耐辐照耐高温光缆及其制备方法
【专利摘要】本发明是耐辐照耐高温光缆及其制备方法，结构包括纤芯、涂覆层、缓冲层、加强层、护套；其制备工艺：光纤纤芯为单模，涂覆层用紫外固化丙烯酸酯涂覆；涂覆层外径为245μm，涂覆层使紧包光纤在?55℃下正常敷设安装；缓冲层用高温挤塑机双层挤出高温乙烯四氟乙烯共聚物；加强层采用具有高抗拉性能的芳族聚酰胺纤维编织，护套采用高温挤塑机挤出乙烯四氟乙烯共聚物；涂覆层、缓冲层、护套的耐温?60℃～+150℃。优点：耐高低温?55℃～+125℃、耐辐照，高强度、耐弯曲、抗冲击、耐老化、长寿命、耐腐蚀、高阻燃等特性，可在恶劣环境下提供高可靠服务，适用于航空航天、核电等具有耐辐照、耐高温要求的特殊环境条件下光通信传输。
【专利说明】
耐辐照耐高温光缆及其制备方法
技术领域
[0001]本发明是耐辐照耐高温光缆及其制备方法，光缆具有长期耐高低温-55°c?+1250C、耐辐照、耐弯曲、抗压、耐老化、长寿命、耐腐蚀、耐盐雾、耐霉菌、耐湿热、高阻燃等特性，适用于航空航天、核电等具有耐辐照、耐高温要求的特殊环境条件下的光通信传输。
【背景技术】
[0002]目前，常见的民用光缆领域，国内生产的厂家已经很多，技术水平也很成熟。但在军用领域光缆的应用还处在初期发展阶段。主要原因是军用光缆要求较高，不但要求良好的环境和力学性能，如耐高低温、耐辐照、高强度、抗冲击、耐弯曲、抗压、长寿命等特殊要求。所以，军用光缆选用的材料和制造工艺与常规民品有很大区别。耐辐照耐高温光缆正是考虑军品的应用要求，充分考虑其适用性和安全性，充分考虑高低温、辐照环境、高强度、耐弯曲、抗冲击、耐老化、长寿命、耐腐蚀、耐霉菌和高阻燃等特殊使用环境要求。
【发明内容】
[0003]本发明提出的是一种耐辐照耐高温光缆及其制备工艺，其目的旨在光纤采用耐辐照特性的纤芯(耐辐照剂量不低于107rad)，涂覆层采用特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆，比普通光纤纤芯提高了耐温范围(_60°C?+150°C);缓冲层采用乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)，采用单层薄壁挤出和双层薄壁挤出两种结构，提高了光缆的耐高低温性能(_55°C?+125°C)，采用聚酰胺纤维的编织加强层，提高了光缆的抗拉性，采用乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)护套，机械性能和耐环境性能也大大提高。
[0004]本发明的技术解决方案:耐辐照耐高温光缆，其结构包括纤芯1、-60°C?+150°C紫外固化丙烯酸酯涂覆层2、乙烯四氟乙烯共聚物缓冲层3、芳族聚酰胺纤维加强层4、乙烯四氟乙烯共聚物护套层5;其中纤芯I的外围是特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆层2;特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆层2的外围是乙烯四氟乙烯共聚物缓冲层3;乙烯四氟乙烯共聚物缓冲层3的外围是芳族聚酰胺纤维加强层4;芳族聚酰胺纤维加强层4的外围是乙烯四氟乙烯共聚物护套层5。
[0005]其制备方法，包括如下工艺:
1)光纤纤芯类型为单模9/125μπι，具有耐辐照特性107rad;耐高温125°C;
2)用涂覆设备涂覆特殊紫外固化丙烯酸酯，在光纤纤芯的外围，作为涂覆层，耐温范围-60°C?+150°C，涂覆层外径为245μπι;
3)采用高温挤塑机单层或双层挤出乙烯四氟乙烯共聚物料，包裹在涂覆层的外围作为缓冲层，耐温_60°C?+150°C ；
4)用高速编织机编织芳族聚酰胺纤维，包裹在缓冲层的外围，作为加强层，满足抗拉力不小于150N;
5)采用高温挤塑机挤出乙烯四氟乙烯共聚物，包裹在加强层4的外围作为护套层，耐温-60°C ?+150°C。
[0006]本发明具有以下优点:
1)耐辐照:采用特种耐辐照高温光纤，具有耐辐照特性107rad;
2)耐高低温:光缆的原材料设计都能满足高低温的特性，包括特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆层(耐温_60°C?+ 150°C)、缓冲层采用乙烯四氟乙烯共聚物ETFE(耐温-60°C?+150°C)、芳族聚酰胺纤维编织加强层(耐温_60°C?+150°C)和乙烯四氟乙烯共聚物ETFE护套(耐温-60°C?+150°C);使光缆的长期工作温度达到_55°C?+125°C，特别是能够满足机载高低温环境下的使用要求；
3)高阻燃、耐老化、长寿命、耐腐蚀:光缆使用的材料都是耐高温特种材料，具有较好的高低温特性，阻燃性能、耐老化、长寿命和耐腐蚀性能，符合航空航天、核电领域等特殊使用环境的使用要求。
[0007]根据航空航天、核电领域使用的具体要求，对耐辐照耐高温光缆做了各种机械及环境试验，验证光缆在实际使用过程中的稳定性和可靠性。主要试验验证如下:
1)耐福照试验:总福照剂量107rad(Si)，衰减变化:1310nm波长下<0.5dB/100m；
2)高温寿命:光缆在试验条件为(135± 2) °C，500h条件下进行试验，光缆衰减变化应<0.5dB/km；
3)低温贮存:光缆在试验条件为(-55± 2) °C，240h条件下进行试验，光缆衰减变化应<0.5dB/km；
4)温度循环:光缆在温度为(_55±2)°C?(125±2)°C的条件下，保温4h，10个周期温度循环，外径变化应不大于± 10%;衰减变化应<0.5dB/km ；
5 )温度冲击:光缆在温度为(-65 ± 2 ) °C?(135 ± 2 ) °C的条件下，保温2h，10个周期温度循环，外径变化应不大于± 10%;衰减变化应<0.5dB/km ；
6)拉伸负荷:拉伸负荷450N，lmin，应无裂纹、开裂或断裂，延伸率<2%，衰减变化应<0.5dB；
7)反复弯曲:负荷0.454kg，反复弯曲3000次，分别在高低温下进行，衰减变化应<
0.5dB；
8 )抗压:抗压800N，3min，护套应无裂纹、开裂，应无光纤断裂，衰减变化应< 0.5dB ；
9)浸渍:光缆经过航空液压油、航空润滑油、喷气燃料等液体24h浸渍后，护套抗拉强度和延伸不小于浸渍前的50%，光缆外径变化应彡± 50%;
10)振动:按GJB360B进行试验，无机械损伤，衰减变化应<0.5dB;
11)冲击:按GJB360B进行试验，无机械损伤，衰减变化应<0.5dB;
12 )湿热:光缆经过24h湿热试验，10次循环，光缆外径变化应不大于土 10%，衰减变化应.5dB/km；
13)霉菌:霉菌生长等级<I级；
14)易燃性:光缆采用60°角燃烧试验，试样延燃时间<5s，延燃距离应SlOcm。
【附图说明】
[0008]附图1是耐辐照耐高温光缆的结构示意图。
[0009]图中的I是特种耐辐照光纤纤芯;2是特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆层;3是乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)缓冲层;4是芳族聚酰胺纤维加强层;5是乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)护套层。
【具体实施方式】
[0010]对照附图1，航空用耐高温松套光缆，其结构包括纤芯1、特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆层2、聚四氟乙烯(PTFE)带绕包缓冲层3、聚醚醚酮(PEEK)松套层4、芳族聚酰胺纤维加强层5、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)护套层6。
[0011]其中纤芯I的外围是特殊(耐温-600C?+150 °C )紫外固化丙烯酸酯涂覆层2;特殊(耐温-60°C?+150°C)紫外固化丙烯酸酯涂覆层2的外围是乙烯四氟乙烯共聚物缓冲层3;乙烯四氟乙烯共聚物缓冲层3的外围是芳族聚酰胺纤维加强层4;芳族聚酰胺纤维加强层4的外围是乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)护套层5。
[0012]其制备方法，包括如下工艺:
1)光纤纤芯类型为单模9Λ25μπι，具有耐辐照特性107rad;
2)用涂覆设备涂覆特殊紫外固化丙烯酸酯，在光纤纤芯的外围，作为涂覆层2，耐温范围-60°C?+150°C，涂覆层外径为245μπι;
3)采用高温挤塑机单层或双层挤出乙烯四氟乙烯共聚物料，包裹在涂覆层的外围作为缓冲层3，耐温-60 °C?+150 °C ；
4)用高速编织机编织芳族聚酰胺纤维，包裹在缓冲层3的外围，作为加强层4，满足抗拉力不小于150N;
5)采用高温挤塑机挤出乙烯四氟乙烯共聚物，包裹在加强层4的外围作为护套层，耐温-60°C ?+150°C。
[0013]实施例:光缆外径1.8mm，缓冲层外径0.9mm，纤芯结构单模9/125μπι，耐辐照特性107rad、耐高温125 °C的耐辐照光缆，表示为GTBlE 125-F-0.9-1.8。
【主权项】
1.耐辐照耐高温光缆，其特征是包括特种耐辐照高温单模纤芯、特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆层、乙烯四氟乙烯共聚物紧包层、芳族聚酰胺纤维加强层、乙烯四氟乙烯共聚物护套层； 其中纤芯的外围是耐温-60 °C?+150 °C紫外固化丙烯酸酯涂覆层;耐温-60 0C?+150 °C紫外固化丙烯酸酯涂覆层的外围是乙烯四氟乙烯共聚物缓冲层；乙烯四氟乙烯共聚物缓冲层的外围是芳族聚酰胺纤维加强层;芳族聚酰胺纤维加强层的外围是乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)护套层。2.如权利要求1所述的耐辐照耐高温光缆，其特征是所述光缆外径1.8mm，缓冲层外径.0.9mm，纤芯结构单模9/ 125μηι，耐福照特性107rad，耐高温125 °C。3.如权利要求1所述的耐辐照耐高温光缆的制备方法，其特征是该方法包括如下工艺: 1)光纤纤芯类型为单模9/125μπι，具有耐辐照特性107rad; 2)用涂覆设备涂覆特殊紫外固化丙烯酸酯，在光纤纤芯的外围，作为涂覆层，耐温范围-60°C?+150°C，涂覆层外径为245μπι; 3)采用高温挤塑机单层或双层挤出乙烯四氟乙烯共聚物料，包裹在涂覆层的外围作为缓冲层，耐温_60°C?+150°C ； 4)用高速编织机编织芳族聚酰胺纤维，包裹在缓冲层的外围，作为加强层，满足抗拉力不小于150N; 5)采用高温挤塑机挤出乙烯四氟乙烯共聚物，包裹在加强层的外围作为护套层，耐温-.60 °C ?+150 °C。
【文档编号】G02B6/44GK106094135SQ201610653410
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月11日 公开号201610653410.5, CN 106094135 A, CN 106094135A, CN 201610653410, CN-A-106094135, CN106094135 A, CN106094135A, CN201610653410, CN201610653410.5
【发明人】樊群, 何丽坚, 马秋丽, 王杏, 李峰, 赖洪林
【申请人】南京全信传输科技股份有限公司