CN106710710B - 光电混合电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电混合电缆及其制备方法，所述光电混合电缆从内到外依次包括总缆芯、总屏蔽层、抗压层、总阻燃层和总护套层；所述缆芯包括光缆、同轴射频电缆和输电电缆；所述总缆芯和总屏蔽层之间填充有阻水填充膏和相变材料柱；通过本发明制备的光电混合电缆不仅具有优异阻燃性和不延燃性；燃烧时发烟量非常少，不产生有毒气体，不产生腐蚀性气体，而且同时具有耐高低温性能好，耐腐蚀性能好，耐水性、耐臭氧、耐老化和屏蔽性能优异等特点。

Description

光电混合电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆，具体涉及一种光电混合电缆及其制备方法。
背景技术
随着通信事业的飞速发展，光纤光缆及电线电缆的应用日益增多。光电复合缆或者说光电综合缆或光电混合缆的使用可以使电、光直接入户，运营商不需要另外申请电力负荷，因此，越来越被运营商所青睐。然而现有的光电复合缆主要存在以下问题：(1)防火阻燃性能差，在火灾中，由于光电混合缆起火蔓延而释放出的腐蚀性及有毒气体、产生的大量烟雾等所造成的“二次灾害”，已引起人们的重视，因此有关部门对电缆防火、阻燃等特性的要求也越来越高，不仅要求电缆线路具有高的可靠性，而且要求它对周围环境的安全性。GB50217-94《电力工程电缆设计规范》已把采用阻燃电缆、耐火电缆等作为电缆防火的重要措施，明确规定在某些场所应选用阻燃电缆或其它类型的防火电缆。(2)采用的填充物不环保，温度低时凝固，温度高时蒸发，室内使用时或伸入到窒内的线缆中油膏溢出，造成环境污染(3)现有的光电复合缆的结构普遍存在着抗拉抗压性能差的缺点，授权公告号为CN20136795Y，授权公告日为2009年9月6日的中国专利说明书公开了一种光电混合缆的结构，包括外护套、加强芯、一组馈电线、光缆、主填充绳和四根副填充绳，馈电线、光缆及主填充绳的直径相当且围成容纳加强芯的容置区，馈电线、光缆及主填充绳与外护套围成四个副填充绳的容置区，馈电线、光缆及主、副填充绳绞合在加强芯上构成混合缆缆芯，该结构在混合缆受到挤压的时候，馈电线、光缆及主填充绳首先受力且受力最大，由于光缆中的光纤质脆，因此该结构的混合缆抗压性能差，在混合缆受到径向挤压的时候容易损坏。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种光电混合电缆，所述光电混合电缆从内到外依次包括总缆芯、总屏蔽层、抗压层、总阻燃层和总护套层；所述缆芯包括光缆、同轴射频电缆和输电电缆；所述总缆芯和总屏蔽层之间填充有阻水填充膏和相变材料柱；
其中，所述光缆包括位于光缆中心的多根纤芯、位于光缆外部的光缆屏蔽层、位于光缆屏蔽层外的光缆加强层、位于光缆加强层外的光缆护套层和填充在多根纤芯与光缆屏蔽层之间的阻水填充膏；
所述同轴射频电缆从内到外依次为单根的镀银铜线、同轴射频电缆绝缘层、编织层、相变材料层和同轴射频电缆护套层；
所述输电电缆包括位于输电电缆中心的铜导体、位于铜导体周围的多根加强芯、位于输电电缆外部的输电电缆阻燃层、位于输电电缆阻燃层外的输电电缆护套层、以及在铜导体与输电电缆阻燃层之间填充的吸热材料。
优选的是，所述总屏蔽层包括由内而外的铝塑复合膜屏蔽层Ⅰ、镀锡铜丝屏蔽层Ⅰ、铝塑复合膜屏蔽层Ⅱ和镀锡铜丝屏蔽层Ⅱ；所述光缆屏蔽层包括由内而外的铝塑复合膜屏蔽层和由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层；所述加强芯由磷化钢丝和包覆在磷化钢丝外表面的加强芯包覆层构成。
优选的是，所述相变材料层包括沿同轴射频电缆长度方向排列设置的多个环形弹性密封空腔；所述空腔由导热硅胶围合而成；所述空腔内填充有相变材料；所述相变材料柱包括沿电缆径向排列设置的多个密封空腔柱体；所述密封空腔柱体由导热硅胶制成；所述密封空腔柱体内填充有相变材料。
本发明还提供一种上述的光电混合电缆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、采用多根纤芯绞合成光缆纤芯，然后在光缆纤芯外包覆阻水填充膏，接着采用重叠绕包形成光缆屏蔽层和光缆加强层，然后采用挤出工艺在光缆加强层外包覆光缆护套层，制成光缆；所述光缆加强层为芳纶纤维层；
步骤二、采用挤出工艺在镀银铜线外包覆同轴射频电缆绝缘层，将镀银芳纶丝编织于同轴射频电缆绝缘层的外部以形成编织层；然后将相变材料层包覆于编制层上，采用挤出工艺在相变材料层外包覆同轴射频电缆护套层，制成同轴射频电缆；
步骤三、以铜导体为中心，在铜导体周围布置多根加强芯，然后在加强芯与铜导体的间隙填充吸热材料，接着采用双层挤出工艺形成输电电缆阻燃层和输电电缆护套层，制成输电电缆；
步骤四、将光缆、同轴射频电缆和输电电缆合股成总缆芯；然后在总缆芯间隙内填充阻水填充膏，在阻水膏内包裹相变材料柱；接着采用重叠绕包形成总屏蔽层和抗压层，然后采用双层挤出工艺形成总阻燃层和总护套层，制成光电混合电缆；所述抗压层为双层镀锌钢带间隙绕包而成，且位于内侧的镀锌钢带的间隙为位于外侧的镀锌钢带覆盖，此镀锌钢带的间隙率不大于镀锌钢带带宽的50％。
优选的是，所述阻水填充膏的制备方法为：按重量份，将聚醋酸乙烯酯5～10份和酚醛树脂3～5份加入到30～50份甲基硅油中，搅拌后加入改性淀粉3～5份和凹凸棒土1～3份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐1～3份、丙烯酸钠3～5份和三聚氰胺1～3份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚1～3份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇1～3份和烷基水杨酸钼1～3份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到阻水填充膏；所述改性淀粉的制备方法为：按重量份，取淀粉20～25份加入到80～100份1.5mol/L的盐酸溶液中，在70℃下搅拌3小时，然后过滤，将过滤后的淀粉用电子束进行辐照，得到改性淀粉；所述电子束的能量为20～30MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为500～1500kGy/h，辐照剂量为500～2500kGy。
优选的是，所述总护套层、光缆护套层、同轴射频电缆护套层和输电电缆护套层均采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将40～50份乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物、5～10份丁苯橡胶、5～8份聚丙烯纤维、1～5份聚丙烯酸甲脂和5～8份改性凹凸棒土加入双辊开炼机中混合，在140～150℃温度下混炼5～10分钟，然后加入1～5份防老剂、1～3份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、2～5份补强剂、1～5份氢氧化镁、0.5～1份苯基硅油、5～8份色母粒、1～3份环烷酸铋、1～3份重量比为1:3的乙酰基柠檬酸三正丁酯和己二酸二异癸酯、1～3份辛癸酸二亚甲基锡，在120～135℃温度下混炼5～10分钟，然后加入0.5～1.5份三烯丙基异氰尿酸酯、1～3份柠檬酸三丁酯，混合，在140～150℃温度下混炼10～20分钟，然后在室温下静储12～24小时，之后再于室温下返炼10～15分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在120～140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压1.5～2MeV，束流20～100mA，剂量50～200kGy，速度为200～800m/min。
优选的是，所述乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50～80份、羧甲基纤维素20～30份、丙烯酸甲酯3～5份、苯乙烯10～15份、0.01～0.1份过氧化氢异丙苯、0.05～0.1份醋酸锑、甲苯50～100份、水100～150份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至20～40MPa、温度60～75℃下的条件下反应5～8小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物。
优选的是，所述改性凹凸棒土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入20～30份凹凸棒土、10～15份甲苯、10～20份N,N-二甲基甲酰胺和20～30份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至20～40MPa、温度50～60℃下的条件下反应1～3小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的凹凸棒土；按重量份，取10～15份硅烷偶联剂改性的凹凸棒土、25～50份质量分数为10％的戊二醛溶液和20～25份羧甲基纤维素，在温度50～65℃下的条件下搅拌反应1～3小时，然后加入10～20份单宁酸、5～10份二乙烯基苯，搅拌1～3小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性凹凸棒土。
优选的是，所述相变材料柱和相变材料层内的相变材料为为50℃-90℃固-液相变材料。
本发明至少包括以下有益效果：通过本发明制备的电缆料不仅具有优异阻燃性和不延燃性；燃烧时发烟量非常少，不产生有毒气体，不产生腐蚀性气体，而且同时具有耐高低温性能好，耐腐蚀性能好，耐水性、耐臭氧、耐老化和屏蔽性能优异等特点。阻水填充膏可用于填充光缆松套管间的空气隙，或填充多导体电线电缆缆芯里的空气隙，或填充上述结构的组合以及任何其它电缆光缆元件的间隙，以防止水或其它流体流入或迁移到光缆电缆里；对光电缆内外护套以及其它相接触的材料具有良好的相容性，为光电缆提供良好的抗压、阻水、阻燃、防潮、缓冲等作用，从而提高光电缆产品的质量。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
图1为本发明的光电混合电缆的截面结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图1示出了本发明的一种光电混合电缆，所述光电混合电缆从内到外依次包括总缆芯、总屏蔽层1、抗压层2、总阻燃层3和总护套层4；所述缆芯包括光缆5、同轴射频电缆6和输电电缆7；所述总缆芯和总屏蔽层1之间填充有阻水填充膏8和相变材料柱9；
其中，所述光缆5包括位于光缆中心的多根纤芯501、位于光缆外部的光缆屏蔽层502、位于光缆屏蔽层502外的光缆加强层503、位于光缆加强层503外的光缆护套层504和填充在多根纤芯501与光缆屏蔽层502之间的阻水填充膏505；
所述同轴射频电缆6从内到外依次为单根的镀银铜线601、同轴射频电缆绝缘层602、编织层603、相变材料层604和同轴射频电缆护套层605；
所述输电电缆7包括位于输电电缆中心的铜导体701、位于铜导体701周围的多根加强芯702、位于输电电缆外部的输电电缆阻燃层703、位于输电电缆阻燃层703外的输电电缆护套层704、以及在铜导体与输电电缆阻燃层之间填充的吸热材料705，吸热材料采用本领域常用的吸热材料，吸热材料可以吸收输电电缆铜导体产生的热量。
本发明使用光缆增加传输速度，使用同轴缆满足电缆的高频中如电子对抗的需求，加入导线满足机舱带电的要求，由于光纤具有传输快和重量小的特点，本同轴射频电缆能传输高频信号，导线能传电，因此本发明的光电混合缆满足各自不同功能的需求；将光和电的有机整合，减小布线面积，适用于面积较小设备的通讯和导航。
在另一种技术方案中，所述总屏蔽层1包括由内而外的铝塑复合膜屏蔽层Ⅰ、镀锡铜丝屏蔽层Ⅰ、铝塑复合膜屏蔽层Ⅱ和镀锡铜丝屏蔽层Ⅱ；所述光缆屏蔽层包括由内而外的铝塑复合膜屏蔽层和由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层；所述加强芯702由磷化钢丝和包覆在磷化钢丝外表面的加强芯包覆层构成，采用这种技术方案增加了光电混合缆的屏蔽性能和抗拉抗压性能。
在另一种技术方案中，所述相变材料层包括沿同轴射频电缆长度方向排列设置的多个环形弹性密封空腔；所述空腔由导热硅胶围合而成；所述空腔内填充有相变材料；所述相变材料柱包括沿电缆径向排列设置的多个密封空腔柱体；所述密封空腔柱体由导热硅胶制成；所述密封空腔柱体内填充有相变材料。所述相变材料柱和相变材料层内的相变材料为为50℃-90℃固-液相变材料。采用这种技术方案，光电混合缆输电过程中由于电阻产生热量，相变材料吸收热量并发生相变，其实质是相变材料储存了热量，降低了光电混合缆的发热，采用将相变材料放置在导热硅胶制成的密封空腔柱体内可防止电缆意外破裂相变材料的流出。
实施例1：
一种上述的光电混合电缆的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、采用多根纤芯绞合成光缆纤芯，然后在光缆纤芯外包覆阻水填充膏，接着采用重叠绕包形成光缆屏蔽层和光缆加强层，然后采用挤出工艺在光缆加强层外包覆光缆护套层，制成光缆；所述光缆加强层为芳纶纤维层；
步骤二、采用挤出工艺在镀银铜线外包覆同轴射频电缆绝缘层，将镀银芳纶丝编织于同轴射频电缆绝缘层的外部以形成编织层；然后将相变材料层包覆于编制层上，采用挤出工艺在相变材料层外包覆同轴射频电缆护套层，制成同轴射频电缆；
步骤三、以铜导体为中心，在铜导体周围布置多根加强芯，然后在加强芯与铜导体的间隙填充吸热材料，接着采用双层挤出工艺形成输电电缆阻燃层和输电电缆护套层，制成输电电缆；
步骤四、将光缆、同轴射频电缆和输电电缆合股成总缆芯；然后在总缆芯间隙内填充阻水填充膏，在阻水膏内包裹相变材料柱；接着采用重叠绕包形成总屏蔽层和抗压层，然后采用双层挤出工艺形成总阻燃层和总护套层，制成光电混合电缆；所述抗压层为双层镀锌钢带间隙绕包而成，且位于内侧的镀锌钢带的间隙为位于外侧的镀锌钢带覆盖，此镀锌钢带的间隙率不大于镀锌钢带带宽的50％；
所述阻水填充膏的制备方法为：按重量份，将聚醋酸乙烯酯5份和酚醛树脂3份加入到30份甲基硅油中，搅拌后加入改性淀粉3份和凹凸棒土1份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐1份、丙烯酸钠3份和三聚氰胺1份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚1份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇1份和烷基水杨酸钼1份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到阻水填充膏；所述改性淀粉的制备方法为：按重量份，取淀粉20份加入到80份1.5mol/L的盐酸溶液中，在70℃下搅拌3小时，然后过滤，将过滤后的淀粉用电子束进行辐照，得到改性淀粉；所述电子束的能量为20MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为500kGy/h，辐照剂量为500kGy，该实施例制备的阻水填充膏：闪点＞200℃、滴点＞200℃、氧化诱导期(190℃)≥60min、膨胀温度起始温度130-140℃，终了温度165-180℃，膨胀倍率大于50％，锥入度361 1/10mm、析油0％、酸值0.24mg KOH/g，析氢值(80℃、24h)0.006μl/g，氧指数45％；烟密度：有焰50，无焰110，具有良好的阻水和阻燃性能。
实施例2：
所述阻水填充膏的制备方法为：按重量份，将聚醋酸乙烯酯10份和酚醛树脂5份加入到50份甲基硅油中，搅拌后加入改性淀粉5份和凹凸棒土3份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐3份、丙烯酸钠5份和三聚氰胺3份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚3份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇3份和烷基水杨酸钼3份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到阻水填充膏；所述改性淀粉的制备方法为：按重量份，取淀粉25份加入到100份1.5mol/L的盐酸溶液中，在70℃下搅拌3小时，然后过滤，将过滤后的淀粉用电子束进行辐照，得到改性淀粉；所述电子束的能量为30MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为1500kGy/h，辐照剂量为2500kGy；
其余过程和参数与实施例1的完全相同。该实施例制备的阻水填充膏：闪点＞200℃、滴点＞200℃、氧化诱导期(190℃)≥60min、膨胀温度起始温度130-140℃，终了温度165-180℃，膨胀倍率大于50％，锥入度360 1/10mm、析油0％、酸值0.23mg KOH/g，析氢值(80℃、24h)0.008μl/g，氧指数43％；烟密度：有焰58，无焰121，具有良好的阻水和阻燃性能。
实施例3：
所述阻水填充膏的制备方法为：按重量份，将聚醋酸乙烯酯6份和酚醛树脂4份加入到40份甲基硅油中，搅拌后加入改性淀粉4份和凹凸棒土2份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐2份、丙烯酸钠4份和三聚氰胺2份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚2份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇2份和烷基水杨酸钼2份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到阻水填充膏；所述改性淀粉的制备方法为：按重量份，取淀粉22份加入到90份1.5mol/L的盐酸溶液中，在70℃下搅拌3小时，然后过滤，将过滤后的淀粉用电子束进行辐照，得到改性淀粉；所述电子束的能量为25MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为1000kGy/h，辐照剂量为2000kGy；
其余过程和参数与实施例1的完全相同。该实施例制备的阻水填充膏：闪点＞200℃、滴点＞200℃、氧化诱导期(190℃)≥60min、膨胀温度起始温度130-140℃，终了温度165-180℃，膨胀倍率大于50％，锥入度365 1/10mm、析油0％、酸值0.25mg KOH/g，析氢值(80℃、24h)0.008μl/g，氧指数47％；烟密度：有焰52，无焰116，具有良好的阻水和阻燃性能。
实施例4：
所述总护套层、光缆护套层、同轴射频电缆护套层和输电电缆护套层均采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将40份乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物、5份丁苯橡胶、5份聚丙烯纤维、1份聚丙烯酸甲脂和5份改性凹凸棒土加入双辊开炼机中混合，在140℃温度下混炼5分钟，然后加入1份防老剂、1份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、2份补强剂、1份氢氧化镁、0.5份苯基硅油、5份色母粒、1份环烷酸铋、1份重量比为1:3的乙酰基柠檬酸三正丁酯和己二酸二异癸酯、1份辛癸酸二亚甲基锡，在120℃温度下混炼5分钟，然后加入0.5份三烯丙基异氰尿酸酯、1份柠檬酸三丁酯，混合，在140℃温度下混炼10分钟，然后在室温下静储12小时，之后再于室温下返炼10分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在120℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压1.5MeV，束流20mA，剂量50kGy，速度为200m/min；所述乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50份、羧甲基纤维素20份、丙烯酸甲酯3份、苯乙烯10份、0.01份过氧化氢异丙苯、0.05份醋酸锑、甲苯50份、水100份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至20MPa、温度60℃下的条件下反应5小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物；
其余过程和参数与实施例1的完全相同，该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为35Mpa；氧指数45％；烟密度：有焰55，无焰125；体积电阻率1.55×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的阻燃和抗老化性能。
实施例5：
所述总护套层、光缆护套层、同轴射频电缆护套层和输电电缆护套层均采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将50份乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物、10份丁苯橡胶、8份聚丙烯纤维、5份聚丙烯酸甲脂和8份改性凹凸棒土加入双辊开炼机中混合，在150℃温度下混炼10分钟，然后加入5份防老剂、3份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、5份补强剂、5份氢氧化镁、1份苯基硅油、8份色母粒、3份环烷酸铋、3份重量比为1:3的乙酰基柠檬酸三正丁酯和己二酸二异癸酯、3份辛癸酸二亚甲基锡，在135℃温度下混炼10分钟，然后加入1.5份三烯丙基异氰尿酸酯、3份柠檬酸三丁酯，混合，在150℃温度下混炼20分钟，然后在室温下静储24小时，之后再于室温下返炼15分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压2MeV，束流100mA，剂量200kGy，速度为800m/min；所述乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物80份、羧甲基纤维素30份、丙烯酸甲酯5份、苯乙烯15份、0.1份过氧化氢异丙苯、0.1份醋酸锑、甲苯100份、水150份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至40MPa、温度75℃下的条件下反应8小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物；
其余过程和参数与实施例1的完全相同，该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为37Mpa；氧指数46％；烟密度：有焰53，无焰120；体积电阻率1.5×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的阻燃和抗老化性能。
实施例6：
所述总护套层、光缆护套层、同轴射频电缆护套层和输电电缆护套层均采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将60份乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物、8份丁苯橡胶、6份聚丙烯纤维、2份聚丙烯酸甲脂和6份改性凹凸棒土加入双辊开炼机中混合，在145℃温度下混炼8分钟，然后加入3份防老剂、2份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、3份补强剂、3份氢氧化镁、0.8份苯基硅油、6份色母粒、2份环烷酸铋、2份重量比为1:3的乙酰基柠檬酸三正丁酯和己二酸二异癸酯、2份辛癸酸二亚甲基锡，在125℃温度下混炼8分钟，然后加入1.份三烯丙基异氰尿酸酯、3份柠檬酸三丁酯，混合，在145℃温度下混炼15分钟，然后在室温下静储18小时，之后再于室温下返炼12分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在130℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压1.8MeV，束流80mA，剂量100kGy，速度为400m/min；所述乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份、羧甲基纤维素25份、丙烯酸甲酯4份、苯乙烯12份、0.05份过氧化氢异丙苯、0.03份醋酸锑、甲苯80份、水120份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至30MPa、温度70℃下的条件下反应6小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物；
其余过程和参数与实施例1的完全相同，该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为38Mpa；氧指数50％；烟密度：有焰45，无焰112；体积电阻率1.6×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的阻燃和抗老化性能。
实施例7：
所述改性凹凸棒土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入20份凹凸棒土、10份甲苯、10份N,N-二甲基甲酰胺和20份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至20MPa、温度50℃下的条件下反应1小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的凹凸棒土；按重量份，取10份硅烷偶联剂改性的凹凸棒土、25份质量分数为10％的戊二醛溶液和20份羧甲基纤维素，在温度50℃下的条件下搅拌反应1小时，然后加入10份单宁酸、5份二乙烯基苯，搅拌1小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性凹凸棒土。
其余过程和参数与实施例6的完全相同，该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为45Mpa；氧指数52％；烟密度：有焰43，无焰121；体积电阻率1.58×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的阻燃和抗老化性能。
实施例8：
所述改性凹凸棒土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入30份凹凸棒土、15份甲苯、20份N,N-二甲基甲酰胺和30份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至40MPa、温度60℃下的条件下反应3小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的凹凸棒土；按重量份，取15份硅烷偶联剂改性的凹凸棒土、50份质量分数为10％的戊二醛溶液和25份羧甲基纤维素，在温度65℃下的条件下搅拌反应3小时，然后加入20份单宁酸、10份二乙烯基苯，搅拌3小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性凹凸棒土。
其余过程和参数与实施例6的完全相同，该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为46Mpa；氧指数51％；烟密度：有焰44，无焰119；体积电阻率1.56×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的阻燃和抗老化性能。
实施例9：
所述改性凹凸棒土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入25份凹凸棒土、12份甲苯、15份N,N-二甲基甲酰胺和25份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至30MPa、温度55℃下的条件下反应2小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的凹凸棒土；按重量份，取12份硅烷偶联剂改性的凹凸棒土、35份质量分数为10％的戊二醛溶液和22份羧甲基纤维素，在温度60℃下的条件下搅拌反应2小时，然后加入15份单宁酸、8份二乙烯基苯，搅拌3小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性凹凸棒土。
其余过程和参数与实施例6的完全相同，该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为47Mpa；氧指数53％；烟密度：有焰43，无焰116；体积电阻率1.58×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的阻燃和抗老化性能。
为了说明本发明的效果，提供对比例如下：
对比例1:
将乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物替换为本领域常用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其他过程和工艺参数与实施例6中的完全相同。
将对比例1制备的护套层的粒料进行性能检测数据：拉伸强度为23Mpa；氧指数30％；烟密度：有焰60，无焰140；体积电阻率0.9×1014Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验。但是阻燃性能差。
对比例2：
将改性凹凸棒土替换为凹凸棒土，其他过程和工艺参数与实施例6中的完全相同。
将对比例2制备的护套层的粒料进行性能检测数据：拉伸强度为26Mpa；氧指数32％；烟密度：有焰60，无焰145；体积电阻率1×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验。但是力学强度差，阻燃性能不佳。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种光电混合电缆，其特征在于，所述光电混合电缆从内到外依次包括总缆芯、总屏蔽层、抗压层、总阻燃层和总护套层；所述缆芯包括光缆、同轴射频电缆和输电电缆；所述总缆芯和总屏蔽层之间填充有阻水填充膏和相变材料柱；
其中，所述光缆包括位于光缆中心的多根纤芯、位于光缆外部的光缆屏蔽层、位于光缆屏蔽层外的光缆加强层、位于光缆加强层外的光缆护套层和填充在多根纤芯与光缆屏蔽层之间的阻水填充膏；
所述同轴射频电缆从内到外依次为单根的镀银铜线、同轴射频电缆绝缘层、编织层、相变材料层和同轴射频电缆护套层；
所述输电电缆包括位于输电电缆中心的铜导体、位于铜导体周围的多根加强芯、位于输电电缆外部的输电电缆阻燃层、位于输电电缆阻燃层外的输电电缆护套层、以及在铜导体与输电电缆阻燃层之间填充的吸热材料。
2.如权利要求1所述的光电混合电缆，其特征在于，所述总屏蔽层包括由内而外的铝塑复合膜屏蔽层Ⅰ、镀锡铜丝屏蔽层Ⅰ、铝塑复合膜屏蔽层Ⅱ和镀锡铜丝屏蔽层Ⅱ；所述光缆屏蔽层包括由内而外的铝塑复合膜屏蔽层和由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层；所述加强芯由磷化钢丝和包覆在磷化钢丝外表面的加强芯包覆层构成。
3.如权利要求1所述的光电混合电缆，其特征在于，所述相变材料层包括沿同轴射频电缆长度方向排列设置的多个环形弹性密封空腔；所述空腔由导热硅胶围合而成；所述空腔内填充有相变材料；所述相变材料柱包括沿电缆径向排列设置的多个密封空腔柱体；所述密封空腔柱体由导热硅胶制成；所述密封空腔柱体内填充有相变材料。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的光电混合电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、采用多根纤芯绞合成光缆纤芯，然后在光缆纤芯外包覆阻水填充膏，接着采用重叠绕包形成光缆屏蔽层和光缆加强层，然后采用挤出工艺在光缆加强层外包覆光缆护套层，制成光缆；所述光缆加强层为芳纶纤维层；
步骤二、采用挤出工艺在镀银铜线外包覆同轴射频电缆绝缘层，将镀银芳纶丝编织于同轴射频电缆绝缘层的外部以形成编织层；然后将相变材料层包覆于编制层上，采用挤出工艺在相变材料层外包覆同轴射频电缆护套层，制成同轴射频电缆；
步骤三、以铜导体为中心，在铜导体周围布置多根加强芯，然后在加强芯与铜导体的间隙填充吸热材料，接着采用双层挤出工艺形成输电电缆阻燃层和输电电缆护套层，制成输电电缆；
步骤四、将光缆、同轴射频电缆和输电电缆合股成总缆芯；然后在总缆芯间隙内填充阻水填充膏，在阻水填充膏内包裹相变材料柱；接着采用重叠绕包形成总屏蔽层和抗压层，然后采用双层挤出工艺形成总阻燃层和总护套层，制成光电混合电缆；所述抗压层为双层镀锌钢带间隙绕包而成，且位于内侧的镀锌钢带的间隙为位于外侧的镀锌钢带覆盖，此镀锌钢带的间隙率不大于镀锌钢带带宽的50％。
5.如权利要求4所述的光电混合电缆的制备方法，其特征在于，所述阻水填充膏的制备方法为：按重量份，将聚醋酸乙烯酯5～10份和酚醛树脂3～5份加入到30～50份甲基硅油中，搅拌后加入改性淀粉3～5份和凹凸棒土1～3份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐1～3份、丙烯酸钠3～5份和三聚氰胺1～3份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚1～3份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇1～3份和烷基水杨酸钼1～3份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到阻水填充膏；所述改性淀粉的制备方法为：按重量份，取淀粉20～25份加入到80～100份1.5mol/L的盐酸溶液中，在70℃下搅拌3小时，然后过滤，将过滤后的淀粉用电子束进行辐照，得到改性淀粉；所述电子束的能量为20～30MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为500～1500kGy/h，辐照剂量为500～2500kGy。
6.如权利要求4所述的光电混合电缆的制备方法，其特征在于，所述总护套层、光缆护套层、同轴射频电缆护套层和输电电缆护套层均采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将40～50份乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物、5～10份丁苯橡胶、5～8份聚丙烯纤维、1～5份聚丙烯酸甲脂和5～8份改性凹凸棒土加入双辊开炼机中混合，在140～150℃温度下混炼5～10分钟，然后加入1～5份防老剂、1～3份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、2～5份补强剂、1～5份氢氧化镁、0.5～1份苯基硅油、5～8份色母粒、1～3份环烷酸铋、1～3份重量比为1:3的乙酰基柠檬酸三正丁酯和己二酸二异癸酯、1～3份辛癸酸二亚甲基锡，在120～135℃温度下混炼5～10分钟，然后加入0.5～1.5份三烯丙基异氰尿酸酯、1～3份柠檬酸三丁酯，混合，在140～150℃温度下混炼10～20分钟，然后在室温下静储12～24小时，之后再于室温下返炼10～15分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在120～140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压1.5～2MeV，束流20～100mA，剂量50～200kGy，速度为200～800m/min。
7.如权利要求6所述的光电混合电缆的制备方法，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50～80份、羧甲基纤维素20～30份、丙烯酸甲酯3～5份、苯乙烯10～15份、0.01～0.1份过氧化氢异丙苯、0.05～0.1份醋酸锑、甲苯50～100份、水100～150份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至20～40MPa、温度60～75℃下的条件下反应5～8小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-纤维素共聚物。
8.如权利要求6所述的光电混合电缆的制备方法，其特征在于，所述改性凹凸棒土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入20～30份凹凸棒土、10～15份甲苯、10～20份N,N-二甲基甲酰胺和20～30份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至20～40MPa、温度50～60℃下的条件下反应1～3小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的凹凸棒土；按重量份，取10～15份硅烷偶联剂改性的凹凸棒土、25～50份质量分数为10％的戊二醛溶液和20～25份羧甲基纤维素，在温度50～65℃下的条件下搅拌反应1～3小时，然后加入10～20份单宁酸、5～10份二乙烯基苯，搅拌1～3小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性凹凸棒土。
9.如权利要求4所述的光电混合电缆的制备方法，其特征在于，所述相变材料柱和相变材料层内的相变材料为为50℃-90℃固-液相变材料。
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