CN117304853A - 一种水密胶、具有其的水下柔性光缆、制作方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水密胶,按重量份计,包括以下原料:A组分:环氧树脂70~85份,膨胀单体10~20份,稀释剂20~40份,增塑剂10~20份;B组分:固化剂50~60份,固化促进剂10~20份,膨胀促进剂10~20份。本发明还公开了该水密胶在水下光缆中的应用,以及水下光缆及其制作方法。光缆结构包括中心加强件、电单元、光单元、包带、抗拉元件及外护套,所述中心加强件和包带之间的缝隙中填充有水密胶;和/或,所述包带与外护套之间的缝隙中填充有水密胶。本发明通过在光缆缝隙内填充具有吸水膨胀作用的水密胶,填充率90%以上,吸水膨胀比为150%~300%,粘结强度≥8MPa,能够显著提高其纵向耐水压性能,能够运用于水下1000m以上的深海中。
Description
技术领域
本发明属于水下光纤通信技术领域,具体涉及一种水密胶、该水密胶应用、具有该水密胶的水下柔性光缆及光缆的制作方法。
背景技术
随着光纤通信的快速发展,其应用领域也有了很多的拓展,如水下机器人、水下声纳探测、水下监测系统等。
随着下潜深度的逐步增加,对于潜水器的控制以及信息容量的提升要求加大,从1990年开始水下缆逐步由单一电缆转变为光电复合缆,这一概念是在1990年由日本的Nakajoh等提出,该类光电复合缆首先应用于一个7000米ROV深潜器(UROV7K),该设备包含摄像机、光、控制器和采样设备。然而,水下光电复合缆除了集成光电功能外,下潜深度的增加对缆的径向耐水压等提出了更高的要求,同时为了保护水下设备,对其纵向阻水耐水压也有了要求。
目前,水下光缆结合了光电单元进行水下传输,采用非金属铠装实现了小弯曲半径的要求,其主要由护套提供径向耐水压,通过护套材料、厚度以及铠装结构等使光缆的径向耐水压满足要求。而电缆中纵向耐水压通过阻水胶、水密胶、阻水纱等方式来实现,但是电缆中传递介质为铜线,光缆中传输介质为光纤,光纤相比铜线极易受到应力,直接采用电缆水密胶会造成光纤信号无法传输,并且现有技术中的光缆水密胶耐纵向水压有限,最多只能达到3.0MPa。
因此,水下光缆的高纵向耐水压的问题还未得到解决,深海应用受限,从而对水下光缆的封装和施工提出了严苛的要求,一旦产生损坏,海水可直达水下系统和水上接受设备,会造成严重损失。
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,本发明提供了一种水密胶、具有该水密胶的水下柔性光缆、制作方法及应用,通过在光缆缝隙内填充具有吸水膨胀作用的水密胶,从而在保证水下柔性光缆耐径向水压、高抗拉等要求下,制作出耐纵向水压的水下光缆,解决了水下光缆纵向耐水压的问题。
按照本发明的第一个方面,提供一种水密胶,按重量份计,该水密胶的原料包括:
A组分:环氧树脂70~85份,膨胀单体10~20份,稀释剂20~40份,增塑剂10~20份;
B组分:固化剂50~60份,固化促进剂10~20份,膨胀促进剂10~20份。
作为本发明的进一步改进,A组分中,
所述膨胀单体包括TPE/P(AA-co-AM)吸水膨胀单体、纳米聚丙烯酸钠盐、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物、聚氨酯预聚体中的一种或多种;和/或,
所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种;和/或,
所述稀释剂包括乙二醇二缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油醚、苯甲醇中的一种或多种;和/或,
所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进,
所述膨胀促进剂为电纺纳米纤维、螺吡喃中的一种或多种;和/或,
所述固化剂为亚油酸二聚体三乙烯四胺、亚油酸二聚体二乙烯、低分子聚酰胺中的一种或多种;和/或,
所述固化促进剂为DMP-30、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进,所述水密胶的吸水膨胀比为150%~300%,优选为200%~250%;和/或,
所述水密胶与基体粘结强度≥8MPa,优选为9MPa~10MPa。
按照本发明的第二个方面,提供一种所述的水密胶在水下光缆中的应用,所述水密胶填充于水下光缆的缝隙中或涂覆在水下光缆基体表面,其应用条件包括:
所述A组分与B组分混合质量比为85~95:10~20,进一步优选为90:10;固化温度优选为15~35℃,进一步优选为20~25℃;固化时间优选为5~10h,进一步优选为6~8h。
作为本发明的进一步改进,所述水密胶在光缆缝隙中填充率为90%以上,优选为98%以上。
按照本发明的第三个方面,提供一种水下柔性光缆,采用所述的水密胶;该光缆结构包括中心加强件、电单元、光单元、包带、抗拉元件及外护套;其中,
所述光单元和电单元绞合在所述中心加强件周围形成缆芯;所述包带绕包于所述缆芯外部,所述抗拉元件绞合于所述包带外部;所述外护套位于最外层,其挤塑于所述抗拉元件外部;
所述中心加强件和包带之间的缝隙中填充有水密胶;和/或,所述包带与外护套之间的缝隙中填充有水密胶。
作为本发明的进一步改进,所述中心加强件表面涂覆有水密胶;和/或,所述光单元和电单元表面涂覆有水密胶;和/或,所述包带和抗拉元件表面涂覆有水密胶。
作为本发明的进一步改进,所述水密胶在光缆缝隙中填充率90%以上,优选为98%以上。
作为本发明的进一步改进,所述水密胶的吸水膨胀比为150%~300%,优选为200%~250%;和/或,所述水密胶与基体粘结强度≥8MPa,优选为9MPa~10MPa之间。
按照本发明的第四个方面,提供一种水下柔性光缆的制作方法,用于制作所述的水下柔性光缆,包括如下步骤:
将光单元和电单元绞合在中心加强件周围成缆芯,绞合时注入水密胶;
在所述缆芯外部绕包包带;
在所述包带外部绞合抗拉元件,绞合时注入水密胶;
在抗拉元件外部挤塑成型外护套;
最后进行水密胶固化,制作得到水下柔性光缆。
作为本发明的进一步改进,
制作前,在所述中心加强件、光单元、电单元、包带、抗拉元件中的至少一个基体表面涂覆水密胶,或者,在制作过程中,每设置一层基体,在其表面涂覆水密胶;涂覆时,维持对应的基体温度在15~35℃之间,涂覆厚度大于0.5mm;
注入水密胶时,注胶压力为0.5~1.5MPa。
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,具有以下有益效果:
(1)本发明的水密胶,由于膨胀单体含有亲水基团,与水分子作用能够产生吸水膨胀效果,并且A组分中的膨胀单体和B组分中的膨胀促进剂共同作用,给水分子在光缆内部提供多尺度水通道,能将隔离的树脂基团与基体表面连接,以增强材料的吸水膨胀能力。
(2)本发明的水下柔性光缆,光缆内缝隙填充阻水胶,吸水后水密胶可膨胀填充这些缝隙;同时,由于水密胶与基体之间的粘结强度大,在高水压条件下,水密胶和基体不脱落,并且由于粘结强度大,其在高水压条件下具有较高稳定性。因此采用本发明水密胶的水下柔性光缆,能够显著提高其纵向耐水压性能,在深水下使用可保护两端设备,降低使用风险。
(3)本发明的水下柔性光缆,中心加强件、光单元、电单元、包带、抗拉元件通过涂敷的方式涂敷有水密胶;光单元和电单元绞合时,以及抗拉元件绞合时,在注胶系统的压力作用下使其缝隙中填充有水密胶,能够确保光缆中缝隙均填充足够水密胶。水密胶填充率越高,光缆各基体之间缝隙小,吸水膨胀比大,一旦吸水,水密胶可膨胀填充这些缝隙。
(4)本发明的水下柔性光缆,其耐纵向水压能够达到12MPa,并且其具备纵向阻水性能的同时具有耐径向水压、高抗拉等特性,可反复收放,能够运用于水下1000m以上的深海中,确保水下设备的光电传输。
附图说明
图1为本发明实施例的水下柔性光缆结构示意图。
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-中心加强件、2-电单元、3-光单元、4-包带、5-抗拉元件、6-外护套、7-水密胶。
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。
本发明实施例的水密胶,为双组份环氧基树脂;按重量份计,包括以下原料:
A组分:环氧树脂70~85份,膨胀单体10~20份,稀释剂20~40份,增塑剂10~20份;
B组分:固化剂50~60份,固化促进剂10~20份,膨胀促进剂10~20份。
优选地,A组分中,膨胀单体包括TPE/P(AA-co-AM)吸水膨胀单体、纳米聚丙烯酸钠盐、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物、聚氨酯预聚体中的一种或多种。
优选地,A组分中,环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种。
优选地,A组分中,稀释剂包括乙二醇二缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油醚、苯甲醇中的一种或多种。
优选地,A组分中,增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。
优选地,B组分中,膨胀促进剂为电纺纳米纤维、螺吡喃中的一种或多种。
优选地,B组分中,固化剂为亚油酸二聚体三乙烯四胺、亚油酸二聚体二乙烯、低分子聚酰胺中的一种或多种。
优选地,B组分中,固化促进剂为DMP-30、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。
进一步地,本发明实施例的水密胶,应用在水下光缆中,其填充于水下光缆的缝隙中或涂覆在水下光缆基体表面,以提高其纵向耐水压性能。其应用条件包括:
A组分和B组分混合质量比优选为85~95:10~20,进一步优选为90:10,通过A组分和B组分混合配比能够控制水密胶固化时间;固化温度优选为15~35℃,进一步优选为20~25℃;固化时间优选为5~10h,进一步优选为6~8h。固化温度过低或时间过少,会导致固化不完全,固化温度过高或时间过长,也会影响固化效果,从而影响耐水压性能。
具体地,本发明的水密胶,使用时的制备过程如下:
将设定比例的环氧树脂,膨胀单体、稀释剂及增塑剂混合均匀,得到A组分;
将设定比例的固化剂,固化促进剂及膨胀促进剂混合均匀,得到B组分;
使用前,将A组分和B组分按照质量比85~95:10~20混合均匀,得到水密胶。
本发明的水密胶中,基体为双组份环氧树脂,A组分中环氧树脂与B组分中固化剂进行固化反应,形成网状立体聚合物,将膨胀单体等组分包络在网状立体结构中,使线性树脂变成坚韧的立体聚合物,膨胀单体和促进剂均匀地分布在其中。
进一步优选地,水密胶的吸水膨胀比150%~300%,优选为200%~250%。吸水膨胀比为吸水后膨胀的体积与原有体积的百分比。
本发明的水密胶中,添加能够使其产生膨胀作用的膨胀单体,膨胀单体含有亲水基团,在遇到水分子时,亲水基团与氢氧基反应,将水分子锁住,同时增大体积产生膨胀作用;并且A组分中的膨胀单体和B组分中的膨胀促进剂共同作用,膨胀促进剂的纳米纤维或叠氮基团可在膨胀单体中形成纳米微孔,给水分子在光缆内部提供多尺度水通道,能将隔离的树脂基团与基体表面连接,以增强材料的吸水膨胀能力,使其吸水膨胀比在150%~300%之间。
进一步优选地,水密胶与基体粘结强度≥8MPa,优选为9MPa~10MPa之间。粘结强度是指水密胶与基体粘结固化后,粘结面所能承受的拉力。其中A/B组分中固化剂和环氧树脂对粘结强度有较大影响,环氧树脂含有多种极性基团和活性大的环氧基,可与各种基体的相邻界面产生结合力;在固化过程中,环氧树脂和环氧树脂发生反应,在固化剂的化学作用下,进一步生成羟基和醚键,产生较高的内聚力和粘附力。同时,环氧基团在固化剂匹配的条件下,韧性较好,在与基体结合时柔韧性较好,也可获得高的粘结强度。在本发明的A/B组分及A/B组分配比下,水密胶韧性较好,且基体粘结强度基体粘结强度≥8MPa。
进一步地,本发明实施例提供一种具体的水下柔性光缆,如图1所示。该光缆结构包括中心加强件1、电单元2、光单元3、包带4、抗拉元件5及外护套6。其中,中心加强件1优选为屏蔽双绞线,光单元3和电单元2绞合在中心加强件1周围形成缆芯;包带4绕包在缆芯外部,抗拉元件5绞合在包带4外部;外护套6位于最外层,其挤塑在抗拉元件5外部。
一些实施例中,中心加强件1和包带4之间的缝隙中填充有水密胶;一些实施例中,包带4与外护套6之间的缝隙中填充有水密胶。
优选地,中心加强件1表面涂覆有水密胶;优选地,光单元3和电单元2表面涂覆有水密胶;优选地,包带4和抗拉元件5表面涂覆有水密胶。本领域技术人员可以理解的是,只要能够保证中心加强件1和包带4之间的内表面及光单元3和电单元2缝隙内,包带4和外护套6之间的内表面及抗拉元件5缝隙内均填充有水密胶即可,从而确保光缆缝隙均填充足够水密胶。
进一步优选地,水密胶在光缆缝隙中填充率为90%以上,优选为98%以上。水密胶填充率越高,光缆各基体之间缝隙小,吸水膨胀比大,一旦吸水,水密胶可膨胀填充这些缝隙。
本发明提供的水下柔性光缆,光电单元集成为一体,能够实现光电传输,同时具有耐径向水压、高抗拉等特性,可为水下设备提供高效稳定的传输。
本发明的水下柔性光缆,在保证原有光缆的高抗拉和径向水下高等特性下,由于光缆内缝隙填充阻水胶,吸水后水密胶可膨胀填充这些缝隙;同时,由于水密胶与基体之间的粘结强度大,在高水压条件下,水密胶和基体不脱落,并且水密胶在高水压条件下具有较高稳定性。采用本发明水密胶的水下柔性光缆,能够显著提高其纵向耐水压性能,在深水下使用可保护两端设备,降低使用风险。
进一步地,本发明实施例图1所示的水下柔性光缆,其对应的制作方法,包括如下步骤:
将光单元3和电单元2绞合在中心加强件1周围成缆芯,绞合时注入水密胶;
在缆芯外部绕包包带4;
在包带4外部绞合抗拉元件5,绞合时注入水密胶;
在抗拉元件5外部挤塑成型外护套6;
最后进行水密胶固化,制作得到水下柔性光缆。
优选实施例中,制作前,在中心加强件、光单元、电单元、包带、抗拉元件中的至少一个基体表面涂覆水密胶,当然,也可以在制作过程中,每设置一层基体,在其表面涂覆水密胶。本领域技术人员可以理解的是,只要能够保证中心加强件1和包带4之间的内表面及光单元3和电单元2缝隙内,包带4和外护套6之间的内表面及抗拉元件5缝隙内均填充有水密胶即可。
进一步优选地,涂覆时,维持对应的基体(即中心加强件、光单元、电单元、包带或抗拉元件)温度在15~35℃之间,该范围内水密胶固化速率适中,一方面给光缆成型提供时间,另一方面能够在生产完成后固化完全。另外,在基体外涂覆水密胶,涂覆厚度优选为大于0.5mm,大于该厚度时,涂覆可靠性较高。
优选实施例中,通过注胶系统在对应的基体缝隙(光单元和电单元的缝隙、抗拉元件的缝隙)中填充水密胶,注胶压力优选为0.5~1.5MPa,注胶时通过该注胶压力控制流速。
优选实施例中,水密胶在光缆缝隙中填充率为90%以上,优选为98%以上。实际操作时,涂覆厚度越大,注胶压力越大,填充率越大。
优选实施例中,水密胶固化时,固化温度为15~35℃,进一步优选为20~25℃;固化时间优选为5~10h,进一步优选为6~8h。固化温度过低或时间过少,会导致固化不完全,固化温度过高或时间过长,也会影响固化效果,从而影响耐水压性能。
为更好地理解本发明的产品、应用及制备方法,提供如下具体实施例和对比例:
实施例1
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚A型环氧树脂70份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物10份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺55份、N,N-二甲基乙醇胺15份、电纺纳米纤维20份。
A组分和B组分的混合质量比为90:10,将A组分和B组分混合后制备得到水密胶。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法包括如下步骤:
将1根直径为1.5mm屏蔽双绞线1,4根1.2mm光单元3,4根0.6mm2的电单元2至于放线架上,放线张力5N,经绞合机绞合形成缆芯。在绞合时通过注胶系统填充制备得到的水密胶,注胶压力为0.5MPa。
在缆芯外绕包一层厚度0.25mm,宽度10mm的无纺布包带4,再将其至于放线架上,放线张力20N,在包带4外绞合24根3220dtex芳纶(抗拉元件5),芳纶绞合时通过注胶系统填充制备得到的水密胶,注胶压力为0.6MPa。
注胶后经导轮进入挤塑机进行外护套6的挤塑成型;挤塑机料口至模口各区依次设置为:进料口、机筒一区、机筒二区、机筒三区、机筒四区、机筒五区、机颈和模口,并设置各区温度分别为:进料口为150±5℃、机筒一区为165±10℃、机筒二区为180±10℃、机筒三区为195±10℃、机筒四区为195±10℃,机筒五区为205±10℃、机颈和模口为205±10℃;设置在模口出口处的冷却区域采用分段冷却,与模口相连的第一段冷却采用冷却温度为50±10℃的温水冷却槽,其余各段均为常温水冷却。
最后对水密胶进行固化,固化温度为15~35℃,固化时间为5~10h,制作得到水下柔性光缆。
实施例2
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚A型环氧树脂85份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物20份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺55份、N,N-二甲基乙醇胺15份、电纺纳米纤维20份。
A组分和B组分的混合质量比为90:10。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
实施例3
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚A型环氧树脂80份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物20份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺55份、N,N-二甲基乙醇胺15份、膨胀促进剂20份。
A组分和B组分的混合质量比为90:10。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
实施例4
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚A型环氧树脂70份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物20份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺55份、N,N-二甲基乙醇胺15份、电纺纳米纤维20份。
A组分和B组分的混合质量比为90:10。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
实施例5
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚A型环氧树脂70份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物15份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺55份、N,N-二甲基乙醇胺15份、电纺纳米纤维20份。
A组分和B组分的混合比例为90:10。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
实施例6
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚A型环氧树脂70份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物10份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺50份、N,N-二甲基乙醇胺15份、电纺纳米纤维20份。
A组分和B组分的混合质量比为90:10。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
实施例7
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚F型环氧树脂70份、TPE/P(AA-co-AM)吸水膨胀单体10份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺60份、DMP-3015份、螺吡喃20份。
A组分和B组分的混合质量比为90:10。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
实施例8
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚F型环氧树脂70份、纳米聚丙烯酸钠盐10份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺55份、DMP-3015份、螺吡喃10份。
A组分和B组分的混合质量比为90:10。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
实施例9
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:酚醛环氧树脂70份、聚氨酯预聚体10份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体二乙烯55份、DMP-30 15份、螺吡喃15份。
A组分和B组分的混合质量比为90:10。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
实施例10
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:脂环族环氧树脂70份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物20份、乙二醇二缩水甘油醚20份、邻苯二甲酸二甲酯10份;
按重量份计,B组分的配方为:低分子聚酰胺55份、N,N-二甲基乙醇胺15份、螺吡喃20份。
A组分和B组分的混合质量比为95:10。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
实施例11
本实施例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚A型环氧树脂70份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物20份、乙二醇二缩水甘油醚40份、邻苯二甲酸二甲酯20份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺55份、N,N-二甲基乙醇胺15份、螺吡喃20份。
A组分和B组分的混合质量比为85:20。
本实施例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
对比例1
本对比例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚A型环氧树脂70份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物5份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺55份、N,N-二甲基乙醇胺15份、电纺纳米纤维5份。
A组分和B组分的混合质量比为90:10。
本对比例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
对比例2
本对比例中,按重量份计,A组分的配方为:双酚A型环氧树脂70份、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物20份、乙二醇二缩水甘油醚30份、邻苯二甲酸二甲酯15份;
按重量份计,B组分的配方为:亚油酸二聚体三乙烯四胺55份、N,N-二甲基乙醇胺15份、电纺纳米纤维20份。
A组分和B组分的混合质量比为95:5。
本对比例中,水下柔性光缆的制作方法参照实施例1。
对上述实施例和对比例制作得到的水下柔性光缆进行性能测试,测试方法为:
填充率测试方法为:通过纵切5个相隔5cm的光缆界面进行显微成像测量。
吸水膨胀比测试方法为:吸水膨胀比为吸水后膨胀的体积与原有体积的百分比,取固化后水密胶两份,每份100g,其中一份在水中浸泡24h充分吸水膨胀,将吸水后的膨胀体积与原有体积进行对比。
纵向水压测试方法为:水密光缆一端置于水压罐中,采用硅胶片密封,另一端放置于水压罐外,将水压罐水压提高到固定水压进行保压,采用湿度试纸观察置于水压罐外的光缆是否漏水。
上述实施例和对比例制作的水下柔性光缆,其耐水压测试结果如下表所示:
本发明实施例制作的填充有水密胶的水下光缆,从上述结果可以看出:实施例1至实施例11在8MPa水压下,均未发生漏水,而对比例1立即发生漏水,对比例2则在6h后发生漏水。由于实施例中水密胶配方在合理范围内,有非常好的吸水膨胀比,可阻挡8MPa水压,而对比例中由于未选取合适的膨胀单体和膨胀促进剂比例,在8MPa水压条件下,吸水膨胀有限,无法阻挡或长期阻挡水压。说明本实施例制备的水下柔性光缆,水密胶纵向阻水作用明显,在其作用之下水下柔性光缆的耐水压性能明显提高。
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 (10)
1.一种水密胶,其特征在于,按重量份计,包括以下原料:
A组分:环氧树脂70~85份,膨胀单体10~20份,稀释剂20~40份,增塑剂10~20份;
B组分:固化剂50~60份,固化促进剂10~20份,膨胀促进剂10~20份。
2.根据权利要求1所述的水密胶,其特征在于,A组分中,
所述膨胀单体包括TPE/P(AA-co-AM)吸水膨胀单体、纳米聚丙烯酸钠盐、甲基丙烯酸-乙酸乙酯共聚物、聚氨酯预聚体中的一种或多种;和/或,
所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种;和/或,
所述稀释剂包括乙二醇二缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油醚、苯甲醇中的一种或多种;和/或,
所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的水密胶,其特征在于,B组分中,
所述膨胀促进剂为电纺纳米纤维、螺吡喃中的一种或多种;和/或,
所述固化剂为亚油酸二聚体三乙烯四胺、亚油酸二聚体二乙烯、低分子聚酰胺中的一种或多种;和/或,
所述固化促进剂为DMP-30、N,N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的水密胶,其特征在于,所述水密胶的吸水膨胀比为150%~300%,优选为200%~250%;和/或,
所述水密胶与基体粘结强度≥8MPa,优选为9MPa~10MPa。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的水密胶在水下光缆中的应用,其特征在于,其应用条件包括:
所述A组分与B组分混合质量比为85~95:10~20,进一步优选为90:10;固化温度优选为15~35℃,进一步优选为20~25℃;固化时间优选为5~10h,进一步优选为6~8h。
6.一种如权利要求5所述的水密胶在水下光缆中的应用,其特征在于,所述水密胶在光缆缝隙中填充率为90%以上,优选为98%以上。
7.一种水下柔性光缆,采用权利要求1-4任一项所述的水密胶,其特征在于,该光缆结构包括中心加强件、电单元、光单元、包带、抗拉元件及外护套;其中,
所述光单元和电单元绞合在所述中心加强件周围形成缆芯;所述包带绕包于所述缆芯外部,所述抗拉元件绞合于所述包带外部;所述外护套位于最外层,其挤塑于所述抗拉元件外部;
所述中心加强件和包带之间的缝隙中填充有水密胶;和/或,所述包带与外护套之间的缝隙中填充有水密胶。
8.根据权利要求7所述的水下柔性光缆,其特征在于,所述中心加强件表面涂覆有水密胶;和/或,所述光单元和电单元表面涂覆有水密胶;和/或,所述包带和抗拉元件表面涂覆有水密胶。
9.一种水下柔性光缆的制作方法,用于制作权利要求7或8所述的水下柔性光缆,其特征在于,包括如下步骤:
将光单元和电单元绞合在中心加强件周围成缆芯,绞合时注入水密胶;
在所述缆芯外部绕包包带;
在所述包带外部绞合抗拉元件,绞合时注入水密胶;
在所述抗拉元件外部挤塑成型外护套;
最后进行水密胶固化,制作得到水下柔性光缆。
10.根据权利要求9所述的水下柔性光缆的制作方法,其特征在于,
制作前,在所述中心加强件、光单元、电单元、包带、抗拉元件中的至少一个基体表面涂覆水密胶,或者,在制作过程中,每设置一层基体,在其表面涂覆水密胶;涂覆时,维持对应的基体温度在15~35℃之间,涂覆厚度大于0.5mm;
注入水密胶时,注胶压力为0.5~1.5MPa。
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