一种隔热光缆、光固化树脂及光缆的制作方法与流程



1.本发明属于光通信领域,更具体地,涉及一种隔热光缆、光固化树脂及光缆的制作方法。


背景技术:



2.随着光纤通信的快速发展,其应用环境也复杂多变,从而对光纤的保护层光缆的耐温能力提出了更高的要求。如地下管廊测温、油井勘探、机载通信等。
3.尤其是在核电应用环境下,因抗辐照光纤光缆具有直径细、体积小、质量轻、抗辐照等物理特性,在信号传输方面,光纤的传输损耗小、带宽大,同时由于光纤及光波导器件多为介质材料,无电磁辐射,因此以电缆为基础的传输系统改为光纤传输后,不仅可以大幅度提高传输速度和传输容量,尤其适合对核电站安全壳内应用。核电站由于其应用的特殊性,要求其线缆使用低烟无卤阻燃材料作为护套材料,但核电光缆应用在壳内时需要满足异常工况设计要求,其温度高达121℃,至少持续72小时,异常工况需进行5次,且异常工况结束后正常通信。目前,常规低烟无卤阻燃护套的核电光缆在121℃时光纤紧套、子单元和护套之间会发生粘连,增加光纤信号传输损耗,甚至阻断信号。
4.目前为了提高光缆的隔热性能,不得不增加海绵等填充物或者增加隔热包覆层,造成光缆直径明显增加。中国专利文献cn216248449u提供了一种应用于120℃环境温度下的光缆,采用聚酯膜或聚酰亚胺膜作为隔热层,保护松套管内光纤。然而由于隔热层和护套结合不佳,隔热作用有限,更重要的是外护套本身隔热、耐热性能较差,在极端温度环境下容易遭到损坏,而外护套损坏会导致极端温度对光缆性能的影响加剧。


技术实现要素:



5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种隔热光缆、光固化树脂及光缆的制作方法,其目的在于通过在光缆各子结构的护套结构上形成具有封闭微孔的结晶聚合物多孔膜层,与护套结构紧密结合,从而在不明显增加光缆直径的前提下制作出适用范围更广,隔热效果更好的隔热光缆,尤其是区紧密结合的护套与多孔膜层,不易在极端温度环境下遭到破坏,从而不仅仅适用于松套管或紧套光纤护套,同时适用于光缆外护套结构,由此解决现有技术为了隔热光缆缆直径较大或者隔热效果不佳、不能适用于极端环境的技术问题。
6.为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种隔热光缆,其所述光缆的光单元护套和/或光缆外护套为具有隔热膜的护套;
7.所述具有隔热膜的护套,包括紧密结合的护套料层和结晶聚合物多孔膜层;
8.所述结晶聚合物多孔膜,孔隙率为30%-50%,优选为30%-42%;结晶度20-40%,优选25-30%;厚度在5-25um之间,优选10-20um;优选平均孔径在2-4um之间;
9.所述护套料层,厚度在0.15-3mm;
10.所述护套料层和结晶聚合物多孔膜层之间的剥离力在10n-50n之间。
11.优选地,所述隔热光缆,其所述结晶聚合物多孔膜的弯曲模量在5mpa到20mpa之间,优选在8mpa到15mpa之间,其热膨胀系数与所述护套料层相匹配。
12.优选地,所述隔热光缆,其所述结晶聚合物为光固化树脂,优选为耐高温树脂,例如聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺。
13.优选地,所述隔热光缆,其所述结晶聚合物含有质量分数在8-12%之间的成核剂;所述成核剂优选含有浸涂壳聚糖,优选采用聚乙烯醇成膜体系。
14.优选地,所述隔热光缆,其所述护套料层和结晶聚合物多孔膜层的厚度之比在20-500:1之间。
15.优选地,所述隔热光缆,其所述光单元护套为松套管或光纤紧套层。
16.优选地,所述隔热光缆,其所述光缆的外护套为具有隔热膜的护套;
17.所述护套料层采用抗辐照低烟无卤阻燃聚烯烃,所述结晶聚合物多孔膜层采用光固化聚苯硫醚树脂形成的。
18.按照本发明给的另一个方面提供了一种光固化树脂涂料,其所述光固化树脂前体溶液含有质量分数在8-12%的成膜剂,余量为光固化树脂前体基质溶液;
19.所述成膜剂以质量份数计包括:
20.挥发性溶剂50至80份,成核剂10-20份,前驱单体10至20份;
21.所述成核剂为浸涂壳聚糖;
22.所述前驱单体为聚乙烯醇。
23.优选地,所述的光固化树脂涂料,其所述挥发性溶剂为甲基吡咯啉酮和/或甲酸为溶剂;
24.甲基吡咯啉酮的质量份数在40-60份之间;
25.甲酸的质量份数在10-20份之间。
26.优选地,所述的光固化树脂涂料,其所述光固化树脂前体基质溶液以质量份数计包括:
27.单体40~70份、增塑剂5~10份、润滑剂2~3份、光引发剂1-10份、催化剂1-10份;
28.优选包括无机粒子5-20份。
29.按照本发明的另一个方面,提供了所述光固化树脂涂料的应用,其应用于形成结晶聚合物多孔膜层;
30.所述结晶聚合物多孔膜,孔隙率为30%-50%,优选为30%-42%;结晶度20-40%,优选25-30%;厚度在5-25um之间,优选10-20um;优选平均孔径在2-4um之间。
31.按照本发明的另一个方面,提供了所述隔热光缆的制作方法,其组合光缆各部件并按照如下方法形成光单元护套或光缆外护套:
32.挤塑:使护套料挤塑成型形成护套料层;
33.涂敷:维持护套料层温度在40至60℃之间,在护套料层外侧定径涂敷如权利要求8至10任意一项所述的光固化树脂涂料并经紫外光处理使其涂覆层固化,形成具有预设厚度的涂覆层,获得护套预制体;
34.成孔:维持护套预制体温度在80-100℃并施加轴向张力2-50n,持续时间10-30s,使得护套预制体的涂覆层形成具有多孔结构的结晶聚合物多孔膜层。
35.优选地,所述隔热光缆的制作方法,其紫外光处理控制紫外光功率在0.10-1.0j/
cm2之间。
36.总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
37.本发明提供的隔热光缆,其光单元护套和/或光缆外护套为具有隔热膜的护套,由于护套料层外侧紧密结合有结晶聚合物多孔膜层,其中结晶聚合物多孔膜层起到了隔热的作用,使得护套料层受到极端温度影响减小,在极端温度环境下护套料层有更长的使用寿命。
38.而重要的是这种紧密结合的具有隔热膜的护套,不仅仅可以用于光缆内部松套管或者紧套层的光单元护套,同时可用于光缆外护套的制作,从而延长外护套的使用寿命。优选方案本发明提供的隔热光缆,其外护套为具有隔热膜的护套相较于现有光缆,只能设置在光缆外护套之内的隔热层的隔热方案,本发明的隔热光缆能避免极端温度带来的外护套使用寿命折损。
附图说明
39.图1是本发明实施例1提供的隔热光缆横截面结构示意图;
40.图2是本发明实施例2提供的隔热光缆横截面结构示意图。
41.在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:1为光纤子单元,2为耐辐射加强件,3为耐辐射阻燃外护套,4为抗辐照光纤,5为紧套层,6为子单元耐辐射护套,7为耐辐射阻燃子单元护套料层,8为耐辐射阻燃子单元的结晶聚合物多孔膜层,9为耐辐射阻燃外护套的结晶聚合物多孔膜。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
43.本发明提供的隔热光缆,其光单元护套和/或光缆外护套为具有隔热膜的护套;所述光单元护套为松套管或光纤紧套层。
44.所述具有隔热膜的护套,包括紧密结合的护套料层和结晶聚合物多孔膜层;
45.所述结晶聚合物多孔膜,孔隙率为30%-50%,优选为30%-42%;结晶度20-40%,优选25-30%;厚度在5-25um之间,优选10-20um。
46.由于需要在光缆外护套表面或者光单元外侧起到保温效果而不明显影响缆直径和护套、松套管或紧套层的机械性能,需要在极薄的厚度范围内形成机械性能良好保温结构,本发明采用结晶聚合物形成该厚度范围内的薄膜,设法在结晶聚合物上形成大量的微孔,平均孔径在2-4um之间,微孔呈封闭状态,阻止空气中的气体分子流通,即使结晶聚合物多孔膜厚度极薄,亦能隔绝热传导,表现出优异的保温性能,导热系数极低。为了尽量不增加缆直径,需要在5-25um的厚度下控制孔隙率为30-50%,结晶度20-40%,才能有效的提高护套的隔热效果;另外,当所述结晶聚合物多孔膜的孔隙率为30%-42%,结晶度25-30%时,机械性能良好,不影响光缆的护套对光单元、光纤等结构的保护作用。
47.优选方案,所述结晶聚合物多孔膜的弯曲模量在5mpa到20mpa之间,优选在8mpa到15mpa之间,其热膨胀系数与所述护套料层相匹配,即两者的热膨胀系数在相同数量级,即相差不超过10倍,所述结晶聚合物多孔膜的热膨胀系数在3~9*10-7
/k之间。当结晶聚合物多孔膜与护套料层具有相当的热膨胀系数时,在外界环境温度变化较大的情况下,结晶聚合物层不容易鼓包脱落,尤其是当光缆长期工作在高温环境中时,热膨胀系数是决定光缆使用寿命的重要因素。热膨胀系数与孔隙率直接相关。结晶聚合物多孔膜的弯曲模量是维持孔隙率的重要参数,由多孔膜的孔隙尺寸和孔隙分布决定,弯曲模量过高的多孔膜,脆性明显,使用过程中受到反复弯折或者摩擦,容易粉碎剥离;而弯曲模量过低的多孔膜,不能有效的维持孔隙的封闭状态,导致隔热效果不佳。
48.所述结晶聚合物优选为光固化树脂,进一步优选为耐高温树脂,例如聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺等,耐温可达到260℃;
49.所述结晶聚合物,所述结晶聚合物含有质量分数在8-12%的成膜剂,所述成膜剂优选含有浸涂壳聚糖,较优的选择聚乙烯醇成膜体系,具有较高的成核效率,典型配方如下:
50.浸涂壳聚糖10-20份、聚乙烯醇10-20份、甲酸10-20份。
51.所述护套料层,厚度在0.15-3mm,其耐温等级最高为85℃;护套料层材料,根据该护套具体用作光单元护套或光缆外护套而具体选择,优选方案采用光固化树脂形成结晶聚合物多孔膜时,对于现有绝大多数护套料种类,均可形成较为紧密的结合,达到护套料层和结晶聚合物多孔膜层之间的剥离力要求。
52.特别的,在应用于高温辐照环境下光缆外护套时,例如核电通信光缆外护套时,所述护套料层采用抗辐照低烟无卤阻燃聚烯烃,配合耐高温的光固化聚苯硫醚树脂形成的结晶聚合物多孔膜层,使光缆不仅能耐高温达到121℃607h,且耐辐射剂量高,用作核电通信光缆使用寿命可达60年。
53.所述护套料层和结晶聚合物多孔膜层之间的剥离力在10n-50n之间,采用环形剥离方法测试剥离力;所述护套料层和结晶聚合物多孔膜层的厚度之比在20-500:1之间。
54.当光单元护套和外护套皆采用本发明提供的具有隔热膜的护套结构时,根据塔板原理,能有效的隔绝热传导,大幅削弱极端高温对光纤的影响。
55.形成所述具有隔热膜的护套的结晶聚合物多孔膜层,优选采用光固化树脂涂料。
56.所述光固化树脂涂料前体溶液含有质量分数在8-12%的成膜剂,余量为光固化树脂前体基质溶液;
57.所述成膜剂以质量份数计包括:
58.挥发性溶剂50至80份,成核剂10-20份,前驱单体10至20份;所述成核剂为浸涂壳聚糖;所述前驱单体为聚乙烯醇;所述挥发性溶剂为甲基吡咯啉酮或甲酸为溶剂;甲基吡咯啉酮的质量份数在40-60份之间;甲酸的质量份数在10-20份之间。
59.所述成膜剂优选配方为:
60.甲基吡咯啉酮40-60份、浸涂壳聚糖10-20份、聚乙烯醇10-20份、甲酸10-20份。在成膜过程中,成核剂浸涂壳聚糖与前驱单体聚乙烯醇的浸润性良好,迅速交联成膜,帮助形成稳定的半晶体膜。
61.应用于高温环境下,所述光固化树脂前体基质溶液优选为耐高温光固化树脂前体
基质溶液,例如聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺前体基质溶液,按照质量分数还包括以下成分:
62.单体40~70份、增塑剂5~10份、润滑剂2~3份、无机粒子5-20份、光引发剂1-10份、催化剂1-10份;其中无机粒子为可选添加组分。
63.其中所述增塑剂,优选为邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸苯酯类、脂肪族三元酸酯类、环氧酯类、磷酸酯类、聚合型类中的一种或多种的组合,起到调整结晶聚合物多孔膜的塑性的作用,确保成膜后与护套完整得结合在一起;所述润滑剂,优选为聚四氟乙烯、石墨一种或多种的组合,用来优化加工性能,增强加工过程中的流动性;所述光引发剂,优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、二苯基乙酮、二甲氧基-苯基苯乙酮、苯甲酰甲酸甲酯等一种或多种的组合;所述催化剂,优选为六氟碘合锑酸、十二烷基苯一种或多种的组合;所述无机粒子优选为纳米硅酸盐类,优选纳米二氧化硅,用于改善微孔形态,帮助维持微孔封闭状态,调整结晶聚合物多孔膜的弯曲模量在合适范围之内。
64.本发明提供的隔热光缆的制作方法,按照一般方法组合光缆各部件并按照如下方法形成光单元护套或光缆外护套:
65.挤塑:使护套料挤塑成型形成护套料层;
66.涂敷:维持护套料层温度在40-60℃之间,以提高护套层和隔热膜的剥离力;在护套料层外侧定径涂敷本发明提供的光固化树脂涂料并经紫外光处理使其涂覆层固化,形成具有预设厚度的涂覆层,获得护套预制体。其中定径涂敷优选为:经过涂敷机的入口模和出口模,在其表面涂敷光固化树脂前体溶液,通过控制入口模和出口膜的尺寸差,控制隔热膜的厚度,形成具有预设厚度的涂覆层。紫外光处理控制紫外灯的功率在0.10-1.0j/cm2之间;
67.成孔:维持护套预制体温度在80-100℃并施加轴向张力2-50n,持续时间10-30s,使得护套预制体的涂覆层形成具有多孔结构的结晶聚合物多孔膜层。
68.对于逐渐固化的结晶聚合物,在加热及拉伸力的协同作用下,溶剂快速挥发,形成孔隙结构的同时,控制结晶聚合物的结晶度,形成稳定的半晶体多孔膜。
69.所述结晶聚合物层,固化过程形成半晶体,在张力作用下形成多孔结构,紫外光强度和光引发剂含量,影响结晶聚合物层固化速率;成膜工艺的温度和张力大小和施加时间,决定了溶剂挥发速度。通过控制紫外光强度、光引发剂含量和成孔工艺的温度、张力大小和施加时间,配合精准的成膜剂含量,使得所述半晶体多孔膜形成预设规格的稳定微孔。
70.以下为实施例:
71.施例中:增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯;润滑剂为聚四氟乙烯;无机粒子为纳米二氧化硅;光引发剂为2,4-二乙基硫杂蒽酮;催化剂为二氧化钛。
72.实施例1
73.本实施例提供的隔热光缆,如图1所示,包括有光纤子单元1、耐辐射加强件2和耐辐射阻燃外护套3。
74.光纤子单元1内设置抗辐照光纤4,紧套层5,子单元耐辐射护套6;子单元1绞合后绕包耐辐射加强件2,耐辐射加强件外在包覆外挤包一层耐辐射阻燃外护套3。所述紧套层外径为500um,所述耐辐射阻燃外护套3和耐辐射阻燃子单元护套均为耐辐射低烟无卤料,所述光纤子单元外径1.2-1.5mm,所述耐辐射阻燃外护套3厚度为0.15-3mm。
75.其中子单元耐辐射护套为具有隔热膜的护套,包括:
76.耐辐射阻燃子单元护套料层7,结晶聚合物多孔膜层8;
77.所述耐辐射阻燃子单元护套7厚度为0.15mm;热膨胀系数9*10-7
/k;
78.结晶聚合物多孔膜层8,孔隙率为30-42%,结晶度25-30%,厚度在10-15um;弯曲模量在5mpa到20mpa,热膨胀系数3~9*10-7
/k。
79.本实施例采用的光固化树脂涂料,其成分如下表1-1所示:
80.表1-1光固化树脂涂料成分表
[0081][0082][0083]
本实施例隔热光缆的制作方法如下:
[0084]
将1根直径为250um的耐辐射单模光纤置于放线架上,放线张力0.8n,经涂敷机包覆一层耐高温聚丙烯酸树脂紧套层后外径500um,再经冷却吹干后收线。
[0085]
挤塑:将1根紧套光纤和4根930dtex芳纶至于放线架上,放线张力1.5n,仅导轮、集线模进入挤塑机挤塑子单元护套。所述挤塑机自进料口至模口各区依次设置为:进料口、机筒一区、机筒二区、机筒三区、机筒四区、机筒五区、机颈和模口,并设置各区温度分别为:进料口为130
±
5℃、机筒一区为135
±
10℃、机筒二区为140
±
10℃、机筒三区为145
±
10℃、机筒四区为150
±
10℃,机筒五区为155
±
10℃、机颈和模口为160
±
10℃;设置在模口出口处的冷却区域采用分段冷却,与模口相连的第一段冷却采用冷却温度为50
±
10℃的温水冷却槽,其余各段均为常温水冷却。
[0086]
涂敷:子单元放线张力5n以下,经过烘箱加热控制温度在40-60℃之间,自入口模进入后通过光固化,涂敷一层光固化涂料,厚度10um,经出口模后收线。
[0087]
成孔:将收线后的子单元在经过保温炉,通过筛选导轮施加3n的轴向张力进行拉伸,保温炉温度80℃,将固化后的耐高温膜进行成孔处理,处理时间10s。
[0088]
将2根1.8mm的光纤子单元和2根1.8mm的填充绳经导轮、集线模穿入绞合台进行绞合,绞合节距500mm。最后经护层挤塑机挤制一层厚度3.0mm的耐辐射阻燃护套。所述挤塑机自进料口至模口各区依次设置为:进料口、机筒一区、机筒二区、机筒三区、机筒四区、机筒五区、机颈和模口,并设置各区温度分别为:进料口为130
±
5℃、机筒一区为135
±
10℃、机筒二区为140
±
10℃、机筒三区为145
±
10℃、机筒四区为150
±
10℃,机筒五区为155
±
10℃、机颈和模口为160
±
10℃;设置在模口出口处的冷却区域采用分段冷却,与模口相连的第一段冷却采用冷却温度为50
±
10℃的温水冷却槽,其余各段均为常温水冷却。
[0089]
本实施例制作的隔热光缆,其结晶聚合物多孔膜层8结构、性能测试结果如下表1-2所示:
[0090]
表1-2
[0091]
[0092][0093]
本实施例制作的隔热光缆,其隔热效果测试方法为:测定在125℃下紧套光纤发生变形时间,结果显示:实施例1-1至实施例1-3都未发生形变,而对比例1-1在12小时后发生形变,而对比例1-2则立即发生了形变。说明本实施例制备的隔热光缆,结晶聚合物多孔膜隔热作用明显,在其作用之下光缆耐高温性能明显提高。
[0094]
实施例2
[0095]
本实施例提供的隔热光缆,如图2所示,包括有光纤子单元1、耐辐射加强件2和耐辐射阻燃外护套3。
[0096]
光纤子单元1内设置抗辐照光纤4,紧套层5,耐辐射加强件6和子单元耐辐射护套7;子单元1绞合后绕包耐辐射加强件2,耐辐射加强件外在包覆外挤包一层耐辐射阻燃外护套3。所述紧套层外径为500um,所述耐辐射阻燃外护套3和耐辐射阻燃子单元护套7均为耐辐射低烟无卤料,所述光纤子单元外径1.2-1.5mm,所述耐辐射阻燃外护套3厚度为0.15-3mm。
[0097]
其中子单元耐辐射护套和耐辐射阻燃外护套均为具有隔热膜的护套,其中:
[0098]
子单元耐辐射护套包括,耐辐射阻燃子单元护套料层7,结晶聚合物多孔膜层8;
[0099]
耐辐射阻燃外护套包括,耐辐射阻燃外护套料层3,结晶聚合物多孔膜9;
[0100]
所述耐辐射阻燃子单元护套7厚度为0.15mm;热膨胀系数9*10-7
/k。
[0101]
结晶聚合物多孔膜层8,孔隙率为30-42%,结晶度25-30%,厚度在10-15um;弯曲模量在5mpa到20mpa,热膨胀系数3~9*10-7
/k。具体参数实施例2-1至2-3采用实施例1-1至1-3的技术方案。
[0102]
所述耐辐射阻燃子单元护套料层3厚度为3.0mm;热膨胀系数为9*10-7
/k。
[0103]
结晶聚合物多孔膜层9,孔隙率在35-42%之间,结晶度20-40%,厚度在20-25um;弯曲模量在5mpa到20mpa,热膨胀系数4.5*10-7
/k-8*10-7
/k之间。
[0104]
本实施例采用的光固化树脂涂料,多孔膜层8参考实施例1,结晶聚合物多孔膜层9其成分如下表2-1所示:
[0105]
表2-1光固化树脂涂料成分表
[0106][0107][0108]
本实施例隔热光缆的制作方法如下:
[0109]
将1根直径为250um的耐辐射单模光纤置于放线架上,放线张力0.8n,经涂敷机包覆一层耐高温聚丙烯酸树脂紧套层后外径500um,再经冷却吹干后收线。
[0110]
挤塑:将1根紧套光纤和4根930dtex芳纶至于放线架上,放线张力1.5n,仅导轮、集线模进入挤塑机挤塑子单元护套。所述挤塑机自进料口至模口各区依次设置为:进料口、机筒一区、机筒二区、机筒三区、机筒四区、机筒五区、机颈和模口,并设置各区温度分别为:进料口为130
±
5℃、机筒一区为135
±
10℃、机筒二区为140
±
10℃、机筒三区为145
±
10℃、机筒四区为150
±
10℃,机筒五区为155
±
10℃、机颈和模口为160
±
10℃;设置在模口出口处
的冷却区域采用分段冷却,与模口相连的第一段冷却采用冷却温度为50
±
10℃的温水冷却槽,其余各段均为常温水冷却。
[0111]
涂敷:子单元放线张力5n以下,经过烘箱加热控制温度在40-60℃之间,自入口模进入后通过光固化,涂敷一层光固化涂料,厚度15um,经出口模后收线。
[0112]
成孔:将收线后的子单元在经过保温炉,通过筛选导轮施加3n的轴向张力进行拉伸,保温炉温度80℃,将固化后的耐高温膜进行成孔处理,处理时间10s。
[0113]
将2根1.8mm的光纤子单元和2根1.8mm的填充绳经导轮、集线模穿入绞合台进行绞合,绞合节距500mm。最后经护层挤塑机挤制一层厚度3.0mm的耐辐射阻燃护套。所述挤塑机自进料口至模口各区依次设置为:进料口、机筒一区、机筒二区、机筒三区、机筒四区、机筒五区、机颈和模口,并设置各区温度分别为:进料口为130
±
5℃、机筒一区为135
±
10℃、机筒二区为140
±
10℃、机筒三区为145
±
10℃、机筒四区为150
±
10℃,机筒五区为155
±
10℃、机颈和模口为160
±
10℃;设置在模口出口处的冷却区域采用分段冷却,与模口相连的第一段冷却采用冷却温度为50
±
10℃的温水冷却槽,其余各段均为常温水冷却。
[0114]
涂敷:光缆放线张力20n以下,经过烘箱加热控制温度在40-60℃之间,自入口模进入后通过光固化,涂敷一层光固化涂料,厚度15um至20um,经出口模后收线。
[0115]
成孔:将收线后的光缆在经过保温炉,通过筛选导轮施加48n的轴向张力进行拉伸,保温炉温度100℃,将固化后的耐高温膜进行成孔处理,处理时间30s。
[0116]
本实施例制作的隔热光缆,其耐辐射阻燃外护套结晶聚合物多孔膜层9结构、性能测试结果如下表2-2所示:
[0117]
表2-2
[0118][0119][0120]
本实施例制作的隔热光缆,其隔热效果测试方法为:测定在125℃下紧套光纤发生变形时间,结果显示:实施例2-1至实施例2-3都未发生形变,而对比例2-1在60小时后发生
形变,而对比例1-2则立即发生了形变。说明本实施例制备的隔热光缆,结晶聚合物多孔膜隔热作用明显,在其作用之下光缆耐高温性能明显提高。
[0121]
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征:


1.一种隔热光缆,其特征在于,所述光缆的光单元护套和/或光缆外护套为具有隔热膜的护套;所述具有隔热膜的护套,包括紧密结合的护套料层和结晶聚合物多孔膜层;所述结晶聚合物多孔膜,孔隙率为30%-50%,优选为30%-42%;结晶度20-40%,优选25-30%;厚度在5-25um之间,优选10-20um;优选平均孔径在2-4um之间;所述护套料层和结晶聚合物多孔膜层之间的剥离力在10n-50n之间。2.如权利要求1所述的隔热光缆,其特征在于,所述结晶聚合物多孔膜的弯曲模量在5mpa到20mpa之间,优选在8mpa到15mpa之间,其热膨胀系数与所述护套料层相匹配。3.如权利要求1或2所述的隔热光缆,其特征在于,所述结晶聚合物为光固化树脂,优选为耐高温树脂,例如聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺。4.如权利要求3所述的隔热光缆,其特征在于,所述结晶聚合物含有质量分数在8-12%之间的成核剂;所述成核剂优选含有浸涂壳聚糖,优选采用聚乙烯醇成膜体系。5.如权利要求1所述的隔热光缆,其特征在于,所述护套料层和结晶聚合物多孔膜层的厚度之比在20-500:1之间。6.如权利要求1所述的隔热光缆,其特征在于,所述光单元护套为松套管或光纤紧套层。7.如权利要求1所述的隔热光缆,其特征在于,所述光缆的外护套为具有隔热膜的护套;所述护套料层采用抗辐照低烟无卤阻燃聚烯烃,所述结晶聚合物多孔膜层采用光固化聚苯硫醚树脂形成的。8.一种光固化树脂涂料,其特征在于,所述光固化树脂前体溶液含有质量分数在8-12%的成膜剂,余量为光固化树脂前体基质溶液;所述成膜剂以质量份数计包括:挥发性溶剂50至80份,成核剂10-20份,前驱单体10至20份;所述成核剂为浸涂壳聚糖;所述前驱单体为聚乙烯醇。9.如权利要求8所述的光固化树脂涂料,其特征在于,所述挥发性溶剂为甲基吡咯啉酮和/或甲酸为溶剂;甲基吡咯啉酮的质量份数在40-60份之间;甲酸的质量份数在10-20份之间。10.如权利要求8所述的光固化树脂涂料,其特征在于,所述光固化树脂前体基质溶液以质量份数计包括:单体40~70份、增塑剂5~10份、润滑剂2~3份、光引发剂1-10份、催化剂1-10份;优选包括无机粒子5-20份。11.如权利要求8至10任意一项所述的光固化树脂涂料的应用,其特征在于,应用于形成结晶聚合物多孔膜层;所述结晶聚合物多孔膜,孔隙率为30%-50%,优选为30%-42%;结晶度20-40%,优选25-30%;厚度在5-25um之间,优选10-20um;优选平均孔径在2-4um之间。12.如权利要求1至7任意一项所述的隔热光缆的制作方法,其特征在于,组合光缆各部
件并按照如下方法形成光单元护套或光缆外护套:挤塑:使护套料挤塑成型形成护套料层;涂敷:维持护套料层温度在40至60℃之间,在护套料层外侧定径涂敷如权利要求8至10任意一项所述的光固化树脂涂料并经紫外光处理使其涂覆层固化,形成具有预设厚度的涂覆层,获得护套预制体;成孔:维持护套预制体温度在80-100℃并施加轴向张力2-50n,持续时间10-30s,使得护套预制体的涂覆层形成具有多孔结构的结晶聚合物多孔膜层。13.如权利要求12所述的隔热光缆的制作方法,其特征在于,紫外光处理控制紫外光功率在0.10-1.0j/cm2之间。

技术总结


本发明公开了一种隔热光缆、光固化树脂及光缆的制作方法。所述光缆的光单元护套和/或光缆外护套为具有隔热膜的护套;所述具有隔热膜的护套,包括紧密结合的护套料层和结晶聚合物多孔膜层;所述结晶聚合物多孔膜,孔隙率为30%-50%;结晶度20-40%;厚度在5-25um之间;所述护套料层,厚度在0.15-3mm;所述护套料层和结晶聚合物多孔膜层之间的剥离力在10N-50N之间。所述光固化树脂前体溶液含有质量分数在8-12%的成膜剂,余量为光固化树脂前体基质溶液,应用于形成结晶聚合物多孔膜层。本发明提供的隔热光缆护套料层受到极端温度影响减小。供的隔热光缆护套料层受到极端温度影响减小。供的隔热光缆护套料层受到极端温度影响减小。


技术研发人员:

蔡晶 黄志新 杨晨 熊铮 蔡召洲 陈重 杨坤

受保护的技术使用者:

长飞光纤光缆股份有限公司

技术研发日:

2022.11.11

技术公布日:

2023/2/27

本文发布于:2024-09-24 08:21:25,感谢您对本站的认可!

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