一种航空航天用光缆及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种航空航天用光缆，由内至外依次包括光纤、丙烯酸酯涂层、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层、芳纶纤维编织层，所述的丙烯酸酯涂层为在光纤外表面涂覆丙烯酸酯，然后通过紫外进行固化得到，涂覆速度为2100m/min～2200m/min，紫外波长365nm～395nm。本发明专利技术具有耐磨耐刺穿、耐低温性优异，阻燃、低烟低毒、耐化学腐蚀、耐UV和耐侯性、耐微生物性；可以使其长期在180℃～200℃条件下使用，抗蠕变性好；圆整性好、重量轻，重量≤4Kg/km，耐高温、耐老化、低收缩性，并具有一定的耐辐射性。

Optical cable for aerospace and preparation method thereof

The present invention relates to an optical cable for aerospace, from the inside to the outside comprises optical fiber, acrylic coating, thermoplastic polyurethane elastomer (TPU) layer or PES sleeve layer, aramid fiber braid, acrylate coating the coating surface in fiber acrylate, followed by UV curing were obtained the coating speed is 2100m/min ~ 2200m/min, 365nm ~ 395nm, UV wavelength. The invention has the advantages of abrasion resistance, low temperature resistance. Excellent flame retardant, low smoke, low toxicity, resistance to chemical corrosion resistance, weather resistance, UV and microbial resistance; can be used in the 180 to 200 DEG C under the condition of long-term, good creep resistance; good roundness, light weight, weight less than or equal to 4Kg/km, tolerance high temperature, aging resistance, low shrinkage, and has certain radiation resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种航空航天用光缆及制备方法
本专利技术涉及一种超轻通信用光缆，具体是一种航空航天用光缆及制备方法。
技术介绍
光纤作为一种传输介质与传统的铜缆相比具有超轻、带宽宽、抗电磁干扰、保密性好等优点；随着航空业的发展，近年来，光纤光缆在航空航天领域的应用研究日趋广泛。航空航天用光缆区别于普通用光纤光缆，充分考虑其适用性和安全性，要求重量轻，线径细，耐高温，并在长期高温度范围内具有机械和光学稳定性，高强度、耐弯曲、抗冲击、耐老化、耐酸碱、耐多种燃料和油类、阻燃、低烟低毒等特殊要求。但是，传统的航空用光缆一般由光纤、缆芯和外护套层组成，其使用温度在-40℃～+70℃之间。在航空、船舶、风力发电等领域，使用环境恶劣，工作时，高温可达到125℃以上，低温可达到-60℃。当超过使用温度高于70℃或者低于-40℃，光缆中的光纤和外护套材料性能急剧下降，光纤易断裂，外护套老化严重，无法保证光缆正常的工作，因此常规光缆无法满足航空航天等恶劣环境的应用场合。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种航空航天用光缆及制备方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种航空航天用光缆，由内至外依次包括光纤、丙烯酸酯涂层、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层、芳纶纤维编织层，丙烯酸酯涂层的厚度30μm～80μm，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层的厚度为0.10mm～0.40mm，芳纶纤维编织层的厚度0.1mm～0.6mm；所述的丙烯酸酯涂层为在光纤外表面涂覆丙烯酸酯，然后通过紫外进行固化得到，涂覆速度为2100m/min～2200m/min，紫外波长365nm～395nm。本专利技术优选的，所述的丙烯酸酯涂层包括内涂覆层和外涂层，内涂覆层为低模量树脂材料，外涂层为高模量树脂材料，内涂覆层厚度为10～30μm、外涂层20～40μm。本专利技术优选的，低模量树脂模量为60～120MPa，高模量树脂的模量为130～200MPa。本专利技术优选的，低模量树脂、高模量树脂为丙烯酸酯。本专利技术优选的，丙烯酸酯涂层的厚度为55μm～70μm。本专利技术优选的，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层的厚度为0.10mm～0.15mm。本专利技术优选的，芳纶纤维编织层的厚度为0.2mm～0.4mm。本专利技术内涂覆层低模量树脂具体为保护光纤表面在使用中不受损害，外涂层高模量树脂具体为保护光纤在加工、运输和使用中不受到环境的机械损害。本专利技术采用耐弯曲光纤、阻燃、低毒TPU或聚醚砜料做紧套层，芳纶纤维在紧套层外进行编织光缆具有耐弯曲、质量轻、线径小，可在狭小环境内进行敷设。本专利技术耐弯曲光纤外涂覆两层丙烯酸酯后外径为250μm，采用TPU或聚醚砜紧套光纤，紧套外径为0.9mm，紧套层外编织一层芳纶纤维，光缆外径不大于1.8mm。本专利技术优选的，聚醚砜紧套层的原料为聚醚砜，所述的聚醚砜是由4,4'-双磺酰氯二苯醚在无水氯化铁催化下，与二苯醚缩合制得；聚醚砜折射率1.85，玻璃化温度225℃，热变形温度203℃(1.82MPa)。聚醚砜紧套层耐热性介于聚砜和聚芳砜之间，长期使用温度180-200℃，耐老化性能优异，在180℃使用可达20年，耐燃性好，即使燃烧也不发烟。耐蠕变性好，在150℃和20MPa压力下的应变只有2.55％。本专利技术优选的，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层的原料为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。现有技术。本专利技术优选的，芳纶纤维编织层为采用芳纶纤维为原料，利用16锭极细编织机进行编织的芳纶纤维层，编织角为30°～45°，节距控制在2mm～4mm，编织密度大于90％；芳纶纤维为芳纶933。上述航空航天用光缆的制备方法，包括步骤如下：(1)采用G657b3耐弯曲光纤，光纤结构为9/125μm；(2)直接在光纤外表面涂覆丙烯酸酯涂层，涂覆速度为2100m/min～2200m/min，涂覆完进行紫外固化，紫外波长365nm～395nm；得到涂覆丙烯酸酯的光纤；(3)采用挤塑机在涂覆丙烯酸酯的光纤表面紧套一层厚度为0.10mm～0.40mm的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层；(4)采用芳纶纤维为原料，在最外层利用16锭极细编织机在聚醚砜紧套层外面进行编织一层芳纶纤维编织层，即得航空航天用光缆。本专利技术优选的，步骤(2)涂覆速度为2150m/min～2180m/min。本专利技术优选的，步骤(2)紫外固化，紫外波长375nm～380nm。本专利技术优选的，步骤(4)编织角为30°～45°，节距控制在2mm～4mm，编织密度大于90％；芳纶纤维为芳纶933。本专利技术在在裸光纤表面采用紫外固化的方式涂覆两层高分子树脂材料，内涂覆层为低模量树脂材料，外涂层采用高模量树脂材料；通过挤塑机在光纤涂覆表面紧包一层厚度为0.10mm～0.15mm的TPU或聚醚砜紧套料，起到保护内部光纤的作用；采用编织工艺，利用芳纶纤维进行编织层编织，对光缆进行铠装保护，提高光缆的抗拉、抗扭转性能。本专利技术的优点如下：1.本专利技术采用耐弯曲光纤，具有最小弯曲半径5mm，适合航空航天设备内部的复杂空间的布线；2.本专利技术采用丙烯酸酯涂层涂覆光纤表面，具有均匀的涂覆厚度，适应一定环境条件下不同的力学性能，光固化速度快，耐老化，易剥离；3.本专利技术中若采用的TPU外护层，具有耐磨耐刺穿、耐低温性优异，阻燃、低烟低毒、耐化学腐蚀、耐UV和耐侯性、耐微生物性；4.本专利技术若采用高温塑料聚醚砜作为光纤紧套层，可以使其长期在180℃～200℃条件下使用，抗蠕变性好；5.本专利技术芳纶编织层具有圆整性好、重量轻，重量≤4Kg/km，耐高温、耐老化、低收缩性，并具有一定的耐辐射性；6.本专利技术光缆完全采用非金属加强件，属于全介质结构，适用于严酷电磁环境中的敷设；7.本专利技术的结构采用圆形结构，线径细，节约空间，光缆的结构设计科学合理。附图说明图1为本专利技术的航空航天用光缆结构示意图；其中，1、涂覆丙烯酸酯涂层的光纤，2、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层，3、芳纶纤维编织层。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术做进一步说明，但不限于此。实施例1一种航空航天用光缆，结构如图1所述，由内至外依次包括光纤、丙烯酸酯涂层、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层2、芳纶纤维编织层3，丙烯酸酯涂层的厚度50μm，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层的厚度为0.15mm，芳纶纤维编织层的厚度0.2mm。所述的丙烯酸酯涂层包括内涂覆层和外涂层，内涂覆层为低模量树脂材料，外涂层为高模量树脂材料，内涂覆层厚度为20μm、外涂层30μm。低模量树脂模量为80MPa，高模量树脂的模量为150MPa。低模量树脂、高模量树脂为丙烯酸酯。聚醚砜紧套层的原料为聚醚砜，所述的聚醚砜是由4,4'-双磺酰氯二苯醚在无水氯化铁催化下，与二苯醚缩合制得；聚醚砜折射率1.85，玻璃化温度225℃，热变形温度203℃(1.82MPa)。聚醚砜紧套层耐热性介于聚砜和聚芳砜之间，长期使用温度180-200℃，耐老化性能优异，在180℃使用可达20年，耐燃性好，即使燃烧也不发烟。耐蠕变性好，在150℃和20MPa压力下的应变只有2.55％。芳纶纤维编织层为采用芳纶纤维为原料，利用16锭极细编织机进行编织的芳纶纤维层，编织角为30°，节距控制在2mm，编织密度大于90％；芳纶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空航天用光缆，由内至外依次包括光纤、丙烯酸酯涂层、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层、芳纶纤维编织层，丙烯酸酯涂层的厚度30μm～80μm，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层的厚度为0.10mm～0.40mm，芳纶纤维编织层的厚度0.1mm～0.6mm；所述的丙烯酸酯涂层为在光纤外表面涂覆丙烯酸酯，然后通过紫外进行固化得到，涂覆速度为2100m/min～2200m/min，紫外波长365nm～395nm。

【技术特征摘要】
2016.10.25 CN 201610937544X1.一种航空航天用光缆，由内至外依次包括光纤、丙烯酸酯涂层、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层、芳纶纤维编织层，丙烯酸酯涂层的厚度30μm～80μm，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层的厚度为0.10mm～0.40mm，芳纶纤维编织层的厚度0.1mm～0.6mm；所述的丙烯酸酯涂层为在光纤外表面涂覆丙烯酸酯，然后通过紫外进行固化得到，涂覆速度为2100m/min～2200m/min，紫外波长365nm～395nm。2.根据权利要求1所述的航空航天用光缆，其特征在于，所述的丙烯酸酯涂层包括内涂覆层和外涂层，内涂覆层为低模量树脂材料，外涂层为高模量树脂材料，内涂覆层厚度为10～30μm、外涂层20～40μm。3.根据权利要求1所述的航空航天用光缆，其特征在于，低模量树脂模量为60～120MPa，高模量树脂的模量为130～200MPa。4.根据权利要求1所述的航空航天用光缆，其特征在于，低模量树脂、高模量树脂为丙烯酸酯。5.根据权利要求1所述的航空航天用光缆，其特征在于，丙烯酸酯涂层的厚度为55μm～70μm。6.根据权利要求1所述的航空航天用光缆，其特征在于，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)层或聚醚砜紧套层的厚度为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：艾兴余，李广省，李冠魁，郭亚亭，周文，高宪武，
申请(专利权)人：山东太平洋光纤光缆有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37