過去幾年很多光纜企業先后開發了PVC、LZSH、TPU等護套材料的鎧裝光纜,開發的產品因材料特性、光纜結構及生產工藝的不同,可以滿足一些應用場景。但隨著室內光纜市場應用的不斷深入,客戶還會提出各種不同的、特殊的機械或環境性能要求,這些市場應用還會開發出不同結構、不同材料及性能的光纜,比如攝像、視頻監控等流動性使用環境需要光纜柔軟、親膚、抗側壓等要求。本文介紹一種開發特殊護套材料的光纜,如硅膠、TPU、TPE等。現就有關情況做一些簡單介紹。(一)光纜性能要求
要求的光纜性能參數如下所示。

光纜除了表中所示的機械性能及環境性能要求外,根據實際使用場景,很顯然還需要光纜超柔軟、親膚感、耐磨性、動態變化、反復收放、安全性能及長期可靠性等要求,當然還要考慮到成本要求等。
綜合各方面考慮,設計開發一款GJFJKE-2B6柔性鎧纜,其結構如下圖所示。

(二)光纜結構設計1.光纜結構
光纜結構采用2芯彎曲不敏感G.657A2緊包光纖,均勻放置在Ф2.8mm柔性鎧管中。在鎧管外均勻放置芳綸紗,確保光纜抗拉伸力。最后采用改性彈性體材料,實現光纜抗側壓、耐彎曲、耐磨損、親膚感等特性,從而滿足客戶提出的要求。
2. 材料選擇
(1)光纖
由于光纜作為野外使用,且需做相關接頭,考慮到彎曲性能,采用G.657.A2光纖。
(2)抗張元件
為了滿足抗拉伸要求,采用室內光纜常用的芳綸紗作為抗拉元件,很好起到抗拉伸保護作用。
(3)鎧裝元件
為了滿足抗側壓要求,采用柔性鎧管結構來保護光纖,選用0.8mmSS304鋼絲作為鎧裝材料,可以起到鎧裝保護作用。
(4) 護套材料選擇材料預選中主要考慮了三種材料,硅膠、改性熱塑性彈性體和熱塑性聚氨酯(TPU),三種護套材料性能歸納及比較見下表所示。

由于三種材料的特性不同,目前TPU在光纜行業應用也較廣,但加工工藝相對較難、抗水解性能差、耐高溫穩定性差、耐候耐老化差且柔軟性和親膚感與硅膠和改性彈性體較大差異。另硅膠護套生產工藝復雜,擠塑生產能耗大,價格也相應偏高。兼顧各種要求,通過比較,最終選擇采用改性熱塑性彈性體。
(三)生產工藝研究與產品開發
1.生產工藝研究
由于產品外徑小,出膠量不宜太大,根據產品的結構、擠塑機特點、改性彈性體材料加工性能等,采用半擠壓模具技術,設計配置了專用工裝模具。

2.產品試制
在完成光纜結構設計、材料選擇、工裝模具配置以后,對產品進行了試制作。為避免針對更專注選用改性彈性體材料特性,為防止材料受潮,對其來生產80℃下干燥3小時。根據材料加工性能,擠出加工溫度參考溫度:150-195℃之間。
擠塑機各區溫度設置見下表。

生產光纜試樣如下圖所示。

由于改性彈性材料具有硅膠的部分性能,柔軟、親膚,又具有TPU耐磨特性,而且性價比高,這種產品在細分行業中應用前景會越來越廣。(楊喬云) |