CN215953919U - 一种高强度耐高温耐火光缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光纤光缆领域，尤其涉及一种高强度耐高温耐火光缆，包括裸光纤，所述裸光纤表面涂覆有耐温层，所述耐温层挤出有紧套层，所述紧套层编织有第一加强层，所述第一加强层挤出有抗压层，所述抗压层包覆有铠装层，所述铠装层编织有第二加强层，所述第二加强层挤出有外护套。本实用新型有效解决了光缆机械性能、耐高温性能、耐环境性能差，使用场合单一，只能做到单一方向性能改进，很难做到多方面全方位保护的技术问题，达到了光缆机械性能优越，耐高温、耐环境性能突出，最主要是具有耐火特性，可用于公共场所、机房密集型、航空领域、以及一些特殊军用场合的技术效果。

Description

一种高强度耐高温耐火光缆

技术领域

本实用新型属于光纤光缆领域，尤其涉及一种高强度耐高温耐火光缆。

背景技术

光纤作为一种传输介质，其有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音、保密性优良等特点，近年来被通信届广泛应用，其发展非常迅速。目前随着加工工艺的日益先进和科学化，光缆的结构日新月异，已经逐步取代铜缆等通信电缆。光缆性能优越且价格便宜，逐渐被各个领域广泛应用。但一些特殊场合如航空、通信机房、公共场所、恶劣环境、特殊军用通信领域等，需要一些特殊结构和性能的线缆，目前还存在着很大的难题，由于其使用环境的特殊性，需在高温下展现其机械及光学性能的稳定性，较高的耐环境性能，还要求光缆具有耐火耐高温性能，以保证其光纤传输的安全稳定性。

目前市面上使用的光缆大都采用普通材料，这种光缆机械性能、耐高温性能、耐环境性能很差，而且光学性能易受外界环境影响，很难保证其安全稳定性；目前使用的特种光缆，虽优于常规光缆，但往往是单一方向性能改进，很难做到多方面全方位的保护。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种高强度耐高温耐火光缆,以解决光缆机械性能、耐高温性能、耐环境性能差，使用场合单一，只能做到单一方向性能改进，很难做到多方面全方位保护的技术问题，达到了光缆机械性能优越，耐高温耐环境性能突出，最主要是具有耐火特性，可用于公共场所、机房密集型、航空领域、以及一些特殊军用场合的技术效果。

为实现上述目的，本实用新型的具体技术方案如下：

一种高强度耐高温耐火光缆，包括裸光纤，所述裸光纤表面涂覆有耐温层，所述耐温层挤出有紧套层，所述紧套层编织有第一加强层，所述第一加强层挤出有抗压层，所述抗压层包覆有铠装层，所述铠装层编织有第二加强层，所述第二加强层挤出有外护套。

进一步地，所述紧套层是由单芯或者多芯粘接组成，所述紧套层中间空隙填充有阻水材料。

进一步地，所述耐温层采用聚酰亚胺材料，涂覆聚酰亚胺涂层到250μm。

进一步地，所述紧套层采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料，所述紧套层带色条，分白、兰、绿三色，同心度大于90％，平衡比保持在1.10，拉伸比为50，挤出外径至900μm。

进一步地，所述第一加强层采用聚对苯撑苯并二恶唑纤维编织，编织密度在90％以上，外径3.2mm±0.1。

进一步地，所述抗压层采用peek聚醚醚酮材料。

进一步地，所述第二加强层采用聚对苯撑苯并二恶唑纤维编织，编织密度在90％以上，外径7.0mm±0.1。

进一步地，所述铠装层采用螺旋型铜管材质。

进一步地，所述外护套采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料，外径8.6mm±0.1。

进一步地，所述紧套层是由三芯粘连组成，所述紧套层中间空隙采用ETFE填充条填充有阻水材料。

本实用新型具有以下优点：

1.一种高强度耐高温耐火光缆，包括裸光纤，所述裸光纤表面涂覆有耐温层，所述耐温层挤出有紧套层，所述紧套层编织有第一加强层，所述第一加强层挤出有抗压层，所述抗压层包覆有铠装层，所述铠装层编织有第二加强层，所述第二加强层挤出有外护套。本实用新型通过在裸光纤表面涂覆耐高温材料，使涂覆层的耐温可达400℃以上，长期使用温度为-200～300℃，使光纤可以在高温环境下长期使用，不至于使光纤断裂失效；通过在高温涂覆层紧包挤出紧套层，使得长期使用温度为-80～220℃，低温下可保持柔软，具有卓越的耐化学腐蚀性，可以有效阻止水汽、燃油、酸碱以及溶剂对光纤的侵蚀，确保光纤的传输性能；通过编织第一加强层和第二加强层，使得光缆在航空领域以及一些特殊恶劣环境下抗拉强度满足需求；通过在第一加强层外挤出抗压层，使得光缆具有高的抗拉强度和抗疲劳强度，机械性能优越，可以全方位保护光纤，防止光纤断裂失效；通过在抗压层包覆铠装层使其具有抗强压抗拉伸功能，可以防鼠虫蛀咬，并可以抵抗不当的扭转弯曲损坏，适应各种恶劣环境和人为损坏；通过在第二加强层外挤压外护套使光缆具有耐高温、耐热、耐化学性能、耐腐蚀等优越性能，能充分的保护光纤不受到外界损害，延长其光缆寿命。

本实用新型有效解决了光缆机械性能、耐高温性能、耐环境性能差，使用场合单一，只能做到单一方向性能改进，很难做到多方面全方位保护的技术问题，达到了光缆机械性能优越，耐高温耐环境性能突出，最主要是具有耐火特性，可用于公共场所、机房密集型、航空领域、以及一些特殊军用场合的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型制作工艺流程图。

图中标记说明：1、裸光纤；2、耐温层；3、紧套层；31、阻水材料；4、第一编织层；5、抗压层；6、铠装层；7、第二编织层；8、外护套。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种高强度耐高温耐火光缆做进一步详细的描述。

参照附图1、2具体描述，本实用新型的一种高强度耐高温耐火光缆，包括裸光纤1，所述裸光纤1表面涂覆有耐温层2，所述耐温层2采用聚酰亚胺材料；所述耐温层2挤出有紧套层3，所述紧套层3采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料；所述紧套层3是单芯或者多个紧套纤粘接组成，所述紧套层3中间空隙填充有阻水材料31；所述紧套层3编织有第一加强层4，所述第一编织层4采用聚对苯撑苯并二恶唑纤维(简称PBO纤维)；所述第一加强层4挤出有抗压层5，所述抗压层5采用peek聚醚醚酮材料；所述抗压层5包覆有铠装层6，所述铠装层6采用螺旋型铜管材质；所述铠装层6编织有第二加强层7，所述第二加强层7采用聚对苯撑苯并二恶唑纤维(简称PBO纤维)；所述第二加强层7挤出有外护套8，所述外护套采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料。

耐温层2采用了聚酰亚胺材料涂覆在裸光纤1表面，聚酰亚胺作为综合性能最佳的有机高分子材料之一，其耐温可达400℃以上，长期使用温度为-200～300℃。常规涂层丙烯酸酯等成分涂覆的光纤通常的工作环境温度范围在-40～60℃，聚酰亚胺涂层与其相比具有耐高温、耐低温性能佳、耐老化、耐辐射的特点，使光纤可以在高温环境下长期使用，不至于使光纤断裂失效。

涂覆后的光纤采用乙烯-四氟乙烯共聚物挤出，作为最强韧的氟塑料，在保持了良好的耐热耐火、耐化学性能、阻燃和绝缘性能的同时，耐辐射和机械性能也很优良。该材料长期使用温度为-80～220℃，低温下可保持柔软，具有卓越的耐化学腐蚀性，可以有效阻止水汽、燃油、酸碱以及溶剂对光纤的侵蚀，确保光纤的传输性能。

挤出的紧套层3，可以是单芯，也可以是多个紧套纤粘结组成。中间采用阻水材料31，具有超强的吸水能力，而且其膨胀后的吸水凝胶不从空隙内流出。

双层编织均采用聚对苯撑苯并二恶唑纤维(简称PBO),PBO的抗拉强度和模量在现有化学纤维中为最高，在火焰中不燃烧、不收缩，耐热性和难燃性高于其他任何一种有机和无机纤维，且耐冲击性、耐摩擦性优异，并且质轻柔软。对比常规用的纺纶、凯夫拉、碳纤维或钢丝纤维，其不管是抗张强度、热稳定性能、耐化学腐蚀性能均凌驾于其上，在航空领域以及一些特殊恶劣环境下充分的发挥了它的优势。

抗压层5采用peek聚醚醚酮材料，其具有耐高温、耐腐蚀、抗老化、机械强度高，具有极高的刚度和硬度等特点，其独有的高抗拉强度和抗疲劳强度，机械性能优越，可以全方位保护光纤，防止光纤断裂失效。

铠装层6材料采用螺旋型铜管，具有抗强压抗拉伸功能，可以防鼠虫蛀咬，并可以抵抗不当的扭转弯曲损坏，适应各种恶劣环境和人为损坏。市面上光缆一般的金属铠有钢铠和铝铠两种，可以提供优良的光缆防护和安全。但相比较而言，铜管的熔点可以达到1083℃，而铝的熔点只有660℃左右，所以在耐热性能上铜比铝更加耐热。虽然耐热方面，钢比铜的性能优良，但其硬度也更硬，不易于光纤的弯曲敷设。而铜比钢相较柔软，在保证了其耐热性又保证了够硬度的柔软，展现了极好的柔韧和弯曲性能，所以在这款光缆中，铜管的性能更优异与钢、铝这两种材质。

外护套8材料同样采用乙烯-四氟乙烯共聚物。市面上的光缆护套材料大多为聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨乙烯、阻燃聚烯烃，长期使用都不能经受80℃以上的使用温度，否则会降低光纤光缆的使用寿命，且其不耐腐蚀，容易发生热氧化。相对比，乙烯-四氟乙烯护套材料则展现了它强韧的特性，耐高温、耐热、耐化学性能、耐腐蚀，能充分的保护光纤不受到外界损害，延长其光缆寿命。

本实用新型的一种高强度耐高温耐火光缆的工艺制造过程如下：

(1)使用石墨拉丝炉将光纤预热棒加热至2000℃进行拉丝，拉出来裸光纤经过直径监测仪后，进入内置储料瓶和带有橡胶尖嘴的涂覆杯的预涂覆装置，涂覆聚酰亚胺涂层到250μm；然后采用高温氟塑料挤出设备挤出乙烯四氟乙烯共聚物至光纤上，挤出外径至900μm，形成紧套层。

(2)紧套层成缆，成缆中加入阻水材料进行填充。成缆后采用聚对苯撑苯并二恶唑纤维进行紧套纤一层编织，编织密度高于90％，外径3.2mm。

(3)编织后光缆挤出抗压层，抗压层采用peek材料。peek聚醚醚酮作为一个较难工序，使用单螺杆挤出机，料筒上金属覆盖金属料筒表面100％，将熔体在高温料筒的停滞时间控制在6～8min。

(4)挤出peek抗压层光缆外包覆螺旋型铜管进行铠装。铠装层采用氩弧焊拉拔工艺，再经过扎纹机得到想要的纹路，既美观又便于弯曲。

(5)螺栓型铜管铠装光缆外进行二次加强层编织。编织采用聚对苯撑苯并二恶唑纤维，使用24锭在高速编织机上高速编织，编织密度高于70％。

(6)最后光缆进行外护套的挤出。外护套为乙烯四氟乙烯共聚物，采用常规的高温氟塑料挤出设备均匀挤压包覆，挤出温度300℃，计算机控制挤出的温度和速度。为保证绝缘护套表面的光滑度，防止气泡产生，在光缆挤出后立即浸入水冷工序，水温控制在合适的温度，生产出来的线缆表面光滑且光洁。

本实用新型的产品工艺参数表

综上所述，本实用新型有效解决了光缆机械性能、耐高温性能、耐环境性能差，使用场合单一，只能做到单一方向性能改进，很难做到多方面全方位保护的技术问题，达到了光缆机械性能优越，耐高温耐环境性能突出，最主要是具有耐火特性，可用于公共场所、机房密集型、航空领域、以及一些特殊军用场合的技术效果。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型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，在本实用新型的教导下，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实用新型的精神和范围。因此，本实用新型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实用新型所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，包括裸光纤(1)，所述裸光纤(1)表面涂覆有耐温层(2)，所述耐温层(2)挤出有紧套层(3)，所述紧套层(3)编织有第一加强层(4)，所述第一加强层(4)挤出有抗压层(5)，所述抗压层(5)包覆有铠装层(6)，所述铠装层(6)编织有第二加强层(7)，所述第二加强层(7)挤出有外护套(8)。

2.根据权利要求1所述的高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，所述紧套层是由单芯或者多芯粘接组成，所述紧套层(3)中间空隙填充有阻水材料(31)。

3.根据权利要求2所述的高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，所述耐温层(2)采用聚酰亚胺材料，涂覆聚酰亚胺涂层到250μm。

4.根据权利要求2所述的高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，所述紧套层(3)采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料，所述紧套层带色条，分白、兰、绿三色，同心度大于90％，平衡比保持在1.10，拉伸比为50，挤出外径至900μm。

5.根据权利要求1所述的高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，所述第一加强层(4)采用聚对苯撑苯并二恶唑纤维编织，编织密度在90％以上，外径3.2mm±0.1。

6.根据权利要求1所述的高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，所述抗压层(5)采用peek聚醚醚酮材料。

7.根据权利要求1所述的高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，所述第二加强层(7)采用聚对苯撑苯并二恶唑纤维编织，编织密度在90％以上，外径7.0mm±0.1。

8.根据权利要求1所述的高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，所述铠装层(6)采用螺旋型铜管材质。

9.根据权利要求1所述的高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，所述外护套(8)采用乙烯-四氟乙烯共聚物材料，外径8.6mm±0.1。

10.根据权利要求1所述的高强度耐高温耐火光缆，其特征在于，所述紧套层(3)是由三芯粘连组成，所述紧套层(3)中间空隙采用ETFE填充条填充有阻水材料(31)。

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