超高强度光缆加强芯及制作方法发明专利

专利名称：超高强度光缆加强芯及制作方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210258315.0

专利申请（专利权）人：杭州巨力绝缘材料有限公司
权利人地址：浙江省杭州市临平区余杭经济开发区超峰东路2号南楼408室

专利发明（设计）人：沈国忠

专利摘要：本发明涉及一种超高强度光缆加强芯及制作方法，多根纺纶丝在搓绳机张拉的前提下浸没在改性环氧树脂液槽内被搓成纺纶丝绳后，浸涂改性环氧树脂的纺纶丝绳经内孔径眼成型模烘干形成刚性环氧树脂纺纶丝绳；2）刚性环氧树脂纺纶丝绳面被改性EAA层或PE层包覆烘干后形成双性双层光缆加强芯。优点：一是从根本上解决了光缆加强芯本身存在的硬、脆、韧性差缺陷，提高光缆加强芯的抗拉强度；二是光缆加强芯中的芯线为绳状结构的设计，使芯线的抗拉强度增强了数倍，纺纶丝的用量却减少了35%以上；三是采用改性EAA层或PE层作为光缆加强芯的包覆层，对处于光缆加强芯线四周的光纤线起到保护作用，避免了两者之间硬碰硬现象的发生。

主权利要求：
1.一种超高强度光缆加强芯的制作方法，其特征是：1）多根纺纶丝在搓绳机张拉的前提下浸没在改性环氧树脂液槽内被搓成纺纶丝绳后，浸涂改性环氧树脂的纺纶丝绳经内孔径眼成型模烘干形成刚性环氧树脂纺纶丝绳；2）刚性环氧树脂纺纶丝绳面被改性环氧树脂层再次包覆后形成单性双层环氧树脂纺纶丝绳；3）单性双层环氧树脂纺纶丝绳面被改性EAA层或PE层包覆烘干后形成双性三层光缆加强芯。
2.一种由权利要求1所述制作方法制得的超高强度光缆加强芯，包括光缆加强芯，其特征是：所述光缆加强芯中的芯线为多根纺纶丝，多根纺纶丝张拉且在改性环氧树脂液中被编织成纺纶丝绳（1）后固化，固化后的纺纶丝绳（1）被改性环氧树脂层（4）包覆，改性环氧树脂层被改性EAA层包覆或被PE层包覆（3）。
3.根据权利要求2所述的超高强度光缆加强芯，其特征是：固化后的改性环氧树脂纺纶丝绳（1）中纺纶丝与纺纶丝之间被改性环氧树脂（2）粘接成一体。
4.根据权利要求2所述的超高强度光缆加强芯，其特征是：改性EAA层或被PE层硬度小于改性环氧树脂层的硬度。 说明书 : 超高强度光缆加强芯及制作方法技术领域[0001] 本发明涉及一种既具有抗拉强度高，又具有延伸率小，又能避免对光缆线造成损伤的超高强度光缆加强芯及制作方法，属光缆加强芯制造领域。背景技术[0002] CN109749218B、名称“一种玻璃纤维光缆加强芯”，包括玻璃纤维和涂覆在所述玻璃纤维上的胶液，所述胶液由以下质量百分比的原料制成：50‑53％的EEA、38‑40％的EVA、5％的硅烷偶联剂、1％的固化硬挺剂和余量的脱模剂；所述硅烷偶联剂为包含乙烯、丙烯酸或胺基的有机官能团的硅烷；所述玻璃纤维光缆加强芯的制备方法包括以下步骤：步骤1，将EEA、EVA、硅烷偶联剂、固化硬挺剂和脱模剂倒入高温融化箱内融化，得到胶液；步骤2，将胶液加入第一涂覆模具和第二涂覆模具内，温度控制在240‑260℃；步骤3，将玻璃纤维从第一涂覆模具的入口挤入，涂覆后从出口端拉出后对其烘干；步骤4，对烘干后的半成品进行收卷，收卷速度为4m/min；步骤5，将半成品从第二涂覆模具的入口挤入，浸润后从出口端拉出并对其烘干；步骤6，对成品进行收卷，收卷速度为10m/min。其不足之处：一是仅仅是芳纶本身具有的超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻作为加强筋,在同等价格的条件下导致所制光缆加强芯成本居高不下；二是所制光缆加强芯本身硬、脆且可塑性差，在使用过程中极易发生断裂等现象，导致对光缆的损伤。发明内容[0003] 设计目的：避免背景技术中的不足，设计一种既具有抗拉强度高，又具有延伸率小，又能避免对光缆线造成损伤的超高强度光缆加强芯及制作方法。[0004] 设计方案：为实现上述设计目的。本发明在结构设计上：1、光多根纺纶丝张拉且在改性环氧树脂液中被编织成纺纶丝绳后固化的设计，是本发明的技术特征之一。这样设计的目的在于：纺纶丝是一种新型高科技合成纤维丝，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化，因而它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。现有技术单独将其作为光缆加强芯的加强筋，不仅所需量大，而且其所制的光缆加强芯的刚性不足、直径粗，并且也不能很好地提高所制光缆的抗拉强度。本发明将多根纺纶丝在张拉情况下编织成绳，这样不仅能够提高其抗拉强度，而且能够使纺纶丝绳的延伸率降到最小，同时由于多根纺纶丝是在浸入改性环氧树脂液中被强拉（张紧状态）由搓绳机编织成型，其成型后的改性环氧树脂纤维丝绳不仅刚性提高一倍以上，韧性也得到改善，更重要的是其延伸率降到了近似零，远远超出了光缆线的所需抗拉强度，确保了光缆线使用中的安全性。2、固化后的改性环氧树脂纺纶丝绳被改性EAA包覆或被PE包覆的设计，是本发明的技术特征之二。这样设计的目的在于：乙烯‑丙烯酸共聚物是一种具有热塑性和极高黏结性材料，它与改性环氧树脂形成牢固粘接，同时又具有良好韧性，能够对被包覆光纤线起到很好的保护作用。[0005] 技术方案1：一种超高强度光缆加强芯，包括光缆加强芯，所述光缆加强芯中的芯线为多根纺纶丝，多根纺纶丝张拉且在改性环氧树脂液中被编织成纺纶丝绳后固化，固化后的改性环氧树脂纺纶丝绳被改性EAA包覆或被PE包覆。[0006] 技术方案2：一种超高强度光缆加强芯的制作方法，1）多根纺纶丝在搓绳机张拉的前提下浸没在改性环氧树脂液槽内被搓成纺纶丝绳后，浸涂改性环氧树脂的纺纶丝绳经内孔径眼成型模烘干形成刚性环氧树脂纺纶丝绳；2）刚性环氧树脂纺纶丝绳面被改性EAA层或PE层包覆烘干后形成双性双层光缆加强芯。[0007] 技术方案3：一种超高强度光缆加强芯的制作方法，1）多根纺纶丝在搓绳机张拉的前提下浸没在改性环氧树脂液槽内被搓成纺纶丝绳后，浸涂改性环氧树脂的纺纶丝绳经内孔径眼成型模烘干形成刚性环氧树脂纺纶丝绳；2）刚性环氧树脂纺纶丝绳面被改性环氧树脂层再次包覆后形成单性双层环氧树脂纺纶丝绳；3）单性双层环氧树脂纺纶丝绳面被改性EAA层或PE层包覆烘干后形成双性三层光缆加强芯。[0008] 本发明与背景技术相比，一是从根本上解决了光缆加强芯本身存在的硬、脆、韧性差缺陷，提高光缆加强芯的抗拉强度，确保了光缆线应用的安全性；二是光缆加强芯中的芯线为绳状结构的设计，降低了光缆加强芯延伸率，使芯线的抗拉强度增强了数倍，纺纶丝的用量却减少了35%以上，降低了制造成本同时，又减少了芯线的直径；三是采用改性EAA层或PE层作为光缆加强芯的包覆层，既有利于抗拉性提高，使能使芯线在强拉的状态下不会发生断裂、脆化，又对处于光缆加强芯线四周的光纤线起到保护作用，避免了两者之间硬碰硬现象的发生。附图说明[0009] 图1是超高强度光缆加强芯端面结构示意图一。[0010] 图2是超高强度光缆加强芯端面结构示意图二。[0011] 图3是超高强度光缆加强芯制作流程图一。[0012] 图4是超高强度光缆加强芯制作流程图二。具体实施方式[0013] 实施例1：参照附图1。一种超高强度光缆加强芯，包括光缆加强芯，所述光缆加强芯中的芯线为多根纺纶丝，多根纺纶丝张拉且在改性环氧树脂液中被编织成纺纶丝绳1后固化，固化后的改性环氧树脂纺纶丝绳1被改性EA层包覆或被PE包覆层3。固化后的改性环氧树脂纺纶丝绳1中纺纶丝与纺纶丝之间被改性环氧树脂2粘接成一体。改性EAA层或被PE层硬度小于改性环氧树脂层的硬度。[0014] 实施例2：参照附图2。在实施例1的基础上，固化后的纺纶丝绳1被改性环氧树脂层4包覆，改性环氧树脂层被改性EAA层包覆或被PE层包覆4。[0015] 改性环氧树脂：用液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)增韧：添加量为10.5%～12.5%，其中CTBN的丙烯腈含量在18‑30%，并添加用30%的二氧化硅，以避免加入CTBN后的强度降低，其制作系现有技术，在此不作叙述。改性EAA层或被PE层均为现有技术，在此不作叙述。[0016] 实施例3：参照附图3。一种超高强度光缆加强芯的制作方法，1）多根纺纶丝01在搓绳机05张拉的前提下浸没在改性环氧树脂液槽02内被搓成纺纶丝绳后，浸涂改性环氧树脂的纺纶丝绳经内孔径眼成型模03和烘道04烘干形成刚性环氧树脂纺纶丝绳；2）刚性环氧树脂纺纶丝绳面被改性EAA液或PE液07包覆烘干后形成双性双层光缆加强芯09。该改性EAA层或被PE层对包裹在其四周的光纤丝（线）起到保护作用，避免了光纤丝（线）与光缆加强芯之间硬碰硬现象的发生。[0017] 实施例4：参照附图4。在实施例2的基础上，多根纺纶丝01在搓绳机05张拉的前提下浸没在改性环氧树脂液槽02内被搓成纺纶丝绳后，浸涂改性环氧树脂的纺纶丝绳经内孔径眼成型模03和烘道04烘干形成刚性环氧树脂纺纶丝绳；2）刚性环氧树脂纺纶丝绳面被改性环氧树脂液槽内的改性环氧树脂液06再次包覆后形成单性双层环氧树脂纺纶丝绳；3）单性双层环氧树脂纺纶丝绳面被改性EAA液或PE液槽中的改性EAA液或PE液07包覆烘干后形成双性三层光缆加强芯08，用于制作特殊光缆线所需。[0018] 每一根纺纶丝放线装置安装拉力传感器以均力入股，每一股安放线传感器均力入绳，达到每根纺纶丝受力均匀，起到受力最大化。[0019] 考虑到环氧树脂材质的刚性，EAA材质的柔性需经过自然定型过程48‑72小时的自然定型过程控制。[0020] 需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

专利地区：浙江

专利申请日期：2022-03-16

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN114637086B