维持在约0.8。

对于每种次级涂层，制备具有一定厚度范围的光纤样品，来确定刺穿负荷对于次级涂层厚度的依赖性关系。在光缆中实现更高的光纤数的一种策略是降低次级涂层的厚度。然而，随着次级涂层的厚度减小，其性能下降并且其保护功能受损。耐穿刺性是对于次级涂层的保护功能的测量。具有高的耐穿刺性的次级涂层经受住更大的冲击而不发生失效，并且为玻璃纤维提供了更好的保护。

如图7所示是对于这三种涂层的刺穿负荷与横截面面积的函数关系。将横截面面积选定作为记录刺穿负荷的参数的原因在于，观察到刺穿负荷与次级涂层的横截面面积之间具有近似线性相关性。迹线82、84和86分别显示对于通过固化比较例CPC6e次级涂料组合物获得的比较例次级涂层、比较例可固化次级涂料组合物A和可固化次级涂料组合物SD的刺穿负荷对于横截面面积的近似线性依赖性。提供竖的虚线作为所指示的10000微米²、15000微米²和20000微米²横截面面积的人眼引导。

迹线82所示的CPC6e次级涂层对应于本领域已知的常规次级涂层。迹线84中所示的比较例次级涂层A显示对于高横截面面积的刺穿负荷的改善。然而，该改善随着横截面面积的减小而下降。这表明通过比较例可固化次级涂料组合物A的固化产品所获得的次级涂层不可能适合用于低直径的高光纤数应用。相反地，迹线86显示通过可固化初级涂料组合物SD的固化产物得到的次级涂层的刺穿负荷的明显增加。例如，在7000微米²的横截面面积，从可固化次级涂料组合物SD获得的次级涂层的刺穿负荷比其他两种次级涂层中的任一种的刺穿负荷都高了50％或更多。

作为本文公开的可固化次级涂料组合物固化产品形成的次级涂层的刺穿负荷在10000微米²的横截面面积时是：大于36g，或者大于40g，或者大于44g，或者大于48g，或者36g至52g，或者40g至48g。作为本文公开的可固化次级涂料组合物固化产品形成的次级涂层的刺穿负荷在15000微米²的横截面面积时是：大于56g，或者大于60g，或者大于64g，或者大于68g，或者56g至72g，或者60g至68g。作为本文公开的可固化次级涂料组合物固化产品形成的次级涂层的刺穿负荷在20000微米²的横截面面积时是：大于68g，或者大于72g，或者大于76g，或者大于80g，或者68g至92g，或者72g至88g。实施方式包括具有前述刺穿负荷的任意组合的次级涂层。

如本文所用，标准化刺穿负荷指的是刺穿负荷与横截面面积之比。本文公开的可固化次级涂料组合物的固化产品形成的次级涂层的刺穿负荷具有如下标准化刺穿负荷：大于3.2x10^-3g/微米²，或者大于3.6x10^-3g/微米²，或者大于4.0x10^-3g/微米²，或者大于4.4x10^-3g/微米²，或者大于4.8x10^-3g/微米²，或者3.2x10^-3g/微米²至5.6x10^-3g/微米²，或者3.6x10^-3g/微米²至5.2x10^-3g/微米²，或者4.0x10^-3g/微米²至4.8x10^-3g/微米²。

次级涂层-性质-微弯曲。根据上文所述的丝网覆盖鼓测试来测量由于光纤的微弯曲导致的衰减。光纤样品具有玻璃纤维，所述玻璃纤维具有如图6所示的相对折射率分布90。玻璃纤维具有半径r₄＝62.5微米并且被厚度为36.5微米的初级涂层围绕，所述初级涂层被厚度为26微米的次级涂层围绕。由表10所列出的参比初级涂层组合物形成初级涂层，以及由表9所列出的对比涂层组合物A形成次级涂层。对数个光纤进行测量并且对于所有的样品观察到通过丝网覆盖鼓测试确定的1550nm处的衰减是0.05dB/km至0.8dB/km。光纤的衰减是：小于1.0dB/km，或者小于0.8dB/km，或者小于0.6dB/km，或者小于0.4dB/km，或者小于0.2dB/km，或者0.05dB/km至1.0dB/km，或者0.15dB/km至0.8dB/km，或者0.30dB/km至0.70dB/km。

设计实施例-经涂覆的光纤

建模结果。本文公开的实验实例和原理表明，通过改变摩尔数字n、m和p，可以在宽范围上控制低聚物中的二加和化合物的相对量以及由初级涂料组合物形成的固化膜的性质，包括本文规定的杨氏模量和原位模量的范围。类似地，次级组合物中的不同单体的类型和浓度变化导致本文所揭示的范围上的杨氏模量的变化。固化剂量是可以用于改变由本文公开的可固化组合物形成的初级和次级涂层的模量的另一个参数。

为了检查初级和次级涂层的厚度和模量对于向玻璃光纤的径向作用力的传输的影响，考虑了一系列的建模实例。在模型中，向光纤的次级涂层的表面施加径向外部负荷P，并计算所得到的玻璃光纤的表面处的负荷。建模的玻璃纤维的杨氏模量为73.1GPa(与二氧化硅玻璃一致)以及直径为125微米。初级和次级涂层的泊松比ν_p和ν_s分别固定在0.48和0.33。考虑比较例样品C1和根据本公开内容的6个样品M1-M6。比较例样品包括具有与本领域已知的光纤一致的厚度和模量的初级和次级涂层。样品M1-M6是厚度减小的初级和次级涂层的实例。表12总结了对初级和次级涂层的构造进行描述的参数。

表12：建模光纤的涂层性质

表13总结了在玻璃纤维的外表面处的负荷P1与施加到次级涂层的表面的负荷P的比例。比例P1/P在本文中被称作负荷传输参数且对应于传输通过初级和次级涂层到达玻璃光纤表面的外部负荷P的比例。负荷P是径向负荷，并且从基于下式的模型计算负荷传输参数P1/P：

式中，

以及

B＝((1-2v_p(r₄/r₅)²+(r₄/r₅)²)(1-2v_s(r₅/r₆)²+(r₅/r₆)²))

在等式中，ν_p和ν_s是初级和次级涂层的泊松比，r₄是玻璃光纤的外半径，r₅是初级涂层的外半径，r₆是次级涂层的外半径，E_p是初级涂层的原位模量，以及E_s是次级涂层的杨氏模量。表13中的比例尺负荷传输参数P1/P(比例尺)对应于每个样品相对于比较例样品C1的比例P1/P。

表13：玻璃纤维表面处的负荷传输参数(P1/P)

样品	P1/P	P1/P(比例尺)
			C1	0.0178	1.00
M1	0.0171	0.97
			M2	0.0175	0.98
M3	0.0172	0.97
			M4	0.0170	0.95
M5	0.0167	0.94
			M6	0.0166	0.94

建模实例显示尽管具有较小的涂层厚度，但是具有如本文所述的初级和次级涂层的光纤相比于具有常规厚度的常规初级和次级涂层的比较例光纤展现出玻璃纤维所经受的作用力的下降。作为结果，本文所述光纤的整体尺寸减小实现了给定尺寸光缆中更高的光纤数(或者对于给定光纤数更小的光缆直径)，而没有增加由于外部作用力所导致的玻璃纤维发生破损的风险。

次级涂层的比例尺负荷传输参数P₁/P(比例尺)小于0.99，或者小于0.97，或者小于0.95。次级涂层的负荷传输参数P₁/P是：小于0.0200，或者小于0.0180，或者小于0.0178，或者小于0.0176，或者小于0.0174，或者小于0.0172，或者小于0.0170，或者小于0.0168，或者0.0160–0.0180，或者0.0162–0.0179，或者0.0164–0.0178，或者0.0166–0.0177，或者0.0168–0.0176。

光纤制造

图8是根据一些实施方式用于将玻璃预制件100P拉制成光纤100的示例性光纤拉制系统(“拉制系统”)200的示意图。可以采用拉制系统100以及本领域已知的光纤拉制技术来制造光纤100。

玻璃预制件的纤芯和包层可以通过本领域众所周知的化学气相沉积(CVD)方法经由单步工艺或多步工艺生产。各种CVD工艺是已知的，并且适用于生产用于本发明的光纤的纤芯和包层。它们包括：外部气相沉积工艺(OVD)工艺、气相轴向沉积(VAD)工艺、改进的CVD(MCVD)和等离子体强化CVD(PECVD)。

如图8所示，示例性拉制系统200可以包括用于将玻璃预制件100P加热到玻璃熔化温度的拉制炉(“炉”)102。在例子中，在玻璃熔化温度进行光纤拉制过程，这在例子中是1800℃至1900℃。使用预制件装纳器116来装纳玻璃预制件100P。

在一些实施方式中，拉制系统200还包括非接触式测量传感器104A和104B，用于测量离开拉制炉102的经过拉制的(裸)光纤100的尺寸，用于尺寸(直径)控制。冷却工作站106可以位于测量传感器104A和104B的下游，并且构造成对裸光纤100进行冷却。涂覆工作站107可以位于冷却工作站106的下游并且构造成在裸光纤100上沉积一种或多种保护涂层材料71，从而形成包含初级涂层72和次级涂层74的保护涂层70。张紧装置220可以位于涂覆工作站107的下游。张紧装置220可以具有对经过涂覆的光纤100进行牵拉(拉制)的表面222。一组具有相应表面232的引导轮230位于张紧装置220的下游。引导轮230可以起到将经过涂覆的光纤100引导到光纤收纳卷(“卷”)250进行储存的作用。

在一些实施方式中，图8的特写插图I1显示了用于制造单纤芯光纤100的玻璃预制件100P的横截面图。玻璃预制件100P包括预制件纤芯10P和预制件包层区域50P。在一些实施方式中，预制件纤芯10P可以是阶梯式折射率纤芯或者渐变式折射率纤芯。预制件包层50P可以包括预制件内包层区域、预制件下陷折射率包层区域和预制件外包层区域。可以采用已知技术(例如，外部气相沉积(OVD)工艺)来制造预制件100P。图8的特写插图I2显示经涂覆的光纤100的横截面图，这可以参照上文结合图1和2的描述。

本文公开的光纤的纤芯和包层可以通过本领域众所周知的方法经由单步操作或多步操作生产。合适的方法包括：火焰燃烧法、火焰氧化法、火焰水解法、OVD(外部气相沉积)、IVD(内部气相沉积)、VAD(气相轴向沉积)、双坩埚法、管中棒过程、烟炱中杆过程和掺杂沉积二氧化硅过程。各种CVD工艺是已知的，并且适用于生产用于本公开内容的光纤的纤芯、内包层区域和外包层区域。它们包括外部CVD工艺、轴向气相沉积工艺、改进CVD(MCVD)、内部气相沉积和等离子体强化CVD(PECVD)。

用于二氧化硅的合适前体包括SiCl₄和有机硅化合物。有机硅化合物是包含碳的硅化合物。有机硅化合物还可包含氧和/或氢。有机硅化合物的例子包括OMCTS(八甲基环四硅氧烷)、硅醇盐(Si(OR)₄)、有机硅烷(SiR₄)和Si(OR)_xR_4-x，其中，R是含碳有机基团或氢，以及其中，在每处的R可以是相同或不同的，前提是至少一个R是含碳有机基团。用于氯掺杂的合适前体包括Cl₂、SiCl₄、Si₂Cl₆、Si₂OCl₆、SiCl₃H、和CCl₄。用于氟掺杂的合适前体包括F₂、CF₄和SiF₄。

所描述的总结和项目

因此，本公开内容的一个方面提供了具有高的传输容量、低的传输损耗、与传统光缆或者与具有较高纤维密度的光缆相似尺寸的光纤光缆。本公开内容的另一个方面提供了光缆中的光纤，具有小的直径、低的传输损耗、低的微弯曲损耗以及高的耐刺穿性。

尽管本文已经描述了各种实施方式，但是它们仅通过示例方式给出，并不构成限制。应注意的是，基于本文所列出的教导和指导，旨在将调试和改良包括在所揭示的实施方式的含义和等价内容范围之内。因此，对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离本公开内容的精神和范围的情况下，对本文所揭示的实施方式进行形式和细节上的各种修改和变动。本文所呈现的实施方式的元素不一定是相互排斥的，而是可以互换以满足各种需要，这是本领域技术人员会理解的。

要理解的是，本文使用的短语和术语的目的是描述而非限制。本公开内容的宽度和范围不应局限于任何上述示例性实施方式，而仅由下面的权利要求书和其等价形式来限定。

Claims (41)

1.一种光纤，其包括：

玻璃纤维，所述玻璃纤维包含纤芯区域以及围绕纤芯区域且与其直接相邻的包层区域，所述纤芯区域包括掺杂了氯的二氧化硅玻璃且具有3.0微米至10.0微米的外半径r₁，所述包层区域具有大于或等于50.0微米的外半径r₄；

围绕包层区域且与其直接相邻的外半径为r₅的初级涂层，所述初级涂层具有5.0微米至25.0微米的厚度(r₅-r₄)以及小于0.30MPa的原位模量；以及

围绕初级涂层且与其直接相邻的外半径r₆小于或等于110微米的次级涂层，所述次级涂层具有8.0微米至30.0微米的厚度(r₆-r₅)、大于1500MPa的杨氏模量以及大于3.6x10^-3g/微米²的标准化刺穿负荷；

其中，光纤具有：小于1530nm的22米光缆截止波长，1550nm处小于0.17dB/km的衰减，以及采用20mm直径的心轴由心轴缠绕测试确定的小于3.0dB/圈的1550nm处的弯曲损耗。

2.如权利要求1所述的光纤，其中：

纤芯区域具有相对折射率Δ₁的范围是0.08％至0.30％的阶梯式折射率相对折射率分布。

3.如权利要求1所述的光纤，其中：

纤芯区域具有最大相对折射率Δ_1最大值的范围是0.08％至0.50％的渐变式折射率相对折射率分布。

4.如权利要求3所述的光纤，其中，渐变式折射率相对折射率分布是α值小于10的α分布。

5.如权利要求1-4中任一项所述的光纤，其中，氯浓度范围是1.5重量％至7.0重量％。

6.如权利要求1-5中任一项所述的光纤，其中：

包层区域包括纯二氧化硅或SiO₂，并且具有-0.05％至0.05％的相对折射率Δ₄。

7.如权利要求1-5中任一项所述的光纤，其中：

包层区域包括负掺杂的二氧化硅，具有-0.25％至0.0％的相对折射率Δ₄。

8.如权利要求1-5中任一项所述的光纤，其中，包层区域包括：

围绕纤芯区域且与其直接相邻的内包层区域，所述内包层区域具有外半径r₂以及1微米至7微米的厚度(r₂-r₁)；以及

围绕内包层区域且与其直接相邻的外包层区域，所述外包层区域具有50微米至70微米的外半径r₄；

其中，内包层区域的相对折射率Δ₂小于外包层区域的相对折射率Δ₄。

9.如权利要求8所述的光纤，其中：

相对折射率Δ₂基本为零；以及

相对折射率Δ₄的范围是0.05％至0.30％。

10.如权利要求8所述的光纤，其中：

相对折射率Δ₂的范围是-0.25％至0.0％；以及

相对折射率Δ₄基本为零。

11.如权利要求8所述的光纤，其中：

相对折射率Δ₂的范围是-0.25％至-0.0％；以及

相对折射率Δ₄的范围是0.05％至0.30％。

12.如权利要求1-5中任一项所述的光纤，其中，包层包括：

围绕纤芯且与其直接相邻的内包层区域，所述内包层区域具有1微米至7微米的厚度(r₂-r₁)；以及

围绕内包层区域且与其直接相邻的下陷折射率包层区域，所述凹槽折射率包层区域具有15微米至40微米的外半径r₃；

围绕下陷折射率包层区域且与其直接相邻的外包层区域，所述外包层区域具有50微米至70微米的外半径r₄；

其中，下陷折射率包层区域的相对折射率Δ₃小于内包层区域的相对折射率Δ₂和外包层区域的相对折射率Δ₄。

13.如权利要求12所述的光纤，其中，相对折射率Δ₃的范围是-0.25％至0.0％。

14.如权利要求12或13所述的光纤，其中，相对折射率Δ₂区域小于相对折射率Δ₄。

15.如权利要求1-14中任一项所述的光纤，其中：

外半径r₄小于或等于125微米；以及

厚度(r₆-r₅)大于10微米。

16.如权利要求1-15中任一项所述的光纤，其中：

初级涂层的原位模量小于或等于0.30MPa；

次级涂层的杨氏模量大于或等于1600MPa；

初级涂层的直径2r₅小于或等于190微米；以及

次级涂层的直径2r₆小于或等于230微米。

17.如权利要求16所述的光纤，其中，初级涂层的原位模量小于或等于0.20MPa。

18.如权利要求16或17所述的光纤，其中，初级涂层的直径2r₅小于或等于170微米。

19.如权利要求16或17所述的光纤，其中，初级涂层的直径2r₅小于或等于155微米。

20.如权利要求16-19中任一项所述的光纤，其中，厚度(r₅-r₄)的范围是10.0微米至17.0微米。

21.如权利要求16-20中任一项所述的光纤，其中，次级涂层的直径2r₆小于或等于210微米。

22.如权利要求16-20中任一项所述的光纤，其中，次级涂层的直径2r₆小于或等于190微米。

23.如权利要求16-20中任一项所述的光纤，其中，次级涂层的直径2r₆小于或等于170微米。

24.如权利要求16-23中任一项所述的光纤，其中，厚度(r₆-r₅)的范围是8.0微米至20.0微米。

25.如权利要求16-24中任一项所述的光纤，其中，次级涂层的杨氏模量大于或等于1900MPa。

26.如权利要求1-25中任一项所述的光纤，其中，次级涂层具有大于4.4x10^-3g/微米²的标准化刺穿负荷。

27.如权利要求1-25中任一项所述的光纤，其中，次级涂层具有小于0.0178的负荷传输参数P₁/P。

28.如权利要求1-27中任一项所述的光纤，其中，光纤在1550nm波长处的衰减小于0.160dB/km。

29.如权利要求1-28中任一项所述的光纤，其中，初级涂层是包含如下物质的涂料组合物的固化产物：

可辐射固化的单体；

粘合促进剂，所述粘合促进剂包含烷氧基硅烷化合物或者巯基官能化硅烷化合物；和

低聚物，所述低聚物包含：

具有如下分子式的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物：

其中

R₁、R₂和R₃独立地选自直链亚烷基、支链亚烷基或者环状亚烷基；

y是1、2、3或4，以及

x是40至100；以及

具有如下分子式的二加合物化合物：

其中，低聚物中的二加合物化合物存在的量是至少1.0重量％。

30.如权利要求29所述的光纤，其中，低聚物中的二加合物化合物存在的量是至少3.5重量％。

31.如权利要求29或30所述的光纤，其中，低聚物是如下物质之间的反应的固化产物：

二异氰酸酯化合物；

羟基(甲基)丙烯酸酯化合物；和

多元醇化合物，所述多元醇化合物具有小于0.1meq/g的不饱和度；

其中，所述二异氰酸酯化合物、所述羟基(甲基)丙烯酸酯化合物和所述多元醇化合物分别以摩尔比n:m:p反应，其中，n是3.0至5.0，m是2n-4的±15％之内，以及p是2。

32.如权利要求1-31中任一项所述的光纤，其中，次级涂层是包含如下物质的组合物的固化产物：

第一单体，所述第一单体包含第一双酚A二丙烯酸酯化合物。

33.如权利要求32所述的光纤，其中，涂料组合物还包含第二单体，所述第二单体包括第二双酚A二丙烯酸酯化合物。

34.如权利要求33所述的涂料组合物，其中，第一双酚A二丙烯酸酯化合物是烷氧基化双酚A二丙烯酸酯化合物，以及第二双酚A二丙烯酸酯化合物是双酚A环氧二丙烯酸酯化合物。

35.如权利要求1-31中任一项所述的光纤，其中，次级涂层是包含如下物质的组合物的固化产物：

量大于55重量％的烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体，所述烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体的烷氧基化程度是2至16；以及

量为2.0重量％至25重量％的三丙烯酸酯单体，所述三丙烯酸酯单体包含烷氧基化程度为2至16的烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体或者三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯单体。

36.如权利要求35所述的光纤，其中，烷氧基化双酚A二丙烯酸酯单体存在的量是60重量％至75重量％。

37.如权利要求35或36所述的光纤，其中，三丙烯酸酯单体存在的量是8.0重量％至15重量％。

38.如权利要求35-37中任一项所述的光纤，其中，烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体的烷氧基化程度是2至8。

39.如权利要求35-37中任一项所述的光纤，其中，烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体是乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体。

40.如权利要求35所述的光纤，其中，三[(丙烯酰氧基)烷基]异氰脲酸酯单体是三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯单体。

41.如权利要求35-40中任一项所述的光纤，其中，组合物还包含量是5.0重量％至20重量％的双酚A环氧二丙烯酸酯单体。

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