CN108387987B - 一种层绞式带状光缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种层绞式带状光缆，包括光纤部和第一金属加强芯，所述光纤部为五个，所述的五个光纤部均匀分布在绝缘层内，所述第一金属加强芯设置在绝缘层中部；所述绝缘层外设置阻水层，所述阻水层外设置内护套，所述内护套外设置加强层，所述加强层外设置外护套；所述光纤部包括容置部和光纤带，所述光纤带***包覆有绝缘内层，所述光纤带设置在矩形槽内，所述矩形槽与光纤带之间设置填充层，矩形槽外设置屏蔽层，矩形槽与屏蔽层之间设置加强芯。本发明抗拉伸性能及阻水性能好，且具有良好的阻燃效果，传输容量大、速度快且抗干扰性好，适合组建较大规模网络的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤电缆，尤其是涉及一种层绞式带状光缆。
背景技术
光纤通讯以其信息容量大、保密性好、重量轻体积小、无中继段距离长等优点得到广泛应用，遍及通讯、交通、工业、医疗、教育、航空航天和计算机等行业，并正在向更广更深的层次发展。光纤的应用正给人类的生活带来深刻的影响与变革。现有的光纤线缆其强度和抗拉能力都有所不足，在绕曲过程和线缆两端都存在折断的隐患，其功能单一，在现今的信号传输过程中有很多不便，并且产品通常需要同时配有光与电两种线缆，但光纤通常不耐折弯，会导致光纤折损。
公布号为CN105542366的发明专利公开一种光纤并带树脂、光纤带及中心管式光纤带光缆，由松套管、包覆在松套管外的保护层、位于保护层外的加强件、将保护层及加强件包覆住的护套层，松套管中具有多根光纤带，每根光纤带中具有多根光纤及将多根光纤整体包覆住的光纤并带树脂，该光缆的阻水性较好，但多根光纤并排整体包覆后其抗拉伸性能较差。
公布号为CN 104570252的发明专利公开了一种光纤带光缆，松套管包含有光纤带体及将光纤带体包覆住的松套管管体，光纤带体由光纤带层叠体及位于光纤带层叠体左、右两侧的光纤带构成，光纤带层叠体由多根光纤带依次上下层叠而形成。该光缆由光纤带层叠后形成的光纤带体构成，而多根光纤带层叠后其弯折性及抗拉伸性均较差。
光缆在长期使用过程中，由于潮气和水分的侵蚀，会导致传输性能下降，影响其正常使用。光缆生产中，缆芯的阻水材料主要有两大类：一类为阻水填充油膏，另一类为阻水带、阻水纱。由于光缆阻水填充油膏在生产中能起到较好的防水、防潮、缓冲和粘结作用，可靠性好，维护方便，因此在光缆生产中得到广泛应用。光缆填充油膏从实用功能来分为纤膏和缆膏，光缆填充油膏是光缆生产中要材料之一，它填充于光缆松套管、缆芯、缆芯与护套之间，起密封、防水、隔潮、应力缓冲保护和其他辅助作用，保护光纤不受环境中水分侵蚀，防止水分渗入光缆。
现有的油膏中由于主成分为油性物质，十分易燃，且火势蔓延极快。一旦光缆发生火情，会对通信设施和人身财产安全带来极大的威胁。因此，为确保要求低烟、无卤阻燃场所的通信设备及网络的可靠运行，必须切实解决光电缆遇火燃烧、滴落所造成的火灾隐患，以及光电缆在燃烧火灾中易释放大量黑色浓烟和有毒气体，造成二次环境污染和人员逃离困难等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种层绞式带状光缆，用以提高整个带状光缆的强度、抗拉伸性及阻燃性能。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种层绞式带状光缆，其中，包括光纤部和第一金属加强芯，所述光纤部为五个，所述的五个光纤部均匀分布在绝缘层内，所述第一金属加强芯设置在绝缘层中部；所述绝缘层外设置阻水层，所述阻水层外设置内护套，所述内护套外设置加强层，所述加强层外设置外护套；所述光纤部包括容置部和光纤带，所述容置部为菱形框体，所述菱形框体内腔设置第二金属加强芯，所述第二金属加强芯外设置PE垫层；所述菱形框体包括第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边，所述第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边上均设置矩形槽，所述光纤带设置在矩形槽内；所述第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边上均设置开口，所述开口与矩形槽连通；矩形槽与光纤带之间设置填充层；所述容置部外设置松套管。
优选的，所述第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边上均设置翅片。
优选的，所述菱形框体外侧设置凸起部。
优选的，所述菱形框体内腔设置填充绳。
优选的，所述第一金属加强芯外设置PE护套。
优选的，所述松套管外设置屏蔽层。
优选的，所述松套管内设置有阻燃油膏，所述阻燃油膏包括组份质量份：
基础油78-85份，
复合增稠剂9-12份，
阻燃剂0.8-1.5份，
抗氧化剂0.5-0.8份；
所述基础油为加氢石蜡基油/加氢环烷基油混合油，质量比为2-2.5:3-4.2；
所述复合增稠剂为聚丙烯酰胺/脂肪醇聚氧乙烯醚，质量比为5-6:7-8；
所述阻燃剂为三烯丙基异氰脲酸酯和纳米锡粉，质量比为90-100:0.15-0.2。
优选的，所述抗氧化剂为特丁基对苯二酚。
本发明的有益效果是：
本发明将带状光纤设置在容置部的矩形槽内，组成一种新型的带状光纤结构，采用该结构，本发明的抗弯折性能和抗拉伸性能大大提高，性能稳定，可靠性高。容置部采用软硅胶材料制成，在矩形槽与光纤带之间的空隙设置由聚丙烯树脂材料组成的填充层，减少光纤带与矩形槽之间的间隙，同时填充层也可保护光纤带，避免光纤带在矩形槽内晃动产生磨损或损坏。容置部为菱形框体，在菱形框体的每条侧边内均设置放置光纤带的矩形槽，增加了光纤的抗拉伸性能，且由于容置部为软硅胶材料制成的菱形框形，在光纤被拉伸或弯折时，菱形框体内的空腔被挤压，光纤带在矩形槽内发生形变，相对于现有技术中的单根光纤带或多根光纤带整体包覆，在光纤被拉伸或弯折时，由于光纤带包覆层内的间隙很小，拉伸力或弯折力直接作用在光纤带上，采用本发明的结构抗拉伸性及抗弯折性能更好。
本发明容置部的每条侧边上均设置弧形翅片，翅片一端设置在侧边上，另一端悬空，悬空部位于开口的上方，光纤带及填充层从开口设置在矩形槽内，翅片用于松套管在包覆容置部时将开口密封，避免填充层及光纤带从开口处进入松套管；且翅片采用弧形翅片，翅片的材料为硅胶材料，硅胶材料较软，在松套管包覆容置部时，弧形翅片及侧边上设置的凸起部，避免了容置部与松套管之间产生偏移，提高了稳定性。
本发明在容置部及绝缘层内均设置加强芯，增加了整个光纤的强度及抗拉伸性能；每根光纤带以及每个光纤部之间均有物理隔离及防护，避免光纤带之间相互串绕，增强了光纤信号传输的稳定性。本发明设采用多层防护结构，加强层采用芳纶纱，提升了光缆的整体性能，延长了光缆的使用寿命。本发明传输容量大、损耗小、抗电磁干扰性强、寿命长等优点，可广泛用于通信、消防、医院、学院、企业等专用光缆的场合。
本发明的阻燃油膏依据热交联阻燃原理，采用三烯丙基异氰脲酸酯作为热交联剂，属于高分子反应型阻燃剂，当油膏温度升高后，热交联剂发生交联，阻碍易燃的低分子物质释放，阻燃及时高效；纳米锡粉作为交联催化剂，纳米级催化剂可以均匀分散于膏体中，相容性好，不会导致油膏基础性能下降；增稠剂选择复合增稠剂为聚丙烯酰胺/脂肪醇聚氧乙烯醚，该复合增稠剂作为油性物的增稠、流变性调节剂，基本能与所有活性物配伍而效能不发生变化，随着在油性物质中添加量的增减，产品的稠度具有极大的可塑性，增稠后之产品具有极强的稳定性，摄氏100度以下不会产生分层现象，常温下不会产生返稀现象；基础油选择加氢石蜡基油/加氢环烷基油混合油，饱和烃含量高，热氧化稳定性优良，挥发度低，粘温性能良好，与光缆材料相容性好。
本发明的阻燃油膏对材料的物理性能影响较小，使用后制造的阻燃油膏物理基础性能不会变差，部分性能还得到了显著改善；该阻燃油膏相容性好，各成分均匀分散；将本阻燃油膏80℃下烘烤24h，完全不滴流；加工工艺可行，应用传统的工艺可以使用。
本发明的阻燃油膏有显著的阻燃效果，LOI达到50％以上，阻燃性能的测试结果普遍高于参考标准，不易燃烧；释放烟雾量极少，烟密度很低，烟雾毒性微小；油膏完全不含卤素成分，高温不滴流，可适用于室内或者人口密集场所，环保性能好。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为本发明光纤部的结构示意图。
图中：1-光纤部，2-金属加强芯，3-PE护套，4-绝缘层，5-阻水层，6-内护套，7-加强层，8-外护套，9-填充绳，101-容置部，102-矩形槽，103-光纤带，104-金属加强芯，105-PE垫层，106-填充绳，107-凸起部，108-翅片，109-松套管，110-屏蔽层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种层绞式带状光缆，包括光纤部1和金属加强芯2，光纤部1为五个，五个光纤部1均匀分布在绝缘层4内。金属加强芯2设置在绝缘层4中部，绝缘层4外设置阻水层5，阻水层5外设置内护套6，内护套6外设置加强层7，加强层7外设置外护套8，加强层7采用芳纶纱。
如图3所示，光纤部1包括容置部101和光纤带103，容置部101为菱形框体，菱形框体内腔设置金属加强芯104和填充绳106，金属加强芯104外设置PE垫层105。菱形框体包括第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边，第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边上均设置矩形槽102，光纤带103设置在矩形槽102内，第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边上均设置开口，开口与矩形槽102连通，矩形槽102与光纤带103之间设置填充层，光纤带103及填充层经开口设置在矩形槽102内。金属加强芯104外包覆PE垫层105，避免金属加强芯104与容置部101直接接触，磨损容置部101。容置部101内填充阻燃油膏。
本发明的容置部101采用软硅胶材料制成，在矩形槽102与光纤带103之间的空隙设置由聚丙烯树脂材料组成的填充层，减少光纤带与矩形槽之间的间隙，同时填充层也可保护光纤带弯折，避免光纤带在矩形槽内晃动产生磨损或损坏。容置部101为软硅胶材料制成的菱形框形，在光纤被拉伸或弯折时，菱形框体内的空腔被挤压，光纤带103在矩形槽102内发生形变，菱形为平行四边形，其结构特点在水平及垂直方向能够发生形变，光纤带在弯折时不易损坏，其抗拉伸性及抗弯折性能强。
在容置部101菱形框的第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边上均设置翅片108，翅片108为弧形翅片，翅片108一端设置在侧边上，另一端悬空，悬空部位于开口的上方，开口可供加工时安装光纤带及填充层，松套管109在包覆容置部101时，翅片108压紧在开口处，将开口密封，避免填充层及光纤带从开口处进入内护套。
本发明在菱形框体外侧设置凸起部107。翅片108的材料为硅胶材料，硅胶材料较软，在松套管109包覆容置部101时，弧形翅片及侧边上设置的凸起部107避免了容置部101与松套管109之间产生偏移，提高了稳定性；为避免各个光纤部之间互相干扰，在松套管109外设置屏蔽层110。
本发明采用多层防护结构，加强层采用芳纶纱，阻水层保持了良好的防水效果，提高了光纤的整体性能，延长了光纤的使用寿命。
实施例2：
如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：在各个光纤部1之间设置填充绳9，减少各个光纤部1的间隙，填充绳9同时也起到防护的作用。在各个光纤部1之间也可以设置钢丝加强芯，以提高整个光缆的结构强度。
实施例3
一种阻燃油膏，包括组份质量份：基础油78份，复合增稠剂9份，阻燃剂0.8份，抗氧化剂0.5份。
所述基础油为加氢石蜡基油/加氢环烷基油混合油，质量比为2:3；所述复合增稠剂为聚丙烯酰胺/脂肪醇聚氧乙烯醚，质量比为5:7；所述阻燃剂为三烯丙基异氰脲酸酯和纳米锡粉，质量比为90:0.15，其中三烯丙基异氰脲酸酯为热交联剂，纳米锡粉为催化剂；抗氧化剂为特丁基对苯二酚。
实施例1阻燃油膏阻燃性能表：
实施例4
一种阻燃油膏，包括组份质量份：基础油80份，复合增稠剂10份，阻燃剂1.1份，抗氧化剂0.6份。
所述基础油为加氢石蜡基油/加氢环烷基油混合油，质量比为2.1:3.4；所述复合增稠剂为聚丙烯酰胺/脂肪醇聚氧乙烯醚，质量比为5.4:7.3；所述阻燃剂为三烯丙基异氰脲酸酯和纳米锡粉，质量比为93:0.17，其中三烯丙基异氰脲酸酯为热交联剂，纳米锡粉为催化剂；抗氧化剂为特丁基对苯二酚。
实施例5阻燃油膏阻燃性能表：
实施例6
一种阻燃油膏，包括组份质量份：基础油82份，复合增稠剂11份，阻燃剂1.3份，抗氧化剂0.7份。
所述基础油为加氢石蜡基油/加氢环烷基油混合油，质量比为2.3:3-3.8；所述复合增稠剂为聚丙烯酰胺/脂肪醇聚氧乙烯醚，质量比为5.7:7.7；所述阻燃剂为三烯丙基异氰脲酸酯和纳米锡粉，质量比为97:0.19，其中三烯丙基异氰脲酸酯为热交联剂，纳米锡粉为催化剂；抗氧化剂为特丁基对苯二酚。
实施例3阻燃油膏阻燃性能表：
实施例7
一种阻燃油膏，包括组份质量份：基础油85份，复合增稠剂12份，阻燃剂1.5份，抗氧化剂0.8份。
所述基础油为加氢石蜡基油/加氢环烷基油混合油，质量比为2.5:4.2；所述复合增稠剂为聚丙烯酰胺/脂肪醇聚氧乙烯醚，质量比为6:8；所述阻燃剂为三烯丙基异氰脲酸酯和纳米锡粉，质量比为100:0.2，其中三烯丙基异氰脲酸酯为热交联剂，纳米锡粉为催化剂；抗氧化剂为特丁基对苯二酚。
实施例8阻燃油膏阻燃性能表：
综合实施例测试结果，本发明的阻燃油膏有显著的阻燃效果，LOI达到50％以上，阻燃性能的测试结果普遍高于参考标准；释放烟雾量极少，烟密度很低，烟雾毒性微小，完全不含卤素成分。
各实施例阻燃油膏主要特性表：
本发明的阻燃油膏对材料的物理性能影响较小，部分性能还得到了显著改善；将本阻燃油膏80℃下烘烤24h，完全不滴流。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种层绞式带状光缆，其特征在于：包括光纤部和第一金属加强芯，所述光纤部为五个，所述的五个光纤部均匀分布在绝缘层内，所述第一金属加强芯设置在绝缘层中部；所述绝缘层外设置阻水层，所述阻水层外设置内护套，所述内护套外设置加强层，所述加强层外设置外护套；所述光纤部包括容置部和光纤带，所述容置部为菱形框体，所述菱形框体内腔设置第二金属加强芯，所述第二金属加强芯外设置PE垫层；所述菱形框体包括第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边，所述第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边上均设置矩形槽，所述光纤带设置在矩形槽内；所述第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边上均设置开口，所述开口与矩形槽连通；矩形槽与光纤带之间设置填充层；所述容置部外设置松套管；所述松套管与容置部之间设置有阻燃油膏，所述阻燃油膏包括组份质量份：基础油78-85份，复合增稠剂9-12份，阻燃剂0.8-1.5份，抗氧化剂0.5-0.8份；所述基础油为加氢石蜡基油/加氢环烷基油混合油，质量比为2-2.5:3-4.2；所述复合增稠剂为聚丙烯酰胺/脂肪醇聚氧乙烯醚，质量比为5-6:7-8；所述阻燃剂为三烯丙基异氰脲酸酯和纳米锡粉，质量比为90-100:0.15-0.2。
2.根据权利要求1所述的一种层绞式带状光缆，其特征在于：所述第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边上均设置翅片。
3.根据权利要求1所述的一种层绞式带状光缆，其特征在于：所述菱形框体外侧设置凸起部。
4.根据权利要求1所述的一种层绞式带状光缆，其特征在于：所述菱形框体内腔设置填充绳。
5.根据权利要求1所述的一种层绞式带状光缆，其特征在于：所述第一金属加强芯外设置PE护套。
6.根据权利要求1所述的一种层绞式带状光缆，其特征在于：所述松套管外设置屏蔽层。
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