CN108681014B - 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

一种抗侧压拉远光缆
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 (7)

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：PBT80-120份、PU25-40份、LLDPE-g-GMA40-80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；
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制成的；或所述阻水加强层是由包含普通加强纤维和阻水纱的混合纤维制成的；
所述阻水加强层外侧包覆有弹性螺旋线圈。
2.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。
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。
4.如权利要求1所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述松套管的外径为2.5mm-3.0mm，壁厚为0.45mm-0.55mm。
5.如权利要求1所述的抗侧压拉远光缆，其特征在于，所述松套管内填充有油膏或阻水纱。
6.如权利要求1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。
7.如权利要求1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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