CN114815109B - 一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆及其制备方法，微缆由里向外，包括依次设置的中心加强件、垫层、单层或双层绞合结构、云母带和外护套；每层绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；每个松套管内设有光纤和包裹所述光纤的阻燃纤膏；云母带完全包覆绞合结构缆芯并使用扎纱进行扎紧，外护套由阻燃材料制得，阻燃材料包括：共混EVA12～30％、乙烯‑辛烯共聚物5～20％、双峰结构的线性低密度聚乙烯8～30％、马来酸酐接枝PE5～15％、阻燃剂20～50％、有机硅成炭剂2～10％、氮系增效剂1～3％和磷酸酯1～3％；阻燃剂包括超细活性氢氧化铝和氢氧化镁。微缆具有优异阻燃性，能够达到Bca性能指标。
Description
技术领域
本发明属于光缆技术领域，尤其涉及一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆及其制备方法。
背景技术
随着通信运营商网络覆盖密度的日益增加，光缆布线日益密集，室内接入大多采用管道气吹微缆敷设，但光缆又常常扮演火灾导火线的角色，使火灾迅速扩大蔓延，并损坏贵重的电子仪器和设备，影响整个线路的正常运行甚至瘫痪，燃烧时产生的大量烟雾威胁着人生安全。
传统的阻燃气吹光缆芯数小，松套管采用常规的PBT，套管内纤膏采用常规纤膏，因此，阻燃等级相对也较低，一般情况下是Cca及以下。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆及其制备方法，该微缆具有优异的阻燃性。
本发明提供了一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，其特征在于，由里向外，包括依次设置的中心加强件、垫层、单层或双层绞合结构、云母带和外护套；
每层所述绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；每个松套管内设有光纤和包裹所述光纤的阻燃纤膏。
在本发明中，若为单层绞合结构，单层绞合结构中包括10~15根松套管；
若为双层绞合结构，内层绞合结构中包括6~10根松套管，外层绞合结构中包括12~18根松套管。
在本发明中，所述绞合结构中设置撕裂绳，撕裂绳放置于护套料与云母带之间。
在本发明中，所述云母带完全包覆绞合结构的缆芯并使用扎纱进行扎紧。
在本发明中，还包括阻水纱，所述阻水纱放置于垫层外周围。
在本发明中，所述外护套由阻燃材料制得，以质量分数计，所述阻燃材料包括如下：
共混EVA12%~30%、乙烯-辛烯共聚物5%~20%、双峰结构的线性低密度聚乙烯8%~30%、马来酸酐接枝PE5%~15%、阻燃剂20%~50%、有机硅成炭剂2%~10%、氮系增效剂1%~3%和磷酸酯1%~3%；
所述阻燃剂包括超细活性氢氧化铝和氢氧化镁。
在本发明中，所述共混EVA以乙烯醋酸乙烯酯共聚物为基材，与VA%含量高于40%的乙烯醋酸乙烯酯共聚物共混形成；
所述阻燃剂中超细活性氢氧化铝和氢氧化镁的质量比为（10~25）：（10~25）。
在本发明中，以重量份计，所述垫层包括聚乙烯20~60份；乙烯-辛烯共聚物10~30份；相容剂3~10份；改性氢氧化镁15~30份；硅烷改性纳米高岭土3~15份；溴系阻燃剂4~15份；锑白2~8份；加工剂1~5份；黑色母2~9份；抗氧剂0.5~2份。
在本发明中，所述松套管采用阻燃PBT进行套塑制得；
以质量分数计，所述阻燃PBT包括PBT 70%~80%、多聚磷酸铵15%~20%，氮系阻燃剂5%~10%、增韧剂0%~2%、抗氧剂0%~5%和玻璃纤维0%~5%。
本发明提供了一种上述技术方案所述B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆的制备方法，包括以下步骤：
将着色后的光纤套入充有阻燃纤膏的松套管中，重复，得到多根松套管；
在套设有垫层的中心加强件的外周围设置单层或双层绞合结构，每层所述绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；
再在绞合结构外层绕包一层云母带，再均匀挤制一层外护套，形成B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆。
本发明提供了一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，由里向外，包括依次设置的中心加强件、垫层、单层或双层绞合结构、云母带和外护套；每层所述绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；每个松套管内设有光纤和包裹所述光纤的阻燃纤膏；所述外护套由阻燃材料制得，以质量分数计，所述阻燃材料包括：共混EVA12%~30%、乙烯-辛烯共聚物5%~20%、双峰结构的线性低密度聚乙烯8%~30%、马来酸酐接枝PE5%~15%、阻燃剂20%~50%、有机硅成炭剂2%~10%、氮系增效剂1%~3%和磷酸酯1%~3%；所述阻燃剂包括超细活性氢氧化铝和氢氧化镁。该气吹微缆具有优异阻燃性，能够达到Bca性能指标。
附图说明
图1为本发明中B2ca级大芯数层单层绞式阻燃气吹微缆结构示意图；
图2为本发明中B2ca级大芯数层双层绞式阻燃气吹微缆结构示意图；
图3为本发明中B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，由里向外，包括依次设置的中心加强件、垫层、单层或双层绞合结构、云母带和外护套；
每层所述绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；每个松套管内设有光纤和包裹所述光纤的阻燃纤膏。
本发明提供的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆是主要用于管路建筑内气吹用的微缆，芯数大，管道利用率高，其具有优异的阻燃性能，减少发生火灾时其作为燃烧物带来的损失。
参见图1和图2；图1为本发明中B2ca级大芯数层单层绞式阻燃气吹微缆结构示意图；图2为本发明中B2ca级大芯数层双层绞式阻燃气吹微缆结构示意图；
本发明提供的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆包括中心加强件；所述中心加强件为非金属中心加强件。
在所述中心加强件外套设有垫层；以重量份数计，所述垫层的制备原料包括聚乙烯20~60份；乙烯-辛烯共聚物10~30份；相容剂3~10份；改性氢氧化镁15~30份；硅烷改性纳米高岭土3~15份；溴系阻燃剂4～15；锑白2~8份；加工剂1~5份；黑色母2~9份；抗氧剂0.5~2份。
在本发明中，所述改性氢氧化镁可以选自市售的干法改性的氢氧化镁；具体为将干燥的氢氧化镁加入适量的惰性溶剂，并和表面该型机混合进行表面有机化，充分混合后经干燥或其它处理，得到改性的氢氧化镁；所述惰性溶剂选自甲苯、二甲苯、溶剂型汽油或石油醚。所述改性氢氧化镁的型号优选为潍坊海利隆镁业有限公司的改性氢氧化镁，牌号：H1410。
在本发明中，所述垫层中相容剂优选自环状酸酐型相容剂、羧酸型相容剂和环氧型相容剂中的一种或多种；所述加工剂优选自甲基丙烯酸甲酯（MMA）/丙烯酸酯共聚物、丙烯腈/苯乙烯共聚物和 MMA /苯乙烯共聚物中的一种或多种；所述抗氧剂优选烷基酚抗氧剂和/或芳酚系列抗氧剂；所述溴系阻燃剂分为添加型溴系阻燃剂、反应型溴系阻燃剂和高聚物型溴系阻燃剂，优选为添加型溴系阻燃剂。
本发明提供的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆包括单层或双层绞合结构；每层所述绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；每个松套管内设有光纤和包裹所述光纤的阻燃纤膏。
在本发明中，若为单层绞合结构，单层绞合结构中包括10~15根松套管；若为双层绞合结构，内层绞合结构中包括6~10根松套管，外层绞合结构中包括12~18根松套管。
在本发明中，以质量分数计，所述松套管内的阻燃纤膏包括基础油70%~80%，复合增稠剂7%~9%，阻燃剂0%~2%和抗氧化剂0%~5%；所述基础油为加氢石蜡基油-加氢环烷基油混合油，混合油中加氢石蜡基油和加氢环烷基油的质量比为2~2.5:3~4.2；所述复合增稠剂为聚丙烯酰胺-脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，混合物中聚丙烯酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为5~6:7~8；所述阻燃剂选自磷系有机阻燃剂、磷系无机阻燃剂和磷氮类阻燃剂中的一种或多种，所述阻燃剂分别从气相和凝聚相阻燃机理进行阻燃；所述抗氧剂优选烷基酚抗氧剂和/或芳酚系抗氧剂。
本发明提供的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆包括云母带，所述云母带套设在所述单层或双层绞合结构的外围；所述云母带具有较好的隔热效果；本发明中云母带为本领域技术人员熟知的云母带即可，采用其市售商品。
本发明提供的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹光缆包括外护套；所述外护套采用高阻燃耐开裂低烟无卤材料，提高阻燃性能，提升光缆的防火等级；在本发明中，所述外护套由阻燃材料制得，以质量分数计，所述阻燃材料包括如下：共混EVA12%~30%、乙烯-辛烯共聚物5%~20%、双峰结构的线性低密度聚乙烯8%~30%、马来酸酐接枝PE5%~15%、阻燃剂20%~50%、有机硅成炭剂2%~10%、氮系增效剂1%~3%和磷酸酯1%~3%；所述阻燃剂包括超细活性氢氧化铝和氢氧化镁。
在本发明中，所述共混EVA包括质量比60~80：20~40的VA含量为5 wt%~40wt%的乙烯醋酸乙烯酯共聚物和VA含量高于40%的乙烯醋酸乙烯酯共聚物的共混物。
在本发明中，所述外护套的阻燃体系采用超细活性氢氧化铝和氢氧化镁为主阻燃剂，它们的平均粒径小于1微米。外护套的阻燃材料能阻隔空气体系：通过添加阻燃剂，可快速成核形成能隔离空气的外壳，使火焰快速熄灭；还能稀释空气体系：燃烧过程会产生惰性气体，让火源缺氧来抑制燃烧以致火源熄灭，提高离火自熄性能；也能降低热释放体系：增大吸热量来降低火源温度，从而使火源燃烧减缓，达到熄灭的目的；以及抑烟：通过抑制发烟量来限制发烟量，提高光缆燃烧期间透光率。
在本发明中，所述氮系增效剂一般采用三聚氰胺；双峰结构的线性低密度聚乙烯以乙烯为主要原料，以少量α-烯烃，催化剂等形成的聚合物，优选采用市面上有北欧化工的2230等牌号的双峰结构的线性低密度聚乙烯。
本发明提供了一种上述技术方案所述B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆的制备方法，包括以下步骤：
将着色后的光纤套入充有阻燃纤膏的松套管中，重复，得到多根松套管；
在套设有垫层的中心加强件的外周围设置单层或双层绞合结构，每层所述绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；
再在绞合结构外层绕包一层云母带，再均匀挤制一层外护套，形成B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹光缆。
本发明将入库的光纤进行筛选，选择传输特性优良和张力合格的光纤。本发明将光纤着色，选用标准的全色谱进行标识，要求高温不褪色，保证接续时易识别。
所述松套管通过挤塑模具，设置张力，套管最高采用36芯每管结构。
本发明优选在绕包一层云母带后，放置撕裂绳，再均匀挤制外护套；优选放置单根撕裂绳。
本发明提供的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹光缆具有极好的耐烧性、优异的离火自熄灭以及良好的成核性、同时光缆燃烧期间保持低的热量释放及低烟释放，满足CPR认证对于B2ca级光缆的阻燃性能要求，具体试验方法参照EN50399、EN60332-1-2和EN61034-2。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照图3所示的工艺：
（1）光纤入库：将入库的光纤进行筛选，选择传输特性优良和张力合格的光纤；
（2）光纤着色：先将光纤着色，选用标准的全色谱进行标识，要求高温不褪色，保证接续时易识别；
（3）套塑：松套管工序通过挤塑模具，设置张力，套管最高采用36芯每管结构；
将着色后的光纤套入充有阻燃纤膏的高模量套管中，使套管内光纤具有稳定的余长控制和传输特性；
所述阻燃纤膏包括基础油75%（质量比为2:3的加氢石蜡基油和加氢环烷基油）、复合增稠剂8%（质量比为6:8的聚丙烯酰胺-脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物），磷氮类阻燃剂2%和烷基酚系抗氧剂1.8%；
（4）成缆：成缆采用中心加强件，中心加强件的垫层外一直（直放）一绕（绕包），再绞合单层12根松套管；或双层松套管，内层9根松套管，外层15根松套管；缆芯外层绕包一层云母带；
所述垫层包括聚乙烯50份；乙烯-辛烯共聚物20份；环状酸酐型相容剂5份；改性氢氧化镁20份；硅烷改性纳米高岭土9份；溴系阻燃剂9份；锑白4份；加工剂3份；黑色母5份；烷基酚系抗氧剂1份
（5）包裹外护套：缆芯外放置单根撕裂绳，并均匀挤制一层高阻燃耐开裂低烟无卤护套料，形成B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹光缆；
所述高阻燃耐开裂低烟无卤护套料包括共混EVA 20份、乙烯-辛烯共聚物15份、双峰结构的线性低密度聚乙烯20份、马来酸酐接枝PE8份、阻燃剂35份（质量比为15：15的超细活性氢氧化铝和氢氧化镁的混合物）、有机硅成炭剂7份、氮系增效剂2份和磷酸酯2份；（6）检测出库：最后将光缆进行全性能试验，保证合格后封装出库，结果见表1：
表1 实施例1制备的微缆的性能测试结果
由以上实施例可知，本发明提供了一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，由里向外，包括依次设置的中心加强件、垫层、单层或双层绞合结构、云母带和外护套；每层所述绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；每个松套管内设有光纤和包裹所述光纤的阻燃纤膏；所述外护套由阻燃材料制得，以质量分数计，所述阻燃材料包括：共混EVA12%~30%、乙烯-辛烯共聚物5%~20%、双峰结构的线性低密度聚乙烯8%~30%、马来酸酐接枝PE5%~15%、阻燃剂20%~50%、有机硅成炭剂2%~10%、氮系增效剂1%~3%和磷酸酯1%~3%；所述阻燃剂包括超细活性氢氧化铝和氢氧化镁。该气吹微缆具有优异阻燃性，能够达到Bca性能指标。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，其特征在于，由里向外，包括依次设置的中心加强件、垫层、单层或双层绞合结构、云母带和外护套；
每层所述绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；每个松套管内设有光纤和包裹所述光纤的阻燃纤膏；
所述外护套由阻燃材料制得，以质量分数计，所述阻燃材料包括：
共混EVA12%~30%、乙烯-辛烯共聚物5%~20%、双峰结构的线性低密度聚乙烯8%~30%、马来酸酐接枝PE5%~15%、阻燃剂20%~50%、有机硅成炭剂2%~10%、氮系增效剂1%~3%和磷酸酯1%~3%；所述共混EVA以VA含量5%~40%的乙烯醋酸乙烯酯共聚物为基材，与VA%含量高于40%的乙烯醋酸乙烯酯共聚物共混形成；
所述阻燃剂包括超细活性氢氧化铝和氢氧化镁；所述阻燃剂中超细活性氢氧化铝和氢氧化镁的质量比为（10~25）：（10~25）。
2.根据权利要求1所述的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，其特征在于，若为单层绞合结构，单层绞合结构中包括10~15根松套管；
若为双层绞合结构，内层绞合结构中包括6~10根松套管，外层绞合结构中包括12~18根松套管。
3.根据权利要求1所述的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，其特征在于，所述绞合结构中设置撕裂绳，撕裂绳放置于护套料与云母带之间。
4.根据权利要求1所述的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，其特征在于，还包括阻水纱，所述阻水纱放置于垫层外周围。
5.根据权利要求1所述的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，其特征在于，以重量份计，所述垫层包括聚乙烯20~60份；乙烯-辛烯共聚物10~30份；相容剂3~10份；改性氢氧化镁15~30份；硅烷改性纳米高岭土3~15份；溴系阻燃剂4~15份；锑白2~8份；加工剂1~5份；黑色母2~9份；抗氧剂0.5~2份。
6.根据权利要求1所述的B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆，其特征在于，所述松套管采用阻燃PBT进行套塑制得；
以质量分数计，所述阻燃PBT包括PBT 70%-80%、多聚磷酸铵15%-20%，氮系阻燃剂5%-10%、增韧剂0%-2%、抗氧剂0%-5%和玻璃纤维0%-5%。
7.一种权利要求1~6任一项所述B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆的制备方法，包括以下步骤：
将着色后的光纤套入充有阻燃纤膏的松套管中，重复，得到多根松套管；
在套设有垫层的中心加强件的外周围设置单层或双层绞合结构，每层所述绞合结构中包括沿垫层轴对称分布的多根松套管；
再在绞合结构外层绕包一层云母带，再均匀挤制一层外护套，形成B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆。
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