[发明专利]航空用耐高温多模特种光缆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是航空用耐高温多模特种光缆及其制备方法，产品具有耐高低温（-55℃～+125℃）、高强度、耐弯曲、抗冲击、耐老化、长寿命、耐腐蚀、耐霉菌、高阻燃等特性，可在恶劣的环境下提供高可靠服务，适用于航空航天、电子、机载特殊环境条件下的高速信号传输。

背景技术

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、高强度、抗冲击、耐弯曲、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。航空用耐高温多模特种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、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。

发明内容

本发明提出的是一种航空用耐高温多模特种光缆及其制备工艺，其目的旨在光纤纤芯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热性能，耐温达到125℃；紧包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，提高了紧包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。

本发明的技术解决方案：航空用耐高温多模特种光缆，其特征是包括纤芯、耐高温-55℃～+125℃的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高温-55℃～+125℃的紫外固化丙烯酸酯涂覆层；耐高温-55℃～+125℃的紫外固化丙烯酸酯涂覆层的外围乙烯四氟乙烯共聚物紧包层；乙烯四氟乙烯共聚物紧包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护套层。

其制备方法，包括如下工艺：

1）光纤纤芯为多模，结构分50/125μm和 62.5/125μm；

2）用涂覆设备涂覆耐高温-55℃～+125℃的紫外固化丙烯酸酯，在光纤纤芯的外围，作为涂覆层，耐温-55℃～+125℃，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紧包层，耐温-55℃～+125℃；

4）用高速编织机编织芳族聚酰胺纤维，包裹在紧包层的外围，作为加强层，满足抗拉力150N；

5）采用高温挤塑机挤出乙烯四氟乙烯共聚物，包裹在加强层的外围作为护套层，耐温-55℃～+125℃。

 本发明具有以下优点：1）耐高温：涂覆层采用特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆，紧包护层采用乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE），长期最高工作温度能达到+125℃；2）耐低温：涂覆层采用特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆，紧包层及护套层采用乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE），使紧包光纤可以在―55℃下正常敷设安装，可以解决一般材料由于低温敷设易造成硬化、脆裂等问题，从而满足低温环境的使用要求；3）高强度：紧包护层采用乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE），提高了紧包光纤的机械性能，跟常温普通紧包光纤相比抗拉力大大提高；4）高阻燃、耐老化、长寿命、耐腐蚀：采用乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE）紧包护层，此种材料具有很高的阻燃性能、耐老化、长寿命和耐腐蚀性能；5）稳定性：采用乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE）紧包护层，与纤芯有较好的附着力，结构圆整稳定，光学性能稳定。

本产品根据使用的具体情况，对航空用耐高温多模特种光缆做了各种机械及环境试验，保证光缆在实际使用过程中能够保证正常、稳定工作。主要试验验证如下：

（1）高温寿命：光缆在试验条件为（135±2）℃，500h条件下进行试验，试验后光缆衰减变化应≤0.5dB/km；

（2）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；

（3）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；

（4）拉伸负荷：拉伸负荷450N，1min，应无裂纹、开裂或断裂，延伸率≤2%。试验期间和试验后，光纤的光透射性能变化应≤0.5dB；

（5）反复弯曲：光缆能满足最小负荷4.9kg，反复弯曲300次，其衰减变化应≤0.5dB；