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申请/专利权人：江苏亨通光电股份有限公司

摘要：本发明公开了一种限定破断力架空引入光缆，其包括光单元，光单元外周包覆有阻水带，阻水带外周包覆有耐火薄膜，耐火薄膜外周包覆有耐火层，耐火层外周包覆有PE外护套；按重量份计，耐火薄膜的配方中包括：环氧树脂50‑70份、聚酰胺30‑50份、纳米级氢氧化镁5‑10份、聚硅氧烷接枝碳纳米管0.5‑2份、有机蒙脱土3‑5份；纳米级氢氧化镁的粒径为0.1‑1μm，聚硅氧烷接枝碳纳米管的长度为2‑20μm；有机蒙脱土中蒙脱石的质量分数为96％‑98％，粒度为300‑500目，径厚比为200‑300。本发明光缆具有较高的机械性能和环境性能，并且光缆整体尺寸小，还可以解决传统光缆外径粗、自重大、施工不便等问题。

主权项：1.一种限定破断力架空引入光缆，其特征在于，其包括光单元，所述光单元外周包覆有阻水带，所述阻水带外周包覆有耐火薄膜，所述耐火薄膜外周包覆有耐火层，所述耐火层外周包覆有PE外护套；按重量份计，所述耐火薄膜的配方中包括：环氧树脂50-70份、聚酰胺30-50份、纳米级氢氧化镁5-10份、聚硅氧烷接枝碳纳米管0.5-2份、有机蒙脱土3-5份；所述纳米级氢氧化镁的粒径为0.1-1μm，所述聚硅氧烷接枝碳纳米管的长度为2-20μm；所述有机蒙脱土中蒙脱石的质量分数为96%-98%，粒度为300-500目，径厚比为200-300；其中称取配方量的聚硅氧烷接枝碳纳米管，溶于N-N二甲基甲酰胺溶液中，搅拌30-60min同时超声分散，得到均一的混合溶液，其中聚硅氧烷接枝碳纳米管与N-N二甲基甲酰胺溶液的质量比为1：100；接着向混合溶液中加入纳米级氢氧化镁，搅拌30-60min同时超声分散；然后加入环氧树脂，在80℃下搅拌1-2小时，至环氧树脂完全溶解；接着加入有机蒙脱土和聚酰胺，继续搅拌1-2小时，至聚酰胺完全溶解；然后将混合溶液转移到聚四氟乙烯模具中，再将聚四氟乙烯模具放入80℃烘箱中，待溶剂挥发，即可得到所述耐火薄膜。

全文数据：一种限定破断力架空引入光缆技术领域[0001]本发明涉及通信领域，具体涉及一种限定破断力架空引入光缆。背景技术[0002]限定破断力架空引入光缆是一种能够满足光缆安全性能的光缆，所谓限定破断力指的是光缆在承受指定范围拉力时，可以实现光缆安全断裂，防止对周边环境的破坏，光缆生产过程中采用紫外固化光单元，生产效率高，光单元尺寸小本光缆通过使用新型阻水材料，可实现全干式阻水结构。[0003]层绞式架空引入光缆一般由缆芯，加强件，护套组成，其中缆芯用一根中心加强件，多根松套管以S-Z绞合或螺旋绞合方式排列在中心加强件外围组成，缆芯外均匀包裹多根芳纶作为加强件，最后挤制一层高密度PE护套材料。适用于架空引入或管道引入场景，光缆加工工艺较复杂，需经过多道工序生产，并且具有较高的破断力值，在实际使用过程中，如发生光缆与车辆或建筑机械剐蹭等情况，由于光缆破断力值过大，会导致光缆塔杆被光缆拖拽倾斜甚至倒塌，从而对周边人员，车辆，建筑等造成破坏，导致安全事故。[0004]并且，光缆的阻燃性能也一直是评价光缆性能的重要特征，提高架空引入光缆的环境性能和高阻燃性。发明内容[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种限定破断力架空引入光缆，光缆具有较高的机械性能和环境性能，并且光缆整体尺寸小，还可以解决传统光缆外径粗、自重大、施工不便等问题。[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种限定破断力架空引入光缆，其包括光单元，所述光单元外周包覆有阻水带，所述阻水带外周包覆有耐火薄膜，所述耐火薄膜外周包覆有耐火层，所述耐火层外周包覆有PE外护套；[0007]按重量份计，所述耐火薄膜的配方中包括:环氧树脂50-70份、聚酰胺30-50份、纳米级氢氧化镁5-10份、聚硅氧烷接枝碳纳米管0.5-2份、有机蒙脱土3-5份；[0008]所述纳米级氢氧化镁的粒径为0.1-1μπι，所述聚硅氧烷接枝碳纳米管的长度为2-20μπι;所述有机蒙脱土中蒙脱石的质量分数为96%-98%，粒度为300-500目，径厚比为200-300〇[0009]优选地，所述耐火薄膜的是经如下的步骤制备而成的：称取配方量的聚硅氧烷接枝碳纳米管，溶于N-N二甲基甲酰胺溶液中，搅拌30-60min同时超声分散，得到均一的混合溶液，其中聚硅氧烷接枝碳纳米管与N-N二甲基甲酰胺溶液的质量比为1:100;接着向混合溶液中加入纳米级氢氧化镁，搅拌30-60min同时超声分散;然后加入环氧树脂，在80°C下搅拌1-2小时，至环氧树脂完全溶解;接着加入有机蒙脱土和聚酰胺，继续搅拌1-2小时，至聚酰胺完全溶解;然后将混合溶液转移到聚四氟乙烯模具中，再将聚四氟乙烯模具放入80°C烘箱中，待溶剂挥发，即可得到所述耐火薄膜。[0010]优选地，所述聚硅氧烷接枝碳纳米管是按如下的步骤制备而成的：[0011]取多壁碳纳米管，加入到硫酸与硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3:1;在60-65°C下反应至少6h，经抽滤和醇洗多次后，于80°C下真空干燥4-6h，得到酸化多壁碳纳米管;然后取IOOmg酸化多壁碳纳米管，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌;接着加入15_20mg二环己基碳二亚胺和80_90mg聚二甲基娃氧烧，升温至80°C，同时搅拌;反应24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经0.22微米过滤膜过滤，过滤产物于60°C下真空干燥，得到聚硅氧烷接枝碳纳米管。[0012]优选地，所述耐火层为可瓷化高分子耐火层。[0013]优选地，还包括FRP加强件，所述FRP加强件设置在所述光单元的两侧。[0014]优选地，所述光单元包括若干光单元管，所述光单元管中设有若干光纤。[0015]优选地，所述光单元管之间设有阻水纱。[0016]优选地，引入光缆的外径为7.0mm。[0017]本发明的技术效果：[0018]1、本发明结构简单、重量轻，施工方便快速，光缆外径小可实现36芯光纤，光缆外径为7.0mm，在架空敷设时受外径环境影响也就小，即所受负载小，因此在满足相同的敷设环境下，通过力学设计，可以节约非金属纤维加强材料，降低成本。[0019]2、本发明采用平行加强件结构设计，FRP作为主要的承力原件，可以减少护套的收缩，提高光缆的环境性能。[0020]3、本发明采用高密度材料PE，不但抗压而且耐磨，除了满足设计之初的架空敷设要求之外，还满足管道引入，大大增强了光缆的应用环境。[0021]4、本发明的光缆，在传统光缆的外护套上再设置了耐火薄膜，该耐火薄膜的配方中含有环氧树脂、聚酰胺、纳米级氢氧化镁、聚硅氧烷接枝碳纳米管和有机蒙脱土，其中碳纳米管、纳米级氢氧化镁和有机蒙脱土在聚合物的燃烧过程中形成了网络结构的积炭隔热保护层，致密且无裂纹，阻碍了热量和质量的传递;成炭过程往往伴随有水的生成，可稀释气体燃料，降低燃烧速率;积炭隔热保护层本身可作为热传导的壁垒，保护下层复合材料；成炭过程通常是吸热反应，有利于降低周围环境的温度，从而增强了聚合物的阻燃性；其次，碳纳米管具有大的比表面积，良好的分散以及与基体的相互作用力，有助于提高基体材料的热稳定性和基体材料的热分解温度，增强了其阻燃的性能;再次，碳纳米管和纳米级氢氧化镁这两种纳米填料，在燃烧过程中形成网络结构，阻隔了气体的传输，从而提高了高分子材料的阻燃性能。附图说明[0022]图1是结构示意图；[0023]图中标号说明：[0024]1-光单元，2-阻水带，3-耐火薄膜，4-耐火层，5-PE外护套，6-FRP加强件，101-光单元管，102-光纤，103-阻水纱。具体实施方式[0025]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。[0026]实施例1[0027]本发明的一种限定破断力架空引入光缆的实施例，如图1所示，其包括光单元1，所述光单元1外周包覆有阻水带2,所述阻水带2外周包覆有耐火薄膜3,所述耐火薄膜3外周包覆有耐火层4，所述耐火层4外周包覆有PE外护套5。[0028]在本实施例中，所述耐火层为可瓷化高分子耐火层。[0029]还设置了FRP加强件6，所述FRP加强件6设置在所述光单元1的两侧。[0030]所述光单元1包括若干光单元管101，所述光单元管101中设有若干光纤102。所述光单元管1〇1之间设有阻水纱103。[0031]引入光缆的外径为7.0mm。[0032]上述结构简单、重量轻，施工方便快速，其外径小（可实现36芯光纤，光缆外径为7.Omm，在架空敷设时受外径环境影响也就小，即所受负载小，因此在满足相同的敷设环境下，通过力学设计，可以节约非金属纤维加强材料，降低成本。[0033]采用平行加强件结构设计，FRP作为主要的承力原件，可以减少护套的收缩，提高光缆的环境性能。采用高密度材料PE，不但抗压而且耐磨，除了满足设计之初的架空敷设要求之外，还满足管道引入，大大增强了光缆的应用环境。[0034]本实施例中，耐火薄膜的配方中包括:环氧树脂60份、聚酰胺30份、纳米级氢氧化镁5份、聚硅氧烷接枝碳纳米管2份、有机蒙脱土3份;其中，纳米级氢氧化镁的粒径为0.1-1μm，聚硅氧烷接枝碳纳米管的长度为2-20μπι;有机蒙脱土中蒙脱石的质量分数为96%-98%，粒度为300-500目，径厚比为200-300。[0035]耐火薄膜的是经如下的步骤制备而成的：称取配方量的聚硅氧烷接枝碳纳米管，溶于N-N二甲基甲酰胺溶液中，搅拌60min同时超声分散，得到均一的混合溶液，其中聚硅氧烷接枝碳纳米管与N-N二甲基甲酰胺溶液的质量比为1:100;接着向混合溶液中加入纳米级氢氧化镁，搅拌60min同时超声分散;然后加入环氧树脂，在80°C下搅拌1小时，至环氧树脂完全溶解;接着加入有机蒙脱土和聚酰胺，继续搅拌1小时，至聚酰胺完全溶解;然后将混合溶液转移到聚四氟乙烯模具中，再将聚四氟乙烯模具放入80°C烘箱中，待溶剂挥发，即可得到所述耐火薄膜。[0036]其中，聚硅氧烷接枝碳纳米管是按如下的步骤制备而成的：取多壁碳纳米管，加入到硫酸与硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3:1;在65°C下反应至少6h，经抽滤和醇洗多次后，于80°C下真空干燥6h，得到酸化多壁碳纳米管;然后取IOOmg酸化多壁碳纳米管，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌;接着加入18mg二环己基碳二亚胺和85mg聚二甲基硅氧烷，升温至80°C，同时搅拌;反应24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经0.22微米过滤膜过滤，过滤产物于60°C下真空干燥，得到聚硅氧烷接枝碳纳米管。[0037]实施例2[0038]本实施例中，耐火薄膜的配方中包括:环氧树脂50份、聚酰胺35份、纳米级氢氧化镁9.5份、聚硅氧烷接枝碳纳米管0.5份、有机蒙脱土5份;其中，纳米级氢氧化镁的粒径为0.1-lMi，聚硅氧烷接枝碳纳米管的长度为2-20μπι;有机蒙脱土中蒙脱石的质量分数为96%-98%，粒度为300-500目，径厚比为200-300。[0039]耐火薄膜的是经如下的步骤制备而成的：称取配方量的聚硅氧烷接枝碳纳米管，溶于N-N二甲基甲酰胺溶液中，搅拌30min同时超声分散，得到均一的混合溶液，其中聚硅氧烷接枝碳纳米管与N-N二甲基甲酰胺溶液的质量比为1:100;接着向混合溶液中加入纳米级氢氧化镁，搅拌30min同时超声分散;然后加入环氧树脂，在80°C下搅拌2小时，至环氧树脂完全溶解;接着加入有机蒙脱土和聚酰胺，继续搅拌2小时，至聚酰胺完全溶解;然后将混合溶液转移到聚四氟乙烯模具中，再将聚四氟乙烯模具放入80°C烘箱中，待溶剂挥发，即可得到所述耐火薄膜。[0040]其中，聚硅氧烷接枝碳纳米管是按如下的步骤制备而成的：取多壁碳纳米管，加入到硫酸与硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3:1;在60°C下反应至少6h，经抽滤和醇洗多次后，于80°C下真空干燥4h，得到酸化多壁碳纳米管;然后取IOOmg酸化多壁碳纳米管，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌;接着加入20mg二环己基碳二亚胺和90mg聚二甲基硅氧烷，升温至80°C，同时搅拌;反应24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经0.22微米过滤膜过滤，过滤产物于60°C下真空干燥，得到聚硅氧烷接枝碳纳米管。[0041]实施例3[0042]本实施例中，耐火薄膜的配方中包括:环氧树脂57份、聚酰胺30份、纳米级氢氧化镁8份、聚硅氧烷接枝碳纳米管1份、有机蒙脱土4份;其中，纳米级氢氧化镁的粒径为0.1-1μm，聚硅氧烷接枝碳纳米管的长度为2-20μπι;有机蒙脱土中蒙脱石的质量分数为96%-98%，粒度为300-500目，径厚比为200-300。[0043]耐火薄膜的是经如下的步骤制备而成的：称取配方量的聚硅氧烷接枝碳纳米管，溶于N-N二甲基甲酰胺溶液中，搅拌50min同时超声分散，得到均一的混合溶液，其中聚硅氧烷接枝碳纳米管与N-N二甲基甲酰胺溶液的质量比为1:100;接着向混合溶液中加入纳米级氢氧化镁，搅拌50min同时超声分散;然后加入环氧树脂，在80°C下搅拌1.5小时，至环氧树脂完全溶解;接着加入有机蒙脱土和聚酰胺，继续搅拌1.5小时，至聚酰胺完全溶解;然后将混合溶液转移到聚四氟乙烯模具中，再将聚四氟乙烯模具放入80°C烘箱中，待溶剂挥发，即可得到所述耐火薄膜。[0044]其中，聚硅氧烷接枝碳纳米管是按如下的步骤制备而成的：取多壁碳纳米管，加入到硫酸与硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3:1;在60°C下反应至少6h，经抽滤和醇洗多次后，于80°C下真空干燥5h，得到酸化多壁碳纳米管;然后取IOOmg酸化多壁碳纳米管，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌;接着加入15mg二环己基碳二亚胺和80mg聚二甲基硅氧烷，升温至80°C，同时搅拌;反应24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经0.22微米过滤膜过滤，过滤产物于60°C下真空干燥，得到聚硅氧烷接枝碳纳米管。[0045]性能检测[0046]取实施例1-3的电缆样品，根据国标GBT19216.21和GBT20285的规定来测试光缆的耐火性能，其耐火性能的结果如表1-3所示。[0047]表1实施例1的光缆的耐火性能参数表[0050]表2实施例2的光缆的耐火性能参数表[0052]表3实施例3的光缆的耐火性能参数表[0055]从表1-3中可以看出，实施例1-实施例3的光缆样品，其耐受温度可达1000°C，烟气毒性也符合国标的要求。这表明实施例1-3的光缆具有优异的阻燃和耐火性能，其中实施例1的光缆样品的耐火性最好，为最佳实施例。[0056]与普通的光缆相比，实施例1-3的光缆在外护套上设置了耐火薄膜，该耐火薄膜的配方中含有环氧树脂、聚酰胺、纳米级氢氧化镁、聚硅氧烷接枝碳纳米管和有机蒙脱土，其中碳纳米管、纳米级氢氧化镁和有机蒙脱土均具有阻燃的功能，这几种纳米材料会产生协同阻燃效应。具体说来，上述几种纳米材料在聚合物的燃烧过程中会形成网络结构的积炭隔热保护层，致密且无裂纹，阻碍了热量和质量的传递，从而增强了聚合物基体的阻燃性；其次，碳纳米管具有大的比表面积，良好的分散以及与基体的相互作用力，有助于提高基体材料的热稳定性和基体材料的热分解温度，增强了其阻燃的性能;再次，碳纳米管和纳米级氢氧化镁这两种纳米填料，在燃烧过程中形成网络结构，阻隔了气体的传输，从而提高了高分子材料的阻燃性能。[0057]以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

权利要求：1.一种限定破断力架空引入光缆，其特征在于，其包括光单元，所述光单元外周包覆有阻水带，所述阻水带外周包覆有耐火薄膜，所述耐火薄膜外周包覆有耐火层，所述耐火层外周包覆有PE外护套；按重量份计，所述耐火薄膜的配方中包括:环氧树脂50-70份、聚酰胺30-50份、纳米级氢氧化镁5-10份、聚硅氧烷接枝碳纳米管0.5-2份、有机蒙脱土3-5份；所述纳米级氢氧化镁的粒径为〇.l-lym，所述聚硅氧烷接枝碳纳米管的长度为2-20μηι;所述有机蒙脱土中蒙脱石的质量分数为96%-98%，粒度为300-500目，径厚比为200-300。2.如权利要求1所述的一种限定破断力架空引入光缆，其特征在于，所述耐火薄膜的是经如下的步骤制备而成的:称取配方量的聚硅氧烷接枝碳纳米管，溶于N-N二甲基甲酰胺溶液中，搅拌30-60min同时超声分散，得到均一的混合溶液，其中聚娃氧烧接枝碳纳米管与N-N二甲基甲酰胺溶液的质量比为1:100;接着向混合溶液中加入纳米级氢氧化镁，搅拌30-60min同时超声分散;然后加入环氧树脂，在80°C下搅拌1-2小时，至环氧树脂完全溶解;接着加入有机蒙脱土和聚酰胺，继续搅拌1-2小时，至聚酰胺完全溶解;然后将混合溶液转移至IJ聚四氟乙烯模具中，再将聚四氟乙烯模具放入80°C烘箱中，待溶剂挥发，即可得到所述耐火薄膜。3.如权利要求1所述的一种限定破断力架空引入光缆，其特征在于，所述聚硅氧烷接枝碳纳米管是按如下的步骤制备而成的：取多壁碳纳米管，加入到硫酸与硝酸的混合液中，其中硫酸与硝酸的体积比为3:1;在60-65Γ下反应至少6h，经抽滤和醇洗多次后，于80°C下真空干燥4-6h，得到酸化多壁碳纳米管;然后取IOOmg酸化多壁碳纳米管，加入到20ml四氢呋喃中，超声分散同时搅拌;接着加入15_20mg二环己基碳二亚胺和80_90mg聚二甲基娃氧烧，升温至80°C，同时搅拌;反应24小时后，产物依次经甲醇、DMF洗涤，接着再经0.22微米过滤膜过滤，过滤产物于60°C下真空干燥，得到聚硅氧烷接枝碳纳米管。4.如权利要求1所述的一种限定破断力架空引入光缆，其特征在于，所述耐火层为可瓷化高分子耐火层。5.如权利要求1所述的一种限定破断力架空引入光缆，其特征在于，还包括FRP加强件，所述FRP加强件设置在所述光单元的两侧。6.如权利要求1所述的一种限定破断力架空引入光缆，其特征在于，所述光单元包括若干光单元管，所述光单元管中设有若干光纤。7.如权利要求6所述的一种限定破断力架空引入光缆，其特征在于，所述光单元管之间设有阻水纱。8.如权利要求1所述的一种限定破断力架空引入光缆，其特征在于，引入光缆的外径为7.Omm0

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