CN115755298A

CN115755298A - 一种轨道交通用高性能阻燃低烟光缆

Info

Publication number: CN115755298A
Application number: CN202211418634.XA
Authority: CN
Inventors: 杜浩; 周旻浩; 韩宇峰; 吴迪; 史惠萍; 孙丽华; 周珍福; 陈龙; 李慧
Original assignee: Hengtong Optic Electric Co Ltd
Current assignee: Hengtong Optic Electric Co Ltd
Priority date: 2022-11-14
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2023-03-07

Abstract

本发明提供一种轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，包括：中心加强件，沿着所述中心加强件外圆周依次设有光单元层、阻燃阻水带层、铝带层、内护层、阻燃玻纤纱层、钢带层和外护套，这样能够隔绝外界明火的效果，提高光缆的耐热性，降低光缆的在燃烧时的整体发烟量，且光缆在着火后能够显著提高透光率，在光缆外界燃烧或者加热的情况下光缆也能够正常使用，提高光缆使用时的安全性能。

Description

一种轨道交通用高性能阻燃低烟光缆

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种轨道交通用高性能阻燃低烟光缆。

背景技术

随着我国轨道交通事业的高速发展，轨道交通用通讯光缆的需求量也不断增加。据统计，未来几年内，开工建设的客运专线、城际铁路总里程达到12000公里；我国将有20多个城市计划修建地铁与轻轨，总里程达1250km，到2020年，我国的城市轨道交通线路总长将达到2200km左右。大中运量的地铁和轻轨交通方式已相当普遍，在轨道交通系统中，由于轨道交通用光缆使用环境为密闭环境，为使用环境时保护人员安全，对于轨道交通用光缆透光率和烟密度都有要求，现有轨道交通用光缆存在以下技术问题：

1)透光率是评价阻燃光缆燃烧特性的一个重要因素，现有轨道交通用光缆透光率低，导致人员在火灾环境下无法看清逃生通道并顺利逃生；

2)现有轨道交通用光缆烟密度较高，导致轨道交通用光缆燃烧时产生的烟雾和发烟量较大，增加了人员窒息的风险；

3)现有轨道交通用光缆在燃烧时的火焰自熄性和光缆的成壳性较差，无法阻止火焰温度进一步渗入，外部热量向光缆内部渗入将会加速光缆内部的聚合物分解，在光缆外界燃烧或者加热的情况下将导致光缆无法正常使用，无法建立轨道交通线路之间的光信号的传递和连接使用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，能够隔绝外界明火的效果，提高光缆的耐热性，降低光缆的在燃烧时的整体发烟量，且光缆在着火后能够显著提高透光率，在光缆外界燃烧或者加热的情况下光缆也能够正常使用，提高光缆使用时的安全性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，包括：中心加强件，沿着所述中心加强件外圆周依次设有光单元层、阻燃阻水带层、铝带层、内护层、阻燃玻纤纱层、钢带层和外护套。

本发明提供的一种轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，能够隔绝外界明火的效果，提高光缆的耐热性，降低光缆的在燃烧时的整体发烟量，且光缆在着火后能够显著提高透光率，在光缆外界燃烧或者加热的情况下光缆也能够正常使用，提高光缆使用时的安全性能。

作为优选技术方案，所述光单元层包括：多个松套管，所述松套管内设有多根光纤，所述光纤与所述松套管之间填充有纤膏，多个松套管设置于所述中心加强件外圆周组成缆芯。

作为优选技术方案，所述阻燃阻水带层包括：水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂，通过水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂相互配合纵包缆芯。

作为优选技术方案，在所述阻燃玻纤纱层上设有第一撕裂绳，在所述钢带层上设有第二撕裂绳，所述第一撕裂绳与所述第二撕裂绳呈相对设置，所述第一撕裂绳和所述第二撕裂绳均与所述钢带层纵包。

作为优选技术方案，所述阻燃玻纤纱层与所述钢带层之间呈相对设有阻水纱。

作为优选技术方案，所述钢带层包括：钢带和镀铬层，所述镀铬层包覆于所述钢带外形成钢带层。

作为优选技术方案，所述阻燃玻纤纱层包括：多根阻燃玻纤纱，多根所述阻燃玻纤纱均匀设置于所述内护层外周侧，通过阻燃剂处理玻纤纱制备得到阻燃玻纤纱。

作为优选技术方案，所述阻燃剂包括以下质量份组成：聚磷酸铵25～45质量份，N-羟甲基-3-二甲基膦酰基丙酰胺13～27质量份，磷酸胍15～45质量份、氢氧化铝15～30质量份和聚酯粘合剂30～56质量份。

作为优选技术方案，所述水性阻燃剂包括以下质量份组成：六溴环十二烷3～8质量份，聚硅酸磷酸二氢铝20～50质量份，磷酸氢二铵32～50质量份和氮磷阻燃剂溶液50～70质量份。

作为优选技术方案，所述内护层采用不含氮磷阻燃剂且氧指数≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料制备得到，所述外护套采用不含氮磷阻燃剂且氧指数≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料制备得到，所述外护套包括以下质量份组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂50～70质量份，聚乙烯辛烯共弹性体5～15质量份，聚乙烯树脂15～40质量份，特种改性聚乙烯树脂8～20质量份，氢氧化铝90～150质量份，氢氧化镁60～120质量份，抗氧剂1～3质量份，加工助剂2～3质量份和炭黑2～3质量份。

本发明提供的一种轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，具有以下有益效果：

1)本发明提供的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，能够隔绝外界明火的效果，提高光缆的耐热性，降低光缆的在燃烧时的整体发烟量，且光缆在着火后能够显著提高透光率，在光缆外界燃烧或者加热的情况下光缆也能正常使用，正常建立轨道交通线路之间的光信号的传递和连接使用，提高光缆使用时的安全性能；

2)本发明提供的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，在光缆的机械性能满足YDT901-2019标准要求后，将光缆烟密度透光率满足≥50％，当光缆在着火后，能够显著提高光缆的透光率；

3)本发明提供的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，采用玻璃纤维纱铠装于内护层外侧，增强光缆的耐候性能，抗拉强度，具有一定的防鼠啮咬的效果，满足轨道光缆使用综合性能的要求。

附图说明

图1为本发明提供的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆的结构图；

图2为本发明提供的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆的制备流程图；

其中，1-中心加强件；2-松套管；3-光纤；4-光单元层；5-纤膏；6-阻燃阻水带层；7-铝带层；8-内护层；9-阻燃玻纤纱层；10-钢带层；11-外护套；12-第一撕裂绳；13-阻水纱；14-阻燃玻纤纱；15-第二撕裂绳。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

可以理解，本发明是通过一些实施例为了达到本发明的目的，如图1所示，本发明提供的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，包括：中心加强件1，沿着所述中心加强件1外依次设有光单元层4、阻燃阻水带层6、铝带层7、内护层8、阻燃玻纤纱层9、钢带层10和外护套11；所述光单元层4包括：多个松套管2，多个松套管2设置于所述中心加强件1外圆周形成缆芯，所述松套管2内设有多根光纤3，所述光纤3与所述松套管2之间填充有纤膏5；所述阻燃阻水带层6包括：水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂，通过水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂相互配合纵包缆芯，所述水性阻燃剂包括以下质量份组成：六溴环十二烷3～8质量份，聚硅酸磷酸二氢铝20～50质量份，磷酸氢二铵32～50质量份和氮磷阻燃剂溶液50～70质量份；在所述阻燃玻纤纱层9上设有第一撕裂绳12，在所述钢带层10上设有第二撕裂绳15，所述第一撕裂绳12与所述第二撕裂绳15呈相对设置，所述第一撕裂绳12和所述第二撕裂绳15均与所述钢带层10纵包；所述阻燃玻纤纱层9与所述钢带层10之间呈相对设有阻水纱13；所述钢带层10包括：钢带和镀铬层，所述镀铬层包覆于所述钢带外形成钢带层10；所述阻燃玻纤纱层9包括：多根阻燃玻纤纱14，多根所述阻燃玻纤纱14均匀设置于所述内护层8外周侧，通过阻燃剂处理玻纤纱制备得到阻燃玻纤纱14；所述阻燃剂包括以下质量份组成：聚磷酸铵25～45质量份，N-羟甲基-3-二甲基膦酰基丙酰胺13～27质量份，磷酸胍15～45质量份、氢氧化铝15～30质量份和聚酯粘合剂30～56质量份；所述内护层8采用不含氮磷阻燃剂且氧指数≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料制备得到，所述外护套11采用不含氮磷阻燃剂且氧指数≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料制备得到，所述外护套11包括以下质量份组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂50～70质量份，聚乙烯辛烯共弹性体5～15质量份，聚乙烯树脂15～40质量份，特种改性聚乙烯树脂8～20质量份，氢氧化铝90～150质量份，氢氧化镁60～120质量份，抗氧剂1～3质量份，加工助剂2～3质量份和炭黑2～3质量份；这样能够隔绝外界明火的效果，提高光缆的耐热性，降低光缆的在燃烧时的整体发烟量，且光缆在着火后能够显著提高透光率，在光缆外界燃烧或者加热的情况下光缆也能够正常使用，提高光缆使用时的安全性能。

如图2所示，本发明提供的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆的制备方法，包括以下步骤：

S1将光纤3进行着色，在着色后的光纤3外通过挤塑模具挤塑松套管2，在松套管2与光纤3之间填充有纤膏5，多个松套管2设置于中心加强件1的外圆周组成缆芯；

S2通过水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂相互配合纵包于缆芯外侧形成阻燃阻水带6；

S3沿着阻燃阻水带6外圆周依次设有铝带层7、内护层8、阻燃玻纤纱层9、钢带层10和外护套11，在所述阻燃玻纤纱层9上设有第一撕裂绳12，在所述钢带层10上设有第二撕裂绳15，所述第一撕裂绳12与所述第二撕裂绳15呈相对设置，所述第一撕裂绳12和所述第二撕裂绳15均与所述钢带层10纵包，在阻燃玻纤纱层9与所述钢带层10之间呈相对设有阻水纱13形成轨道交通用高性能阻燃低烟光缆；

S4轨道交通用高性能阻燃低烟光缆出厂；

上述步骤S1～S4以上每一步工艺都进行检测，保证了轨道交通用高性能阻燃低烟光缆的品质，这样能够隔绝外界明火的效果，提高光缆的耐热性，降低光缆的在燃烧时的整体发烟量，且光缆在着火后能够显著提高透光率，在光缆外界燃烧或者加热的情况下光缆也能够正常使用，提高光缆使用时的安全性能。

在一些实施例中，包括：中心加强件1，沿着所述中心加强件1外依次设有光单元层4、阻燃阻水带层6、铝带层7、内护层8、阻燃玻纤纱层9、钢带层10和外护套11。

采用上述实施例，铝带层7采用厚度为0.15～0.20mm范围内的铝带，铝带搭接9～17mm，铝带层7起到阻止外部火焰向光缆内部的渗入和隔绝热量向缆芯传递作用，同时阻止火焰点燃光缆缆芯内部的，降低光缆内部聚合物分解的速度，从而降低光缆的发烟量；

钢带层10采用厚度为0.15～0.25mm范围内的钢带，钢带搭接7～12mm，钢带层10起到阻止外部火焰向光缆内部的渗入和隔绝热量向缆芯传递作用，同时阻止火焰点燃光缆内部的缆芯，降低光缆内部聚合物分解的速度，从而降低光缆的发烟量；

使用阻燃玻纤纱层绕包内护层，能够提高光缆的耐热性及隔绝外界明火的效果、防止光缆内护在燃烧过程开裂，降低光缆的在燃烧时的整体发烟；显著提高光缆的机械力学性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性能和防鼠啮咬等综合性能

其结构简单，操作方便，能够隔绝外界明火的效果，提高光缆的耐热性，降低光缆的在燃烧时的整体发烟量，且光缆在着火后能够显著提高透光率，光缆烟密度透光率满足≥50％，在光缆外界燃烧或者加热的情况下光缆也能够正常使用，提高光缆使用时的安全性能。

在一些实施例中，所述光单元4包括：多个松套管2，多个松套管2设置于所述中心加强件1外圆周形成缆芯，所述松套管2内设有多根光纤3，所述光纤3与所述松套管2之间填充有纤膏5。

采用上述实施例，其结构简单，操作方便，松套管2工序通过改进现有挤塑模具，优化张力设置，挤塑模具挤塑松套管2采用12芯1管结构，即松套管2内至多容纳12根光纤3。

在一些实施例中，阻燃阻水带6包括：水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂，通过水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂相互配合纵包于缆芯外；所述水性阻燃剂包括以下质量份组成：六溴环十二烷3～8质量份，聚硅酸磷酸二氢铝20～50质量份，磷酸氢二铵32～50质量份和氮磷阻燃剂溶液50～70质量份。

采用上述实施例，通过水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂纵包于缆芯外，该阻燃阻水带6在燃烧时可呈现网状成壳性，阻止隔绝外部热量向光缆内部渗入，使得阻燃阻水带在燃烧时降低发烟量。

在一些实施例中，在所述阻燃玻纤纱层9上设有第一撕裂绳12，在所述钢带层10上设有第二撕裂绳15，所述第一撕裂绳12与所述第二撕裂绳15呈相对设置，所述第一撕裂绳12和所述第二撕裂绳15均与所述钢带层10纵包。

采用上述实施例，其结构简单，操作方便，提高了光缆的机械性能满。

在一些实施例中，所述阻燃玻纤纱层9与所述钢带层10之间呈相对设有阻水纱13。

采用上述实施例，其结构简单，操作方便，提高了光缆的阻水性能。

在一些实施例中，所述钢带层10包括：钢带和镀铬层，所述镀铬层包覆于所述钢带外形成钢带层10。

采用上述实施例，其结构简单，操作方便，在钢带外包覆镀铬层形成钢带层10，钢带层10的设置提高了光缆整体的硬度、耐磨、耐温和耐腐蚀等性能。

在一些实施例中，所述阻燃玻纤纱层9包括：多根阻燃玻纤纱，多根所述阻燃玻纤纱均匀设置于所述内护层外周侧，通过阻燃剂处理玻纤纱制备得到阻燃玻纤纱；所述阻燃剂包括以下质量份组成：聚磷酸铵25～45质量份，N-羟甲基-3-二甲基膦酰基丙酰胺13～27质量份，磷酸胍15～45质量份、氢氧化铝15～30质量份和聚酯粘合剂30～56质量份。

采用上述实施例，玻纤纱根数18～45根，玻纤纱规格采用785TEX或1000TEX非阻水玻纤纱，使用阻燃剂处理后的玻纤纱绕包内护层，能够提高光缆的耐热性及隔绝外界明火的效果，防止光缆内护在燃烧过程开裂，降低光缆的在燃烧时的整体发烟量；显著提高光缆的机械力学性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性能和防鼠啮咬等综合性能。

在一些实施例中，所述内护层8采用不含氮磷阻燃剂且氧指数≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料制备得到，内护护套厚度为1.5～2.0mm。

采用上述实施例，所述内护层8采用不含氮磷阻燃剂且氧指数(OI)≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料代替常规聚乙烯，显著降低光缆的生烟量，提高光缆的耐候等级，增加光缆的使用寿命。

在一些实施例中，所述外护套11采用不含氮磷阻燃剂且氧指数≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料制备得到，所述外护套包括以下质量份组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂50～70质量份，聚乙烯辛烯共弹性体5～15质量份，聚乙烯树脂15～40质量份，特种改性聚乙烯树脂8～20质量份，氢氧化铝90～150质量份，氢氧化镁60～120质量份，抗氧剂1～3质量份，加工助剂2～3质量份和炭黑2～3质量份，外护套11的厚度≥2.0mm

采用上述实施例，所述外护套11采用不含氮磷阻燃剂且氧指数(OI)≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料，降低外护套的发烟量，提高外护套在燃烧时的火焰自熄性和光缆的成壳性，降低光缆内部的聚合物的分解，阻止火焰温度进一步渗入光缆的内部。

3)本发明提供的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，采用玻璃纤维纱铠装于内护层外侧，增强光缆的耐候性能，抗拉强度，具有一定的防鼠啮咬的效果，满足轨道光缆使用的综合性能的要求。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims

1.一种轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，包括：中心加强件，沿着所述中心加强件外圆周依次设有光单元层、阻燃阻水带层、铝带层、内护层、阻燃玻纤纱层、钢带层和外护套。

2.根据权利要求1所述的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，所述光单元层包括：多个松套管，所述松套管内设有多根光纤，所述光纤与所述松套管之间填充有纤膏，多个松套管设置于所述中心加强件外圆周组成缆芯。

3.根据权利要求2所述的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，所述阻燃阻水带层包括：水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂，通过水性阻燃剂处理后的阻水带基带和阻燃填料改性的吸水树脂相互配合纵包缆芯。

4.根据权利要求1所述的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，在所述阻燃玻纤纱层上设有第一撕裂绳，在所述钢带层上设有第二撕裂绳，所述第一撕裂绳与所述第二撕裂绳呈相对设置，所述第一撕裂绳和所述第二撕裂绳均与所述钢带层纵包。

5.根据权利要求1所述的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，所述阻燃玻纤纱层与所述钢带层之间呈相对设有阻水纱。

6.根据权利要求1所述的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，所述钢带层包括：钢带和镀铬层，所述镀铬层包覆于所述钢带外形成钢带层。

7.根据权利要求1所述的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，所述阻燃玻纤纱层包括：多根阻燃玻纤纱，多根所述阻燃玻纤纱均匀设置于所述内护层外周侧，通过阻燃剂处理玻纤纱制备得到阻燃玻纤纱。

8.根据权利要求7所述的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，所述阻燃剂包括以下质量份组成：聚磷酸铵25～45质量份，N-羟甲基-3-二甲基膦酰基丙酰胺13～27质量份，磷酸胍15～45质量份、氢氧化铝15～30质量份和聚酯粘合剂30～56质量份。

9.根据权利要求3所述的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，所述水性阻燃剂包括以下质量份组成：六溴环十二烷3～8质量份，聚硅酸磷酸二氢铝20～50质量份，磷酸氢二铵32～50质量份和氮磷阻燃剂溶液50～70质量份。

10.根据权利要求1所述的轨道交通用高性能阻燃低烟光缆，其特征在于，所述内护层采用不含氮磷阻燃剂且氧指数≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料制备得到，所述外护套采用不含氮磷阻燃剂且氧指数≥40的高阻燃低烟无卤阻燃护套材料制备得到，所述外护套包括以下质量份组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂50～70质量份，聚乙烯辛烯共弹性体5～15质量份，聚乙烯树脂15～40质量份，特种改性聚乙烯树脂8～20质量份，氢氧化铝90～150质量份，氢氧化镁60～120质量份，抗氧剂1～3质量份，加工助剂2～3质量份和炭黑2～3质量份。