一种光缆用耐腐蚀保护套及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光缆用耐腐蚀保护套及其制备方法，涉及光缆技术领域。本发明专利技术先对碳纤维膜表面经过三次沉积处理，在表面生长出银纳米线，并在银纳米线表面沉积石墨烯，并且随着沉积反应的进一步进行，各石墨烯相互闭合成球状，使银纳米线互相交联缠绕，形成导电网络，从而赋予保护套抗静电效果；然后，两次氧化预处理碳纤维膜，引入活性官能团，再利用2,3

【技术实现步骤摘要】
一种光缆用耐腐蚀保护套及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光缆
，具体为一种光缆用耐腐蚀保护套及其制备方法。

技术介绍

[0002]光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，是将一定数量的光纤按照一定方式组成缆芯，外包有护套层，常铺设于地下，而地下潮湿的环境以及酸性的土壤物质物质常常腐蚀光缆表面，严重影响光缆的使用寿命，且现有的光缆均利用橡胶护套层自身的抗腐蚀性来进行防腐，但橡胶的耐腐蚀性较窄，只能抵抗少量的腐蚀性物质的腐蚀。
[0003]此外，现有的光缆在使用过程中抗静电效果不明显，导致信号传输存在一定的误差，从而影响信号的传导，基于此，如何专利技术一种耐腐蚀、抗静电的光缆保护套显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种光缆用耐腐蚀保护套及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种光缆用耐腐蚀保护套，从上至下依次为改性碳纤维膜层、抗静电层；所述抗静电层由以下方法制得，在碳纤维膜表面进行第一次沉积处理，所述第一次沉积处理：利用激光辅助磁控溅射，在碳纤维膜表面沉积纳米银；接着，进行第二次沉积处理，所述第二次沉积处理：依次喷涂硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮，形成纳米线；然后进行第三次沉积处理，所述第三次沉积处理：利用介质阻挡放电等离子体辅助化学气相沉积，在纳米线表面沉积纳米球状石墨烯，制得抗静电层。
[0006]进一步的，所述改性碳纤维膜层由以下方法制得，在碳纤维膜未沉积的一侧进行两次氧化预处理后，再与2,3
‑
二羟基
‑6‑
乙胺基吡啶、苯氧基苯乙酮和月桂酰基精氨酸反应，制得改性碳纤维膜层。
[0007]进一步的，所述两次氧化预处理包括电化学氧化预处理、铬酸氧化处理。
[0008]进一步的，一种光缆用耐腐蚀保护套的制备方法，包括以下制备步骤：
[0009](1)第一次沉积处理：将预处理碳纤维膜置于激光设备中，辐照8～15s，再置于磁控溅射仪，抽真空至1
×
10
‑3Pa～4
×
10
‑3Pa，沉积30～45min，得银
‑
碳纤维膜；
[0010](2)第二次沉积处理：将银
‑
碳纤维膜浸泡于银
‑
碳纤维膜质量2～5倍的乙二醇溶液中，喷涂银
‑
碳纤维膜质量0.5～0.8倍的硝酸银溶液，硝酸银溶液中硝酸银和乙二醇的质量比为1:11～1:12，加热至160～170℃，再以20～30mL/h喷涂银
‑
碳纤维膜质量0.9～1.6倍的聚乙烯吡咯烷酮溶液，聚乙烯吡咯烷酮溶液中聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇的质量比为1:9～1:11，保温反应55～75min，得银纳米线
‑
碳纤维膜；
[0011](3)第三次沉积处理：将银纳米线
‑
碳纤维膜放在石英载片上放入管式炉中，管式炉连接介质阻挡放电等离子体，氩气气氛下，以10～16℃/min升温至950～1015℃,以50～60sccm通入氢气，以10～22sccm通入甲烷，按相同速度继续升温至1030～1070℃，保温反应
3～6h，再以80～100℃/min快速冷却至室温，含抗静电层碳纤维膜；
[0012](4)改性处理：将含抗静电层碳纤维膜作为阳极，置于电解槽，于300～490C/g的氧化电量下氧化5～12min，再置于含抗静电层碳纤维膜质量1～3倍的铬酸溶液，铬酸溶液中重铬酸钾、去离子水和质量分数为70％的浓硫酸的质量比为1:3:36，氧化22～37min，然后用蒸馏水冲洗5～10min，按质量比加入1:0.07:5～1:0.2:10加入2,3
‑
二羟基
‑6‑
乙胺基吡啶、质量分数为68％的浓硫酸、无水乙醇，无水乙醇和含抗静电层碳纤维膜的质量比为1:0.5～1:0.7，于100～120℃反应2～5h后，加入含抗静电层碳纤维膜质量0.6～0.9倍的苯氧基苯乙酮、含抗静电层碳纤维膜质量0.5～0.8倍的月桂酰基精氨酸，于60～80℃、50～100rpm下反应3～7h，再于0.008～0.02MPa、60～80℃加热1～3h，取出，用去离子水洗涤3～7次，得光缆用耐腐蚀保护套。
[0013]进一步的，步骤(1)所述预处理碳纤维膜：将碳纤维膜完全浸泡于质量分数为10％的氢氧化钠中，静置20～30min，然后用去离子水洗涤冲洗6～11min；所述碳纤维膜为240～280mg/g。
[0014]进一步的，步骤(1)所述激光设备的激光功率密度为600～700W/cm2。
[0015]进一步的，步骤(1)所述磁控溅射仪采用纯银靶材，靶材与基板距离为80～100mm，溅射功率为80～120W。
[0016]进一步的，步骤(2)所述乙二醇溶液：将乙二醇加入容器中，于160～165℃加热1～2h后，加入乙二醇质量0.0002～0.0003倍的氯化铜，50～100rpm搅拌15～22min得乙二醇溶液。
[0017]进一步的，步骤(3)所述介质阻挡放电等离子体的等离子体电源放电电压为20～25kV，放电频率为13～20kHz。
[0018]进一步的，步骤(4)所述电解槽采用碳酸氢铵溶液为电解液，碳酸氢铵溶液中碳酸氢铵和去离子水的质量比为1:9.1。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0020]本专利技术依次通过第一次沉积处理、第二次沉积处理、第三次沉积处理、改性处理等步骤制备光缆用保护套，其结构从上至下依次为抗静电层、改性碳纤维膜层，以实现耐腐蚀、抗静电的效果。
[0021]首先，先进行第一次沉积处理，利用激光辅助磁控溅射，在碳纤维膜表面沉积纳米银，使保护套具有抗静电效果；激光辐射使碳纤维膜表面出现微孔，且短时间内加热，呈微熔状态，经磁控溅射制备的纳米银颗粒嵌合于碳纤维膜表面孔隙处，并冷却固化，使纳米银紧紧固定于碳纤维膜上；接着，进行第二次沉积处理，依次喷涂硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮，使纳米银颗粒继续生长，形成纳米线；然后进行第三次沉积处理，利用介质阻挡放电等离子体辅助化学气相沉积，在纳米线表面沉积纳米球状石墨烯；等离子体中含有大量的高能量电子，与气相分子碰撞，生成活性更高的自由基，从而沉积于纳米线表面，且在沉积过程中，不断引入新的石墨烯，在介质阻挡放电等离子体的热爆效应和脉冲电子轰击效应下，各石墨烯相互闭合，使纳米线互相交联缠绕，形成导电网络，能够加速表面电荷的散离，提高保护套的抗静电性能。
[0022]其次，在碳纤维膜未沉积的一侧先进行电化学氧化预处理，引入大量的羟基官能团，接着进行第二次氧化处理，将部分羟基氧化为羰基，随着氧化过程的深入，进一步氧化
为羧基；然后，利用羧基与2,3
‑
二羟基
‑6‑
乙胺基吡啶发生酯化反应，将其接枝于碳纤维膜表面；接着，2,3
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光缆用耐腐蚀保护套，其特征在于，从上至下依次为改性碳纤维膜层、抗静电层；所述抗静电层由以下方法制得，在碳纤维膜表面进行第一次沉积处理，所述第一次沉积处理：利用激光辅助磁控溅射，在碳纤维膜表面沉积纳米银；接着，进行第二次沉积处理，所述第二次沉积处理：依次喷涂硝酸银溶液和聚乙烯吡咯烷酮，形成纳米线；然后进行第三次沉积处理，所述第三次沉积处理：利用介质阻挡放电等离子体辅助化学气相沉积，在纳米线表面沉积纳米球状石墨烯，制得抗静电层。2.根据权利要求1所述的一种光缆用耐腐蚀保护套，其特征在于，所述改性碳纤维膜层由以下方法制得，在碳纤维膜未沉积的一侧进行两次氧化预处理后，再与2,3
‑
二羟基
‑6‑
乙胺基吡啶、苯氧基苯乙酮和月桂酰基精氨酸反应，制得改性碳纤维膜层。3.根据权利要求2所述的一种光缆用耐腐蚀保护套，其特征在于，所述两次氧化预处理包括电化学氧化预处理、铬酸氧化处理。4.一种光缆用耐腐蚀保护套的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：(1)第一次沉积处理：将预处理碳纤维膜置于激光设备中，辐照8～15s，再置于磁控溅射仪，抽真空至1
×
10
‑3Pa～4
×
10
‑3Pa，沉积30～45min，得银
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碳纤维膜；(2)第二次沉积处理：将银
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碳纤维膜浸泡于银
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碳纤维膜质量2～5倍的乙二醇溶液中，喷涂银
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碳纤维膜质量0.5～0.8倍的硝酸银溶液，硝酸银溶液中硝酸银和乙二醇的质量比为1:11～1:12，加热至160～170℃，再以20～30mL/h喷涂银
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碳纤维膜质量0.9～1.6倍的聚乙烯吡咯烷酮溶液，聚乙烯吡咯烷酮溶液中聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇的质量比为1:9～1:11，保温反应55～75min，得银纳米线
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碳纤维膜；(3)第三次沉积处理：将银纳米线
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碳纤维膜放在石英载片上放入管式炉中，管式炉连接介质阻挡放电等离子体，氩气气氛下，以10～16℃/min升温至950～1015℃,以50～60sccm通入氢气，以10～22sccm通入甲烷，按相同速度继续升温至1030～1070℃，保温反应3～6h，再以80～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋媛媛，
申请(专利权)人：蒋媛媛，
类型：发明
国别省市：