本發(fā)明涉及光電復(fù)合纜技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種航空航天用光電復(fù)合纜及其制備工藝。
背景技術(shù):
光纖作為一種新穎的信息傳輸介質(zhì)具有超輕、帶寬寬、抗電磁干擾、保密性好等優(yōu)點;近年來,隨著航空航天工業(yè)的發(fā)展,光纖光纜和電力電纜在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛。航空航天用光纜或電纜區(qū)別于普通用光纜或電纜,要求光電同傳,重量輕,線徑細(xì),耐高溫,可在狹窄空間敷設(shè),并在長期高溫度范圍內(nèi)具有機(jī)械和光學(xué)穩(wěn)定性,耐酸堿、耐多種燃料和油類、阻燃、低煙低毒等特殊要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明提供了一種航空航天用光電復(fù)合纜及其制備工藝。產(chǎn)品具有長時間承受拉力和反復(fù)收放線彎曲,重量輕,抗大拉力,外形圓整、柔軟,適合反復(fù)收放線的彎曲和拉伸,導(dǎo)體用于傳輸電能,直流電阻小。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:該種航空航天用光電復(fù)合纜,包括中心光纖,光纖表面以內(nèi)之外依次采用內(nèi)涂覆層和外涂覆層涂覆,在外涂覆層外設(shè)有緊套層,緊套層外有主絕緣層,緊套層與主絕緣層間由內(nèi)導(dǎo)體填充,主絕緣層外有外絕緣層,主絕緣層與外絕緣層間由外導(dǎo)體和填充繩間隔填充,外絕緣體外緊套加強(qiáng)層。
進(jìn)一步地,所述內(nèi)涂覆層為丙烯酸。
進(jìn)一步地,所述外涂覆層為聚酰亞胺。
進(jìn)一步地,所述光纖由光纖預(yù)制棒拉絲制備而成,光纖預(yù)制棒為二氧化硅芯棒。
進(jìn)一步地,所述緊套層、主絕緣層和外絕緣層均采用芳香烴制成。
進(jìn)一步地,所述緊套層、主絕緣層和外絕緣層均采用聚醚酰亞胺樹脂層制成。
進(jìn)一步地,所述加強(qiáng)層為芳綸紗編織制成。
一種航空航天用光電復(fù)合纜制備工藝,其特征在于,包括以下步驟:
1)光纖預(yù)制棒采用外部氣相沉積工藝制備二氧化硅芯棒和摻氟包層,光纖為單模耐彎曲光纖;
2)采用光纖拉絲涂覆設(shè)備在線涂覆紫外固化-65~150℃丙烯酸樹脂作為內(nèi)涂覆層,然后再涂覆耐高溫-65~300℃的熱固化聚酰亞胺樹脂作為外涂覆層,耐溫范圍為-65~300℃;
3)采用高溫擠塑機(jī),在聚酰亞胺樹脂的外涂覆層外包裹一層聚醚酰亞胺緊套層,耐溫范圍-100~170℃;
4)采用盤式籠絞設(shè)備,在光纖緊套層外緊密絞合一層內(nèi)導(dǎo)體,導(dǎo)體間無間隙,導(dǎo)體可采用銅線、鋁線、合金線,導(dǎo)線表面可鍍錫、鎳、銀,導(dǎo)線外徑為Φ0.4mm~Φ0.55mm;
5)采用高溫擠塑機(jī)在內(nèi)導(dǎo)體外包裹一層聚醚酰亞胺作為主絕緣層,耐溫范圍-100~170℃;
6)采用盤式籠絞設(shè)備,在主絕緣層外緊密絞合一層導(dǎo)線和聚醚酰亞胺填充繩,導(dǎo)線作為外導(dǎo)體,外導(dǎo)體與填充繩間隔布置,外導(dǎo)體和填充繩間緊密絞合無間隙,外導(dǎo)體可采用銅線、鋁線、合金線,外導(dǎo)體可鍍錫、鎳、銀,外導(dǎo)體外徑為Φ0.4mm,填充繩外徑為Φ0.4mm;
7)采用高溫擠塑機(jī)在外導(dǎo)體外包裹一層聚醚酰亞胺的外絕緣層,耐溫范圍-100~170℃;
8)采用12錠高速編織機(jī)編織一層芳綸紗抗拉層,包裹在外絕緣層外圍,作為加強(qiáng)層,滿足抗拉力200N。
進(jìn)一步地,步驟2)中外涂覆層外徑為245μm。
進(jìn)一步地,步驟6)中每兩根外導(dǎo)體相鄰排列,外導(dǎo)體間可間隔2到3根填充繩。
綜上,本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
本發(fā)明采用光纖為純硅纖芯,包層為氟摻雜,光纖損耗低,并具有很好的耐輻照性;
本發(fā)明采用耐彎曲單模光纖,具有小彎曲半徑,適合航空航天設(shè)備內(nèi)部的狹小空間的布線;
本發(fā)明采用丙烯酸和聚酰亞胺涂覆光纖表面,具有低損耗,很好的耐高低溫性,使用溫度范圍為-150℃~300℃,同時,具有很低的真空逸氣性,也適合于外部大氣層空間環(huán)境;
本發(fā)明中的丙烯酸和聚酰亞胺涂覆工藝采用光和熱同步固化,涂覆方式采用噴涂和浸涂涂覆,可增加拉絲、涂覆、固化速度,并可解決光纖纖芯和包層涂層的均勻性、不圓度,并減小光纖衰減;
本發(fā)明采用耐高溫聚醚酰亞胺作為光纖緊套層,可以使其長期在-100~170℃條件下使用,抗蠕變性好;
本發(fā)明芳綸編織層具有很好的抗拉性,圓整性好、重量輕、耐高溫、耐老化、低收縮性,并具有化學(xué)穩(wěn)定性;
本發(fā)明內(nèi)外導(dǎo)體可采用銅線、鋁線、合金線,導(dǎo)線外可鍍錫、鎳、銅等,導(dǎo)體電阻小,耐氧化、耐高溫,并具有很好的抗拉性;
本發(fā)明采用中心為光纖,導(dǎo)體為環(huán)形的同軸電纜結(jié)構(gòu),光電復(fù)合纜為圓形結(jié)構(gòu),線徑細(xì)、重量輕。
產(chǎn)品具有長時間承受拉力和反復(fù)收放線彎曲,重量輕,抗大拉力,外形圓整、柔軟,適合反復(fù)收放線的彎曲和拉伸,導(dǎo)體用于傳輸電能,直流電阻小。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:
1光纖、2內(nèi)涂覆層、3外涂覆層、4緊套層、5內(nèi)導(dǎo)體、6主絕緣層、7外導(dǎo)體、8填充繩、9外絕緣層、10加強(qiáng)層。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖1對本發(fā)明的特征和原理進(jìn)行詳細(xì)說明,所舉實施例僅用于解釋本發(fā)明,并非以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示,該發(fā)明包括光纖1、內(nèi)涂覆層2(丙烯酸)和外涂覆層3(聚酰亞胺)雙層涂覆層、緊套層4、內(nèi)導(dǎo)體5、主絕緣層6、外導(dǎo)體7、外絕緣層9、加強(qiáng)層10(芳綸編織層)。其中光纖纖芯為高純二氧化硅,包層為摻氟二氧化硅,纖芯外圍分別是耐溫-65~150℃的紫外固化的丙烯酸(內(nèi)涂覆層)和耐溫-65~300℃的熱固化的聚酰亞胺涂覆層(外涂覆層)。聚酰亞胺涂層外為一層聚醚酰亞胺(芳香烴類)緊套層;采用導(dǎo)體絞合設(shè)備在聚醚酰亞胺緊套層外絞合一層導(dǎo)體(導(dǎo)體可為銅線、銅合金線、鋁線),作為內(nèi)導(dǎo)體;在內(nèi)導(dǎo)體外擠制一層聚醚酰亞胺作為主絕緣;主絕緣外絞合一層由相同外徑的導(dǎo)線(導(dǎo)體可為銅線、銅合金線、鋁線)和聚醚酰亞胺填充繩8,導(dǎo)線與填充繩間隔布置,導(dǎo)線作為一種外導(dǎo)體,填充繩8為了使外導(dǎo)體更圓整;外導(dǎo)體層外擠制一層聚醚酰亞胺作為外絕緣;聚醚酰亞胺外絕緣層編織一層芳綸抗拉層。
產(chǎn)品具有長時間承受拉力和反復(fù)收放線彎曲,重量輕,抗大拉力,外形圓整、柔軟,適合反復(fù)收放線的彎曲和拉伸,導(dǎo)體用于傳輸電能,直流電阻小。
一種航空航天用光電復(fù)合纜制備工藝,其特征在于,包括以下步驟:
1)光纖預(yù)制棒采用外部氣相沉積(OVD)工藝制備二氧化硅芯棒和摻氟包層,光纖為單模耐彎曲光纖,結(jié)構(gòu)為9μm/125μm,即光纖芯層為9μm,包層為125μm。
2)采用光纖拉絲涂覆設(shè)備在線涂覆紫外固化-65~150℃丙烯酸樹脂作為內(nèi)涂覆層,然后再涂覆耐高溫-65~300℃的熱固化聚酰亞胺樹脂作為外涂覆層,耐溫范圍為-65~300℃;
3)采用高溫擠塑機(jī),在聚酰亞胺樹脂的外涂覆層外包裹一層聚醚酰亞胺緊套層,耐溫范圍-100~170℃;
4)采用盤式籠絞設(shè)備,在光纖緊套層外緊密絞合一層內(nèi)導(dǎo)體,導(dǎo)體間無間隙,導(dǎo)體可采用銅線、鋁線、合金線,導(dǎo)線表面可鍍錫、鎳、銀,導(dǎo)線外徑為Φ0.4mm~Φ0.55mm;
5)采用高溫擠塑機(jī)在內(nèi)導(dǎo)體外包裹一層聚醚酰亞胺作為主絕緣層,耐溫范圍-100~170℃;
6)采用盤式籠絞設(shè)備,在主絕緣層外緊密絞合一層導(dǎo)線和聚醚酰亞胺填充繩,導(dǎo)線作為外導(dǎo)體,外導(dǎo)體與填充繩間隔布置,外導(dǎo)體和填充繩間緊密絞合無間隙,外導(dǎo)體可采用銅線、鋁線、合金線,外導(dǎo)體可鍍錫、鎳、銀,外導(dǎo)體外徑為Φ0.4mm,填充繩外徑為Φ0.4mm;
7)采用高溫擠塑機(jī)在外導(dǎo)體外包裹一層聚醚酰亞胺的外絕緣層,耐溫范圍-100~170℃;
8)采用12錠高速編織機(jī)編織一層芳綸紗抗拉層,包裹在外絕緣層外圍,作為加強(qiáng)層,滿足抗拉力200N。
進(jìn)一步地,步驟2)中外涂覆層外徑為245μm。
進(jìn)一步地,步驟6)中每兩根外導(dǎo)體相鄰排列,外導(dǎo)體間可間隔2到3根填充繩,保證線纜的均勻性。
典型實例:光電復(fù)合纜外徑3.8mm,光纖結(jié)構(gòu)為9μm/125μm耐彎曲光纖,光纖內(nèi)涂覆層丙烯酸酯外徑205μm,外涂覆層聚酰亞胺外徑245μm,聚醚酰亞胺緊包層外徑0.6mm,內(nèi)導(dǎo)體外徑0.4mm銅線8根正向絞合,外導(dǎo)體外徑0.4mm銅線8根和聚醚酰亞胺的填充繩10根反向絞合,主絕緣層和外絕緣層采用厚度0.3mm的聚醚酰亞胺,如圖1所示。
本航空航天用光電復(fù)合纜具有線徑小、重量輕、耐高溫、大拉力等優(yōu)勢,是一種適用于軍用或民用飛行器的機(jī)載通信、機(jī)載控制指令的傳輸及直流電力供給。
上述實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行的描述,并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下,本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對本發(fā)明的各種變形和改進(jìn),均應(yīng)擴(kuò)入本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。