一种基于复合材料的特种光缆制造技术

本发明专利技术公开了一种基于复合材料的特种光缆，包括光纤组、加强件、缆膏、绝缘铜导线、开缆绳、轧纹钢带、外护套；所述光纤组由内到外包括光纤、纤膏、松套管；所述加强件、绝缘铜导线、开缆绳与光纤组两两相切或稍有间隙放置；光纤组、加强件、绝缘铜导线与开缆绳外层包覆有轧纹钢带；外护套包覆于轧纹钢带表面；外护套材料包括自修复聚丙烯、有机纳米土、抗氧化剂、抗UV炭黑、促进剂、稳定剂；其中自修复聚丙烯是通过将环氧基团引入聚丙烯，再接枝具有自修复功能的二硫键制成，又通过对有机纳米土插层改性，再接入端羟基聚丁二烯，制备出有机纳米土，提高光缆的力学强度。提高光缆的力学强度。提高光缆的力学强度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合材料的特种光缆


[0001]本专利技术涉及光缆
，具体涉及一种基于复合材料的特种光缆。

技术介绍

[0002]现如今，网络建设如火如荼，大到信息高速公路的建设，小到光纤入户的发展，现代的信息科技已经和光通信技术到了难解难分的程度，光通信作为主要通信网，不论是互联网，还是移动通信等信息，都需要通过基站收集后给光通信系统进行远距离传输，随着未来数据通信的爆炸式增长，现有基础网络压力将越来越大，网络载体手机、电脑、平板等的普及，对于通信技术的要求越来越高，为了满足人们对于网络的需求，享受上网冲浪带来的快乐，不得不建立许许多多大大小小的网络基站，随着5G业务的开展，对于承载着网络传输信号任务的光缆的要求也与日俱增，由于光缆使用的广泛性，按照用途来分类，可以分为市话光缆、长途光缆、海底光缆以及用户光缆，使用环境的不同，导致需要光缆的特性也不同。
[0003]当前，光缆结构中主要包括光纤以及保护光纤的管套，通信用光缆由于使用范围广，距离长，需要架空悬挂所以对性能的要求更高。公开号为CN109505131A的中国专利公开了一种光缆用自修复芳纶加强芯，通过制备包括芳纶基体、芳纶基体表面的聚多巴胺层、以及涂覆在聚多巴胺层表面的聚氨酯层，增强芳纶加强芯的自修复性能，但是该芳纶加强芯并不是直接置于外护套层，在受到冲击时，外护套层首当其冲更容易产生裂痕，由于外护套层作为整个光缆的第一保护线，一旦它被破坏，光缆内部的构件直接暴露在空气以及极端天气中，更容易遭受损坏，从而降低整个光缆的使用寿命，另外如果光缆护套层的强度不够，在遇到连续极端冰雹天气时，极有可能会导致护套层被砸伤产生裂缝，尤其是在通信领域，光缆架空悬挂，维修困难，高空作业也给维修人员带来了风险。
[0004]基于此，本专利技术提供了一种高强度且有自修复功能的特种光缆。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于复合材料的特种光缆，通过制备具有自修复功能以及高强度的外护套，解决以下几点问题：(1)光缆在极端天气下容易破损的问题；(2)高空悬挂型光缆维修困难的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于复合材料的特种光缆，包括光纤组、加强件、缆膏、绝缘铜导线、开缆绳、轧纹钢带、外护套；所述光纤组由内到外包括光纤、纤膏、松套管；所述加强件、绝缘铜导线、开缆绳与光纤组两两相切或稍有间隙放置；所述光纤组、加强件、绝缘铜导线与开缆绳外层包覆有轧纹钢带；所述外护套包覆于轧纹钢带表面；所述外护套是由外护套原料通过挤出机，在轧纹钢带表面挤出制成；所述外护套包括以下重量份原料：自修复聚丙烯80
‑
160份、有机纳米土3
‑
7份、抗氧化剂2
‑
8份、抗UV炭黑1
‑
3份、促进剂1
‑
5份、稳定剂3
‑
6份；所述自修复聚丙烯是通过将环氧基团引入聚丙烯，再接枝具有自修复功能的二硫键制成；所述有机纳米土是通过马来酸酐对有机纳米土插层改性，再接入端羟基聚丁二烯制成。
[0008]进一步地，所述自修复聚丙烯的具体制备方法为:
[0009](1)将引发剂0.5
‑
1g与甲基丙烯酸缩水甘油酯5
‑
10ml加入高速混料机中混匀得到混合物；
[0010](2)在双螺杆挤出机中放入8
‑
15g聚丙烯，在熔融状态下加入5.5
‑
10.5m l步骤(1)中的混合物挤出造粒，得到具有反应活性的聚丙烯中间体；
[0011](3)将5
‑
15g聚丙烯中间体溶于50
‑
70m l甲苯溶剂中，加入1
‑
2m l催化剂以及5
‑
8g的3,3
′‑
二硫代二丙酸，通入氮气，升温至90
‑
110℃反应6
‑
10h，将产物过滤后旋转蒸发，除去低沸物，在30
‑
50℃下真空干燥得到自修复聚丙烯。
[0012]通过上述技术方案，在过氧化二异丙苯的引发下，甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚丙烯熔融聚合，将环氧基团经过化学修饰添加到聚丙烯分子链中，得到环氧聚丙烯；再将羧基封端的3,3
′‑
二硫代二丙酸与环氧聚丙烯在催化剂的作用下进行开环反应，从而在环氧聚丙烯中引入二硫键，得到自修复聚丙烯。
[0013]进一步地，步骤(1)中，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的任意一种。
[0014]进一步地，步骤(3)中，所述催化剂为三乙胺。
[0015]进一步地，所述有机纳米土的制备方法为：
[0016]S1：将苯乙烯6
‑
8g、马来酸酐1
‑
3g、硅藻土2
‑
4g、过氧化二异丙苯0.1
‑
0.5g以及丙酮0.5
‑
5ml在烧瓶中摇匀，升温反应，过滤、洗涤、真空干燥6
‑
10h，得到改性硅藻土；
[0017]S2:取15
‑
20g改性硅藻土，加入300
‑
500ml乙醇溶剂中，常温下搅拌3
‑
6h，通入氮气除氧，加入20
‑
30g端羟基聚丁二烯、0.3
‑
0.5m l催化剂，继续搅拌8
‑
15h,分离乙醇，洗涤4
‑
8次，真空干燥，得到有机纳米土。
[0018]通过机械化学合成法，在过氧化二异丙苯作用下引发马来酸酐与硅藻土插层改性，将马来酸酐连接到硅藻土上，得到马来酸酐化硅藻土；在催化剂的作用下，将马来酸酐化硅藻土中的马来酸酐基团与端羟基聚丁二烯中的羟基进行开环酯化反应，在马来酸酐化的硅藻土中引入聚丁二烯，得到有机纳米土。
[0019]进一步地，步骤S1中，所述温度为80
‑
100℃，时间为5
‑
8h。
[0020]进一步地，步骤S2中，所述催化剂为对甲苯磺酸。
[0021]进一步地，所述外护套材料的制备方法为：
[0022]A:将重量份的自修复聚丙烯、有机纳米土、抗氧化剂、抗UV炭黑、促进剂、稳定剂倒入高速混料机中，设置螺杆转速为1500
‑
3000r/mi n,高速混合1
‑
2h，得到预混料；
[0023]B:将预混料转移至双螺杆挤出机中，设置机头温度为100
‑
300℃，螺杆转速为300
‑
500r/mi n，挤出造粒，得到外护套材料。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025](1)本专利技术将自修复聚丙烯作为光缆外护套层的基体材料，由于其结构中含有键能较低的二硫键，有着更好的动态交换性，具有在温和条件下发生可逆交换的条件优势，光缆外护套在产生划痕后，高分子主链与其他链上的二硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合材料的特种光缆，其特征在于，包括光纤组、加强件、缆膏、绝缘铜导线、开缆绳、轧纹钢带、外护套；所述光纤组由内到外包括光纤、纤膏、松套管；所述加强件、绝缘铜导线、开缆绳与光纤组两两相切或稍有间隙放置；所述光纤组、加强件、绝缘铜导线与开缆绳外层包覆有轧纹钢带；所述外护套包覆于轧纹钢带表面；所述外护套是由外护套材料通过挤出机，在轧纹钢带表面挤出制成；所述外护套材料包括以下重量份原料：自修复聚丙烯80
‑
160份、有机纳米土3
‑
7份、抗氧化剂2
‑
8份、抗UV炭黑1
‑
3份、促进剂1
‑
5份、稳定剂3
‑
6份；所述自修复聚丙烯是通过将环氧基团引入聚丙烯，再接枝具有自修复功能的二硫键制成；所述有机纳米土是通过马来酸酐对有机纳米土插层改性，再接入端羟基聚丁二烯制成。2.根据权利要求1所述的一种基于复合材料的特种光缆，其特征在于，所述自修复聚丙烯的具体制备方法为:(1)将引发剂0.5
‑
1g与甲基丙烯酸缩水甘油酯5
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10ml加入高速混料机中混匀得到混合物；(2)在双螺杆挤出机中放入8
‑
15g聚丙烯，在熔融状态下加入5.5
‑
10.5ml步骤(1)中的混合物挤出造粒，得到具有反应活性的聚丙烯中间体；(3)将5
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15g聚丙烯中间体溶于50
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70ml甲苯溶剂中，加入1
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2ml催化剂以及5
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8g的3,3
′‑
二硫代二丙酸，通入氮气，升温至90
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110℃反应6
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10h，将产物过滤后旋转蒸发，除去低沸物，在30
‑
50℃下真空干燥得到自修复聚丙烯。3.根据权利要求2所述的一种基于复合材料的特种光缆，其特征在于，步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫东，张桂林，陈安民，孙琳，周晗，王江山，
申请(专利权)人：宏安集团有限公司，
类型：发明
国别省市：