一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜的製作方法
2023-05-21 13:19:06 2
本發明屬於機械技術領域，涉及一種電纜，特別是一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜。
背景技術：
隨著光通信技術的高速發展，有線通信網的骨幹網和局間中繼線路已普遍使用光纜，光纖進入接入網已成為必然趨勢。
現有的數據電纜包括十字形骨架以及設置在十字形骨架外部的護套，多組絞合的線對分別設置在骨架對應的安裝槽內，這樣結構的數據電纜在使用時，各組線對的相對位置容易竄位，抗串音幹擾性能較弱，影響電纜的使用壽命。且電纜的防水性能同樣會影響電纜的使用壽命。
在電纜纜芯中填充阻水油膏以提高電纜的阻水性能，是目前國內外電纜生產中最為普遍的做法，它不僅起著防水防潮的密封作用，同時在電纜製造和使用期間起著緩衝作用，提高其傳輸穩定性和可靠性。熱膨脹油膏是新一代光纜防水填充油膏，是一種更先進的光纜防水保護材料。熱膨脹油膏與擠塑機高溫機頭擠出的護套料充分接觸，遇熱後膨脹，能夠使光纜內的空隙全部被膨脹起來的油膏填滿。熱膨脹油膏遇熱膨脹之後是不可逆的，水份不可能再進入光纜，從而起到完全阻水作用。用熱膨脹阻水油膏成纜時不必塗覆飽滿，因為熱膨脹阻水油膏在護套時就已經膨脹起來，將餘下的空隙填滿。目前，普遍使用的遇水膨脹油膏是一種親水性光纜填充油膏，它不斷地吸收周圍的潮氣和水份，並將潮氣和水份帶入光纜內；而熱膨脹油膏是一種疏水性的填充油膏，對光纜的防水保護更可靠、更科學。中國專利申請(公開號：cn101788705a)公布了一種「一種低密度高流動性光纜填充油膏」，使用普通填充油膏主料和中空納米玻璃微球以及塑料膨脹微球複合製備填充油膏，該填充油膏具有優異的流動性、較低的質量密度，充填方便、質量可靠。但是其使用的塑料膨脹微球膨脹倍率低、膨脹不均勻，影響了產品的最終阻水性能。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提供了一種阻水能力良好，能有效提高其使用壽命的電纜。
本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜，由內到外依次設置有纜心、內護套以及外護套，其中，纜心內填充有阻水油膏，與電纜埋設地中的水分之間形成隔膜。
在上述的一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜中，所述纜心內設置有十字骨架，將纜心分割成四個區域，每個區域內設置有纜線，其中，阻水油膏填充在每根纜線外側與十字骨架的邊線所組成的空間中。
在上述的一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜中，每個填充空間由一條內護套的圓弧和兩條十字骨架的邊線組成的封閉空間。
在上述的一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜中，每一根纜線包括：
兩根導線管；
絕緣層，包裹於兩根導線管的外側，並將兩根導線管捆綁設置。
在上述的一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜中，外護套與內護套之間設置一層鋁箔，其中，鋁箔和外護套之間填充一層芳綸紗。
在上述的一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜中，芳綸紗層中設置有地線。
在上述的一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜中，導線管選用銅管材質。
在上述的一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜中，所述阻水油膏包括如下重量份數的組分：
石蠟基油：20-30份
環烷基油：50-60份
有機稠化劑：5-10份
氣相二氧化矽：3-6份
分油抑制劑：3-5份
膨脹微球顆粒：3-8份
矽酸鋁鹽礦物顆粒：1-3份
抗氧劑：0.05-1份。
通過環烷基油和石蠟基油的合理復配，使得體系內的烷烴和環烷烴處於合適的含量範圍，優勢互補，表現出良好的穩定性能；基礎油與稠化劑通過氫鍵、分子間的範德華力和吸附力結合在一起，這個體系不穩定，時間長了，油就出從膠體分散結構中分離出來，本發明使用的基礎油與有機稠化劑以及氣相二氧化矽(無機稠化劑)配合使用，油與稠化劑的結合性良好，形成的體系穩定性高。加有膨脹微球顆粒的油膏遇熱後膨脹，使光纜內的空隙被膨脹起來的油膏填滿，水份不可能再進入光纜，從而起到完全阻水作用，本發明所選用的膨脹微球顆粒與體系分散相容性良好，膨脹均勻倍率高，尤其在矽酸鋁鹽礦物顆粒的促進下，形成的氣泡大小微細均勻，配合上述基礎油、稠化劑等，形成的阻水油膏閃點、滴點、析油量等性能優於現有技術，製備得到的電纜防水性能優異。
作為優選，所述石蠟基油和環烷基油的質量比為1：(2-2.5)。石蠟基油一般含烷烴超過50％,其粘度指數高、傾點高、密度小、膠質含量低；而環烷基油環烷烴含量超過50％,其性能恰恰與石蠟基油相反。一個好的基礎油其組成應有一適當的範圍,它取決於各種性能的綜合平衡,當石蠟基油和環烷基油的質量比為1：(2-2.5)時，基礎油中烷烴、環烷烴組成範圍合適，由其製備的阻水油膏產品綜合了石蠟基和環烷基油膏的性能優勢，相對掩蓋了兩類產品的缺點，具有優良的氧化安定性、膠體結構穩定性、不收縮、體系不分油等特性。
作為優選，所述有機稠化劑和氣相二氧化矽的質量比為(1-1.8)：1。氣相二氧化矽表面具有很多高活性的矽羥基，不同粒子間通過其表面的矽羥基產生氫鍵作用，形成一個二氧化矽網絡，使體系的流動性受到限制，粘度增加，起到增稠的作用；在受到剪切力的作用時，二氧化矽網絡受到破壞，導致體系粘度下降，發生觸變效應，有利於施工。一旦剪切力消失，氫鍵重新形成，二氧化矽網絡又重新恢復，體系的粘度也逐漸回升，從而體現出觸變性。但是因氣相二氧化矽表面殘留矽羥基，具有親水性，形成的油膏體系抗水性稍差。與有機稠化劑複合使用，製得的產品性能綜合了兩類稠化劑的優點，克服了各自的弱點。
作為優選，所述有機稠化劑為聚甲基丙烯酸酯(pma)和乙烯-丙烯共聚物(ocp)以質量比為1:(1-2)形成的複合物。pma低溫性能特別好，降凝作用顯著，還兼具一定的分散作用，但是其稠化能力和剪切性較差，不適合單獨使用作為稠化劑；ocp的稠化能力和剪切穩定性較好，但是低溫泵送性較差，ocp與pma酯型降凝劑的複合，可以有效中和二者的優缺點，優勢互補，使得製備的產品性能最佳。
作為優選，所述的分油抑制劑為橡膠嵌段聚合物，包括苯乙烯-乙烯丙烯嵌段聚合物(sep)、苯乙烯-乙烯丁烯嵌段聚合物(seb)、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段聚合物(sebs)中的一種或兩種。分油抑制劑的加入增大了稠化劑和基礎油間的相互作用力，使混合體系穩定存在，油分離現象降低。
作為優選，所述膨脹微球顆粒以烷烴類氣體為核，以丙烯腈、偏氯乙烯、甲基丙烯酸酯的共聚物為殼。丙烯腈、偏氯乙烯、甲基丙烯酸酯的質量比為1:1：(1-1.5)。丙烯腈具有一定結晶性，單獨使用丙烯腈作為膨脹微球顆粒的外殼能使顆粒外殼的強度和緻密性提高，但是塑性略顯不夠，而偏氯乙烯的加入則在一定程度上破壞了丙烯腈的結晶，可增加共聚物的熱塑性，使膨脹微球顆粒在熱膨脹時穩定性和膨脹倍率有所增強。而甲基丙烯酸酯作為一個功能單體加入，使得共聚物的交聯密度增加，進一步提高了膨脹微球顆粒的熱膨脹穩定性。同時，含有聚甲基丙烯酸酯的膨脹微球顆粒與有機稠化劑中的聚甲基丙烯酸酯表面相容性良好，使微球均勻分散，從而進一步提高穩定性和膨脹倍率。
作為優選，矽酸鋁鹽礦物顆粒尺寸＜2μm，矽酸鋁鹽礦物顆粒尺寸越小，分散性能越好，均勻地發揮促進膨脹的效果，使膨脹氣泡大小微細均勻，提高膨脹倍數。
作為優選，所述的抗氧劑為苯胺類抗氧劑，包括n-苯基-1-萘胺，n-苯基-2-萘胺、n,n』-二芳基對苯二胺、n,n』-二芳基丁基對苯二胺等。
所述的阻水油膏可以通過以下方法製得：按所述重量份數準備所需原料；將稱取好的分油抑制劑置於石蠟基油和環烷基油中，升溫至130-160℃保溫攪拌60-90min，加入抗氧劑，繼續攪拌30-60min；將溫度降至90-110℃，加入有機稠化劑和氣相二氧化矽保溫充分攪拌60-90min；降溫至70-80℃之間，加入剩餘原料，並充分攪拌150-180min，得到預混物，將預混物均質研磨、真空脫氣後既得最終產品。
與現有技術相比，本發明的有益效果：
(1)提供具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜，在其纜心中內填充阻水油膏，極大的提高電纜的防水性能，降低了電纜的密度，同時有效的改善了電纜的阻抗性能，進而提高了電纜的使用壽命；
(2)提供的具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜，在纜心中設置十字骨架，在內外護套、芳綸紗層和鋁箔的包覆下，使得電纜的結構更加穩固，屏蔽電纜被緊固的堡壘保護，克服了直埋、架空和海洋燈惡劣環境中電纜不能正常傳輸的問題，另外，電纜的頻率可以擴展到500mhz。
附圖說明
圖1是本發明一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜的截面示意圖。
圖中，100、纜心；200、內護套；300、外護套；400、油性介質；500、十字骨架；600、纜線；610、導線管；620、絕緣層；700、鋁箔；800、芳綸紗。
具體實施方式
以下是本發明的具體實施例，結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實例。
實施例1
按所述重量份數準備所需原料：
石蠟基油：25份
環烷基油：50份
聚甲基丙烯酸酯：5份
乙烯-丙烯共聚物：5份
氣相二氧化矽：6份
sep：3份
膨脹微球顆粒：4份
矽酸鋁鹽礦物顆粒：2份
n-苯基-1-萘胺：0.05份。
將稱取好的sep置於石蠟基油和環烷基油中，升溫至140℃保溫攪拌70min，加入n-苯基-1-萘胺，繼續攪拌40min；將溫度降至95℃，加入聚甲基丙烯酸酯和乙烯-丙烯共聚物和氣相二氧化矽保溫充分攪拌70min；降溫至80℃之間，加入剩餘原料，並充分攪拌150min，得到預混物，將預混物均質研磨、真空脫氣後既得最終阻水油膏。
實施例2
按所述重量份數準備所需原料：
石蠟基油：20份
環烷基油：50份
聚甲基丙烯酸酯：4份
乙烯-丙烯共聚物：5份
氣相二氧化矽：6份
seb：4份
膨脹微球顆粒：5份
矽酸鋁鹽礦物顆粒：1份
n-苯基-2-萘胺：1份。
將稱取好的seb置於石蠟基油和環烷基油中，升溫至160℃保溫攪拌60min，加入n-苯基-2-萘胺，繼續攪拌30min；將溫度降至100℃，加入聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物和氣相二氧化矽保溫充分攪拌70min；降溫至80℃之間，加入剩餘原料，並充分攪拌150min，得到預混物，將預混物均質研磨、真空脫氣後既得最終阻水油膏。
實施例3
按所述重量份數準備所需原料：
石蠟基油：22份
環烷基油：53份
聚甲基丙烯酸酯：3份
乙烯-丙烯共聚物：6份
氣相二氧化矽：5份
sebs：4份
膨脹微球顆粒：5份
矽酸鋁鹽礦物顆粒：2份
n,n』-二芳基丁基對苯二胺：0.05-1份。
將稱取好的sebs置於石蠟基油和環烷基油中，升溫至160℃保溫攪拌70min，加入n,n』-二芳基丁基對苯二胺，繼續攪拌40min；將溫度降至110℃，加入聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物和氣相二氧化矽保溫充分攪拌70min；降溫至80℃之間，加入剩餘原料，並充分攪拌160min，得到預混物，將預混物均質研磨、真空脫氣後既得最終阻水油膏。
實施例4
按所述重量份數準備所需原料：
石蠟基油：28份
環烷基油：60份
聚甲基丙烯酸酯：3份
乙烯-丙烯共聚物：3份
氣相二氧化矽：4份
sep：2份
seb：1份
膨脹微球顆粒：6份
矽酸鋁鹽礦物顆粒：3份
n,n』-二芳基對苯二胺：0.07份。
將稱取好的sep、seb置於石蠟基油和環烷基油中，升溫至140℃保溫攪拌70min，加入n,n』-二芳基對苯二胺，繼續攪拌40min；將溫度降至110℃，加入聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物和氣相二氧化矽保溫充分攪拌80min；降溫至80℃之間，加入剩餘原料，並充分攪拌160min，得到預混物，將預混物均質研磨、真空脫氣後既得最終阻水油膏。
對比例1
按所述重量份數準備所需原料：
石蠟基油：44份
環烷基油：44份
聚甲基丙烯酸酯：3份
乙烯-丙烯共聚物：3份
氣相二氧化矽：4份
sep：2份
seb：1份
膨脹微球顆粒：6份
矽酸鋁鹽礦物顆粒：3份
n,n』-二芳基對苯二胺：0.07份。
環烷基油和石蠟基油的質量比與實施例4中的有所不同，其它原料和步驟與實施例4相同。
對比例2
按所述重量份數準備所需原料：
石蠟基油：28份
環烷基油：60份
聚甲基丙烯酸酯：6份
氣相二氧化矽：3份
sep：2份
seb：1份
膨脹微球顆粒：6份
矽酸鋁鹽礦物顆粒：3份
n,n』-二芳基對苯二胺：0.07份。
相對於實施例4中的原料，對比例2中的有機稠化劑僅為聚甲基丙烯酸酯，且有機稠化劑與氣相二氧化矽的質量比2:1，其它原料和製備步驟與實施例4相同。
對比例3
石蠟基油：28份
環烷基油：60份
聚甲基丙烯酸酯：3份
乙烯-丙烯共聚物：3份
氣相二氧化矽：4份
sep：2份
seb：1份
膨脹微球顆粒：6份
n,n』-二芳基對苯二胺：0.07份。
相對於實施例4中的原料，對比例2中沒有添加矽酸鋁鹽礦物顆粒，其它原料與步驟與實施例4相同
將實施例1-4和對比例1-3的阻水油膏按yd839-2000方法進行檢測，指標如表1所示：
表1實施例1-4和對比例1-3的阻水油膏性能
將實施例1-4和對比例1-3的阻水油膏填充至電纜中，所述的填充方法為本領域的常規方法。獲得的填充電纜阻水性能按gb/t2951.13-2008方法進行檢測，如下表所示：
表2填充實施例1-4和對比例1-3阻水油膏的電纜性能
由上述測試結果可知，本發明中的各種組分相互作用，形成優勢互補，製備的阻水油膏各項性能優異，填充有該阻水油膏的電纜阻水和抗拉性能良好。
本發明提供的一種具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜，如圖1所示，其由內到外依次設置有纜心100、內護套200以及外護套300，其中，纜心100內填充有油性介質400，與電纜埋設地中的水分之間形成隔膜，使之無法進入纜心100中，提高電纜的防水性能。優選地，油性介質400可選用油漬材料。
本發明提供的具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜中，在其纜心100中內填油性介質400，極大的提高電纜的防水性能，同時有效的改善了電纜的阻抗性能，降低了導體的介電係數，進而提高了電纜的使用壽命。
優選地，如圖1所示，纜心100內設置有十字骨架500，將纜心100分割成四個區域，每個區域內設置有纜線600，其中，油性介質400填充在每根纜線600外側與十字骨架500的邊線所組成的空間中，用以支撐纜心100的強度，且防止相鄰兩根纜線600之間發生串音。
優選地，如圖1所示，每個填充空間由一條內護套200的圓弧和兩條十字骨架500的邊線組成的封閉空間，防止填充內的油漬不在相鄰兩封閉空間內流串，提高纜線600的清潔度。
優選地，如圖1所示，每一根纜線600包括：兩根導線管610；絕緣層620，包裹於兩根導線管610的外側，並將兩根導線管610捆綁設置，加強纜線600的信號，並且能夠有效的屏蔽外界幹擾信號，起到較好的絕緣效果。優選地，導線管610選用銅管。
優選地，如圖1所示，外護套300與內護套200之間設置一層鋁箔700，其中，鋁箔700和外護套300之間填充一層芳綸紗800，通過鋁箔700和芳綸紗800有效的改善產品的抗拉伸強度。
優選地，如圖1所示，芳綸紗800層中設置有地線900，作為接地使用，提高電纜的安全性。
本發明提供的具有阻水和抗拉功能的屏蔽型超六類電纜，在纜心100中設置十字骨架500，內置填充油性介質400，並在內外護套300、芳綸紗800層和鋁箔700的包覆下，使得電纜的結構更加穩固，屏蔽電纜被緊固的堡壘保護，克服了直埋、架空和海洋燈惡劣環境中電纜不能正常傳輸的問題，另外，電纜的頻率可以擴展到550mhz。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。