[发明专利]一种高耐热型柔性光缆及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高耐热型柔性光缆及其制备方法，该高耐热型柔性光缆包括表面层、热防护加强层、中层套管、屏蔽层、内包层、芯材六层，表面层由固化有阻燃剂的甲基乙烯基硅橡胶制成，热防护加强层采用石墨化碳纤维编织而成，中层套管为ENB三元乙丙橡胶制成，屏蔽层为碳膜，内包层为二氧化硅基低折射率玻璃，芯材为二氧化硅基高折射率玻璃；二氧化硅基低折射率玻璃按分子数量包括二氧化硅85‑92份、二氧化硫2‑3份、二氧化碳2‑3份、氧化硼6‑8份；二氧化硅基高折射率玻璃按分子数量包括二氧化硅85‑92份、五氧化二磷3‑4份、氧化锗8‑10份。本发明绝缘性强、屏蔽效果好、最小弯曲半径小、耐高温、抗老化、使用寿命长。

主权项

1.一种高耐热型柔性光缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)内包层坯材的制备①按分子数量计准备如下份数的原材料：四氟化硅85‑92份、六氟化硫2‑3份、四氟化二碳2‑3份、氧化硼6‑8份，足量纯度不低于99.99％的高纯氧气和适量标准脱泡剂；②准备如下设备：设置有石英管的玻璃车床、氢氧焰发生装置、烧瓶、气体输送管道、热电偶和气体质量流量计；③在烧瓶内盛装四氟化硅、六氟化硫、四氟化二碳、氧化硼，采用常规标准方法进行蒸发处理，获得饱合蒸气；④以步骤①准备的高纯氧气为载气，混合步骤③获得的饱合蒸气，按标准方式加入适量标准脱泡剂，通过设置有气体质量流量计的气体输送管道输送至玻璃车床的石英管内，石英管在玻璃车床上以30r/min‑40r/min的转速旋转；⑤点燃氢氧焰发生装置，轴向移动石英管，使氢氧焰发生装置可均匀加热石英管管体，将热电偶固定在氢氧焰发生装置上方的石英管内加热区域，监控该区域温度；⑥通过监控加热区域温度，当加热至1400℃‑1600℃时调整氢氧焰发生装置的火焰输出，保持温度稳定在1400℃‑1600℃区间内；⑦当石英管内玻璃质沉积到5‑8mm后，即获得了所需内包层坯材；2)芯材坯材的制备①按分子数量计准备如下份数的原材料：四氟化硅85‑92份、三氯氧磷3‑4份、四氯化锗8‑10份，足量纯度不低于99.99％的高纯氧气和适量标准脱泡剂；②在烧瓶内盛装四氟化硅、三氯氧磷、四氯化锗，采用常规标准方法进行蒸发处理，获得饱合蒸气；③以步骤①准备的高纯氧气为载气，混合步骤③获得的饱合蒸气，按标准方式加入适量标准脱泡剂，通过设置有气体质量流量计的气体输送管道输送至玻璃车床的石英管内，石英管在玻璃车床上以30r/min‑40r/min的转速旋转；④点燃氢氧焰发生装置，轴向移动石英管，使氢氧焰发生装置可均匀加热石英管管体，将热电偶固定在氢氧焰发生装置上方的石英管内加热区域，监控该区域温度；⑤通过监控加热区域温度，当加热至1400℃‑1600℃时调整氢氧焰发生装置的火焰输出，保持温度稳定在1400℃‑1600℃区间内；⑥当石英管内玻璃质沉积到中间孔径不大于5mm时，即获得所需芯材坯材；3)实心玻璃棒坯的制备①将热电偶移至石英管与氢氧焰发生装置垂直对应的外表面上方；②待石英管管壁加热至1800℃‑1900℃时调整氢氧焰发生装置的火焰输出，保持温度稳定在1800℃‑1900℃区间内；③待石英管内玻璃质高温软化收缩至实心时，即获得所需实心玻璃棒坯；4)光纤的制备①采用常规标准方式将3)获得的实心玻璃棒坯拉制成纤维丝；②在纤维丝表面通过物理气相沉积方法包覆一层碳膜，该层碳膜即为屏蔽层；③按标准方法将带有屏蔽层的纤维丝制成所需单模或多模光纤芯；④选用ENB三元乙丙橡胶作为原材料，通过标准方法固化在带有屏蔽层的纤维丝表面，该层ENB三元乙丙橡胶即为所需中层套管；5)石墨化碳纤维的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5‑3∶7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm‑0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar‑2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm‑15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃‑800℃，处理时间5min‑10min，后炭化处理温度1500℃‑1600℃，处理时间5min‑8min获得炭化纤维；⑥将步骤⑤获得的炭化纤维置进行石墨化处理，即将之放置于2400℃‑2500℃环境下，保温8s‑12s；⑦收丝，获得所需石墨化碳纤维；6)光缆的制备①选用5)获得的石墨化碳纤维编织成网套套装在中层套管表面，该层为热防护加强层；②表层封装材料选用固化有5‑8wt％氢氧化镁阻燃剂的甲基乙烯基硅橡胶，固化方法为在按标准方法制备甲基乙基型硅橡胶时，在其原材料中直接加入3‑5wt％氢氧化镁粉末并与其它原材料混合均匀；将该材料以标准方式固化在热防护加强层表面，形成表面层，即获得所需高耐热型柔性光缆。