PBT套管的处理工艺、应用以及含有该PBT套管的中心束管式光缆

技术领域

本发明属于光缆制备的技术领域，特别是涉及PBT套管的处理工艺、应用以及含有该PBT套管的中心束管式光缆。

背景技术

现有的中心束管生产主要是套管两侧加平行钢丝，主要拉伸性能的影响因素是套管的成型余长，这个主要是套管生产时工艺所调控，正常工艺能满足的余长在0.2‰-1.2‰左右，后期在生产外护时再通过改变套管的放线张力进行一定的修正，生产出的成品拉伸性能基本可以满足行标光纤应变在长期拉力下≤0.05％，但是一些高标准的拉伸要求，比如光纤应变在长期拉力下≤0.005％，就很难达到，套管余长在不影响光缆的光特性的情况下很难再做大。

发明内容

本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，为了改善此类中心束管式的光缆的拉伸性能，确保在特殊环境的长期拉力下使用能保证传输稳定的性能，本发明在总结以前工艺的基本上用一种方法在不影响光纤光特性的情况下适当增加套管余长，以提高拉伸性能。

本发明通过以下技术方案来实现：PBT套管的处理工艺，具体包括以下步骤：

步骤一：将1,4-丁二醇和对苯二甲酸按照摩尔比为1.0-1.6的配比混合均匀得混合后的浆料；

步骤二：将混合后的浆料与聚合催化剂一起到酯化反应釜中进行酯化反应，酯化温度为200～270℃，酯化反应压力为10kPa～500kPa；

步骤三：酯化反应后的物料进入预缩聚反应釜进行缩聚反应，反应压力控制为100Pa～20kPa，反应温度为200℃～260℃；

步骤四：预缩聚反应釜的出料进入终缩聚反应釜进一步进行缩聚反应，反应温度为200℃～260℃，反应压力为10Pa～1000Pa；

步骤五：终缩聚反应釜的出料进入造粒设备造粒，经计量连续进入固相系统，经过预热结晶，然后进入固相反应器进行增粘，反应温度梯度为170℃～210℃，反应停留时间为15～20小时，获得PBT基料；

步骤六：将若干根光纤通过粘结剂以带状形式排列粘结在一起形成光纤束，采用挤塑机在喷涂有阻水纤膏的光纤束的外周围包裹有PBT基料获得光纤松套管PBT半成品；

步骤七：将光纤松套管PBT半成品即刻转入至低温-40°的温箱内做低温处理3-8小时；此处设置为-40°是经过实践为了能够满足光缆使用的最低温度的环境，最低温度即为-40°。

步骤八：低温处理完成后立即取出套管，外护两侧平行钢丝张力拉到20kg，同时准备好相应的模具；

步骤九：套管放线采用零张力放线，即不过张力轮或者舞蹈轮；形成PBT松套管成品。

在进一步的实施例中，所述步骤八中的低温处理的时间为4小时。

在进一步的实施例中，作为中心束管式光缆的使用材料。

一种具备高拉伸性能的心管束式光缆，使用上述的PBT套管制备而成，采用挤塑机在PBT松套管的外周围从内至外依次包裹有阻水带和钢铝带，然后在经过250℃-270℃的外护工艺，高密度聚乙烯挤出。

在进一步的实施例中，所述外护高密PE层沿其长度方向设置有加强件。

在进一步的实施例中，所述粘结剂为环氧树脂固化胶。

在进一步的实施例中，所述外护工艺温度为260℃。

本发明的有益效果：为了改善此类中心束管式的光缆的拉伸性能，确保在特殊环境的长期拉力下使用能保证传输稳定的性能，本发明在总结以前工艺的基本上用一种方法在不影响光纤光特性的情况下适当增加套管余长，以提高拉伸性能，经过试验证明本发明通过使用低温处理半成品改善套管性能的方法，使得套管余长在原来基本得以提高，成品生产后性能改善明显和稳定。该方法实现了高拉伸强度光缆的一种生产方法。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了解决现有技术存在的问题：现有的中心束管生产主要是套管两侧加平行钢丝，主要拉伸性能的影响因素是套管的成型余长，这个主要是套管生产时工艺所调控，正常工艺能满足的余长在0.2‰-1.2‰左右，后期在生产外护时再通过改变套管的放线张力进行一定的修正，生产出的成品拉伸性能基本可以满足行标光纤应变在长期拉力下≤0.05％，但是一些高标准的拉伸要求，比如光纤应变在长期拉力下≤0.005％，就很难达到，套管余长在不影响光缆的光特性的情况下很难再做大。

申请人在此方面做了相关工作，经研究发现：现有技术在生产PBT套管时都会对其进行冷却处理，但是一般采用的冷却处理的方式为水冷，因此水冷的温度最低都在15℃，因此虽然起到了一定的冷却作用，但是在水冷过程较慢，冷却温度较高，因此无法保证PBT套管的基料在降温结晶时得到所需的正余长。

同时为了保证，应用了PBT套管的心管束式光缆在其拉伸性能依旧能够满足GYDXTW-96B1：在长期拉力600N下光纤应变≤0.005％，光纤附加衰减≤0.03dB；

在短期拉力2400N下光纤应变≤0.15％，光纤附加衰减≤0.1dB；

光缆长期应变≤0.20％；

实施例1

首先PBT套管半成品的生产，具体包括以下步骤：

步骤一：将1,4-丁二醇和对苯二甲酸按照摩尔比为1.0-1.6的配比混合均匀得混合后的浆料；

步骤二：将混合后的浆料与聚合催化剂一起到酯化反应釜中进行酯化反应，酯化温度为200～270℃，酯化反应压力为10kPa～500kPa；

步骤三：酯化反应后的物料进入预缩聚反应釜进行缩聚反应，反应压力控制为100Pa～20kPa，反应温度为200℃～260℃；

步骤四：预缩聚反应釜的出料进入终缩聚反应釜进一步进行缩聚反应，反应温度为200℃～260℃，反应压力为10Pa～1000Pa；

步骤五：终缩聚反应釜的出料进入造粒设备造粒，经计量连续进入固相系统，经过预热结晶，然后进入固相反应器进行增粘，反应温度梯度为170℃～210℃，反应停留时间为15～20小时，获得PBT基料；

步骤六：将若干根光纤通过粘结剂以带状形式排列粘结在一起形成光纤束，采用挤塑机在喷涂有阻水纤膏的光纤束的外周围包裹有PBT基料获得光纤松套管PBT半成品；

步骤七：将光纤松套管PBT半成品即刻转入至低温-40°的温箱内做低温处理2小时；

步骤八：低温处理完成后立即取出套管，外护两侧平行钢丝张力拉到20kg，同时准备好相应的模具；两侧平行的钢丝由钢丝放线架的磁粉制动器控制，能够精确的控制钢丝的张力达到20kg；如果采用弹簧秤去拉，则拉力值波动大，不可取；如果拉力达不到20g会导致成品开出来外观整体会呈弯曲状，对内层的松套管也是有压迫，造成不合格；不合格项目主要是段差，即传输图形曲线出现台阶，这个会使信号打折；

步骤九：套管放线采用零张力放线，即不过张力轮或者舞蹈轮；在该步骤中，不过张力轮或者舞蹈轮是为了防止张力轮吃掉余长，降低最中的余长；形成PBT松套管成品。

上述步骤中步骤一至步骤七均为现有的PBT光纤松套管的生产步骤，采用PBT光纤松套管成品A制备心管束式光缆A，具体包括以下步骤：采用挤塑机在PBT光纤松套管成品A的外周围从内至外依次包裹有阻水带、钢铝带和外护高密PE层，所述高密度聚乙烯经过260℃的外护工艺挤出，所述外护高密PE层沿其长度方向设置有加强件，所述加强件为磷化涂层单钢丝。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤七：增黏后的光纤松套管PBT半成品即刻转入至低温-40°的温箱内做低温处理3小时；其他的与实施例1相同。

采用PBT光纤松套管成品B制备出心管束式光缆B，其余步骤与实施例1相同。

实施例3

本实施例与实施例2的不同之处在于：步骤七：增黏后的光纤松套管PBT半成品即刻转入至低温-40°的温箱内做低温处理5小时，其余步骤与实施例2相同，制备PBT光纤松套管成品C。

采用PBT光纤松套管成品C制备出心管束式光缆C。

实施例4

本实施例与实施例2的不同之处在于：步骤七：增黏后的光纤松套管PBT半成品即刻转入至低温-40°的温箱内做低温处理8小时，其余步骤与实施例2相同，制备PBT光纤松套管成品D。

采用PBT光纤松套管成品D制备出心管束式光缆D。

实施例5

本实施例与实施例2的不同之处在于：步骤七：增黏后的光纤松套管PBT半成品即刻转入至低温-40°的温箱内做低温处理9小时，其余步骤与实施例2相同，制备PBT光纤松套管成品E。

采用PBT光纤松套管成品E制备出心管束式光缆E。

实施例6

本实施例与实施例2的不同之处在于：光纤松套管PBT半成品未进行低温处理，即没有进行步骤七至步骤十的操作，其他的步骤与步骤一至步骤六相同，制备PBT光纤松套管成品F。采用PBT光纤松套管成品F制备出心管束式光缆F。

实施例7

对实施例1和实施例6中制备出来的PBT光纤松套管成品A、PBT光纤松套管成品B、PBT光纤松套管成品C、PBT光纤松套管成品D和PBT光纤松套管成品E和PBT光纤松套管成品F分别进行余长检测。

测试工具包括：余长测试台和刀片。测试温度：25℃。

取样：PBT光纤松套管成品A、PBT光纤松套管成品B、PBT光纤松套管成品C、PBT光纤松套管成品D和PBT光纤松套管成品E和PBT光纤松套管成品F分别下盘后，先将末端对折，用胶带缠绕好，绕下松管8米，同样将放出的套管8米的末端处对折，用胶带缠绕后在胶带后侧剪断。

测量：1、根据松套管的规格，一端选择不同重量的砝码，松套管规格与砝码选择的关系见表1；

表1松套管规格与砝码重量的匹配关系

2、将取样的8米套管放在余长测试台上，两端用鳄鱼夹夹住，注意此时松套管应在余长测试台的V型槽内，且两端需预留出同样长度；

3、固定好样品后，用刀片在余长测试台两端的0刻度处同时垂直切下松套管；

4、将样品从余长测试台上取下，将光纤从套管一侧中抽出，取抽时注意用力均一，在抽出的同时将光纤用擦机纸擦拭干净；

5、将抽出的光纤一端固定在余长测试台的0刻度处，然后以适当张力将抽出的光纤拉直，读出余长测试台另一端的刻度Δ；

计算余长，公式如下：

余长(‰)＝(光纤长度-松套管长度)/松套管长度*‰

简易计算公式：余长(‰)＝Δ*0.2，测试结果如表2所示。

表2实施例1至实施例6的松套管的余长测试结果

根据表2的结果显示，经过本方法处理后的松套管在同一等级的规格下，余长且长于常规方法下制备成的松套管，由此可见，在对松套管半成品进行半成品处理是能够在符合标准的情况下保证余长有效的增长。说明半成品生成之后立刻进入超低温处理的这一过程中，PBT套管产生较大的巨大的收缩，这一得到了所需的正余长，并且该方法中还有一个至关重要的步骤便是套管放线采用零张力放线，即不过张力轮或者舞蹈轮，通过超低温处理取代常规的套管放线从张力轮走，既能够产生收缩，又能够防止张力轮吃掉余长。

实施例8

在上述基础上，对使用本方法制备出来的心管束式光缆A、心管束式光缆B、心管束式光缆C、心管束式光缆D和心管束式光缆E进行光特性检测。心管束式光缆A、心管束式光缆B、心管束式光缆C、心管束式光缆D和心管束式光缆E常温下线后做拉伸实验检测光特性(1550nm波长)检测常温5组同一条件数据如下表3所示，光纤每公里衰减值(dB/km)数据根据1550nm标准≤0.22dB/km检验合格。

表3实施例1至实施例6中的光纤每公里衰减值

实施例9

对使用本方法制备出来的心管束式光缆A、心管束式光缆B、心管束式光缆C、心管束式光缆D和心管束式光缆E进行拉伸、压扁、冲击等一系列的力学性能检测，测试结果如表4所示。

表4实施例1至实施例6的心管束式光缆的力学性能检测数据

经过表4发现，该方法制备出来的心管束式光缆的各项力学性能都是符合要求的并且光纤的附加衰减、应变、光纤残余应变都得到了有效的改善，同时护套无目力可见开裂。

综上所述，本发明通过使用低温处理半成品改善套管性能的方法，使得套管余长在原来基本得以提高，成品生产后性能改善明显和稳定性。