[发明专利]光寻用高强度光缆的制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于聚合物加工领域，具体涉及原位成纤聚合物成型加工和线缆包覆领域。

背景技术

     光纤通讯是以激光为载体，光纤作为传输媒介的通讯方式，由于其传输频带宽，传输衰减小，信号串扰弱，抗电磁干扰能力强，恶劣环境适用性强等优点。尽管作为传输介质的石英光纤，以其低损耗、高抗电磁干扰性的特点在远距离信息传送中显示了无比的优越性，但在一些承受较大拉力的应用场合，石英光纤强度不够高，这种外径为100～150μm的玻璃丝容易被拉断，不能正常使用。如何提高光纤的强度，是高性能光纤特别是光纤寻用光缆制备的关键技术。

US7010201公开了一种液晶聚合物原位增强聚酯（PBT）光缆的制备方法，提高了光缆的拉伸强度和模量，但热膨胀系数偏高。US5098177介绍了关于液晶护套涂覆光缆的制备方法，但由于液晶聚合物的各向异性，制备的光缆横向强度不符合使用要求，性能较差。US7175779介绍了关于降低各向异性液晶聚合物的制备方法，采用引入一种邻位取代的单体，能够有效降低液晶聚合物的各向异性，可是这种类型的液晶聚合物目前并无工业化产品，难以大批量的应用。US6067392公开了一种液晶聚合物护套涂覆光缆的制备方法，采用分步挤出涂覆的手段，首先在石英光纤表面涂覆一层光固化的丙烯酸酯树脂，然后再挤出涂覆液晶聚合物来成型液晶护套，制备了具有复合涂层的液晶涂覆光缆，该种具有复合涂层的液晶涂覆光缆解决了上面所提到的专利中各种类型液晶光缆的缺陷，可是光固化后的丙烯酸酯涂层具有较高的热膨胀系数，故所制备液晶涂覆光缆在横向上的热膨胀系数仍无法满足低膨胀的使用要求。

 本发明提供一种挤出涂覆液晶聚合物制备光寻用高强度光缆的方法，利用该方法采用商品化的液晶聚合物树脂，通过特殊设计的涂覆机头和特定的涂覆工艺可制备具有低热膨胀系数和较好的横向粘结强度的高强度光缆，特别是液晶聚合物被覆皮层的内表面（与光纤接触）具有高度取向结构，以保证强度要求，而外表面的取向控制在一定程度，以保证微纤之间的结合力及皮层的柔韧性。即最终被覆光纤具有内层取向程度较高，而外层取向程度相对较低的梯度结构。

 

发明内容

    本发明针对现有技术中制备液晶涂覆光缆中光缆的横向结合差或热膨胀系数较大等上述问题而提供一种光寻用高强度光缆的方法，利用该方法可以得到高横向结合好和低热膨胀系数的高强度光缆，所采用的技术方案是：

一种光寻用高强度光缆制备方法，其特征在于按下列步骤实现：

将液晶聚合物在100℃干燥不小于4小时；

将干燥好的液晶聚合物加入挤出系统中；

将石英光纤通过引导芯棒从涂覆机头穿过；

当机头压力达到3MPa以上时，启动牵引装置，牵引石英光纤穿过涂覆机头；

调整液晶聚合物经挤出系统出口流率和石英光纤牵引速度，使其满足：

ν：石英光纤牵引速度（m/s）

D: 石英光纤直径（m）

h: 液晶涂层厚度（m）

Q: 液晶聚合物熔体的体积流率（m³/s）。

进一步，所述挤出系统为单螺杆挤出机或单螺杆挤出机串联熔体泵系统。

进一步，所述的涂覆机头包括光纤导引芯棒和定型模，光纤导引芯棒的光纤出口端面与定型模套口端面齐平或伸出定型模套口端面。

进一步，所述的涂覆方式为管膜涂覆。

进一步，所述的涂覆方式为模外涂覆。

    本发明技术方案采用商业化的液晶材料，通过调控牵引速度与液晶聚合物熔体的体积流率控制液晶聚合物熔体在光纤表面的速率分布，调控液晶取向程度沿光纤截面方向呈梯度分布，从而得到高强度纵向强度和横向结合好的液晶涂覆光缆。该技术方案，具有包覆层厚度和同心度容易控制，光纤不容易断裂，生产效率高，操作简单等优点。

 

附图说明：

图1为管膜式涂覆机头剖面图

图中：1-定型模 2- 锁紧螺母 3-导引芯棒 4-流道体  5-机头体 6-安装螺母 7- 聚合物熔体

图2为管膜涂覆机头局部放大剖面图

图中：1-定型模 2- 锁紧螺母 3-导引芯棒 4-流道体

图3为模外涂覆机头局部放大剖面图

 图中： 1-定型模 2- 锁紧螺母 3-导引芯棒 4-流道体

图4为模内涂覆机头局部放大剖面图