過去幾年很多光纜企業(yè)先后開發(fā)了PVC、LZSH、TPU等護套材料的鎧裝光纜,開發(fā)的產(chǎn)品因材料特性、光纜結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝的不同,可以滿足一些應(yīng)用場景。但隨著室內(nèi)光纜市場應(yīng)用的不斷深入,客戶還會提出各種不同的、特殊的機械或環(huán)境性能要求,這些市場應(yīng)用還會開發(fā)出不同結(jié)構(gòu)、不同材料及性能的光纜,比如攝像、視頻監(jiān)控等流動性使用環(huán)境需要光纜柔軟、親膚、抗側(cè)壓等要求。本文介紹一種開發(fā)特殊護套材料的光纜,如硅膠、TPU、TPE等。現(xiàn)就有關(guān)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(shù)如下所示。

光纜除了表中所示的機械性能及環(huán)境性能要求外,根據(jù)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(tài)變化、反復(fù)收放、安全性能及長期可靠性等要求,當(dāng)然還要考慮到成本要求等。
綜合各方面考慮,設(shè)計開發(fā)一款GJFJKE-2B6柔性鎧纜,其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

(二)光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計1.光纜結(jié)構(gòu)
光纜結(jié)構(gòu)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(xiàn)光纜抗側(cè)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(guān)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(nèi)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(cè)壓要求,采用柔性鎧管結(jié)構(gòu)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(yù)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(yè)應(yīng)用也較廣,但加工工藝相對較難、抗水解性能差、耐高溫穩(wěn)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(chǎn)工藝復(fù)雜,擠塑生產(chǎn)能耗大,價格也相應(yīng)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(chǎn)工藝研究與產(chǎn)品開發(fā)
1.生產(chǎn)工藝研究
由于產(chǎn)品外徑小,出膠量不宜太大,根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、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(shù),設(shè)計配置了專用工裝模具。

2.產(chǎn)品試制
在完成光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、工裝模具配置以后,對產(chǎn)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(chǎn)80℃下干燥3小時。根據(jù)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(qū)溫度設(shè)置見下表。

生產(chǎn)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(chǎn)品在細分行業(yè)中應(yīng)用前景會越來越廣。(楊喬云) |