一种阻水耐高温耐辐照多芯光缆及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种阻水耐高温耐辐照多芯光缆，包括缆芯、第一阻水层、内护层、金属增强层、第二阻水层和外护层，所述缆芯包括中心填芯和绞合在中心填芯周围的两根以上紧包光纤，所述紧包光纤包括光纤和缓冲层；在缆芯外涂覆有第一阻水层，两根以上紧包光纤与第一阻水层和中心填芯之间的空隙填充有阻水胶，在第一阻水层外挤包有内护层，内护层外编织有金属增强层，金属增强层外涂覆有第二阻水层，第二阻水层外挤塑有外护层。本发明专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，有效提高了光纤的强度以及光缆整体的耐高低温性能，保证光纤低损耗环境下的低损耗传输，提高了阻水性能和耐辐照性能。本发明专利技术还提供了所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种阻水耐高温耐辐照多芯光缆及其制备方法
本专利技术涉及光纤光缆
，尤其是涉及一种阻水耐高温耐辐照多芯光缆及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的进步，特别是随着武器装备的进步，核动力装备被越来越广泛的应用，比如核动力潜艇、核动力水面舰艇对信息的需求量也日益增长，需要使用大量光纤进行高速大容量信息传输。目前，应用于辐照环境下的多芯光缆是宇航用耐辐照多芯光缆，其结构如图1所示，采用8根乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)紧包光纤与中心ETFE填芯1’通过绞合成缆，所述紧包光纤包括光纤2’和护套3’，然后采用编织工艺将芳纶纤维4’连续地编织在绞合缆芯外，提供拉伸强度，最后通过挤塑工艺挤制一层ETFE外护层5’。上述多芯光缆，主要运用于航天舱内环境，是针对太空辐射及空间适应性进行的设计，无法适用于地面核设施潮湿高压环境，在高侧压环境下，会出现损耗增大甚至光纤断裂的风险。在面对水下环境时，没有阻水设计的耐辐照光缆，水会通过光缆结构件之间的缝隙进入光缆内部，导致光缆失效；而运用于舰艇或水下的阻水光缆能够满足阻水和抗压要求，但是由于结构设计的局限性，阻水光缆在面临宽温变使用环境时，会由于材料之间的膨胀系数不匹配，导致光纤产生微弯损耗，甚至导致光缆失效。同理，没有进行辐照设计的水下光缆在面临伽马射线时，光纤会由于辐照损伤产生信号传输失真，构成光缆的其他元件会由于辐照导致分子链断裂，功能件失效，导致光缆失效。总之，目前航天用耐辐照光缆难以适应潮湿高压的水面环境，传统的舰船用阻水光缆又无法适应高辐照和极限高低温环境交变的使用环境要求。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种阻水耐高温耐辐照多芯光缆，以有效克服多芯光纤成缆后在高低温环境下附加损耗过高，以及在辐照、潮湿、高压等恶劣环境下的适应性问题。本专利技术还提供了所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆的制备方法。本专利技术采用的技术方案是：一种阻水耐高温耐辐照多芯光缆，包括缆芯、第一阻水层、内护层、金属增强层、第二阻水层和外护层，所述缆芯包括中心填芯和绞合在所述中心填芯周围的两根以上紧包光纤，所述紧包光纤包括光纤和缓冲层，所述紧包光纤采用在涂覆有耐高温耐辐照涂层的所述光纤外挤塑所述缓冲层制成；在所述缆芯外涂覆有所述第一阻水层，两根以上所述紧包光纤与所述第一阻水层和所述中心填芯之间的空隙填充有阻水胶，在所述第一阻水层外挤包有所述内护层，所述内护层外编织有所述金属增强层，所述金属增强层外涂覆有所述第二阻水层，所述第二阻水层外挤塑有所述外护层。本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其中，所述中心填芯采用液晶高分子聚合物制成。本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其中，所述缓冲层采用液晶高分子聚合物材料制成。本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其中，所述内护层采用聚乙烯或全氟乙烯丙烯共聚物制成。本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其中，所述金属增强层的材料采用镀锡金属丝。本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其中，所述第一阻水层和所述第二阻水层均采用阻水胶涂覆而成。本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其中，所述外护层采用热塑性聚烯烃材料或乙丙橡胶材料制成。本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆的制备方法，包括以下步骤：(a)通过挤塑机在所述光纤外挤制所述缓冲层，形成所述紧包光纤，挤塑温度保持在250-290℃，采用阶梯冷却的方式进行冷却；(b)将两根以上步骤(a)中所述紧包光纤与所述中心填芯通过绞合形成缆芯；(c)在两根以上所述紧包光纤与所述第一阻水层和所述中心填芯之间的空隙填充阻水胶；并在步骤(b)中所述缆芯外涂覆阻水胶，形成所述第一阻水层；(d)通过挤塑机在步骤(c)中所述第一阻水层外挤制所述内护层；(e)然后通过编织工艺在步骤(d)中所述内护层外编织所述金属增强层，在所述金属增强层外涂覆阻水材料进行阻水处理，形成所述第二阻水层；(f)通过挤塑工艺在步骤(e)中所述第二阻水层外挤塑所述外护层。本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆的制备方法，其特征在于：步骤(a)中阶梯冷却的参数是：第一水槽水温设置为60℃～90℃，第二水槽水温设置为25℃～50℃，第三水槽水位为常温。本专利技术有益效果：本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，在光纤外挤塑有一层低膨胀系数的LCP对光纤进行缓冲保护和增强，LCP具有与光纤匹配的热膨胀系数和良好的尺寸稳定性，可以有效的缓冲高低温交变产生的应力，有效提高光纤的强度以及光缆整体的耐高低温性能，满足极端温度环境下对光缆低附加损耗的需求，保证光纤低损耗环境下的低损耗传输。金属增强层则起到提高光缆抗机械拉力的作用。通过在紧包光纤与内护层、内护层与外护层之间填充阻水材料，提高光缆的阻水性能，能够满足纵向水压1MPa的使用要求。通过成缆材料的优化筛选，提高光缆的耐辐照性能，可以确保光缆在5Mrad(si)辐照总剂量下正常使用。光缆的抗侧压力主要由光缆的结构设计决定，通过结构的优化设计和材料的筛选，可以起到良好的抵御外部机械力的作用。本光缆通过光纤紧包结构与柔性内护套保护，可以有效的缓冲外部机械应力，实测光缆在受到2000N的侧压力时，光缆光透射性能变化小于0.2dB，满足国军标要求。本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆的制备方法，通过在光纤外挤制一层LCP低膨胀系数缓冲层，降低环境变化对光纤的影响；中心LCP填芯与LCP紧包光纤通过绞合工艺成缆，可以提高光缆的整体结构尺寸稳定性，确保光缆在-55℃～100℃温度范围内，光损耗变化控制在0.3dB/km范围内；通过在紧包光纤和内护层，内护层与外护层之间填充阻水材料，提高光缆阻水性能，使光缆能够满足纵向水压1MPa的使用要求。附图说明图1为现有技术中所述的宇航用耐辐照多芯光缆的结构示意图；图2为本专利技术所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆的结构示意图。下面将结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明。具体实施方式如图2所示，一种阻水耐高温耐辐照多芯光缆，包括缆芯、第一阻水层4、内护层5、金属增强层6、第二阻水层7和外护层8，所述缆芯包括中心填芯1和绞合在中心填芯1周围的8根紧包光纤，所述紧包光纤包括光纤2和缓冲层3，所述紧包光纤采用在涂覆有耐高温耐辐照涂层(图中未示出)的光纤2外挤塑缓冲层3制成，所述耐高温耐辐照涂层采用耐高温丙烯酸酯制成，为耐-65℃到150℃温度材料；在所述缆芯外涂覆有第一阻水层4，8根所述紧包光纤与第一阻水层4和中心填芯1之间的空隙填充有阻水胶，在第一阻水层4外挤包有内护层5，内护层5外编织有金属增强层6，金属增强层6外涂覆有第二阻水层7，第二阻水层7外挤塑有外护层8。中心填芯1采用低膨胀系数的液晶高分子聚合物(LCP)制成。缓冲层3采用低膨胀系数材料制成，缓冲层3优选采用柔性低膨胀系数的液晶高分子聚合物(LCP)材料制成。内护层5采用聚乙烯(PE)或全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)制成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其特征在于：包括缆芯、第一阻水层(4)、内护层(5)、金属增强层(6)、第二阻水层(7)和外护层(8)，所述缆芯包括中心填芯(1)和绞合在所述中心填芯(1)周围的两根以上紧包光纤，所述紧包光纤包括光纤(2)和缓冲层(3)，所述紧包光纤采用在涂覆有耐高温耐辐照涂层的所述光纤(2)外挤塑所述缓冲层(3)制成；在所述缆芯外涂覆有所述第一阻水层(4)，两根以上所述紧包光纤与所述第一阻水层(4)和所述中心填芯(1)之间的空隙填充有阻水胶，在所述第一阻水层(4)外挤包有所述内护层(5)，所述内护层(5)外编织有所述金属增强层(6)，所述金属增强层(6)外涂覆有所述第二阻水层(7)，所述第二阻水层(7)外挤塑有所述外护层(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其特征在于：包括缆芯、第一阻水层(4)、内护层(5)、金属增强层(6)、第二阻水层(7)和外护层(8)，所述缆芯包括中心填芯(1)和绞合在所述中心填芯(1)周围的两根以上紧包光纤，所述紧包光纤包括光纤(2)和缓冲层(3)，所述紧包光纤采用在涂覆有耐高温耐辐照涂层的所述光纤(2)外挤塑所述缓冲层(3)制成；在所述缆芯外涂覆有所述第一阻水层(4)，两根以上所述紧包光纤与所述第一阻水层(4)和所述中心填芯(1)之间的空隙填充有阻水胶，在所述第一阻水层(4)外挤包有所述内护层(5)，所述内护层(5)外编织有所述金属增强层(6)，所述金属增强层(6)外涂覆有所述第二阻水层(7)，所述第二阻水层(7)外挤塑有所述外护层(8)。


2.根据权利要求1所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其特征在于：所述中心填芯(1)采用液晶高分子聚合物制成。


3.根据权利要求1所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其特征在于：所述缓冲层(3)采用液晶高分子聚合物材料制成。


4.根据权利要求1所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其特征在于：所述内护层(5)采用聚乙烯或全氟乙烯丙烯共聚物制成。


5.根据权利要求1所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其特征在于：所述金属增强层(6)的材料采用镀锡金属丝。


6.根据权利要求1所述的阻水耐高温耐辐照多芯光缆，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：马黎，沈慈来，周海，阚杰，王梦乔，
申请(专利权)人：安徽光纤光缆传输技术研究所中国电子科技集团公司第八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34