CN108681014A - 一种抗侧压拉远光缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗侧压拉远光缆，包括外护套、至少一个松套管以及填充于松套管内的光纤，松套管原料的配方为：PBT 80‑120份、PU 25‑40份、LLDPE‑g‑GMA 40‑80份、改性纳米石墨片1‑3份、短切碳纤维2‑8份；改性纳米石墨片的直径为60‑150nm，厚度为2.5‑8nm；短切碳纤维的长度为2‑15μm，长径比为10‑30；松套管经如下步骤制备而成的：取配方量的PBT、PU和LLDPE‑g‑GMA，升温至240‑300℃，均匀搅拌4‑8h，至原料完全熔融；保持温度为250‑280℃，在边搅拌的情况下，加入短切碳纤维，搅拌1‑2h；接着再加入改性纳米石墨片，搅拌0.5‑1h；然后将熔融物转移到挤出机中，控制挤出温度为230‑260℃，挤出速度为160‑200m/min，挤出得到松套管。本发明的抗侧压拉远光缆，在光缆侧压力10000N/10cm的情况下，仍然可以保持光学传输性能不受影响。
Description
技术领域
本发明涉及通信光缆技术领域，尤其涉及一种抗侧压拉远光缆。
背景技术
随着我国4G、5G通信基站建设的蓬勃发展，目前拉远光缆已经在大规模的使用。现在市场上常规的拉远光缆的基本工作温度在-40℃～+80℃，压扁力值1000N/10cm水平，但是随着网络覆盖越来越广，需要在室外山区，沙漠，海洋平台等复杂地区，复杂场景的情况下使用拉远光缆的需求越来越多。光缆在山区，铁塔等室外场景下，会存在车辆碾压，重物砸伤等问题；在室内走线槽内，随着光缆数量增多，也存在光缆受压力较高的问题。因此，高抗侧压性能需求是一种必不可少的解决方案。
因此，针对现有技术的不足，有必要提供一种新型的耐侧压拉远光缆，可保证在光缆侧压力10000N/10cm的情况下，仍然可以保持光学传输性能不受影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗侧压拉远光缆，与现有技术相比，该光缆具有优异的抗侧压性能，可保证在光缆侧压力10000N/10cm的情况下，仍然可以保持光学传输性能不受影响。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗侧压拉远光缆，包括外护套、至少一个设于外护套内的松套管以及填充于松套管内的光纤，
所述松套管原料的配方为：PBT 80-120份、PU 25-40份、LLDPE-g-GMA 40-80份、改性纳米石墨片1-3份、短切碳纤维2-8份；其中，所述改性纳米石墨片的直径为60-150nm，厚度为2.5-8nm；所述短切碳纤维的长度为2-15μm，长径比为10-30；
所述松套管是经如下步骤制备而成的：
取配方量的PBT、PU和LLDPE-g-GMA于容器中，升温至240-300℃，均匀搅拌4-8h，使得原料完全熔融；保持温度为250-280℃，在边搅拌的情况下，缓慢加入短切碳纤维，搅拌1-2h；接着再加入改性纳米石墨片，搅拌0.5-1h；然后将熔融物转移到挤出机中，控制挤出温度为230-260℃，挤出速度为160-200m/min，挤出得到松套管。
优选的，所述松套管是由按重量份计的如下原料制备而成的：PBT 90-100份、PU30-38份、LLDPE-g-GMA 60-80份、改性纳米石墨片8-12份、短切碳纤维5-6份。
优选的，所述改性纳米石墨片的直径为80-120nm，厚度为4-6nm；所述短切碳纤维的长度为5-12μm，长径比为18-25。
优选的，所述改性纳米石墨片的制备方法如下：
取纳米石墨片，加入到硫酸与硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3：1；在50-65℃下反应至少6h，经抽滤和醇洗后，于70-80℃下真空干燥4-6h，得到酸化纳米石墨片；然后取50-80mg酸化纳米石墨片，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌；接着加入15-20mg二环己基碳二亚胺和80-90mg聚二甲基硅氧烷，升温至75-80℃，同时搅拌；反应12-24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经过滤膜过滤，过滤产物于50-60℃下真空干燥，得到改性纳米石墨片。
优选的，所述松套管外径为2.5mm-3.0mm，壁厚为0.45mm-0.55mm。
优选的，所述松套管内填充有油膏或阻水纱。
优选的，所述松套管外包覆有阻水加强层，所述阻水加强层是由阻水型加强纤维，
和/或，
包含普通加强纤维和阻水纱的混合纤维制成的。
优选的，所述阻水型加强纤维为芳纶纱、超高强度PE纤维纱、玄武岩纤维纱或热固性玻璃纤维纱。
优选的，所述阻水加强层外侧包覆有弹性螺旋线圈。
优选的，所述外护套为阻燃低烟无卤外护套，其外径为5.0-5.5mm。
本发明的有益效果在于：
本发明的抗侧压拉远光缆，在传统的松套管原料PBT中引入了PU和LLDPE-g-GMA进行共混改性，LLDPE具有优异的力学性能，但是其与PBT基体的相容性不佳，而GMA中的环氧基团可与PBT中的端羧基发生反应，提高了LLDPE与PBT的相容性，从而有利于提升PBT的力学强度；而PU能够赋予PBT基体优异的减震、缓冲性能，以及良好的抗压缩负荷性能及变形复原性能。改性纳米石墨片和短切碳纤维均匀分布于PBT基体材料中，进一步增加了PBT基体的力学性能。从而使得本发明的抗侧压拉远光缆，在承受10000N/10cm的侧压力的情况下，仍然可以保持光学传输性能不受影响。
附图说明
图1是本发明实施例1的拉远光缆的截面示意图；
图2是本发明实施例2的拉远光缆的截面示意图；
图3是本发明实施例3的拉远光缆的截面示意图；
其中：100、外护套；200、弹性螺旋线圈；300、阻水加强层；400、松套管；500、光纤；600、油膏；700、阻水纱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
请参见图1，一种抗侧压拉远光缆，自外向内依次包括外护套100、弹性螺旋线圈200、阻水加强层300、松套管400和光纤500，松套管400内填充有油膏600。外护套100的外径范围在5.0mm-5.5mm，其采用高阻燃低烟无卤材料，可满足UL-OFNR等级的光缆阻燃要求。外护套100挤出工艺采用特制的模具，在挤制低烟无卤阻燃护套料过程中，可降低流延产生，保证外表光滑、圆整。弹性螺旋线圈200由金属制成，其包裹于阻水加强层300的外侧，其具有良好的径向的刚性，能承受较大的侧压力而不变形，从而起到了保护松套管400的作用。阻水加强层300是由芳纶纱制成的，其包裹于松套管400的外侧，其既能提高阻水性能，又提升了光缆的抗拉性能。
松套管400的制备方法如下：
1、制备改性纳米石墨片
取100mg纳米石墨片(纳米石墨片的直径为80-120nm，厚度为4-6nm)，加入到1mol/L的硫酸与1mol/L硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3：1；在60℃下反应至少6h，经抽滤和醇洗后，于80℃下真空干燥6h，得到酸化纳米石墨片；然后再取50mg酸化纳米石墨片，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌；接着加入20mg二环己基碳二亚胺和80mg聚二甲基硅氧烷，升温至80℃，同时搅拌；反应24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经过0.22μm滤膜过滤，过滤产物于50℃下真空干燥，得到硅烷改性纳米石墨片。
2、制备松套管
取100份PBT、35份PU、50份LLDPE-g-GMA加入到不锈钢坩埚中，升温至280℃，反复搅拌8h，使得原料完全熔融；保持温度为280℃，在边搅拌的情况下，缓慢加入5份短切碳纤维(长度为5-12μm，长径比为20-25)，搅拌2h；接着再加入1份改性纳米石墨片，搅拌1h；然后将熔融物转移到挤出机中，控制挤出温度为250℃，挤出速度为180m/min，挤出得到外径为3.0mm，壁厚为0.5mm的松套管400。
取本实施例的拉远光缆样品50根，按照GB/T7424.2-2008规定的实验方法测试样品的平均抗侧压能力，结果显示，实施例1的光缆样品的平均抗侧压能力可达1275N/10cm。
实施例2
请参见图2，一种抗侧压拉远光缆，自外向内依次包括外护套100、弹性螺旋线圈200、阻水加强层300、松套管400和光纤500，松套管400内填充有阻水纱700。外护套100的外径范围在5.0mm-5.5mm，其采用高阻燃低烟无卤材料，可满足UL-OFNR等级的光缆阻燃要求。外护套100挤出工艺采用特制的模具，在挤制低烟无卤阻燃护套料过程中，可降低流延产生，保证外表光滑、圆整。弹性螺旋线圈200由金属制成，其包裹于阻水加强层300的外侧，其具有良好的径向的刚性，能承受较大的侧压力而不变形，从而起到了保护松套管400的作用。阻水加强层300是由玄武岩纤维纱制成的，其包裹于松套管400的外侧，其既能提高阻水性能，又提升了光缆的抗拉性能。
松套管400的制备方法如下：
1、制备改性纳米石墨片
取100mg纳米石墨片(纳米石墨片的直径为80-120nm，厚度为4-6nm)，加入到1mol/L的硫酸与1mol/L硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3：1；在60℃下反应至少6h，经抽滤和醇洗后，于80℃下真空干燥6h，得到酸化纳米石墨片；然后再取50mg酸化纳米石墨片，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌；接着加入20mg二环己基碳二亚胺和80mg聚二甲基硅氧烷，升温至80℃，同时搅拌；反应24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经过0.22μm滤膜过滤，过滤产物于50℃下真空干燥，得到硅烷改性纳米石墨片。
2、制备松套管
取120份PBT、30份PU、60份LLDPE-g-GMA加入到不锈钢坩埚中，升温至250℃，反复搅拌8h，使得原料完全熔融；保持温度为250℃，在边搅拌的情况下，缓慢加入4份短切碳纤维(长度为5-12μm，长径比为20-25)，搅拌2h；接着再加入3份改性纳米石墨片，搅拌1h；然后将熔融物转移到挤出机中，控制挤出温度为250℃，挤出速度为200m/min，挤出得到外径为2.5mm，壁厚为0.45mm的松套管400。
取本实施例的拉远光缆样品50根，按照GB/T7424.2-2008规定的实验方法测试样品的平均抗侧压能力，结果显示，实施例2的光缆样品的平均抗侧压能力可达1215N/10cm。
实施例3
请参见图3，一种抗侧压拉远光缆，自外向内依次包括外护套100、弹性螺旋线圈200、阻水加强层300、松套管400和光纤500。外护套100的外径范围在5.0mm-5.5mm，其采用高阻燃低烟无卤材料，可满足UL-OFNR等级的光缆阻燃要求。外护套100挤出工艺采用特制的模具，在挤制低烟无卤阻燃护套料过程中，可降低流延产生，保证外表光滑、圆整。弹性螺旋线圈200由金属制成，其包裹于阻水加强层300的外侧，其具有良好的径向的刚性，能承受较大的侧压力而不变形，从而起到了保护松套管400的作用。阻水加强层300是由普通加强纤维和阻水纱制成的，其包裹于松套管400的外侧，其既能提高阻水性能，又提升了光缆的抗拉性能。
松套管400的制备方法如下：
1、制备改性纳米石墨片
取100mg纳米石墨片(纳米石墨片的直径为80-120nm，厚度为4-6nm)，加入到1mol/L的硫酸与1mol/L硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3：1；在60℃下反应至少6h，经抽滤和醇洗后，于80℃下真空干燥6h，得到酸化纳米石墨片；然后再取50mg酸化纳米石墨片，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌；接着加入20mg二环己基碳二亚胺和80mg聚二甲基硅氧烷，升温至80℃，同时搅拌；反应24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经过0.22μm滤膜过滤，过滤产物于50℃下真空干燥，得到硅烷改性纳米石墨片。
2、制备松套管
取90份PBT、25份PU、40份LLDPE-g-GMA加入到不锈钢坩埚中，升温至300℃，反复搅拌8h，使得原料完全熔融；保持温度为260℃，在边搅拌的情况下，缓慢加入8份短切碳纤维(长度为5-12μm，长径比为20-25)，搅拌2h；接着再加入1份改性纳米石墨片，搅拌1h；然后将熔融物转移到挤出机中，控制挤出温度为250℃，挤出速度为160m/min，挤出得到外径为3.0mm，壁厚为0.55mm的松套管400。
取本实施例的拉远光缆样品50根，按照GB/T7424.2-2008规定的实验方法测试样品的平均抗侧压能力，结果显示，实施例3的光缆样品的平均抗侧压能力可达1191N/10cm。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种抗侧压拉远光缆，包括外护套、至少一个设于外护套内的松套管以及填充于松套管内的光纤，其特征在于，
所述松套管原料的配方为：PBT 80-120份、PU 25-40份、LLDPE-g-GMA 40-80份、改性纳米石墨片1-3份、短切碳纤维2-8份；其中，所述改性纳米石墨片的直径为60-150nm，厚度为2.5-8nm；所述短切碳纤维的长度为2-15μm，长径比为10-30；
所述松套管是经如下步骤制备而成的：
取配方量的PBT、PU和LLDPE-g-GMA于容器中，升温至240-300℃，均匀搅拌4-8h，使得原料完全熔融；保持温度为250-280℃，在边搅拌的情况下，缓慢加入短切碳纤维，搅拌1-2h；接着再加入改性纳米石墨片，搅拌0.5-1h；然后将熔融物转移到挤出机中，控制挤出温度为230-260℃，挤出速度为160-200m/min，挤出得到松套管。
2.如权利要求1所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述松套管是由按重量份计的如下原料制备而成的：PBT 90-100份、PU 30-38份、LLDPE-g-GMA 60-80份、改性纳米石墨片8-12份、短切碳纤维5-6份。
3.如权利要求1所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述改性纳米石墨片的直径为80-120nm，厚度为4-6nm；所述短切碳纤维的长度为5-12μm，长径比为18-25。
4.如权利要求1所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述改性纳米石墨片的制备方法如下：
取纳米石墨片，加入到硫酸与硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3：1；在50-65℃下反应至少6h，经抽滤和醇洗后，于70-80℃下真空干燥4-6h，得到酸化纳米石墨片；然后取50-80mg酸化纳米石墨片，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌；接着加入15-20mg二环己基碳二亚胺和80-90mg聚二甲基硅氧烷，升温至75-80℃，同时搅拌；反应12-24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经过滤膜过滤，过滤产物于50-60℃下真空干燥，得到改性纳米石墨片。
5.如权利要求1所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述松套管外径为2.5mm-3.0mm，壁厚为0.45mm-0.55mm。
6.如权利要求1所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述松套管内填充有油膏或阻水纱。
7.如权利要求1所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述松套管外包覆有阻水加强层，所述阻水加强层是由阻水型加强纤维，
和/或，
包含普通加强纤维和阻水纱的混合纤维制成的。
8.如权利要求7所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述阻水型加强纤维为芳纶纱、超高强度PE纤维纱、玄武岩纤维纱或热固性玻璃纤维纱。
9.如权利要求7所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述阻水加强层外侧包覆有弹性螺旋线圈。
10.如权利要求7所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述外护套为阻燃低烟无卤外护套，其外径为5.0-5.5mm。
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