设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆的制作方法

本发明涉及电缆，具体地，涉及一种设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆。

背景技术：

进入二十一世纪以来，随着海洋经济的逐步发展，人们对海洋的认识和了解不断深入，海上通信、海上石油开发都需要与之相配套的海缆产品，另外国防建设也要将大量的通信器材埋至海底，所用的埋设机设备(水下机器人)要求相关的系缆与之配套。系缆产品已从单一功能逐渐向多用途、多功能、多元化结构方面发展，例如:通信器材埋至海底施工中，如何准确无误地将指挥中心发出的指令传递给水下埋设机设备，只有通过船上指挥中心与水下设备相连接的系缆来完成。国外对此类系缆研制开发较早，现已掌握主要技术，规模生产工艺日趋成熟。我国在这个领域研究开发工作起步较晚，原有国内通信器材埋至海底受埋设机设备制造技术等因素影响一般埋至较浅，其通信器材被渔民养殖和过往的船只抛锚而挂断的频率越来越高，军用海缆时遭破坏，给国家经济建设和军事通信带来巨大损失。

海底通信电缆作为通信电缆的重要品种，虽然目前海底电缆能够满足，但是在深海条件下，海底控制电缆的耐水性能、抗击穿能力难以满足实际的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆，该设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆具有优异的耐水性、导电性以及抗击穿性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆，包括线芯，线芯由内向外依次套设有聚氯乙烯阻水带包覆层、镀锌钢丝编织屏蔽套、改性聚丙烯腈护套；线芯与聚氯乙烯阻水带包覆层之间填充有硅凝胶，镀锌钢丝编织屏蔽套与改性聚丙烯腈护套之间填充有硅凝胶；线芯包括第一导线、单模光纤、同轴射频电缆线和第二导线；

其中，第一导线包括镀锡导体，镀锡导体由内向外依次设置有改性聚丙烯腈绝缘套、聚氯乙烯阻水带包覆层、镀锡铜丝编织屏蔽层、改性聚丙烯腈护套；单模光纤包括玻璃纤维芯，玻璃纤维芯由内向外依次设置有交联聚丙烯腈绝缘套、镀锡铜丝编织屏蔽层、聚氯乙烯阻水带包覆层、改性聚丙烯腈护套；同轴射频电缆线包括镀银导体，镀银导体由内向外依次设置有聚四氟乙烯绝缘套、镀银铜丝编织屏蔽层、改性聚丙烯腈护套；第二导线包括镀锡铜丝导体，镀锡铜丝导体由内向外依次设置有硅凝胶层、改性聚丙烯腈绝缘套；

该改性聚丙烯腈护套、改性聚丙烯腈绝缘套均是改性聚丙烯腈制备而得，其中，所述改性聚丙烯腈是通过以下方法制备而得：1)在负压的条件下，将灰钙粉、三辛基甲基硫酸氢铵和盐酸溶液中进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得活化灰钙粉；2)将聚丙烯腈、顺丁橡胶、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙三醇、邻苯二甲酸异癸酯、活性氧化铝、丝瓜络、石脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甘蔗渣、过氧化二异丙苯、石蜡、碳化硅晶须和所述活化灰钙粉进行混合、熔融、挤出成型以制得所述改性聚丙烯腈。

通过上述技术方案，本发明提供的制备方法通过各步骤以及各原料之间的协同作用使得制得的设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆具有优异的耐水性、导电性以及抗击穿性能；并且该制备方法步骤简单、易于推广。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆的结构示意图。

附图标记

1、第一导线 2、单模光纤

3、同轴射频电缆线 4、第二导线

5、聚氯乙烯阻水带包覆层 6、镀锌钢丝编织屏蔽套

7、改性聚丙烯腈护套

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆，如图1所示，包括线芯，线芯由内向外依次套设有聚氯乙烯阻水带包覆层5、镀锌钢丝编织屏蔽套6、改性聚丙烯腈护套7；线芯与聚氯乙烯阻水带包覆层5之间填充有硅凝胶，镀锌钢丝编织屏蔽套6与改性聚丙烯腈护套7之间填充有硅凝胶；线芯包括第一导线1、单模光纤2、同轴射频电缆线3和第二导线4；

其中，第一导线1包括镀锡导体，镀锡导体由内向外依次设置有改性聚丙烯腈绝缘套、聚氯乙烯阻水带包覆层、镀锡铜丝编织屏蔽层、改性聚丙烯腈护套；单模光纤2包括玻璃纤维芯，玻璃纤维芯由内向外依次设置有交联聚丙烯腈绝缘套、镀锡铜丝编织屏蔽层、聚氯乙烯阻水带包覆层、改性聚丙烯腈护套；同轴射频电缆线3包括镀银导体，镀银导体由内向外依次设置有聚四氟乙烯绝缘套、镀银铜丝编织屏蔽层、改性聚丙烯腈护套；第二导线4包括镀锡铜丝导体，镀锡铜丝导体由内向外依次设置有硅凝胶层、改性聚丙烯腈绝缘套；

所述改性聚丙烯腈护套、改性聚丙烯腈绝缘套均是改性聚丙烯腈制备而得，其中，所述改性聚丙烯腈是通过以下方法制备而得：1)在负压的条件下，将灰钙粉、三辛基甲基硫酸氢铵和盐酸溶液中进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得活化灰钙粉；2)将聚丙烯腈、顺丁橡胶、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙三醇、邻苯二甲酸异癸酯、活性氧化铝、丝瓜络、石脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甘蔗渣、过氧化二异丙苯、石蜡、碳化硅晶须和所述活化灰钙粉进行混合、熔融、挤出成型以制得所述改性聚丙烯腈。

在本发明中，为了进一步提高设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆的耐水性、导电性以及抗击穿性能，优选地，在第一导线1中：镀锡导体与改性聚丙烯腈绝缘套之间填充有硅凝胶，改性聚丙烯腈绝缘套与聚氯乙烯阻水带包覆层之间填充有硅凝胶，镀锡铜丝编织屏蔽层与改性聚丙烯腈护套之间填充有硅凝胶。

在本发明中，为了进一步提高设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆的耐水性、导电性以及抗击穿性能，优选地，在单模光纤2中，镀锡铜丝编织屏蔽层与聚氯乙烯阻水带包覆层之间填充有硅凝胶。

在本发明的步骤1)中，活化处理的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的聚氯乙烯阻水带具有更优异的阻水性能，优选地，在步骤1)中，活化处理至少满足以下条件：真空度为-3～-5MPa，温度为78-85℃，时间为3-5h。

在本发明的步骤1)中，灰钙粉的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的聚氯乙烯阻水带具有更优异的阻水性能，优选地，灰钙粉的粒径为0.4-0.6mm。

在本发明的步骤1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的聚氯乙烯阻水带具有更优异的阻水性能，优选地，相对于100重量份的灰钙粉，三辛基甲基硫酸氢铵的用量为25-28重量份，盐酸溶液的用量为150-200重量份且盐酸溶液的浓度为25-30重量％。

在本发明的步骤2)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的聚氯乙烯阻水带具有更优异的阻水性能，优选地，相对于100重量份的聚丙烯腈，顺丁橡胶的用量为55-64重量份，甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物的用量为40-46重量份，丙三醇的用量为34-46重量份，邻苯二甲酸异癸酯的用量为66-74重量份，活性氧化铝的用量为9-11重量份，丝瓜络的用量为14-18重量份，石脂的用量为24-28重量份，氨丙基三乙氧基硅烷的用量为55-62重量份，甘蔗渣的用量为35-38重量份，过氧化二异丙苯的用量为41-50重量份，石蜡的用量为29-35重量份，碳化硅晶须的用量为0.2-0.8重量份，活化灰钙粉的用量为15-18重量份。

在本发明的步骤2)中，聚丙烯腈、顺丁橡胶和甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物的重均分子量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的聚氯乙烯阻水带具有更优异的阻水性能，优选地，聚丙烯腈的重均分子量为8000-10000，顺丁橡胶的重均分子量为2000-3500，甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物的重均分子量为7000-9000。

在本发明的步骤2)中，熔融条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的聚氯乙烯阻水带具有更优异的阻水性能，优选地，熔融至少满足以下条件：熔融温度为215-220℃，熔融时间为60-80mim。

在本发明的步骤2)中，冷却的温度可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的聚氯乙烯阻水带具有更优异的阻水性能，优选地，冷却的温度为10-15℃。

本发明还提供了一种设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆的制备方法，包括：

1)将改性聚丙烯腈挤出成型于镀锡导体的外部形成改性聚丙烯腈绝缘套，接着将聚氯乙烯阻水带绕包于改性聚丙烯腈绝缘套的外部形成聚氯乙烯阻水带包覆层，然后将镀锡铜丝编织于聚氯乙烯阻水带包覆层的外部形成镀锡铜丝编织屏蔽层，接着将改性聚丙烯腈挤出成型于镀锡铜丝编织屏蔽层的外部形成改性聚丙烯腈护套以得到第一导线1；

2)将交联聚丙烯腈挤出成型于玻璃纤维芯的外部形成交联聚丙烯腈绝缘套，接着将镀锡铜丝编织于交联聚丙烯腈绝缘套的外部形成镀锡铜丝编织屏蔽层，然后将聚氯乙烯阻水带绕包于镀锡铜丝编织屏蔽层的外部形成聚氯乙烯阻水带包覆层，最后将改性聚丙烯腈挤出成型于聚氯乙烯阻水带包覆层的外部形成改性聚丙烯腈护套以得到单模光纤2；

3)将聚四氟乙烯挤出成型于镀银导体的外部形成聚四氟乙烯绝缘套，接着将镀银铜丝编织于聚四氟乙烯绝缘套的外部形成镀银铜丝编织屏蔽层，然后将改性聚丙烯腈挤出成型于镀银铜丝编织屏蔽层的外部形成改性聚丙烯腈护套以得到同轴射频电缆线3；

4)将硅凝胶层涂覆于锡铜丝导体表面以形成硅凝胶层，接着将改性聚丙烯腈挤出成型于硅凝胶层外部形成改性聚丙烯腈绝缘套以得到第二导线4；

5)将第一导线1、单模光纤2、同轴射频电缆线3和第二导线4成缆形成线芯，接着将聚氯乙烯阻水带包覆于线芯的表面形成聚氯乙烯阻水带包覆层5，再将硅凝胶涂覆于聚氯乙烯阻水带包覆层5的表面形成硅凝胶层，接着编织镀锌钢丝编织于硅凝胶层的外部形成镀锌钢丝编织屏蔽套6，再次涂覆硅凝胶，然后将改性聚丙烯腈挤出成型在硅凝胶的外部形成改性聚丙烯腈护套7以得到设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆。

在本制备方法中，为了进一步提高制得的设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆的耐水性、导电性以及抗击穿性能，优选地，在第一导线1中：将硅凝胶填充于镀锡导体与改性聚丙烯腈绝缘套之间、改性聚丙烯腈绝缘套与聚氯乙烯阻水带包覆层之间、镀锡铜丝编织屏蔽层与改性聚丙烯腈护套之间。

在本制备方法中，为了进一步提高制得的设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆的耐水性、导电性以及抗击穿性能，优选地，在单模光纤2中，将有硅凝胶填充余镀锡铜丝编织屏蔽层与聚氯乙烯阻水带包覆层之间。

以下通过实施例、对比例、应用例以及检测例对本发明作进一步地描述。

实施例1

1)在真空度为-4MPa的负压的条件下，将灰钙粉(粒径为0.5mm)、三辛基甲基硫酸氢铵和盐酸溶液(浓度为27重量％)按照100：26：180混合并于80℃下进行活化处理4h，然后过滤取滤饼以制得活化灰钙粉；

2)将聚丙烯腈(重均分子量为9000)、顺丁橡胶(重均分子量为2500)、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(重均分子量为8000)、丙三醇、邻苯二甲酸异癸酯、活性氧化铝、丝瓜络、石脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甘蔗渣、过氧化二异丙苯、石蜡、碳化硅晶须和活化灰钙粉按照100：26：44：38：72：10：16：26：58：37：45：32：0.6：17的重量比混合、于218℃上熔融70mim、于13℃下冷却成型以制得改性聚丙烯腈A1。

实施例2

1)在真空度为-3MPa的负压的条件下，将灰钙粉(粒径为0.4mm)、三辛基甲基硫酸氢铵和盐酸溶液(浓度为25重量％)按照100：25：150混合并于78℃下进行活化处理3h，然后过滤取滤饼以制得活化灰钙粉；

2)将聚丙烯腈(重均分子量为8000)、顺丁橡胶(重均分子量为2000)、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(重均分子量为7000)、丙三醇、邻苯二甲酸异癸酯、活性氧化铝、丝瓜络、石脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甘蔗渣、过氧化二异丙苯、石蜡、碳化硅晶须和活化灰钙粉按照100：25：40：34：66：9：14：24：55：35：41：29：0.2：15的重量比混合、于215℃上熔融60mim、于10℃下冷却成型以制得改性聚丙烯腈A2。

实施例3

1)在真空度为-5MPa的负压的条件下，将灰钙粉(粒径为0.6mm)、三辛基甲基硫酸氢铵和盐酸溶液(浓度为30重量％)按照100：28：200混合并于85℃下进行活化处理5h，然后过滤取滤饼以制得活化灰钙粉；

2)将聚丙烯腈(重均分子量为10000)、顺丁橡胶(重均分子量为3500)、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(重均分子量为9000)、丙三醇、邻苯二甲酸异癸酯、活性氧化铝、丝瓜络、石脂、氨丙基三乙氧基硅烷、甘蔗渣、过氧化二异丙苯、石蜡、碳化硅晶须和活化灰钙粉按照100：28：46：46：74：11：18：28：62：38：50：35：0.8：18的重量比混合、于220℃上熔融80mim、于15℃下冷却成型以制得改性聚丙烯腈A3。

对比例1

按照实施例1的方法进行制得改性聚丙烯腈B1，不同的是，步骤1)中未使用灰钙粉。

对比例2

按照实施例1的方法进行制得改性聚丙烯腈B2，不同的是，步骤1)中未使用三辛基甲基硫酸氢铵。

对比例3

按照实施例1的方法进行制得改性聚丙烯腈B3，不同的是，步骤1)中未使用盐酸溶液。

应用例1

改性聚丙烯腈分别为改性聚丙烯腈A1-A3、B1-B3中的一者。

1)将改性聚丙烯腈挤出成型于镀锡导体的外部形成改性聚丙烯腈绝缘套，接着将聚氯乙烯阻水带绕包于改性聚丙烯腈绝缘套的外部形成聚氯乙烯阻水带包覆层，然后将镀锡铜丝编织于聚氯乙烯阻水带包覆层的外部形成镀锡铜丝编织屏蔽层，接着将改性聚丙烯腈挤出成型于镀锡铜丝编织屏蔽层的外部形成改性聚丙烯腈护套以得到第一导线1；

2)将交联聚丙烯腈挤出成型于玻璃纤维芯的外部形成交联聚丙烯腈绝缘套，接着将镀锡铜丝编织于交联聚丙烯腈绝缘套的外部形成镀锡铜丝编织屏蔽层，然后将聚氯乙烯阻水带绕包于镀锡铜丝编织屏蔽层的外部形成聚氯乙烯阻水带包覆层，最后将改性聚丙烯腈挤出成型于聚氯乙烯阻水带包覆层的外部形成改性聚丙烯腈护套以得到单模光纤2；

3)将聚四氟乙烯挤出成型于镀银导体的外部形成聚四氟乙烯绝缘套，接着将镀银铜丝编织于聚四氟乙烯绝缘套的外部形成镀银铜丝编织屏蔽层，然后将改性聚丙烯腈挤出成型于镀银铜丝编织屏蔽层的外部形成改性聚丙烯腈护套以得到同轴射频电缆线3；

4)将硅凝胶层涂覆于锡铜丝导体表面以形成硅凝胶层，接着将改性聚丙烯腈挤出成型于硅凝胶层外部形成改性聚丙烯腈绝缘套以得到第二导线4；

5)将第一导线1、单模光纤2、同轴射频电缆线3和第二导线4成缆形成线芯，接着将聚氯乙烯阻水带包覆于线芯的表面形成聚氯乙烯阻水带包覆层5，再将硅凝胶涂覆于聚氯乙烯阻水带包覆层5的表面形成硅凝胶层，接着编织镀锌钢丝编织于硅凝胶层的外部形成镀锌钢丝编织屏蔽套6，再次涂覆硅凝胶，然后将改性聚丙烯腈挤出成型在硅凝胶的外部形成改性聚丙烯腈护套7以得到设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆。

检测例1

本发明提供的设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆进行检测，设有改性聚丙烯腈护套的海底通信综合电缆(A1-A3绕包的)具体结果如下：

1)单模光纤2：传输距离为550m，传输速率为1Gb/S；同轴射频电缆线3的特性阻抗为50±2.5Ω。

2)经横向、纵向水密试验均能符合行业标准要求。

3)额定电压为450V-750V。

4)经受50Hz耐电压试验，2.5和5min后发现设有改性聚丙烯腈护套(A1-A3)的海底通信综合电缆均未击穿；而设有改性聚丙烯腈护套(B1-B3)的海底通信综合电缆在3.8min便被击穿。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。