一种耐磨耐反复弯曲特种光缆的制作方法

1.本发明涉及光纤光缆技术领域，尤其涉及一种耐磨耐反复弯曲特种光缆。

背景技术：

2.随着经济发展和人们生活水平的不断提升，信息产业也飞速发展，光纤光缆产品作为通信传输过程中主要媒介，扮演着越来越重要的角，其应用场合、施工环境也越来越多样化，不同的应用场合、不同的施工环境都对光缆的结构型式和性能提出了新的需求。
3.目前，光缆产品被广泛应用于传感、控制、测量等技术领料，例如航天航空、石油矿工、医疗技术等应用场合，这些特殊场合对光缆的性能提出了新的要求。其中，在很多场合应用时，光缆需承受长时间的摩擦和反复弯曲的考验，而目前市面上的光缆，很多都是用于直埋或管道敷设，不具备这方面的性能优势。因此，针对目前的技术需要，亟需开发一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，以满足这些特定场合的使用要求。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种耐磨耐反复弯曲特种光缆。该光缆具有优异的耐磨和耐反复弯曲特性，可应用于控制连接线、机器人机械手、智能数控机床等，特别是工业环境下频繁摩擦和反复弯曲场合使用；同时光缆采用全介质材料设计，电磁屏蔽抗干扰性强。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：具有光传输单元层、橡胶护层、柔性非金属加强层、内护层和耐磨层；上述光传输单元层具有一根或多根光纤组成；上述橡胶护层设置在光传输单元层的外表面；上述柔性非金属加强层包覆在橡胶护层的外表面上；上述内护层设置在柔性非金属加强层的外表面上；上述耐磨层涂覆在内护层的外表面上。
6.所述橡胶护层由热塑性聚氨酯弹性体橡胶通过挤出成型；上述的橡胶护层和光传输单元层之间间隙内填充干式阻水粉末，填充比例为该间隙空间的40%-60%。
7.所述的柔性非金属加强层主要由多根芳纶纱以单向绞合方式绕包在橡胶护层的外表面上，芳纶纱规格和数量根据客户对光缆的拉力需求设定；上述的柔性非金属加强层和橡胶护层之间交叉绕放两根阻水纱进行阻水。
8.所述内护层由聚乙烯塑料通过挤出成型；上述内护层下面放置一根或多根撕裂绳。
9.所述耐磨层由石墨烯耐磨涂料，利用静电喷涂装置均匀涂覆在内护层外表面上，其厚度为0.1-0.3mmm，涂覆后在线进行烘干处理，烘干温度60-65℃，烘干时间10-15秒。
10.所述耐磨层（5）的石墨烯耐磨涂料，其制备方法如下：按重量份计，包括下列组成：水16-25份，石墨烯6-14份，丙二醇4-6份，聚四氟乙烯20-40份，苯乙烯系嵌段共聚物1-2份，丙烯酸流平剂1-2份，固化剂0.4-0.7份；将石墨烯加入水溶液中，采用γ射线照射进行氧化处理，照射时间为25-40小时，再在溶液中按比例加入聚四氟乙烯，利用超声分散2-3小时，
最后在混合溶液中按比例加入丙二醇、苯乙烯系嵌段共聚物、丙烯酸流平剂、固化剂，再进行充分搅拌，搅拌时间10-20分钟，再升温至95-100℃，待温度达到后再静置反应时间5-10分钟。
11.本发明对照现有技术的有益效果是：1、光缆采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶挤制橡胶保护层，以及设计了柔性非金属加强层，使光缆具有优良的物理和机械性能，特别是抗拉性能和抗反复弯曲性能优异。
12.2、光缆采用特制的石墨烯耐磨涂料耐磨层，使光缆具备优异的耐磨性能。
13.3、光缆结构紧凑，外径小重量轻，能满足多种敷设条件需求；且光缆采用全介质结构设计，电磁屏蔽抗干扰性强。
14.4、光缆采用全干式阻水设计，不但满足阻水性能要求，而且进一步节省光缆开剥后接头清洁时间，提升了施工效率，且更加环保。
15.附图说明：附图1为本发明一种耐磨耐反复弯曲特种光缆的截面图。
16.附图标记：1、光传输单元层；2、橡胶护层；3、柔性非金属加强层；4、内护层；5、耐磨层；6、间隙；7、阻水纱；8、撕裂绳。
17.具体实施方式：以下将结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
18.实施例一：参阅图1所示，系本发明一种耐磨耐反复弯曲特种光缆的截面图，本发明有关一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：具有光传输单元层1、橡胶护层2、柔性非金属加强层3、内护层4和耐磨层5；上述光传输单元层1具有一根或多根光纤组成；上述橡胶护层2设置在光传输单元层1的外表面；上述柔性非金属加强层3包覆在橡胶护层2的外表面上；上述内护层4设置在柔性非金属加强层3的外表面上；上述耐磨层5涂覆在内护层4的外表面上。
19.所述橡胶护层2由热塑性聚氨酯弹性体橡胶通过挤出成型；上述的橡胶护层2和光传输单元层1之间间隙6内填充干式阻水粉末，填充比例为该间隙6空间的40%。
20.所述的柔性非金属加强层3主要由多根芳纶纱以单向绞合方式绕包在橡胶护层2的外表面上，本实施例采用6根3330dtex芳纶纱；上述的柔性非金属加强层3和橡胶护层2之间交叉绕放两根阻水纱7进行阻水。
21.所述内护层4由聚乙烯塑料通过挤出成型；上述内护层4下面放置两根撕裂绳8，可供护套开剥时使用。
22.所述耐磨层5由石墨烯耐磨涂料，利用静电喷涂装置均匀涂覆在内护层4外表面上，其厚度为0.1mmm，涂覆后在线进行烘干处理，烘干温度60℃，烘干时间10秒。
23.所述耐磨层5的石墨烯耐磨涂料，其制备方法如下：按重量份计，包括下列组成：水16份，石墨烯6份，丙二醇4份，聚四氟乙烯20份，苯乙烯系嵌段共聚物1份，丙烯酸流平剂1份，固化剂0.4份；将石墨烯加入水溶液中，采用γ射线照射进行氧化处理，照射时间为25小时，再在溶液中按比例加入聚四氟乙烯，利用超声分散2小时，最后在混合溶液中按比例加入丙二醇、苯乙烯系嵌段共聚物、丙烯酸流平剂、固化剂，再进行充分搅拌，搅拌时间10分
钟，再升温至95℃，待温度达到后再静置反应时间5分钟。
24.实施例二：参阅图 1所示，系本发明一种耐磨耐反复弯曲特种光缆的截面图，本发明有关一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：具有光传输单元层1、橡胶护层2、柔性非金属加强层3、内护层4和耐磨层5；上述光传输单元层1具有一根或多根光纤组成；上述橡胶护层2设置在光传输单元层1的外表面；上述柔性非金属加强层3包覆在橡胶护层2的外表面上；上述内护层4设置在柔性非金属加强层3的外表面上；上述耐磨层5涂覆在内护层4的外表面上。
25.所述橡胶护层2由热塑性聚氨酯弹性体橡胶通过挤出成型；上述的橡胶护层2和光传输单元层1之间间隙6内填充干式阻水粉末，填充比例为该间隙6空间的50%。
26.所述的柔性非金属加强层3主要由多根芳纶纱以单向绞合方式绕包在橡胶护层2的外表面上，本实施例采用8根3330dtex芳纶纱；上述的柔性非金属加强层3和橡胶护层2之间交叉绕放两根阻水纱7进行阻水。
27.所述内护层4由聚乙烯塑料通过挤出成型；上述内护层4下面放置两根撕裂绳8，可供护套开剥时使用。
28.所述耐磨层5由石墨烯耐磨涂料，利用静电喷涂装置均匀涂覆在内护层4外表面上，其厚度为0.2mmm，涂覆后在线进行烘干处理，烘干温度62℃，烘干时间12秒。
29.所述耐磨层5的石墨烯耐磨涂料，其制备方法如下：按重量份计，包括下列组成：水20份，石墨烯10份，丙二醇5份，聚四氟乙烯30份，苯乙烯系嵌段共聚物1.5份，丙烯酸流平剂1.5份，固化剂0.5份；将石墨烯加入水溶液中，采用γ射线照射进行氧化处理，照射时间为32小时，再在溶液中按比例加入聚四氟乙烯，利用超声分散2.5小时，最后在混合溶液中按比例加入丙二醇、苯乙烯系嵌段共聚物、丙烯酸流平剂、固化剂，再进行充分搅拌，搅拌时间15分钟，再升温至97℃，待温度达到后再静置反应时间7分钟。
30.实施例三：参阅图 1所示，系本发明一种耐磨耐反复弯曲特种光缆的截面图，本发明有关一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：具有光传输单元层1、橡胶护层2、柔性非金属加强层3、内护层4和耐磨层5；上述光传输单元层1具有一根或多根光纤组成；上述橡胶护层2设置在光传输单元层1的外表面；上述柔性非金属加强层3包覆在橡胶护层2的外表面上；上述内护层4设置在柔性非金属加强层3的外表面上；上述耐磨层5涂覆在内护层4的外表面上。
31.所述橡胶护层2由热塑性聚氨酯弹性体橡胶通过挤出成型；上述的橡胶护层2和光传输单元层1之间间隙6内填充干式阻水粉末，填充比例为该间隙6空间的60%。
32.所述的柔性非金属加强层3主要由多根芳纶纱以单向绞合方式绕包在橡胶护层2的外表面上，本实施例采用10根3330dtex芳纶纱；上述的柔性非金属加强层3和橡胶护层2之间交叉绕放两根阻水纱7进行阻水。
33.所述内护层4由聚乙烯塑料通过挤出成型；上述内护层4下面放置两根撕裂绳8，可供护套开剥时使用。
34.所述耐磨层5由石墨烯耐磨涂料，利用静电喷涂装置均匀涂覆在内护层4外表面上，其厚度为0.3mmm，涂覆后在线进行烘干处理，烘干温度65℃，烘干时间15秒。
35.所述耐磨层5的石墨烯耐磨涂料，其制备方法如下：按重量份计，包括下列组成：水25份，石墨烯14份，丙二醇6份，聚四氟乙烯40份，苯乙烯系嵌段共聚物2份，丙烯酸流平剂2份，固化剂0.7份；将石墨烯加入水溶液中，采用γ射线照射进行氧化处理，照射时间为40小时，再在溶液中按比例加入聚四氟乙烯，利用超声分散3小时，最后在混合溶液中按比例加入丙二醇、苯乙烯系嵌段共聚物、丙烯酸流平剂、固化剂，再进行充分搅拌，搅拌时间20分钟，再升温至100℃，待温度达到后再静置反应时间10分钟。
36.通过以上实施例制备得到的光缆反复弯曲、抗拉力和渗水性能测试结果如表1：表1：光缆反复弯曲、抗拉力和渗水性能测试结果由表1实验可知，光缆在经受1万次反复弯曲试验，光纤附加衰减≤0.03db，光缆护套无目力可见开裂，该反复弯曲次数远高于行业标准要求，且试验结果合格，光缆可满足反复弯曲场景中光缆使用要求；另外，光缆可通过调节芳纶纱用量控制其抗拉力要求；光缆采用全干式阻水结构设计，可满足渗水性能试验要求。
37.将上述实施例制备得到的光缆进行护套耐磨性能测试，选取三个实施例的光缆护套作为实验组样品，选取普通光缆护套作为对照组样品，将护套制成1.5mm薄片，称取质量，质量精度精确到0.1mg。使用耐磨仪对各薄片进行耐磨测试，将薄片固定在耐磨仪上，在相同条件下进行相同次数的刮擦，试验后取下薄片进行称重，薄片磨损掉的质量作为评价光缆护套耐磨性的参数。通过以上试验，各试验样品耐磨性测试结果如表2：表2：耐磨性测试结果由表2实验可知，实验组样品的磨损量明显小于对照组样品的磨损量，由此可见实
施例光缆的耐磨性明显优于普通光缆的耐磨性；另外，实施例1至实施例3样品的磨损量依次减少，这与实施例中耐磨层厚度依次增加对应，由此可见耐磨层厚度增加有助于提升护套耐磨性。
38.本发明对照现有技术的有益效果是：1、光缆采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶挤制橡胶保护层，以及设计了柔性非金属加强层，使光缆具有优良的物理和机械性能，特别是抗拉性能和抗反复弯曲性能优异。
39.2、光缆采用特制的石墨烯耐磨涂料耐磨层，使光缆具备优异的耐磨性能。
40.3、光缆结构紧凑，外径小重量轻，能满足多种敷设条件需求；且光缆采用全介质结构设计，电磁屏蔽抗干扰性强。
41.4、光缆采用全干式阻水设计，不但满足阻水性能要求，而且进一步节省光缆开剥后接头清洁时间，提升了施工效率，且更加环保。
42.当然，以上结合实施方式对本发明做了详细说明，只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，因此，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：具有光传输单元层（1）、橡胶护层（2）、柔性非金属加强层（3）、内护层（4）和耐磨层（5）；上述光传输单元层（1）具有一根或多根光纤组成；上述橡胶护层（2）设置在光传输单元层（1）的外表面；上述柔性非金属加强层（3）包覆在橡胶护层（2）的外表面上；上述内护层（4）设置在柔性非金属加强层（3）的外表面上；上述耐磨层（5）涂覆在内护层（4）的外表面上。2.根据权利要求 1 所述的一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：所述橡胶护层（2）由热塑性聚氨酯弹性体橡胶通过挤出成型；上述的橡胶护层（2）和光传输单元层（1）之间间隙（6）内填充干式阻水粉末，填充比例为该间隙（6）空间的40%-60%。3.根据权利要求 1 所述的一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：所述的柔性非金属加强层（3）主要由多根芳纶纱以单向绞合方式绕包在橡胶护层（2）的外表面上，芳纶纱规格和数量根据客户对光缆的拉力需求设定；上述的柔性非金属加强层（3）和橡胶护层（2）之间交叉绕放两根阻水纱（7）进行阻水。4.根据权利要求 1 所述的一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：所述内护层（4）由聚乙烯塑料通过挤出成型；上述内护层（4）下面放置一根或多根撕裂绳（8）。5.根据权利要求 1 所述的一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：所述耐磨层（5）由石墨烯耐磨涂料，利用静电喷涂装置均匀涂覆在内护层（4）外表面上，其厚度为0.1-0.3mmm，涂覆后在线进行烘干处理，烘干温度60-65℃，烘干时间10-15秒。6.根据权利要求 5所述的一种耐磨耐反复弯曲特种光缆，其特征在于：所述耐磨层（5）的石墨烯耐磨涂料，其制备方法如下：按重量份计，包括下列组成：水16-25份，石墨烯6-14份，丙二醇4-6份，聚四氟乙烯20-40份，苯乙烯系嵌段共聚物1-2份，丙烯酸流平剂1-2份，固化剂0.4-0.7份；将石墨烯加入水溶液中，采用γ射线照射进行氧化处理，照射时间为25-40小时，再在溶液中按比例加入聚四氟乙烯，利用超声分散2-3小时，最后在混合溶液中按比例加入丙二醇、苯乙烯系嵌段共聚物、丙烯酸流平剂、固化剂，再进行充分搅拌，搅拌时间10-20分钟，再升温至95-100℃，待温度达到后再静置反应时间5-10分钟。

技术总结

本发明涉及光纤光缆技术领域，尤其是涉及一种耐磨耐反复弯曲特种光缆。其特征在于：具有光传输单元层、橡胶护层、柔性非金属加强层、内护层和耐磨层；上述光传输单元层具有一根或多根光纤；上述橡胶护层设置在光传输单元层的外表面；上述柔性非金属加强层包覆在橡胶护层的外表面上；上述内护层设置在柔性非金属加强层的外表面上；上述耐磨层涂覆在内护层的外表面上。该光缆具有耐磨和耐反复弯曲特性，可应用于控制连接线、机器人机械手、智能数控机床等，特别是工业环境下频繁摩擦和反复弯曲场合使用；同时光缆采用全介质材料设计，电磁屏蔽抗干扰性强。抗干扰性强。抗干扰性强。