CN106125216B - 一种高等级阻燃耐火光缆 - Google Patents

一种高等级阻燃耐火光缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高等级阻燃耐火光缆，其包括层绞式缆芯，层绞式缆芯外包覆有一层双面合成云母带层，双面合成云母带层外包覆有钢塑复合带层，钢塑复合带层外挤塑低烟无卤内护套，低烟无卤内护套外设置至少一层铠装层，铠装层外设有耐火层和低烟无卤外护套，低烟无卤内护套和低烟无卤外护套均为低烟无卤陶瓷化聚烯烃，低烟无卤陶瓷化聚烯烃包括60‑70％的基体聚烯烃和30‑40％助剂，其中，助剂包括：增塑剂、白炭黑、3％微囊化红磷、硅氧烷、15‑28％气相阻燃剂、5‑7％特种阻燃剂。陶瓷化聚烯烃是无卤高氧指数的护套料，经过高温燃烧时，很容易发生陶瓷化，形成一层致密的保护层，从而阻隔火焰和热传递，使光纤免受高温破坏。

Description

一种高等级阻燃耐火光缆
技术领域
本发明涉及通信光缆领域，具体涉及一种高等级阻燃耐火光缆。
背景技术
近年来，伴随着“宽带中国”战略的深化落实和信息化战略的积极推进，网络已成为我国十分重要的信息传输途径。众所周知，光纤是信息化进程中最核心原件，为了使光纤能够广泛的应用于各领域，提高光纤的保护等级已成为光缆研发的重要目标，因此阻燃耐火光缆应用而生，阻燃耐火光缆能够保证在发生火灾的情况下，光缆可以继续使用，减少财物和人员损失。怎样充分发挥光缆各种材料的性能，达到国内外阻燃耐火标准，提高阻燃耐火性能，是阻燃耐火光缆发展的关键。
发生火灾的时候，普通光缆的光纤很容易受到破坏，失去作用，甚至有可能会发生较大的灾难。现在常用的几种传统阻燃耐火光缆，这种传统的阻燃耐火光缆主要是通过普通耐火材料层层包裹光纤，使光纤免受高温或火焰破坏的一种光缆。最常用的耐火光缆一般采用普通云母带和耐火材料，普通云母带不能够有效的阻隔热传递，热量会随着时间的推移，逐渐深入到光纤和其他材料，光纤很容易受热导致光纤衰减变化大，造成光缆很难长时间保持光纤通信的通畅性，失去传递信息的能力，所以已经不能单方面靠普通低烟无卤材料和普通云母带来维持耐火性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种高等级阻燃耐火光缆，本发明的光缆分发挥各种材料的性能，达到国内外阻燃耐火标准，提高阻燃耐火性能，是一种能够广泛应用于地铁、轨道交通等领域的新型光缆。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种高等级阻燃耐火光缆，其包括层绞式缆芯，所述层绞式缆芯包括设置在中心的加强件，所述中心加强件外周设有若干直径相等的套管和/填充绳，所述套管中套设光纤，所述套管内部填充纤膏或阻水纱；其特征在于，
所述层绞式缆芯外包覆有一层双面合成云母带层，所述双面合成云母带层外包覆有钢塑复合带层，所述钢塑复合带层外挤塑低烟无卤内护套，所述低烟无卤内护套外设置至少一层铠装层，所述铠装层外设有耐火层，所述耐火层外挤塑低烟无卤外护套；
所述耐火层由至少两层云母带和至少三层阻燃耐火材料组成，所述云母带为基质，在云母带上覆有阻燃耐火材料的混合浆料，经过烘烤、固化后形成耐火云母带，耐火云母带作为耐火层至少能够耐1100℃高温；
所述低烟无卤内护套和低烟无卤外护套均为低烟无卤陶瓷化聚烯烃，按照质量百分比计，所述低烟无卤陶瓷化聚烯烃包括60-70％的基体聚烯烃和30-40％助剂，其中，所述助剂包括：增塑剂、白炭黑、3％微囊化红磷、硅氧烷、15-28％气相阻燃剂、5-7％特种阻燃剂；
所述微囊化红磷为纳米级别阻燃剂，所述微囊化红磷的目数为1500-3000目；
所述气相阻燃剂包括氢氧化镁和氢氧化铝；
所述特种阻燃剂为玻璃微球与硅油复合物。
优选地，所述耐火层的厚度为0.12-0.20mm。
优选地，所述钢塑复合带层为高温膜钢塑复合带或低温膜钢塑复合带，钢塑复合带搭接宽度为0.5-0.6mm。
优选地，所述低烟无卤内护套的壁厚为0.8-1.5mm，挤塑所述低烟无卤内护套时螺杆的压缩比为1.8-2.5。
优选地，所述铠装层为镀锌钢丝绕包一层或两层，所述镀锌钢丝的直径为0.8-1.5mm。
优选地，所述低烟无卤外护套的壁厚为1.5-2.5mm。
优选地，所述中心加强件为玻璃纤维增强塑料。
优选地，所述套管为PBT套管、MPP套管或PC套管。
11.优选地，所述填充绳为发泡PE或发泡EVA。
本发明的有益效果是:
(1)本发明低烟无卤内护套和低烟无卤外护套均选用低烟无卤陶瓷化聚烯烃材料，陶瓷化聚烯烃是一种无卤高氧指数的护套料，主要成分包括基体聚烯烃和大量助剂；助剂主要包括增塑剂，白炭黑，微囊化红磷，硅氧烷和气相阻燃剂以及特种阻燃剂，微囊化红磷是一种类纳米级别的阻燃剂，添加量一般在3％，微囊化是为了增加红磷和聚烯烃之间的相容性；侧链硅氧烷主要是通过形成硅酸盐类起作用；气象阻燃剂包括氢氧化镁和氢氧化铝，添加量一般不超过28％；特种阻燃剂是玻璃微球与硅油复合物，体积非常轻，内部为空心，此种阻燃剂添加量一般5％-7％，燃烧时玻璃微球膨胀吸热，形成硅酸盐化弹性体，此种材料粘度大，容易设计成不同壁厚规格的内护，在经过高温燃烧时，很容易发生陶瓷化，形成一层致密的保护层，从而阻隔火焰和热传递，使光纤免受高温破坏。
(2)本发明的阻燃耐火光缆选用新型环保的阻燃耐火带和低烟无卤陶瓷化聚烯烃护套料，此阻燃耐火带采用2层或更多层基质+3层或更多层阻燃耐火材料的结构组合，至少能够耐1100℃高温，隔热性能优良，能够充分用于不同结构阻燃耐火光缆。选用的陶瓷化聚烯烃是一种无卤高氧指数的护套料，粘度大，容易设计成不同壁厚规格的内护，此料在经过高温燃烧时，很容易发生陶瓷化，形成一层致密的保护层，从而阻隔火焰和热传递，使光纤免受高温破坏。
(3)本发明的高等级阻燃耐火光缆的结构新颖，采用两层阻燃耐火带包覆、两层不同材料铠装层和两层高氧指数护套料阻隔火焰传递，即6层三类别阻火隔热模式，达到协同阻燃耐火，此缆结构从外到里，层层阻燃，外护可吸收大部分热量，耐火带进一步阻隔火焰和热量，铠装层可把火焰完全阻隔，剩余的热量到达内护，内护发生陶瓷化，吸收大量的热量，使得光纤受热量减少，光纤可长时间保持光通性。
(4)本发明的高等级阻燃耐火光缆的缆芯外部设置一层0.12-0.20mm的双面合成云母带，缆芯外包裹一层钢塑复合带，复合带搭接宽度采用0.5-0.6mm，挤塑一层壁厚0.8-1.5mm低烟无卤陶瓷化聚烯烃内护，螺杆选用压缩比1.8-2.5螺杆，此低烟无卤陶瓷化聚烯烃是一种基于聚烯烃材料，通过添加各种有效添加物制备的高阻燃护套料。内护外用0.8-1.5mm细圆钢丝设置一层或两层铠装层。铠装层外设置一层耐火带，耐火带外包覆一层壁厚1.5-2.5mm高氧指数护套料。考虑到钢塑复合带在成型过程中的张力，选用6字模，能够很好的减小成型张力，增加包覆效果和搭接效果，增强阻火能力。考虑到内护套料是高粘度护套料，需要选用合适的挤出螺杆和挤压式模具，选择特殊的挤压式模具可使光缆表面光滑，成型密度增大，有效吸热体积增加，增强阻燃耐火性能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图；
其中，1-加强件，2-套管(填充绳)，3-纤膏(阻水纱)，4-双面合成云母带层，5-钢塑复合带层，6-低烟无卤内护套，7-铠装层，8-耐火层，9-低烟无卤外护套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参照图1所示，本实施例中公开了一种高等级阻燃耐火光缆，其包括层绞式缆芯，上述层绞式缆芯包括设置在中心的加强件1，上述中心加强件1外周设有若干直径相等的套管2和/填充绳，上述套管2中套设光纤，上述套管2内部填充纤膏或阻水纱，即上述填充纤膏3或阻水纱填充套管2中与光纤之间的间隙，上述光纤的种类和数量根据实际光缆设计而定，此处不作限制。
在本实施例中，上述中心加强件1为玻璃纤维增强塑料；上述套管为PBT套管、MPP套管或PC套管；上述填充绳为发泡PE或发泡EVA。
在其它实施例中，上述层绞式缆芯的结构还可以是其它结构，根据实际光缆功能设计。
为了有效提高上述光缆的阻燃耐火性能，本实施例中采用两层阻燃耐火带包覆、两层不同材料铠装层和两层高氧指数护套料阻隔火焰传递，即6层三类别阻火隔热模式，达到协同阻燃耐火，此缆结构从外到里，层层阻燃，外护可吸收大部分热量，耐火带进一步阻隔火焰和热量，铠装层可把火焰完全阻隔，剩余的热量到达内护，内护发生陶瓷化，吸收大量的热量，使得光纤受热量减少，光纤可长时间保持光通性。
具体结构为：上述层绞式缆芯外包覆有一层双面合成云母带层4，上述双面合成云母带层4外包覆有钢塑复合带层5，上述钢塑复合带层5外挤塑低烟无卤内护套6，上述低烟无卤内护套6外设置至少一层铠装层7，上述铠装层7外设有耐火层8，上述耐火层8外挤塑低烟无卤外护套9。
上述耐火层8由至少两层云母带和至少三层阻燃耐火材料组成，上述云母带为基质，在云母带上覆有阻燃耐火材料的混合浆料，经过烘烤、固化后形成耐火云母带，耐火云母带作为耐火层至少能够耐1100℃高温。
本实施例中的光缆的工艺设计合理，缆芯外部设置一层0.12-0.20mm的双面合成云母带，缆芯外包裹一层钢塑复合带，复合带搭接宽度采用0.5-0.6mm，挤塑一层壁厚0.8-1.5mm低烟无卤陶瓷化聚烯烃内护，螺杆选用压缩比1.8-2.5螺杆，此低烟无卤陶瓷化聚烯烃是一种基于聚烯烃材料，通过添加各种有效添加物制备的高阻燃护套料。内护外用0.8-1.5mm细圆钢丝设置一层或两层铠装层。铠装层外设置一层耐火带，耐火带外包覆一层壁厚1.5-2.5mm高氧指数护套料。考虑到钢塑复合带在成型过程中的张力，选用6字模，能够很好的减小成型张力，增加包覆效果和搭接效果，增强阻火能力。考虑到内护套料是高粘度护套料，需要选用合适的挤出螺杆和挤压式模具，选择特殊的挤压式模具可使光缆表面光滑，成型密度增大，有效吸热体积增加，增强阻燃耐火性能。
上述低烟无卤内护套6和上述低烟无卤外护套9均为低烟无卤陶瓷化聚烯烃。
陶瓷化聚烯烃是一种无卤高氧指数的护套料，按照质量百分比计，上述低烟无卤陶瓷化聚烯烃包括60-70％的基体聚烯烃和30-40％助剂，其中，上述助剂包括：增塑剂、白炭黑、3％微囊化红磷、硅氧烷、15-28％气相阻燃剂、5-7％特种阻燃剂；上述微囊化红磷为纳米级别阻燃剂，上述微囊化红磷的目数为1500-3000目；上述气相阻燃剂包括氢氧化镁和氢氧化铝；上述特种阻燃剂为玻璃微球与硅油复合物。
上述增塑剂、白炭黑、硅氧烷的用量根据常用的护套料调节，这里不作限制。
微囊化红磷是一种类纳米级别的阻燃剂，添加量一般在3％，微囊化是为了增加红磷和聚烯烃之间的相容性；侧链硅氧烷主要是通过形成硅酸盐类起作用；气象阻燃剂包括氢氧化镁和氢氧化铝，添加量一般不超过28％；特种阻燃剂是玻璃微球与硅油复合物，体积非常轻，内部为空心，此种阻燃剂添加量一般5％-7％，燃烧时玻璃微球膨胀吸热，形成硅酸盐化弹性体，此种材料粘度大，容易设计成不同壁厚规格的内护，在经过高温燃烧时，很容易发生陶瓷化，形成一层致密的保护层，从而阻隔火焰和热传递，使光纤免受高温破坏。
上述阻燃耐火光缆选用新型环保的阻燃耐火带和低烟无卤陶瓷化聚烯烃护套料，此阻燃耐火带采用2层或更多层基质+3层或更多层阻燃耐火材料的结构组合，至少能够耐1100℃高温，隔热性能优良，能够充分用于不同结构阻燃耐火光缆。选用的陶瓷化聚烯烃是一种无卤高氧指数的护套料，粘度大，容易设计成不同壁厚规格的内护，此料在经过高温燃烧时，很容易发生陶瓷化，形成一层致密的保护层，从而阻隔火焰和热传递，使光纤免受高温破坏。
上述光缆能够通过阻燃耐火性能测试的国际标准IEC60331-11/25和BS6387全部测试条件，甚至在其他性能方面远远高出标准。低烟无卤护套料主要选择低烟无卤陶瓷化聚烯烃，高温灼伤时，能够进行陶瓷化，形成一种致密的硬质保护层，阻隔热传递和火焰传递。此光缆可广泛应用于地铁、轨道交通等重要场所。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种高等级阻燃耐火光缆，其包括层绞式缆芯，所述层绞式缆芯包括设置在中心的加强件，所述中心加强件外周设有若干直径相等的套管和/填充绳，所述套管中套设光纤，所述套管内部填充纤膏或阻水纱；其特征在于，
所述层绞式缆芯外包覆有一层双面合成云母带层，所述双面合成云母带层外包覆有钢塑复合带层，所述钢塑复合带层外挤塑低烟无卤内护套，所述低烟无卤内护套外设置至少一层铠装层，所述铠装层外设有耐火层，所述耐火层外挤塑低烟无卤外护套；
所述耐火层由至少两层云母带和至少三层阻燃耐火材料组成，所述云母带为基质，在云母带上覆有阻燃耐火材料的混合浆料，经过烘烤、固化后形成耐火云母带，耐火云母带作为耐火层至少能够耐1100℃高温；
所述低烟无卤内护套和低烟无卤外护套均为低烟无卤陶瓷化聚烯烃，按照质量百分比计，所述低烟无卤陶瓷化聚烯烃包括60-70％的基体聚烯烃和30-40％助剂，其中，所述助剂包括：增塑剂、白炭黑、3％微囊化红磷、硅氧烷、15-28％气相阻燃剂、5-7％特种阻燃剂；
所述微囊化红磷为纳米级别阻燃剂，所述微囊化红磷的目数为1500-3000目；
所述气相阻燃剂包括氢氧化镁和氢氧化铝；
所述特种阻燃剂为玻璃微球与硅油复合物。
2.根据权利要求1所述的高等级阻燃耐火光缆，其特征在于，所述耐火层的厚度为0.12-0.20mm。
3.根据权利要求1所述的高等级阻燃耐火光缆，其特征在于，所述钢塑复合带层为高温膜钢塑复合带或低温膜钢塑复合带，钢塑复合带搭接宽度为0.5-0.6mm。
4.根据权利要求1所述的高等级阻燃耐火光缆，其特征在于，所述低烟无卤内护套的壁厚为0.8-1.5mm，挤塑所述低烟无卤内护套时螺杆的压缩比为1.8-2.5。
5.根据权利要求1所述的高等级阻燃耐火光缆，其特征在于，所述铠装层为镀锌钢丝绕包一层或两层，所述镀锌钢丝的直径为0.8-1.5mm。
6.根据权利要求1所述的高等级阻燃耐火光缆，其特征在于，所述低烟无卤外护套的壁厚为1.5-2.5mm。
7.根据权利要求1所述的高等级阻燃耐火光缆，其特征在于，所述中心加强件为玻璃纤维增强塑料。
8.根据权利要求1所述的高等级阻燃耐火光缆，其特征在于，所述套管为PBT套管、MPP套管或PC套管。
9.根据权利要求1所述的高等级阻燃耐火光缆，其特征在于，所述填充绳为发泡PE或发泡EVA。
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