耐辐照耐高温光缆及其制备方法技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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℃～+125℃、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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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℃～+150℃）；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℃～+125℃），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。本专利技术的技术解决方案：耐辐照耐高温光缆，其结构包括纤芯1、-60℃～+150℃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1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。其制备方法，包括如下工艺：1）光纤纤芯类型为单模9/125μm，具有耐辐照特性107rad；耐高温125℃；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℃～+150℃，涂覆层外径为245μm；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℃～+150℃；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℃～+150℃。本专利技术具有以下优点：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℃～+150℃）、缓冲层采用乙烯四氟乙烯共聚物ETFE（耐温-60℃～+150℃）、芳族聚酰胺纤维编织加强层（耐温-60℃～+150℃）和乙烯四氟乙烯共聚物ETFE护套（耐温-60℃～+150℃）；使光缆的长期工作温度达到-55℃～+125℃，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。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）耐辐照试验：总辐照剂量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）℃，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）℃，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）℃～（125±2）℃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）℃～（135±2）℃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，1min，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≤±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±10%，衰减变化应≤0.5dB/km；13）霉菌：霉菌生长等级≤1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≤10cm。附图说明附图1是耐辐照耐高温光缆的结构示意图。图中的1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。其中纤芯1的外围是特殊（耐温-60℃～+150℃）紫外固化丙烯酸酯涂覆层2；特殊（耐温-60℃～+150℃）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。其制备方法，包括如下工艺：1）光纤纤芯类型为单模9/125μm，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℃～+150℃，涂覆层外径为245μm；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℃～+150℃；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℃～+150℃。实施例：光缆外径1.8mm，缓冲层外径0.9mm，纤芯结构单模9/125μm，耐辐照特性107rad、耐高温125℃的耐辐照光缆，表示为GTB1E125-F-0.9-1.8。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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℃～+150℃紫外固化丙烯酸酯涂覆层；耐温‑60℃～+150℃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。

【技术特征摘要】
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℃～+150℃紫外固化丙烯酸酯涂覆层；耐温-60℃～+150℃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9/125μm，耐辐照特性107rad，耐高温1...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊群，何丽坚，马秋丽，王杏，李峰，赖洪林，
申请(专利权)人：南京全信传输科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32