CN115657234B - 一种防啮咬光缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防啮咬光缆及其制备方法，属于光缆制备技术领域，包括有至少一个光单元，该光单元外周包覆有第一防护层和第二防护层，其中第一防护层包覆在光单元外周，第二防护层包覆于第一防护层外周，该第一防护层为芳纶纤维层，第二防护层为剪切变硬弹性体，且剪切变硬弹性体在外径不大于3mm的点部穿刺下硬度由30～60HD变为83～90HD。本申请首先利用第二防护层剪切变硬的特性，使得光缆具备较好弯曲性能的前提下，在鼠类啮咬时变硬，避免鼠类直接将光纤咬穿；并且在第二防护层吸收大量啮咬力后，通过第一防护层的芳纶纤维层将鼠类的啮咬力沿垂直于啮咬方向进行分摊，将鼠类的啮咬力进一步分摊扩散，避免了光缆直接被咬破造成内部光纤受损的问题。

Description

一种防啮咬光缆及其制备方法

技术领域

本发明属于光缆制备技术领域，具体涉及一种防啮咬光缆及其制备方法。

背景技术

随着光纤通讯的不断发展，光缆的使用越来越普及，不同的使用环境下对光缆防护的要求各不相同。在一些鼠害较为严重的区域，经常发生光缆被鼠类动物咬断的情形，给线路的维护带来了极大的困难。

现有光缆路线防鼠主要有化学措施和物理措施两种方式，其中化学措施主要通过添加灭鼠剂、味觉趋避剂、嗅觉趋避剂等，其通过在光缆的护套材料中添加鼠类厌恶或者对其有致命作用的试剂来达到防鼠效果，但是光缆内的化学试剂会随着时间的推移而流失失效，并且析出的化学试剂会造成环境污染，在生产过程中影响工人健康等。

物理措施主要有增大光缆外径、填充玻璃纤维、添加金属铠装层和添加非金属铠装层等，增大光缆外径能够使得鼠类无法对光缆进行啃咬动作，但是其会增大光缆外径，造成光缆成本和重量上升，对后期运输、施工和维护等带来困难。填充玻璃纤维主要是利用粉碎的玻璃纤维刺伤鼠类口腔，使鼠类畏惧而达到防鼠，但是鼠类啮咬具有玻璃纤维的光缆通常会导致光缆直接破坏，并且利用刺痛感防止鼠类啮咬的效果与差异性往往难以评估。金属铠装结构能够保护光缆内部不被老鼠啃伤，但是光缆在咬破外护套时，金属铠装会暴露在自然环境中，受到大气、水分以及土壤等环境的腐蚀作用，其强度会削弱甚至损坏，使得无法对光缆起到持续保护。而非金属铠装与金属铠装类似，其在外护套被咬破后，内部的非金属铠装FRP条、FRP杆会因为缺乏固定而散开，丧失防鼠效果，并且FRP的刚性会严重影响光缆的弯曲性能，使得光缆弯曲半径显著增大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种防啮咬光缆，其具备较好的弯曲性能，并能在鼠类啮咬光缆后自行回复，以对光缆内部的光学进行持续防护。

为实现上述目的，本发明提供一种防啮咬光缆，其包括：

至少一个光单元，所述光单元外周包覆有第一防护层和第二防护层；

所述第一防护层包覆在所述光单元外周，所述第二防护层包覆于所述第一防护层外周；

所述第一防护层为芳纶纤维层，所述第二防护层为剪切变硬弹性体，所述剪切变硬弹性体在外径不大于3mm的点部穿刺下硬度30～60HD变为83～90HD。

作为本发明的进一步改进，所述芳纶纤维层内浸润有剪切增稠液。

作为本发明的进一步改进，所述剪切变硬弹性体通过剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶硫化聚合得到，所述剪切变硬弹性体包含有B-O键，且所述B-O键在断裂时可自愈合。

作为本发明的进一步改进，还包括第三防护层，所述第三防护层设于所述光单元和所述第一防护层之间，所述第三防护层与所述第二防护层结构相同。

本申请还包括一种防啮咬光缆制备方法，其包括如下步骤：

S1、将芳纶纤维层浸润剪切增稠液，将浸润有剪切增稠液的芳纶纤维层绞合包覆在光单元外周形成第一防护层；

S2、制备剪切增稠胶，将剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶硫化聚合得到剪切变硬弹性体，将剪切变硬弹性体挤出包覆在光单元外周形成第二防护层。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中剪切增稠胶制备包括：

将硼酸与羟基硅油以45～50g/L的比例混合，在170～190℃下加热搅拌2h，冷却得到剪切增稠胶。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中剪切变硬弹性体制备包括：

将定量剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶混合，加入剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶总质量百分比0.8～1.2wt％的过氧化甲酰，通入硫化管道硫化成型。

作为本发明的进一步改进，所述剪切增稠胶与所述甲基乙烯基硅橡胶按体积比6:(4～9)进行混合。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1包括：

将二氧化硅作为分散相颗粒，将聚乙二醇作为分散介质，通过超声处理进行辅助分散，获得剪切增稠液，将剪切增稠液浸润到芳纶纤维中，将浸润有剪切增稠液的芳纶纤维通过芳纶机绞合包覆在光单元外形成第一防护层。

作为本发明的进一步改进，剪切增稠液浸润到芳纶纤维前还包括预处理工艺：

在剪切增稠液内添加乙醇进行稀释，将剪切增稠液与乙醇按体积比为1:4进行搅拌混合。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的防啮咬光缆，其通过在光单元外周分别设置第一防护层与第二防护层，利用第二防护层剪切变硬的特性，使得光缆本身具备较好弯曲性能的同时，在鼠类啮咬时能够随啮咬变硬，避免鼠类对内部光纤造成损坏；同时第一防护层的芳纶纤维层具备较好的抗拉性能，在鼠类啮咬的冲击力大部分被第二防护层吸收后，其无法直接将芳纶纤维层咬破，使得光缆内的光纤不会受损。

(2)本发明的防啮咬光缆，其通过采用剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶硫化聚合得到剪切变硬弹性体，其通过Si-O-B键进行连接，使其在剪切时变硬，避免鼠类啮咬时对光纤造成损伤；同时，在鼠类将该剪切变硬弹性体咬破或咬伤时，断裂处活跃的B原子和O原子相互接触重新形成B-O键，使得断裂处呈现自愈合的特性，使得第一防护层自动愈合，具备对其内光纤形成二次保护的能力。

(3)本发明的防啮咬光缆，其通过在芳纶纤维层内浸润剪切增稠液，利用剪切增稠液本身的剪切变硬能力，使得该第一防护层同样具备一定抗压能力，而芳纶纤维本身特性能够避免鼠类直接将光缆咬穿，造成内部光纤的破损等；其在第二防护层将鼠类大部分啮咬力吸收的情况下，避免了内部光纤的损坏。

(4)本发明的防啮咬光缆，其通过在光纤外形成剪切变硬层-芳纶纤维层-剪切变硬层的三层结构，利用双层剪切变硬层结构将芳纶纤维层与其内的剪切增稠液锁住，使得光缆具备持续抗冲击力和持续抗穿刺能力，避免鼠类啮咬造成的光纤破损和光纤挤压衰减的问题。

(5)本发明的防啮咬光缆，其光单元、第一防护层、第二防护层、第三防护层和外护套等均采用软质结构，光缆内部不存在硬质结构，使得光缆具备较好的弯曲性能，并且通过芳纶纤维层的绞合包覆设置，将光缆绷紧，避免柔性光缆在吊装或管道铺设时在重力作用下下坠弯曲的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中防啮咬光缆的整体结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、光单元；2、第一防护层；3、第二防护层；4、第三防护层；5、外护套。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1，本发明优选实施例中的防啮咬光缆包括有至少一个光单元1，光单元1外周包覆有第一防护层2和第二防护层3，第一防护层2包覆在光单元1外周，第二防护层3包覆于第一防护层2的外周。其中，第一防护层2为芳纶纤维层，第二防护层3为剪切变硬弹性体，该剪切变硬弹性体在外径不大于3mm的点部穿刺下硬度30～60HD变为83～90HD。

优选地，本申请中的光单元1包括有光纤，光纤外设有套管或松套管，光纤与套管之间设有阻水层，阻水层为阻水纱、阻水粉、阻水带或阻水膏中的其中一种。光单元1可通过绞合设置在第一防护层2内，也可松散布置在第一防护层2内。光单元1优选松散布置的第一防护层2内，其可通过气吹敷设在第一防护层2内，并且当本申请中的防啮咬光缆在受到动物啮咬时，第一防护层2、第二防护层3等可略微变形，而松散布置的光单元1在受力情况下可相互滑移，降低光单元1所受压力，避免内部光纤损坏。

可选地，该第二防护层3外周还设有外护套5，由于第二防护层3本身为橡胶结构，其对内部光纤具备防护能力，此处外护套5为可选形式，可根据实际应用场景或施工环境等设置外护套5。同时，此处防啮咬光缆可设置为管道敷设型或高空吊装型，即外护套5对应设置为圆形或8字形，以满足应用环境需求。

本申请通过在光单元1与外护套之5间分别设置第一防护层2与第二防护层3，在该光缆受到如鼠类啮咬时，老鼠的牙齿会首先咬到第二防护层3，第二防护层3在受到瞬间尖锐剪切力时，其受力变硬，进而避免老鼠直接将光缆咬穿以对内部光纤造成破坏。当老鼠牙齿穿过第二防护层3并接触第一防护层2时，第一防护层2的芳纶纤维结构具备较强的抗撕裂性能，使得老鼠无法咬穿，对光缆形成二次保护，大大避免了该防啮咬光缆在户外环境下被咬穿的可能。

进一步地，上述第二防护层3中的剪切变硬弹性体(STE)采用硅橡胶复合剪切变硬弹性体制备，其通过剪切增稠胶(STG)和甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)硫化聚合而成，其中剪切增稠胶赋予第二防护层3剪切变硬性能，甲基乙烯基硅橡胶提供弹性可恢复性能与结构稳定性。硅橡胶复合剪切变硬弹性体通常处于柔软状态，使得制备得到的防啮咬光缆具备较好柔性，具有耐弯曲性能，并且在老鼠将第二防护层3咬穿后，该第二防护层3会缓慢愈合，以对内部光单元1形成持续有效防护。具体地，本申请中的剪切变硬弹性体通过剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶硫化聚合得到，其常态下硬度为30～60HD，在该剪切变硬弹性体在外径不大于3mm的点部穿刺下硬度为上升至83～90HD。值得注意的是，剪切变硬弹性体未受到穿刺力的常态下硬度直接测试得到，实施例2中STG占比为20％、40％、60％、80％的试验样品硬度分别为30HD、40HD、50HD、60HD。剪切变硬弹性体在受到外径不大于3mm的点部穿刺下硬度的变化通过实施例2中样品中同等类比穿刺能力下硬质材料的硬度获取，通过落锤试验获取各样品单次冲击下的穿刺深度，然后类比同等穿刺深度下材料的硬度，得到本申请中剪切变硬弹性体在受到穿刺力下的硬度情况，实施例2中STG占比为20％、40％、60％、80％的试验样品同等穿刺深度下硬质材料的硬度分别为85HD、87HD、90HD、83HD。可选地，本申请中的剪切变硬弹性体在受到瞬间穿刺力时其表面由橡胶态变为玻璃态，此时剪切变硬弹性体的硬度也可类比为同等材料玻璃态下的硬度。此处点部穿刺外径3mm为模拟常规鼠类啮咬尺寸，当穿刺外径越小时，剪切变硬弹性体所受剪切力越大，其本身硬度越高。

具体地，剪切增稠胶是一种低交联度硼硅氧烷聚合硅橡胶，其由二甲基硅油或羟基硅油，混合硼酸、过氧化苯甲酰硫化而成。羟基硅油与硼酸在剪切增稠胶和甲基乙烯基硅橡胶硫化聚合过程中形成交联网络结构，通过Si-O-B键进行连接，其在受力时形成硬质结构。

而甲基乙烯基硅橡胶的自愈合主要通过分子链间的动态B-O键在外加载荷下的断裂与重组。其在硫化过程中，分子链中的B原子缺失电子的P轨道，会从Si-O结构中的O原子上获得电子，形成动态B-O键。当该硅橡胶复合剪切变硬弹性体在受到尖锐物体的强力冲击或切割时，一些B-O键和分子链被破坏，受力位置出现空洞与裂纹。当尖锐物体撤销后，由于橡胶的回弹性，裂纹处的两部分结构会再次接触到一起，而界面处活跃的B和O原子互相接触并重新形成B-O键，使得断裂的硅橡胶复合剪切变硬弹性体自动愈合。优选地，当对断裂处进行加热时，B原子和O原子变得更加活跃，使得重组的B-O键更多，其具备更佳的自愈合性能。

进一步地，上述芳纶纤维层内浸润有剪切增稠液。本申请中的第一防护层2主要作为第二道防线，其在第二防护层3咬穿的情况下，主要用于避免内部光纤直接受损，因此采用芳纶纤维等不易被咬破的结构。为了进一步增加芳纶纤维的抗压能力，在该芳纶纤维层内浸润有剪切增稠液，剪切增稠液与剪切增稠胶具备相同性能，其在受压后同样会变硬，其一方面并非完全硬质结构，不会影响芳纶纤维层自身吸收和扩散尖锐物体的能力，其另一方面能够增强芳纶纤维层的抗撕裂强度，并能降低其内光单元1所受压力，降低光纤受损的可能性。

芳纶纤维层的防护原理是利用其强度极高的纤维层，用以阻挡尖锐物的穿刺，并将垂直方向的穿刺力横向扩散到其它芳纶纤维区域，以达到降低伤害的效果。而剪切增稠液同样是非牛顿流体，流体的粘度随剪切速率的增加而急剧变大，其在冲击载荷的作用下，粘度会急剧提升几个数量级，纤维之间的摩擦系数会增加，使得冲击载荷被分散到更大的区域，以提高芳纶纤维层的防护性能。并且剪切增稠液在失去施加力后会快速恢复为流体状态，确保芳纶纤维层的柔软特性。

进一步地，本申请中的外护套5采用室温下柔软且具备一定弹性的材料进行制备，其优选为热塑性聚酯弹性体TPEE。

本申请中的光单元1、第一防护层2、第二防护层3和外护套5均为软质材料，使得该防啮咬光缆具备较好的弯曲性能，但这会造成光缆抗拉性能降低，在光缆拉伸时会造成传输损耗问题。此处第一防护层2的芳纶纤维结构本身具备较好的抗拉能力，以光缆所需承受的压力为3000N，光纤的应变不超过0.6％为例，在光缆中无其它元件受力的情况下，8根线密度为8050dtex的芳纶即可满足拉力需求，其抗拉效果相当于一根直径为3.6mm的FRP(玻璃纤维增强树脂)。本申请中的第一防护层2中包覆式芳纶纤维层的芳纶纤维数量远大于8根线密度为8050dtex的芳纶，其可为光缆提供较好的抗拉性能，即便将该光缆吊装布设时，芳纶纤维层也能够承担缆线的托举作用，使得光缆不会因自身重力作用而下坠弯曲。

进一步优选地，本申请中的防啮咬光缆还包括有第三防护层4，该第三防护层4设于光单元1与第一防护层2之间，且该第三防护层4与第二防护层3相同。由于第一防护层2为芳纶纤维层且浸润有剪切增稠液，为了避免剪切增稠液的流失，在光单元1与第一防护层2之间还增设第三防护层4，通过在光单元1外周形成剪切变硬层-芳纶纤维层-剪切变硬层结构，使得芳纶纤维层具备持续抗穿刺能力，并且第二防护层3与第三防护层4提供持续缓冲能力。

进一步地，针对上述防啮咬光缆，本申请还包括一种防啮咬光缆制备方法，其包括如下步骤：

S1、将芳纶纤维层浸润剪切增稠液，将浸润有剪切增稠液的芳纶纤维层绞合包覆在光单元1外周形成第一防护层2；

S2、制备剪切增稠胶，将剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶硫化聚合得到剪切变硬弹性体，将剪切变硬弹性体挤出包覆在光单元外周形成第二防护层3。

进一步地，上述步骤S2后还可在第二防护层3外周挤出成型外护套5。

进一步地，上述剪切增稠胶的制备包括：将硼酸与羟基硅油以45～50g/L的比例混合，在170～190℃下加热搅拌2h，冷却至室温得到剪切增稠胶。

进一步地，上述步骤S2中剪切变硬弹性体的制备包括：

将定量剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶混合，加入剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶总质量百分比0.8～1.2wt％的过氧化甲酰，通入硫化管道硫化成型。

优选地，该剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶按体积比6:(4～9)进行混合。上述剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶的混合比例关乎于剪切变硬弹性体的回复性能和抗穿刺能力。二者比例在实际混合过程中可对应调整，剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶按6：(4～9)的比例进行混合是兼顾回复性能与抗穿刺能力的较为优选方案，具体验证数据参见实施例1、2中验证数据。

进一步地，上述步骤S1包括：将二氧化硅作为分散相颗粒，将聚乙二醇作为分散介质，通过超声处理进行辅助分散，获得剪切增稠液，将剪切增稠液浸润到芳纶纤维中，将浸润有剪切增稠液的芳纶纤维通过芳纶机绞合包覆在光单元外形成第一防护层2。

进一步地，上述剪切增稠液浸润到芳纶纤维前还包括预处理工艺：在剪切增稠液内添加乙醇进行稀释，将剪切增稠液与乙醇按体积比为1:4进行搅拌混合。由于剪切增稠液是一种微纳米颗粒分散于极性介质中形成的非牛顿流体悬浮液，其本身粘度较高，很难直接浸润到芳纶纤维层内部。因此，需要对剪切增稠液进行预处理工艺，其通过添加乙醇作为稀释剂，使得剪切增稠液能够很好的浸润到芳纶纤维层内。并且乙醇本身具备较好的挥发性，在芳纶纤维层浸润剪切增稠液后，乙醇挥发之后，剪切增稠液很好地保留在芳纶纤维层内。

可选地，上述步骤S1前还包括在光单元外周硫化挤出剪切变硬弹性体形成第三防护层4。即在光单元外周挤出形成第三防护层4，然后在第三防护层4外绞合包覆第一防护层2，最后在第一防护层2外形成第二防护层3。此处第三防护层4与第二防护层3的制备工艺完全相同，在此不再赘述。

具体地，下面通过实施例对第二防护层3和第三防护层4的自愈合能力进行验证。

实施例1：

将硼酸与羟基硅油以45～50g/L的比例混合，在170～190℃下加热搅拌2h，冷却至室温得到剪切增稠胶；将剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶混合，加热剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶总质量百分比0.8～1.2wt％的过氧化甲酰，通入硫化管道硫化成型，得到硅橡胶复合剪切变硬弹性体。上述剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶按照体积比1:4、2：3、3：2等形式进行混合分别获得STE-20、STE-40和STE-60。

通过上述步骤制备得到剪切变硬弹性体，将其制备为哑铃型样条，首先测量样条的初始断裂伸长率。然后将样条的中部切开为两段结构，再将其拼接，在常温和热处理情况下进行自愈合，观察判断断面处的粘合情况，测量愈合后材料的断裂伸长率，然后通过愈合后材料的断裂伸长率/材料初始断裂伸长率来衡量材料的自愈合率。试验结果如下表所示：

通过上述对比可知：按照上述制备方法得到的剪切变硬弹性体，其具备较好的弹性，且在常规和高温状态下均具备自愈合能力，即在鼠类咬穿光缆后，通过光缆自身自愈合或者通过加热使其自愈合的方式均可，使得光缆在咬破后可自愈合形成二次防护。

进一步地，本申请针对防啮咬光缆的抗啮咬能力进行验证。

实施例2：

将硼酸与羟基硅油以45～50g/L的比例混合，在170～190℃下加热搅拌2h，冷却至室温得到剪切增稠胶；将剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶混合，加热剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶总质量百分比0.8～1.2wt％的过氧化甲酰，通入硫化管道硫化成型，在光单元外周挤出成型第三防护层，将二氧化硅作为分散相颗粒，将聚乙二醇作为分散介质，通过超声处理进行辅助分散，获得剪切增稠液，将剪切增稠液浸润到芳纶纤维中，将浸润有剪切增稠液的芳纶纤维通过芳纶机绞合包覆在第三保护层外形成第一保护层；采用与第三防护层相同制备方式在第一防护层外挤出成型第二防护层。上述剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶按照体积比1:4、2：3、3：2、4:1等形式进行混合分别获得STG占比为20％、40％、60％、80％的试验样品。

通过落锤试验研究剪切变硬层-芳纶纤维层-剪切变硬层结构对尖锐物体的阻挡作用来模拟防鼠效果。根据研究资料表明，北松鼠的咬合力约为31N，褐家鼠的咬合力约为22N，竹鼠的咬合力为120N。将直径为2mm长度为50mm的钢制圆形尖端杆用作冲击器来模拟鼠牙，将面积为30*30mm的剪切变硬层-芳纶纤维层-剪切变硬层结构的复合材料片层结构通过螺钉固定在两钢板之间，将0.5kg的载荷从1m高度自由下落，相当于4.47m/s的冲击速度。尖头落锤冲击过程中与复合材料的总接触时间约为10ms，尖头落锤提供的冲计力F＝mv/t＝223N，远大于常见鼠类的咬合力。通过在同一位置的反复连续穿刺来模拟老鼠对光缆护层的反复啃咬，一次冲击后立即进行下一次冲击，每次冲击之间无明显时间间隔，以模拟光缆在面对连续啃咬时的防鼠效果。试验结果如下表所示：

通过上述对比可知，采用本申请中制备方式得到的三层结构层相较于常规HDPE结构层具备更佳的抗穿刺能力，即本申请中的光缆结构能够基本避免被鼠类咬穿的情况。

进一步地，本申请还针对上述防啮咬光缆在压扁情况下的光纤衰减情况。一般光缆压扁实验为平板压扁实验，即光缆放在两块钢板之间，通过钢板对光缆施加压扁力。本次实验中，上钢板替换为尖头落锤四周的钢制圆形尖端杆，先将光缆外护套用钢制圆形尖端杆刺穿，再对钢制圆形尖端杆的上端施加压扁力，压扁时间为5min，测试过程中及后续过程中光缆的衰减变化，并观察光单元的破损情况。此处选用光缆为上述实施例2中剪切增稠胶占比为20％的防啮咬光缆。

在整个压扁过程中与试验后，光纤的最大衰减均未超过0.05dB,具有良好的抗尖头压扁效果，本申请中的防啮咬光缆在遇到鼠类啮咬时，其受到挤压力时基本不会影响光纤信号传输。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种防啮咬光缆，其特征在于，包括：

至少一个光单元，所述光单元外周包覆有第一防护层和第二防护层；

所述第一防护层包覆在所述光单元外周，所述第二防护层包覆于所述第一防护层外周；

所述第一防护层为芳纶纤维层，所述芳纶纤维层内浸润有剪切增稠液，所述剪切增稠液通过二氧化硅与聚乙二醇制备而成，并在浸润至芳纶纤维前通过乙醇进行稀释处理；

所述第二防护层为剪切变硬弹性体，所述剪切变硬弹性体在外径不大于3mm的点部穿刺下硬度由30~60HD变为83~90HD，所述剪切变硬弹性体通过剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶硫化聚合得到，所述剪切增稠胶与所述甲基乙烯基硅橡胶按体积比6：（4~9）进行混合；

第三防护层，所述第三防护层设于所述光单元和所述第一防护层之间，所述第三防护层与所述第二防护层结构相同。

2.一种防啮咬光缆制备方法，用于制备如权利要求1所述的防啮咬光缆，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将芳纶纤维层浸润剪切增稠液，将浸润有剪切增稠液的芳纶纤维层绞合包覆在光单元外周形成第一防护层；

S2、制备剪切增稠胶，将剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶硫化聚合得到剪切变硬弹性体，将剪切变硬弹性体挤出包覆在光单元外周形成第二防护层。

3.根据权利要求2所述防啮咬光缆制备方法，其特征在于，所述步骤S2中剪切增稠胶制备包括：

将硼酸与羟基硅油以45~50g/L的比例混合，在170~190℃下加热搅拌2h，冷却得到剪切增稠胶。

4.根据权利要求2所述防啮咬光缆制备方法，其特征在于，所述步骤S2中剪切变硬弹性体制备包括：

将定量剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶混合，加入剪切增稠胶与甲基乙烯基硅橡胶总质量百分比0.8~1.2wt%的过氧化甲酰，通入硫化管道硫化成型。

5.根据权利要求2所述的防啮咬光缆制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

将二氧化硅作为分散相颗粒，将聚乙二醇作为分散介质，通过超声处理进行辅助分散，获得剪切增稠液，将剪切增稠液浸润到芳纶纤维中，将浸润有剪切增稠液的芳纶纤维通过芳纶机绞合包覆在光单元外形成第一防护层。

6.根据权利要求5所述防啮咬光缆制备方法，其特征在于，剪切增稠液浸润到芳纶纤维前还包括预处理工艺：

在剪切增稠液内添加乙醇进行稀释，将剪切增稠液与乙醇按体积比为1:4进行搅拌混合。