航空用耐高温松套光缆及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明是航空用耐高温松套光缆及其制备方法，光缆具有长期耐高低温-55°c?+125°C、耐弯曲、抗压、耐老化、长寿命、耐腐蚀、耐盐雾、耐霉菌、耐湿热、高阻燃等特性，可在恶劣的环境下提供高可靠服务，适用于航空航天、电子、机载特殊环境条件下的高速信号传输。
【背景技术】
[0002]目前，常见的民用光缆领域，国内生产的厂家已经很多，技术水平也很成熟。但在军用领域光缆的应用还处在初期发展阶段。主要原因是军用光缆要求较高，不但要求良好的环境和力学性能，如耐高低温、高强度、抗冲击、耐弯曲、抗压、长寿命等特殊要求。所以，军用光缆选用的材料和制造工艺与常规民品有很大区别。航空用耐高温松套光缆正是考虑军品的应用要求，充分考虑其适用性和安全性，充分考虑高低温、高强度、耐弯曲、抗冲击、耐老化、长寿命、耐腐蚀、耐霉菌和高阻燃等特殊使用环境要求。
【发明内容】
[0003]本发明提出的是一种航空用耐高温松套光缆及其制备方法，其目的旨在光纤纤芯涂覆层采用特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆，比普通光纤纤芯提高了耐温范围(-65°C?+135°C);缓冲层采用聚四氟乙烯(PTFE)带绕包，起到加强保护和缓冲作用，耐温范围(_65°C?+250°C);松套层采用聚醚醚酮(PEEK)挤塑，起到抗压和加强保护作用，耐温范围(_65°C?+200°C);加强层采用具有高抗拉性能的芳族聚酰胺纤维编织，提高光缆的抗拉力，耐温范围(_65°C?+150°C );护套层采用乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)挤塑，光缆机械性能和耐环境性能大大提高，耐温范围(_65°C?+150°C)。
[0004]本发明的技术解决方案:航空用耐高温松套光缆，其结构包括光纤纤芯、(-65°C?+135°C)紫外固化丙烯酸酯涂覆层、聚四氟乙烯(PTFE)带绕包层、聚醚醚酮(PEEK)松套层、芳族聚酰胺纤维加强层、乙烯四氟乙烯共聚物护套层；其中纤芯的外围是特殊(-65°C?+135°C)紫外固化丙烯酸酯涂覆层；特殊(_65°C?+135°C)紫外固化丙烯酸酯涂覆层的外围是聚四氟乙烯(PTFE)带绕包缓冲层；聚四氟乙烯(PTFE)带绕包缓冲层的外围是聚醚醚酮(PEEK)松套层；聚醚醚酮(PEEK)松套层的外围是芳族聚酰胺纤维加强层；芳族聚酰胺纤维加强层的外围是乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)护套层。
[0005]其制备方法，包括如下工艺:
1)光纤纤芯类型分多模和单模，结构分多模50/125μπκ多模62.5/125 μηι、单模9/125 μm ；
2)用涂覆设备涂覆特殊紫外固化丙烯酸酯，在光纤纤芯的外围，作为涂覆层2，耐温范围-65°C?+135°C，涂覆层外径为245 μπι ;
3)采用绕包机绕包一层聚四氟乙烯(PTFE)带，包裹在涂覆层的外围作为缓冲层3，耐温范围_65°C?+250°C，缓冲层外径为400 μπι ; 4)采用高温挤塑机挤出聚醚醚酮(PEEK)，包裹在缓冲层3的外围，作为松套层4，耐温范围-65°C?+200°C，松套层外径为900 μπι ;
5)采用编织机编织芳族聚酰胺纤维，覆盖在松套层4的外围，作为加强层5，满足抗拉力ΙδΟΝ，耐温范围_65°C?+ΙδΟ? ；
6)采用高温挤塑机挤出乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)，包裹在加强层5的外围作为护套层6，耐温范围-65°C?+150°C。
[0006]本发明具有以下优点:1)耐高低温:光缆的原材料设计都能满足高低温的特性，包括特殊紫外固化丙烯酸酯涂覆层(耐温_65°C?+135°C )、聚四氟乙烯(PTFE)带绕包缓冲层(耐温_65°C?+250°C )、聚醚醚酮(PEEK)松套层(耐温_65°C?+200°C )、芳族聚酰胺纤维编织加强层(耐温_65°C?+150°C)和乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)(耐温_65°C?+150°C);使光缆的长期工作温度达到_55°C?+125°C，特别是能够满足航空机载高低温环境下的使用要求；
2)抗压:光缆采用聚醚醚酮(PEEK)松套层结构(与内部绕包缓冲层可以窜动)，聚醚醚酮(PEEK)材料具有较高的硬度和强度，并且松套层的结构设计使光缆受到外部压力时不直接作用光纤纤芯，能够对内部的纤芯起到很好的加强和保护作用，并同类紧包光缆大大增强了抗压力；
3)耐弯曲:光缆采用聚醚醚酮(PEEK)松套层结构(与内部绕包缓冲层可以窜动)，松套层的结构设计使光缆弯曲时衰减变化很小(跟同类紧包光缆比)，主要由于纤芯和松套层之间有空隙，并且存在光纤余长，使得光缆弯曲时光纤受力较小，所以衰减变化影响较小；
4)高阻燃、耐老化、长寿命、耐腐蚀:光缆使用的材料都是耐高温特种材料，具有较好的高低温特性，阻燃性能、耐老化、长寿命和耐腐蚀性能，符合航空机载特殊使用环境的使用要求。
[0007]根据航空机载环境使用的具体要求，对航空用耐高温松套光缆做了各种机械及环境试验，验证光缆在实际使用过程中的稳定性和可靠性。主要试验验证如下:
O高温寿命:光缆在试验条件为(135±2) °C，500h条件下进行试验，光缆衰减变化应 0.5dB/km ；
2)低温贮存:光缆在试验条件为(_55±2)°C，240h条件下进行试验，光缆衰减变化应 0.5dB/km ；
3)温度循环:光缆在温度为(_55±2)°C?(125±2) °C的条件下，保温4h，10个周期温度循环，外径变化应不大于±10% ;衰减变化应< 0.5dB/km ;
4)温度冲击:光缆在温度为(_65±2)°C?(135±2) °C的条件下，保温2h，10个周期温度循环，外径变化应不大于±10% ;衰减变化应< 0.5dB/km ;
5)拉伸负荷:拉伸负荷450N，lmin，应无裂纹、开裂或断裂，延伸率<2%，衰减变化应彡 0.5dB ；
6)反复弯曲:负荷0.454kg，反复弯曲3000次，分别在高低温下进行，衰减变化应彡 0.5dB ；
7)抗压:抗压800N，3min，护套应无裂纹、开裂，应无光纤断裂，衰减变化应<0.5dB ；
8)浸渍:光缆经过航空液压油、航空润滑油、喷气燃料等液体24h浸渍后，护套抗拉强度和延伸不小于浸渍前的50%，光缆外径变化应< ±50% ； 9)振动:按GJB360B进行试验，无机械损伤，衰减变化应<0.5dB ；
10)冲击:按GJB360B进行试验，无机械损伤，衰减变化应<0.5dB ；
11)湿热:光缆经过24h湿热试验，10次循环，光缆外径变化应不大于±10%，衰减变化应彡 0.5dB/km ；
12)霉菌:霉菌生长等级&l