CN107831570A - 一种耐撕咬光缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐撕咬光缆及其制备方法，一种耐撕咬光缆，包括护套I，护套I内套装有护套II，且护套II内还套装有护套III，护套III内形成空心结构并至少设有一个松套管，松套管内均至少设有2n个光纤，其中n为正整数，且1≤n≤6。制备方法包括：S1缆芯预处理；S2护套成型；S3线缆冷却；S4成品收线。本发明具有拉伸模量大、抗撕裂性能强以及耐撕咬的优点。

Description

一种耐撕咬光缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及光缆制造技术领域，具体涉及一种耐撕咬光缆及其制备方法。

背景技术

光导纤维，简称光纤，是一种光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理传输的光传导工具。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常光纤的一端的发射设备使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收设备使用光敏组件检测脉冲。包含光纤的线缆称为光缆。由于光在光导纤维的传输损失比电在电线传导的损耗低得多，更因为主要生产原料是硅，蕴藏量极大，较易开采，所以价格便宜，促使光纤被用作长距离的信息传递工具。随着光纤制造工艺领域和制造设备领域的进一步优化或发展，现有光纤价格进一步降低，光纤在信号通讯线缆总所占比例正在迅速提高。光缆是一定数量的光纤按照一定方式制成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。随着信息化的发展，信息的传送量迅速增长，光纤光缆得到了大量的应用。目前所使用的光缆结构较为简单，这种光缆由单芯紧套光纤和包覆在单芯紧套光纤表面的护套层构成，这种光纤的生产工艺较为简单，光纤的机械性能差，在施工或使用过程中容易导致光纤的弯折或折断，最终导致光信号的传输中断，严重影响了光纤传输特性的长期稳定性。

随着光网络技术的不断发展，在通信网络接入层面实行光进铜退已经成为不可逆转的趋势。接入网用光缆因其敷设环境的特殊性，要求其具有较高的安全性、简便性、能够防鼠防蚁。而常规的尼龙6防鼠光缆虽然有着较好的防鼠效果，但是在鼠患非常严重的地区，长期被老鼠撕咬，尼龙6护套会被咬穿，虽然还有加厚钢带保护，但是也会有啮齿动物将钢带从搭接处掰开撕咬里面的套管和光纤，造成损失。

采用不同厂家的光缆、使用热缩套管修补光缆、甚至使用过直埋型光缆架空敷设和使用添加防鼠化学护套的光缆等措施。虽然鼠咬的情况有所改善，但仍不能根本性地解决鼠害的问题。如使用热缩套管修补光缆处，但仍难以根除鼠咬对通信线路的危害。只有换用防鼠光缆，才可能从根本上解决松鼠对光缆线路的噬咬问题。

常规的尼龙6防鼠光缆虽然具有良好的防鼠性能，但是在鼠患非常严重的地区，依旧不能有效的防止其他啮齿动物，尼龙6护套长期被老鼠撕咬，尼龙6护套会被咬穿，虽然还有加厚钢带保护，但是也会有啮齿动物将钢带从搭接处掰开撕咬里面的套管和光纤，造成损失。尼龙6护套的强度较差，且与聚乙烯的粘接性差，抗撕咬性能差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐撕咬光缆及其制备方法，解决了尼龙6护套强度差和聚乙烯护套粘接性差的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种耐撕咬光缆，包括护套I，护套I内套装有护套II，且护套II内还套装有护套III，护套III内形成空心结构并至少设有一个松套管，松套管内均至少设有2n个光纤，其中n为正整数，且1≤n≤6。

由内而外设置三层护套，更好的保护光纤缆芯，其中护套II中加入氰基丙烯酸酯使得护套II具有一定的粘接效果；护套II与加厚钢带通过塑化固型形成一体，其中氰基丙烯酸酯使得两者的粘接更稳固，外力破坏时具有更强的耐撕咬性能。

氰基丙烯酸酯是属于丙烯醛基的树脂，当把氰基丙烯酸酯涂在物件表面时，而物件表面或来自空气中的水份会使单体迅速地进行阴离子聚合反应形成长而强的链子，把两块表面黏在一起。由于其聚合过程是放热反应，所以可以发现其温度会轻微上升。

进一步地，所述护套III为加厚钢带。

进一步地，所述护套III靠近松套管的表面裹覆扎纱，扎纱为高强度聚酯纱。

高强度聚酯纤维，经泡沫浸渍烘干成型，纤维经过充分梳理，纵向强度高，适用于纵向拉力大，透气性要求高的场合。用于电工绝缘材料、半导电屏蔽材料及阻水带的基础材料，还用做过滤布。该无纺布重量轻、透气性能好、抗拉强度大、抗菌、无毒、易于加工。

进一步地，所述护套III内还设置有中心加强件和缆芯填充物。

中心加强件和缆芯填充物适用于防潮、防鼠的环境中，加强件可以承担光缆的拉应力，缆芯填充物对松套管有固定的作用，避免光缆的护套挤塑过程中变形扭曲，减少护套成型过程中护套原料的过多使用。

一种耐撕咬光缆的制备方法，包括如下步骤：

S1缆芯预处理：松套管、中心加强件、缆芯填充物、扎纱和护套III制成的缆芯，护套 III的接口处采用热熔胶粘接；

S2护套成型：将预处理后的缆芯通过导引模定位，传送带传送，通过挤塑机形成护套，采用双机头挤塑成型，先进行护套II的挤塑成型，再进行护套I的挤塑成型，双机头相距25-30cm；

S3线缆冷却：冷却水槽分为三节冷却，第一次冷却、第二次冷却和第三次冷却的温度分别为43-44℃、32-33℃和25-26℃；

S4成品收线。

将缆芯部分组装成形，其中护套成型过程是双机头护套成形，双机头相距25-30cm，聚乙烯护套成型之后并未冷却便进行尼龙6护套的制备，使得聚乙烯和尼龙6能很好的结合在以一起，而不会尼龙6收缩过大导致破裂分离，也不会出现聚乙烯收缩过大，导致不能紧密结合在一起，使得聚乙烯护套中的氰基丙烯酸酯依然具有良好的粘接活性，使得护套II与护套I粘接强度增大，耐撕咬性能增强。

进一步地，所述护套I由如下组分制成：

尼龙6 100-106重量份；

聚甲基丙烯酸甲酯 5-6重量份。

将尼龙6和聚甲基丙烯酸甲酯经送料装置送入挤塑机的进料口，使其在螺杆的作用下进入挤塑机内部并在加热区熔化，在挤塑机熔融挤出区出口模挤出并在出口模和余长牵引之间完成套塑，形成束管。熔融温度为180℃左右，挤出温度与熔融温度相近约185℃。

护套I中尼龙是热塑性聚合物，具有良好的韧性、流动性，聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的耐老化性、机械强度高，抗拉伸和抗冲击能力强，将两者结合得到的护套I原料依然具有良好的流动性和可塑性，挤塑成型得到的护套I具有较高的平整度、较高的机械强度、抗拉伸和抗冲击性能。

尼龙6为聚酰胺6，半透明或不透明乳白色结晶形聚合物，热塑性、轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好。PA6的化学物理特性和PA66很相似，然而，它的熔点较低，而且工艺温度范围很窄。它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好，但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响，因此使用PA6设计产品时要充分考虑这一点。为了提高PA6的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。

聚甲基丙烯酸甲酯是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，又称做压克力或有机玻璃，在香港多称做阿加力胶，具有高透明度，低价格，易于机械加工等优点。

进一步地，所述护套II由如下组分制成：

低密度聚乙烯 100-105重量份；

氰基丙烯酸酯 0.6-0.8重量份。

将低密度聚乙烯和氰基丙烯酸酯经送料装置送入挤塑机的进料口，使其在螺杆的作用下进入挤塑机内部并在加热区熔化，在挤塑机熔融挤出区出口模挤出并在出口模和余长牵引之间完成套塑，形成束管。熔融温度为200℃左右，挤出温度与熔融温度相近约200℃。

护套II的低密度聚乙烯具有良好的韧性和耐应力撕裂性能强，氰基丙烯酸酯具有良好的粘覆性能，粘接强度高，增强光缆的整体耐撕咬性能。

低密度聚乙烯受热以后，随着温度的升高，结晶部分逐渐减少，当结晶部分完全消失时，低密度聚乙烯就融化，此时的温度即为熔点。低密度聚乙烯的密度升高，结晶度升高，其熔点也随之升高，所以密度不同的低密度聚乙烯，其熔点也不同。在熔融状态下，低密度聚乙烯的熔体粘度是分子量的函数，它随分子量的增高而加大。当分子量相同时，温度升高则熔体粘度降低。在常温下低密度聚乙烯随密度的不同而有不同的柔韧性。在低温下低密度聚乙烯自然具有良好的柔韧性，其脆析温度较低，这与其分子量有关。当低密度聚乙烯的分子量增高时，其脆化温度下降。

氰基丙烯酸酯胶粘剂含有强极性的氰基和酯键，对极性被粘物有很强的粘附力，表现出很高的粘接强度，氰基丙烯酸甲酯胶粘剂的粘接强度高达22MPa，氰基丙烯酸酯胶粘剂不需另加固化剂，可通过吸收空气中或被粘物表面上的湿气，发生阴离子聚合实现固化，因而固化速度极快，胶粘后10-30s即有足够的强度。

进一步地，所述热熔胶由如下组分制成：

硅酸铝粉 10-15重量份；

环氧树脂 20-23重量份；

水玻璃 5-6重量份。

按所述比例将硅酸铝粉、环氧树脂和水玻璃在105℃下混拌直至没有渣粒和团块，即得所述的热熔胶。

热熔胶由有机原料和无机原料制成，得到的热熔胶耐高温性能强，粘度高，耐酸碱、耐潮湿性能好，密封胶覆在结合面上随结合面的形状可自由成型，密封性能良好。

进一步地，所述挤塑机的螺杆长径比为21-23:1，螺杆和机筒的间隙为0.15-0.16mm，压缩比为3.3-3.5:1。

进一步地，S1-S4步骤中物料的传送速度为0.8-1m/min。

将物料的传送速度和挤塑机的参数进行限定，挤塑得到的护套塑化效果好，螺杆负荷较小，护套表面质量较优。

本发明的有益效果是：

1.由内而外设置三层护套，更好的保护光纤缆芯，其中护套II中加入氰基丙烯酸酯使得护套II具有一定的粘接效果；护套II与加厚钢带通过塑化固型形成一体，其中氰基丙烯酸酯使得两者的粘接更稳固，外力破坏时具有更强的耐撕咬性能；

2.将缆芯部分组装成形，其中护套成型过程是双机头护套成形，双机头相距25-30cm，聚乙烯护套成型之后并未冷却便进行尼龙6护套的制备，使得PE和尼龙能很好的结合在以一起，而不会尼龙收缩过大导致破裂分离，也不会出现PE收缩过大，导致不能紧密结合在一起，且聚乙烯护套中的氰基丙烯酸酯依然具有良好的粘接活性，使得护套II与护套I粘接强度增大，耐撕咬性能增强；

3.护套I中尼龙是热塑性聚合物，具有良好的韧性、流动性，聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的耐老化性、机械强度高，抗拉伸和抗冲击能力强，将两者结合得到的护套I原料依然具有良好的流动性和可塑性，挤塑成型得到的护套I具有较高的平整度、较高的机械强度、抗拉伸和抗冲击性能；

4.护套II中低密度聚乙烯具有良好的韧性和耐应力撕裂性能强，脆化温度低，氰基丙烯酸酯具有良好的粘覆性能，粘接强度高，增强光缆的整体耐撕咬性能；

5.热熔胶由有机原料和无机原料制成，得到的热熔胶耐高温性能强，粘度高，耐酸碱、耐潮湿性能好，密封胶覆在结合面上随结合面的形状可自由成型，密封性能良好；

6.将物料的传送速度和挤塑机的参数进行限定，挤塑得到的护套塑化效果好，螺杆负荷较小，护套表面质量较优。

附图说明

图1为光缆结构示意图；

图2为缆芯结构示意图；

图中：

1-护套I；

2-护套II；

3-护套III，31-松套管，32-光纤，33-扎纱，34-中心加强件，35-缆芯填充物。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

一种耐撕咬光缆，包括护套I1，护套I1内套装有护套II2，且护套II2内还套装有护套 III3，护套III3内形成空心结构并至少设有一个松套管31，松套管31内均至少设有2n个光纤32，其中n为正整数，且1≤n≤6。

具体地，所述护套III 3为加厚钢带。

具体地，所述护套III 3靠近松套管31的表面裹覆扎纱33，扎纱33为高强度聚酯纱。

具体地，所述护套III 3内还设置有中心加强件34和缆芯填充物35。

一种耐撕咬光缆的制备方法，包括如下步骤：

S1缆芯预处理：松套管31、中心加强件34、缆芯填充物35、扎纱33和护套III 3制成的缆芯用热熔胶粘接接口处采用热熔胶粘接；

S2护套成型：将预处理后的缆芯通过导引模定位，传送带传送，通过挤塑机形成护套，采用双机头挤塑成型，先进行护套II 2的挤塑成型，再进行护套I 1的挤塑成型，双机头相距25-30cm；

S3线缆冷却：冷却水槽分为三节冷却，第一次冷却、第二次冷却和第三次冷却的温度分别为43-44℃、32-33℃和25-26℃；

S4成品收线。

具体地，所述护套I 1由如下组分制成：

尼龙6 100-106重量份；

聚甲基丙烯酸甲酯 5-6重量份。

具体地，所述护套II 2由如下组分制成：

低密度聚乙烯 100-105重量份；

氰基丙烯酸酯 0.6-0.8重量份。

具体地，所述热熔胶由如下组分制成：

硅酸铝粉 10-15重量份；

环氧树脂 20-23重量份；

水玻璃 5-6重量份。

具体地，所述挤塑机的螺杆长径比为21-23:1，螺杆和机筒的间隙为0.15-0.16mm，压缩比为3.3-3.5:1。

具体地，S1-S4步骤中物料的传送速度为0.8-1m/min。

实施例1-实施例4的具体参数如表1所示：

表1

将实施例1-实施例4进行抗拉伸、抗撕裂性能强度的测试，其中实施例4的护套中并未添加聚甲基丙烯酸甲酯和氰基丙烯酸酯，其中聚甲基丙烯酸甲酯作为粘接剂连接护套I1和护套I1，氰基丙烯酸酯作为护套II2和护套III 3之间的增强剂。实验结果如表2所示：

表2

从表2的数据中可以得出，实施例1-实施例4中压缩强度、弹性模量、弯曲强度、弯曲模量、抗冲击强度以及耐酸、碱、盐的性能相似，基本有尼龙6和低密度聚乙烯决定，但是实施例1-实施例3中加入添加剂之后，实施例1-实施例3的拉伸模量和撕裂强度明显优于对照组实施例4。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耐撕咬光缆，其特征在于，包括护套I（1），护套I（1）内套装有护套II（2），且护套II（2）内还套装有护套III（3），护套III（3）内形成空心结构并至少设有一个松套管（31），松套管（31）内均至少设有2n个光纤（32），其中n为正整数，且1≤n≤6。

2.根据权利要求1所述的一种耐撕咬光缆，其特征在于，所述护套（3）为加厚钢带。

3.根据权利要求1所述的一种耐撕咬光缆，其特征在于，所述护套（3）靠近松套管（31）的表面裹覆扎纱（33），扎纱（33）为聚酯纱。

4.根据权利要求1所述的一种耐撕咬光缆，其特征在于，所述护套（3）内还设置有中心加强件（34）和缆芯填充物（35）。

5.权利要求1-4任一项所述的一种耐撕咬光缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1缆芯预处理：松套管（31）、中心加强件（34）、缆芯填充物（35）、扎纱（33）和护套（3）制成的缆芯采用热熔胶粘接接口处；

S2护套成型：将预处理后的缆芯通过导引模定位，传送带传送，通过挤塑机形成护套，采用双机头挤塑成型，先进行护套（2）的挤塑成型，再进行护套（1）的挤塑成型，双机头相距25-30cm；

S3线缆冷却：冷却水槽分为三节冷却，第一次冷却、第二次冷却和第三次冷却的温度分别为43-44℃、32-33℃和25-26℃；

S4成品收线。

6.根据权利要求5所述的一种耐撕咬光缆的制备方法，其特征在于，所述护套（1）由如下组分制成：

尼龙6 100-106重量份；

聚甲基丙烯酸甲酯 5-6重量份。

7.根据权利要求5所述的一种耐撕咬光缆的制备方法，其特征在于，所述护套（2）由如下组分制成：

低密度聚乙烯 100-105重量份；

氰基丙烯酸酯 0.6-0.8重量份。

8.根据权利要求5所述的一种耐撕咬光缆的制备方法，其特征在于，所述热熔胶由如下组分制成：

硅酸铝粉 10-15重量份；

环氧树脂 20-23重量份；

水玻璃 5-6重量份。

9.根据权利要求5所述的一种耐撕咬光缆的制备方法，其特征在于，所述挤塑机的螺杆长径比为21-23:1，螺杆和机筒的间隙为0.15-0.16mm，压缩比为3.3-3.5:1。

10.根据权利要求5所述的一种耐撕咬光缆的制备方法，其特征在于，S1-S4步骤中物料的传送速度为0.8-1m/min。