CN105223666A - 一种抗辐射阻燃耐水火光缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗辐射阻燃耐水火光缆，包含光纤单元、光纤单元保护层、抗辐射层、绕包层、抗拉单元和外护套，所述光纤单元、光纤单元保护层、抗辐射层、绕包层、抗拉单元和外护套由内到外依次设置，抗辐射层采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料，绕包层采用煅烧型云母带，外护套采用低烟无卤耐油阻燃聚烯烃材料。本发明采用独特的聚四氟乙烯弹性体材料，保证了光纤暴漏在高辐射剂量环境下，仍能有良好的衰减传输性、采用低烟无卤辐照交联聚烯烃材料，保证光缆具有良好的耐油、热稳定性、阻燃性能，解决了高辐照环境下可以采用光缆代替通信电缆的难题。

Description

一种抗辐射阻燃耐水火光缆

技术领域

本发明涉及一种抗辐射阻燃耐水火光缆，特别是一种战略核潜艇专用的抗辐射阻燃耐水火光缆。

背景技术

目前，随着信息技术的发展，传统的采用传输信号的通信电缆越来越受到环境条件的影响，例如电磁干扰等常见的军事影响手段不断干扰电缆的信号传输，从而造成电缆传输性能下降，严重影响关键系统性能。因此采用光信号传输代替电信号传输，是完美解决电磁干扰的方案，并且信号传输更快，更加准确。

潜艇类军事单位长期行驶与水下，对重量的要求很苛刻，采用光缆代替电缆，重量更轻，节省重量和空间，可以为推进装置提供更大动力保证。核反应堆周围长期存在γ射线，会破环光纤涂层，造成光缆传输性能失效。战略核潜艇用抗辐射阻燃耐火光缆工作场合如下：高温、高辐射，潮湿，空间狭小，传输信号质量要求高等恶劣环境。因此对光缆的结构设计、各种外被材料组合有更高的要求。因此需要一种抗辐射阻燃耐水火光缆来应用于战略核潜艇。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗辐射阻燃耐水火光缆。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种抗辐射阻燃耐水火光缆，其特征在于：包含光纤单元、光纤单元保护层、抗辐射层、绕包层、抗拉单元和外护套，所述光纤单元、光纤单元保护层、抗辐射层、绕包层、抗拉单元和外护套由内到外依次设置，抗辐射层采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料，绕包层采用煅烧型云母带，外护套采用低烟无卤耐油阻燃聚烯烃材料。

进一步地，所述光纤单元包含若干光纤、柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层和阻水芳纶，所述柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层包裹在光纤的外侧，包覆柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层的若干光纤和阻水芳纶同心绞合。

进一步地，所述包覆柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层的若干光纤和阻水芳纶同心绞合的节径比为15倍。

进一步地，所述光纤单元保护层为低烟无卤聚烯烃隔氧料。

进一步地，所述抗拉单元采用高强度不锈钢合金丝编织网。

进一步地，所述外护套的低烟无卤耐油阻燃聚烯烃采用挤出工艺包覆在绕包层外侧。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：一种抗辐射阻燃耐水火光缆结构简单、生产方便，采用独特的聚四氟乙烯弹性体材料，保证了光纤暴漏在高辐射剂量环境下，仍能有良好的衰减传输性、采用低烟无卤辐照交联聚烯烃材料，保证光缆具有良好的耐油、热稳定性、阻燃性能，解决了高辐照环境下可以采用光缆代替通信电缆的难题，经过实验室模拟和实际运行证明，该光缆可以完全满足潜艇环境和性能要求，达到行业内领先水平，具有很好的实用价值和推广价值。

附图说明

图1是本发明的一种抗辐射阻燃耐水火光缆的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图所示，本发明的一种抗辐射阻燃耐水火光缆，包含光纤单元、光纤单元保护层4、抗辐射层5、绕包层6、抗拉单元7和外护套8，光纤单元、光纤单元保护层4、抗辐射层5、绕包层6、抗拉单元7和外护套8由内到外依次设置，抗辐射层5采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料，绕包层6采用煅烧型云母带，外护套8采用低烟无卤耐油阻燃聚烯烃材料。

光纤单元包含若干光纤1、柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层2和阻水芳纶3，柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层2包裹在光纤1的外侧，包覆柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层2的若干光纤1和阻水芳纶3同心绞合。包覆柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层2的若干光纤1和阻水芳纶3同心绞合的节径比为15倍。光纤单元保护层4为低烟无卤聚烯烃隔氧料。抗拉单元7采用高强度不锈钢合金丝编织网。外护套8的低烟无卤耐油阻燃聚烯烃采用挤出工艺包覆在绕包层外侧。

光纤1材料上采用有反射层的涂覆单模二氧化硅，结构上采用对弯曲不敏感的低损耗单模光纤。该类光纤具有在较小的弯曲半径下，具有优异的传输性能，可以满足潜艇狭小环境的要求。并且光纤的可以经受0.69GPa的筛选应力不断裂。该类光纤在短距离传输情况下，衰减非常缓慢。柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层2性能要求：抗拉强度≥9.0MPa，断裂伸长率≥140%，柔软，洁净度低，在温水（65℃）中可以固化，后收缩力低，保障光纤在弯曲过程中不裸露在环境中。将包覆柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层2的光纤1以节径比为15倍与阻水芳纶3同心绞合在一起，形成光纤单元。此加工过程中的的光纤1放线张力很关键，保证光纤1在绞合中不能收到外力发生衰减增大，也要注意牵引轮的稳定性，避免牵引力不稳造成衰减在不同段长生产偏移。

光纤单元保护层4采用的低烟无卤聚烯烃隔氧料具有优异的机械性能，具有高的氧指数，可以达到45，烟指数≤15，卤素含量＜0.1%。材料通过挤塑机挤出在阻水芳纶与紧套光纤表面，不会与柔软低烟无卤聚烯烃和阻水芳纶发生粘连。抗辐射层5采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料，为保证光纤单元在高辐射的环境下，能够正常传输信号，需要可以吸收γ射线的材料对光纤单元进行保护。经过大量试验验证，乙烯-四氟乙烯共聚物可以完全满足指标要求。可以实现在剂量率0.5Gy/s，总剂量100辐照下，光功率减少控制在5dB内。

绕包层6采用煅烧型云母带，它不含结晶水，熔点１３７５℃，不融化，在火焰灼烧下，会产生硬壳，保护内部的光纤免受火焰直接灼烧，安全裕度大，耐高温性能高。抗拉单元7采用高强度不锈钢合金丝编织网，采用的高强度不锈钢合金丝，强度可以达到1GPa，并且伸长率小于5%。并且采用合金丝编织在缆芯表面的结构，既可以实现光缆具有优异的柔软度，也使光缆具有极强的纵向抗拉伸性能。外护套8采用低烟无卤耐油阻燃聚烯烃材料，耐温等级必须在-35℃～90℃之间，这样能承受昼夜温差的变化，同时也能够在酷暑的夏天和严寒的冬天使用，具有良好的耐紫外线和抗臭氧性能，这样能保证在长期日晒环境下，护套不会快速老化产生开裂，从而提高光缆的使用寿命，具备良好的耐矿物油和燃料油性能，适应长期与油接触的环境，具备优异的阻燃和低毒性能。

这样，传统的光缆都是通过纵包皱纹钢带实现耐火，该类光缆具有弯曲半径大，柔软度差等特点，本发明通过采用低烟无卤聚烯烃隔氧料与煅烧型云母带结合的方式实现耐火，并且在原有的基础上更进一步提高标准要求，可以满足BS6387规定的750℃燃烧15敏后，再淋水15min，光纤附加衰减小于4dB,非常适用于高温与低温的不断的环境。采用新型航空材料乙烯-四氟乙烯共聚物新型材料，作为防辐射层，该材料可以耐受10⁸rad的辐照射线剂量，本身材料的抗拉强度和断裂伸长率不会发生大的变化。经过不断摸索，设计出该材料的加工工艺，通过合理的控制模套温度，调配对模距离为厚度的2倍，采取40倍的拉伸比设计线速度，可以很好的保证防辐射层的外观光洁度和物理机械性能。护套材料选用的高阻燃辐照型交联聚烯烃，为试提高护套的热稳定性，达到优异的耐气候和耐湿热性能，需要通过辐照实现护套材料交联，从线性大分子转变为网状大分子，因此辐照的加工工艺非常关键。辐照剂量的大小会直接造成材料交联程度不够或者交联过度。交联度可以通过热延伸进行测试，交联程度不够，会使热稳定性能下降，过交联会使护套抗拉强度增大，伸长率降低，最终会使耐气候性能下降。因此经过探索，采取辐照剂量为15~18rad时，可以实现护套机械性能最优化。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种抗辐射阻燃耐水火光缆，其特征在于：包含光纤单元、光纤单元保护层、抗辐射层、绕包层、抗拉单元和外护套，所述光纤单元、光纤单元保护层、抗辐射层、绕包层、抗拉单元和外护套由内到外依次设置，抗辐射层采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料，绕包层采用煅烧型云母带，外护套采用低烟无卤耐油阻燃聚烯烃材料。

2.按照权利要求1所述的一种抗辐射阻燃耐水火光缆，其特征在于：所述光纤单元包含若干光纤、柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层和阻水芳纶，所述柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层包裹在光纤的外侧，包覆柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层的若干光纤和阻水芳纶同心绞合。

3.按照权利要求2所述的一种抗辐射阻燃耐水火光缆，其特征在于：所述包覆柔软型低烟无卤聚烯烃包覆层的若干光纤和阻水芳纶同心绞合的节径比为15倍。

4.按照权利要求1所述的一种抗辐射阻燃耐水火光缆，其特征在于：所述光纤单元保护层为低烟无卤聚烯烃隔氧料。

5.按照权利要求1所述的一种抗辐射阻燃耐水火光缆，其特征在于：所述抗拉单元采用高强度不锈钢合金丝编织网。

6.按照权利要求1所述的一种抗辐射阻燃耐水火光缆，其特征在于：所述外护套的低烟无卤耐油阻燃聚烯烃采用挤出工艺包覆在绕包层外侧。