CN106981331A - 一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械技术领域，涉及一种电缆，特别是一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆。所述电缆由内到外依次设置有缆心、内护套以及外护套，其中，缆心内填充有阻水油膏，与电缆埋设地中的水分之间形成隔膜。所述阻水油膏包括如下重量份数的组分：石蜡基油：20‑30份环烷基油：50‑60份有机稠化剂：5‑10份气相二氧化硅：3‑6份分油抑制剂：3‑5份膨胀微球颗粒：3‑8份硅酸铝盐矿物颗粒：1‑3份抗氧剂：0.05‑1份。在其缆心中内填充阻水油膏，极大的提高电缆的防水性能，降低了电缆的密度，同时有效的改善了电缆的阻抗性能，进而提高了电缆的使用寿命。

Description

一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种电缆，特别是一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆。

背景技术

随着光通信技术的高速发展，有线通信网的骨干网和局间中继线路已普遍使用光缆，光纤进入接入网已成为必然趋势。

现有的数据电缆包括十字形骨架以及设置在十字形骨架外部的护套，多组绞合的线对分别设置在骨架对应的安装槽内，这样结构的数据电缆在使用时，各组线对的相对位置容易窜位，抗串音干扰性能较弱，影响电缆的使用寿命。且电缆的防水性能同样会影响电缆的使用寿命。

在电缆缆芯中填充阻水油膏以提高电缆的阻水性能，是目前国内外电缆生产中最为普遍的做法，它不仅起着防水防潮的密封作用，同时在电缆制造和使用期间起着缓冲作用，提高其传输稳定性和可靠性。热膨胀油膏是新一代光缆防水填充油膏，是一种更先进的光缆防水保护材料。热膨胀油膏与挤塑机高温机头挤出的护套料充分接触，遇热后膨胀，能够使光缆内的空隙全部被膨胀起来的油膏填满。热膨胀油膏遇热膨胀之后是不可逆的，水份不可能再进入光缆，从而起到完全阻水作用。用热膨胀阻水油膏成缆时不必涂覆饱满，因为热膨胀阻水油膏在护套时就已经膨胀起来，将余下的空隙填满。目前，普遍使用的遇水膨胀油膏是一种亲水性光缆填充油膏，它不断地吸收周围的潮气和水份，并将潮气和水份带入光缆内；而热膨胀油膏是一种疏水性的填充油膏，对光缆的防水保护更可靠、更科学。中国专利申请(公开号：CN101788705A)公布了一种“一种低密度高流动性光缆填充油膏”，使用普通填充油膏主料和中空纳米玻璃微球以及塑料膨胀微球复合制备填充油膏，该填充油膏具有优异的流动性、较低的质量密度，充填方便、质量可靠。但是其使用的塑料膨胀微球膨胀倍率低、膨胀不均匀，影响了产品的最终阻水性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提供了一种阻水能力良好，能有效提高其使用寿命的电缆。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，由内到外依次设置有缆心、内护套以及外护套，其中，缆心内填充有阻水油膏，与电缆埋设地中的水分之间形成隔膜。

在上述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆中，所述缆心内设置有十字骨架，将缆心分割成四个区域，每个区域内设置有缆线，其中，阻水油膏填充在每根缆线外侧与十字骨架的边线所组成的空间中。

在上述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆中，每个填充空间由一条内护套的圆弧和两条十字骨架的边线组成的封闭空间。

在上述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆中，每一根缆线包括：

两根导线管；

绝缘层，包裹于两根导线管的外侧，并将两根导线管捆绑设置。

在上述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆中，外护套与内护套之间设置一层铝箔，其中，铝箔和外护套之间填充一层芳纶纱。

在上述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆中，芳纶纱层中设置有地线。

在上述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆中，导线管选用铜管材质。

在上述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆中，所述阻水油膏包括如下重量份数的组分：

石蜡基油：20-30份

环烷基油：50-60份

有机稠化剂：5-10份

气相二氧化硅：3-6份

分油抑制剂：3-5份

膨胀微球颗粒：3-8份

硅酸铝盐矿物颗粒：1-3份

抗氧剂：0.05-1份。

通过环烷基油和石蜡基油的合理复配，使得体系内的烷烃和环烷烃处于合适的含量范围，优势互补，表现出良好的稳定性能；基础油与稠化剂通过氢键、分子间的范德华力和吸附力结合在一起，这个体系不稳定，时间长了，油就出从胶体分散结构中分离出来，本发明使用的基础油与有机稠化剂以及气相二氧化硅(无机稠化剂)配合使用，油与稠化剂的结合性良好，形成的体系稳定性高。加有膨胀微球颗粒的油膏遇热后膨胀，使光缆内的空隙被膨胀起来的油膏填满，水份不可能再进入光缆，从而起到完全阻水作用，本发明所选用的膨胀微球颗粒与体系分散相容性良好，膨胀均匀倍率高，尤其在硅酸铝盐矿物颗粒的促进下，形成的气泡大小微细均匀，配合上述基础油、稠化剂等，形成的阻水油膏闪点、滴点、析油量等性能优于现有技术，制备得到的电缆防水性能优异。

作为优选，所述石蜡基油和环烷基油的质量比为1：(2-2.5)。石蜡基油一般含烷烃超过50％,其粘度指数高、倾点高、密度小、胶质含量低；而环烷基油环烷烃含量超过50％,其性能恰恰与石蜡基油相反。一个好的基础油其组成应有一适当的范围,它取决于各种性能的综合平衡,当石蜡基油和环烷基油的质量比为1：(2-2.5)时，基础油中烷烃、环烷烃组成范围合适，由其制备的阻水油膏产品综合了石蜡基和环烷基油膏的性能优势，相对掩盖了两类产品的缺点，具有优良的氧化安定性、胶体结构稳定性、不收缩、体系不分油等特性。

作为优选，所述有机稠化剂和气相二氧化硅的质量比为(1-1.8)：1。气相二氧化硅表面具有很多高活性的硅羟基，不同粒子间通过其表面的硅羟基产生氢键作用，形成一个二氧化硅网络，使体系的流动性受到限制，粘度增加，起到增稠的作用；在受到剪切力的作用时，二氧化硅网络受到破坏，导致体系粘度下降，发生触变效应，有利于施工。一旦剪切力消失，氢键重新形成，二氧化硅网络又重新恢复，体系的粘度也逐渐回升，从而体现出触变性。但是因气相二氧化硅表面残留硅羟基，具有亲水性，形成的油膏体系抗水性稍差。与有机稠化剂复合使用，制得的产品性能综合了两类稠化剂的优点，克服了各自的弱点。

作为优选，所述有机稠化剂为聚甲基丙烯酸酯(PMA)和乙烯-丙烯共聚物(OCP)以质量比为1:(1-2)形成的复合物。PMA低温性能特别好，降凝作用显著，还兼具一定的分散作用，但是其稠化能力和剪切性较差，不适合单独使用作为稠化剂；OCP的稠化能力和剪切稳定性较好，但是低温泵送性较差，OCP与PMA酯型降凝剂的复合，可以有效中和二者的优缺点，优势互补，使得制备的产品性能最佳。

作为优选，所述的分油抑制剂为橡胶嵌段聚合物，包括苯乙烯-乙烯丙烯嵌段聚合物(SEP)、苯乙烯-乙烯丁烯嵌段聚合物(SEB)、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段聚合物(SEBS)中的一种或两种。分油抑制剂的加入增大了稠化剂和基础油间的相互作用力，使混合体系稳定存在，油分离现象降低。

作为优选，所述膨胀微球颗粒以烷烃类气体为核，以丙烯腈、偏氯乙烯、甲基丙烯酸酯的共聚物为壳。丙烯腈、偏氯乙烯、甲基丙烯酸酯的质量比为1:1：(1-1.5)。丙烯腈具有一定结晶性，单独使用丙烯腈作为膨胀微球颗粒的外壳能使颗粒外壳的强度和致密性提高，但是塑性略显不够，而偏氯乙烯的加入则在一定程度上破坏了丙烯腈的结晶，可增加共聚物的热塑性，使膨胀微球颗粒在热膨胀时稳定性和膨胀倍率有所增强。而甲基丙烯酸酯作为一个功能单体加入，使得共聚物的交联密度增加，进一步提高了膨胀微球颗粒的热膨胀稳定性。同时，含有聚甲基丙烯酸酯的膨胀微球颗粒与有机稠化剂中的聚甲基丙烯酸酯表面相容性良好，使微球均匀分散，从而进一步提高稳定性和膨胀倍率。

作为优选，硅酸铝盐矿物颗粒尺寸＜2μm，硅酸铝盐矿物颗粒尺寸越小，分散性能越好，均匀地发挥促进膨胀的效果，使膨胀气泡大小微细均匀，提高膨胀倍数。

作为优选，所述的抗氧剂为苯胺类抗氧剂，包括N-苯基-1-萘胺，N-苯基-2-萘胺、N,N’-二芳基对苯二胺、N,N’-二芳基丁基对苯二胺等。

所述的阻水油膏可以通过以下方法制得：按所述重量份数准备所需原料；将称取好的分油抑制剂置于石蜡基油和环烷基油中，升温至130-160℃保温搅拌60-90min，加入抗氧剂，继续搅拌30-60min；将温度降至90-110℃，加入有机稠化剂和气相二氧化硅保温充分搅拌60-90min；降温至70-80℃之间，加入剩余原料，并充分搅拌150-180min，得到预混物，将预混物均质研磨、真空脱气后既得最终产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)提供具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，在其缆心中内填充阻水油膏，极大的提高电缆的防水性能，降低了电缆的密度，同时有效的改善了电缆的阻抗性能，进而提高了电缆的使用寿命；

(2)提供的具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，在缆心中设置十字骨架，在内外护套、芳纶纱层和铝箔的包覆下，使得电缆的结构更加稳固，屏蔽电缆被紧固的堡垒保护，克服了直埋、架空和海洋灯恶劣环境中电缆不能正常传输的问题，另外，电缆的频率可以扩展到500MHz。

附图说明

图1是本发明一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆的截面示意图。

图中，100、缆心；200、内护套；300、外护套；400、油性介质；500、十字骨架；600、缆线；610、导线管；620、绝缘层；700、铝箔；800、芳纶纱。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实例。

实施例1

按所述重量份数准备所需原料：

石蜡基油：25份

环烷基油：50份

聚甲基丙烯酸酯：5份

乙烯-丙烯共聚物：5份

气相二氧化硅：6份

SEP：3份

膨胀微球颗粒：4份

硅酸铝盐矿物颗粒：2份

N-苯基-1-萘胺：0.05份。

将称取好的SEP置于石蜡基油和环烷基油中，升温至140℃保温搅拌70min，加入N-苯基-1-萘胺，继续搅拌40min；将温度降至95℃，加入聚甲基丙烯酸酯和乙烯-丙烯共聚物和气相二氧化硅保温充分搅拌70min；降温至80℃之间，加入剩余原料，并充分搅拌150min，得到预混物，将预混物均质研磨、真空脱气后既得最终阻水油膏。

实施例2

按所述重量份数准备所需原料：

石蜡基油：20份

环烷基油：50份

聚甲基丙烯酸酯：4份

乙烯-丙烯共聚物：5份

气相二氧化硅：6份

SEB：4份

膨胀微球颗粒：5份

硅酸铝盐矿物颗粒：1份

N-苯基-2-萘胺：1份。

将称取好的SEB置于石蜡基油和环烷基油中，升温至160℃保温搅拌60min，加入N-苯基-2-萘胺，继续搅拌30min；将温度降至100℃，加入聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物和气相二氧化硅保温充分搅拌70min；降温至80℃之间，加入剩余原料，并充分搅拌150min，得到预混物，将预混物均质研磨、真空脱气后既得最终阻水油膏。

实施例3

按所述重量份数准备所需原料：

石蜡基油：22份

环烷基油：53份

聚甲基丙烯酸酯：3份

乙烯-丙烯共聚物：6份

气相二氧化硅：5份

SEBS：4份

膨胀微球颗粒：5份

硅酸铝盐矿物颗粒：2份

N,N’-二芳基丁基对苯二胺：0.05-1份。

将称取好的SEBS置于石蜡基油和环烷基油中，升温至160℃保温搅拌70min，加入N,N’-二芳基丁基对苯二胺，继续搅拌40min；将温度降至110℃，加入聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物和气相二氧化硅保温充分搅拌70min；降温至80℃之间，加入剩余原料，并充分搅拌160min，得到预混物，将预混物均质研磨、真空脱气后既得最终阻水油膏。

实施例4

按所述重量份数准备所需原料：

石蜡基油：28份

环烷基油：60份

聚甲基丙烯酸酯：3份

乙烯-丙烯共聚物：3份

气相二氧化硅：4份

SEP：2份

SEB：1份

膨胀微球颗粒：6份

硅酸铝盐矿物颗粒：3份

N,N’-二芳基对苯二胺：0.07份。

将称取好的SEP、SEB置于石蜡基油和环烷基油中，升温至140℃保温搅拌70min，加入N,N’-二芳基对苯二胺，继续搅拌40min；将温度降至110℃，加入聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物和气相二氧化硅保温充分搅拌80min；降温至80℃之间，加入剩余原料，并充分搅拌160min，得到预混物，将预混物均质研磨、真空脱气后既得最终阻水油膏。

对比例1

按所述重量份数准备所需原料：

石蜡基油：44份

环烷基油：44份

聚甲基丙烯酸酯：3份

乙烯-丙烯共聚物：3份

气相二氧化硅：4份

SEP：2份

SEB：1份

膨胀微球颗粒：6份

硅酸铝盐矿物颗粒：3份

N,N’-二芳基对苯二胺：0.07份。

环烷基油和石蜡基油的质量比与实施例4中的有所不同，其它原料和步骤与实施例4相同。

对比例2

按所述重量份数准备所需原料：

石蜡基油：28份

环烷基油：60份

聚甲基丙烯酸酯：6份

气相二氧化硅：3份

SEP：2份

SEB：1份

膨胀微球颗粒：6份

硅酸铝盐矿物颗粒：3份

N,N’-二芳基对苯二胺：0.07份。

相对于实施例4中的原料，对比例2中的有机稠化剂仅为聚甲基丙烯酸酯，且有机稠化剂与气相二氧化硅的质量比2:1，其它原料和制备步骤与实施例4相同。

对比例3

石蜡基油：28份

环烷基油：60份

聚甲基丙烯酸酯：3份

乙烯-丙烯共聚物：3份

气相二氧化硅：4份

SEP：2份

SEB：1份

膨胀微球颗粒：6份

N,N’-二芳基对苯二胺：0.07份。

相对于实施例4中的原料，对比例2中没有添加硅酸铝盐矿物颗粒，其它原料与步骤与实施例4相同

将实施例1-4和对比例1-3的阻水油膏按YD839-2000方法进行检测，指标如表1所示：

表1实施例1-4和对比例1-3的阻水油膏性能

将实施例1-4和对比例1-3的阻水油膏填充至电缆中，所述的填充方法为本领域的常规方法。获得的填充电缆阻水性能按GB/T 2951.13-2008方法进行检测，如下表所示：

表2填充实施例1-4和对比例1-3阻水油膏的电缆性能

由上述测试结果可知，本发明中的各种组分相互作用，形成优势互补，制备的阻水油膏各项性能优异，填充有该阻水油膏的电缆阻水和抗拉性能良好。

本发明提供的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，如图1所示，其由内到外依次设置有缆心100、内护套200以及外护套300，其中，缆心100内填充有油性介质400，与电缆埋设地中的水分之间形成隔膜，使之无法进入缆心100中，提高电缆的防水性能。优选地，油性介质400可选用油渍材料。

本发明提供的具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆中，在其缆心100中内填油性介质400，极大的提高电缆的防水性能，同时有效的改善了电缆的阻抗性能，降低了导体的介电系数，进而提高了电缆的使用寿命。

优选地，如图1所示，缆心100内设置有十字骨架500，将缆心100分割成四个区域，每个区域内设置有缆线600，其中，油性介质400填充在每根缆线600外侧与十字骨架500的边线所组成的空间中，用以支撑缆心100的强度，且防止相邻两根缆线600之间发生串音。

优选地，如图1所示，每个填充空间由一条内护套200的圆弧和两条十字骨架500的边线组成的封闭空间，防止填充内的油渍不在相邻两封闭空间内流串，提高缆线600的清洁度。

优选地，如图1所示，每一根缆线600包括：两根导线管610；绝缘层620，包裹于两根导线管610的外侧，并将两根导线管610捆绑设置，加强缆线600的信号，并且能够有效的屏蔽外界干扰信号，起到较好的绝缘效果。优选地，导线管610选用铜管。

优选地，如图1所示，外护套300与内护套200之间设置一层铝箔700，其中，铝箔700和外护套300之间填充一层芳纶纱800，通过铝箔700和芳纶纱800有效的改善产品的抗拉伸强度。

优选地，如图1所示，芳纶纱800层中设置有地线900，作为接地使用，提高电缆的安全性。

本发明提供的具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，在缆心100中设置十字骨架500，内置填充油性介质400，并在内外护套300、芳纶纱800层和铝箔700的包覆下，使得电缆的结构更加稳固，屏蔽电缆被紧固的堡垒保护，克服了直埋、架空和海洋灯恶劣环境中电缆不能正常传输的问题，另外，电缆的频率可以扩展到550MHz。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。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各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，所述电缆由内到外依次设置有缆心、内护套以及外护套，其中，缆心内填充有阻水油膏，与电缆埋设地中的水分之间形成隔膜。

2.根据权利要求1所述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，所述缆心内设置有十字骨架，将缆心分割成四个区域，每个区域内设置有缆线，其中，阻水油膏填充在每根缆线外侧与十字骨架的边线所组成的空间中。

3.根据权利要求2所述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，每个填充空间由一条内护套的圆弧和两条十字骨架的边线组成的封闭空间。

4.根据权利要求2所述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，每一根缆线包括：

两根导线管；

绝缘层，包裹于两根导线管的外侧，并将两根导线管捆绑设置。

5.根据权利要求1所述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，外护套与内护套之间设置一层铝箔，与铝面接触有一根排流线，其中，铝箔和外护套之间填充一层抗拉的芳纶纱。

6.根据权利要求1或2所述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，所述阻水油膏包括如下重量份数的组分：

石蜡基油：20-30份

环烷基油：50-60份

有机稠化剂：5-10份

气相二氧化硅：3-6份

分油抑制剂：3-5份

膨胀微球颗粒：3-8份

硅酸铝盐矿物颗粒：1-3份

抗氧剂：0.05-1份。

7.根据权利要求6所述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，所述石蜡基油和环烷基油的质量比为1：(2-2.5)。

8.根据权利要求6所述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，所述有机稠化剂和气相二氧化硅的质量比为(1-1.8)：1。

9.根据权利要求6或8所述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，所述有机稠化剂为聚甲基丙烯酸酯和乙烯-丙烯共聚物以质量比为1:(1-2)形成的复合物。

10.根据权利要求6所述的一种具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六类电缆，其特征在于，所述膨胀微球颗粒以烷烃类气体为核，以丙烯腈、偏氯乙烯、甲基丙烯酸酯的共聚物为壳。