一种耐高温耐辐照光缆及其制造工艺的制作方法

本技术涉及光缆，尤其是涉及一种耐高温耐辐照光缆及其制造工艺。

背景技术：

1、随着科学技术的进步，核动力装备受到了广泛的应用，如核动力潜艇和核动力水面舰艇，这些装备对信息的需求量也日益增长，需要使用大量光缆进行高速大容量信息传输。在这些设施中存在着放射性高的场所，使得供电和控制中使用的电缆和光缆受到射线的辐射。对于用来传输信号的光缆，辐射会产生巨大的共振，易造成光纤信号的偏振，从而影响辐射区域的信号传输。

2、目前，应用于辐照环境下的多芯光缆是宇航用耐辐照多芯光缆，主要运用于航天舱内环境，在更为复杂的条件如高温高湿环境中，这种耐辐照多芯光缆的耐辐照性能有限，光缆面临失效的问题，故有待改善。

技术实现思路

1、为了提升光缆的耐辐照性能，本技术提供一种耐高温耐辐照光缆及其制造工艺。

2、本技术提供的一种耐高温耐辐照光缆及其制造工艺采用如下的技术方案：

3、第一方面，本技术提供的一种耐高温耐辐照光缆及其制造工艺，采用如下的技术方案：

4、一种耐高温耐辐照光缆，其特征在于：包括纤维增强复合材料(frp)加强芯(1)、缓冲层(3)、抗拉伸层(4)、耐辐照层(5)、阻燃层(6)、耐高温层(7)、耐磨层(8)和若干个耐辐照光纤(2)；所述frp加强芯(1)设置若干定位槽(11)，所述定位槽(11)与耐辐照光纤(2)一一对应设置，所述耐辐照光纤(2)设置于对应的定位槽(11)中，所述耐辐照光纤(2)包括光纤芯(21)、绝缘层(22)和耐辐照涂层(23)，所述绝缘层(22)包覆在光纤芯(21)外，所述耐辐照涂层(23)包覆于绝缘层(22)外；所述缓冲层(3)包覆frp加强芯(1)和全部耐辐照光纤(2)；所述抗拉伸层(4)包覆于缓冲层(3)外，所述耐辐照层(5)包覆于抗拉伸层(4)外，所述阻燃层(6)包覆于耐辐照层(5)外，所述耐高温层(7)包覆于阻燃层(6)外，所述耐磨层(8)包覆于耐高温层(7)外；所述耐辐照涂层(23)和耐辐照层(5)通过涂覆耐辐照涂料得到，所述耐辐照涂料包括以下质量份数的组分：

5、硅氧烷改性酚醛环氧树脂45-55份

6、苯胺改性石墨烯8-10份

7、改性多壁碳纳米管4-6份

8、胺类固化剂30-40份

9、助剂2-3份。

10、通过对耐辐照层进行设计，提升了光缆的耐辐照性能；通过使用frp加强芯、缓冲层、抗拉伸层、耐辐照层、阻燃层、耐高温层和耐磨层，提升了光缆的结构强度，使得光缆能够适应条件恶劣的使用环境，提升了光缆的使用性能；硅氧烷改性酚醛环氧树脂通过硅氧烷改性处理，提升了耐辐照层的附着力和耐辐照性能；苯胺改性石墨烯和改性多壁碳纳米管通过改性处理，提升了分散性，提升了耐辐照层吸收辐射的能力；通过硅氧烷改性酚醛环氧树脂、苯胺改性石墨烯和改性多壁碳纳米管进行复配，三者协同作用，提升光缆的耐辐照性能。

11、优选的，所述硅氧烷改性酚醛环氧树脂包括改性硅氧烷和酚醛环氧树脂。

12、通过使用硅氧烷进行改性处理，提升酚醛环氧树脂的耐辐照性能。

13、优选的，所述改性硅氧烷包括甲基三乙氧基硅烷、二甲基硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷。

14、通过在硅氧烷结构中引入苯基，调控硅氧键、苯基和甲基的含量，提升改性硅氧烷的反应性能，使得改性硅氧烷上的活性基团可以与酚醛环氧树脂中的环氧基发生接枝共聚反应，从而提升酚醛环氧树脂的耐热性和稳定性；通过在硅氧烷分子上引入苯基，可以提升硅氧烷的耐辐照性能。

15、优选的，所述甲基三乙氧基硅烷、二甲基硅氧烷和二苯基二甲氧基硅烷的质量比为1：0.7：(0.8-1)。

16、按照上述质量比制备的改性硅氧烷具有良好的耐辐照性能和耐热性能。

17、优选的，所述苯胺改性石墨烯包括氨基化石墨烯和苯胺。

18、氨基化石墨烯通过对石墨烯进行氨基化改性，可以增加石墨烯表面的活性基团，提升石墨烯的分散性和反应性能；苯胺可以在石墨烯表面发生聚合，得到具有良好稳定性和耐辐照性能的聚苯胺，将刚性芳香环引入石墨烯表面，提升石墨烯的稳定性和耐辐照性能，使得苯胺改性石墨烯可以更好的捕获自由基，提升耐辐照层的稳定性和耐辐照性能。

19、优选的，所述氨基化石墨烯和苯胺的质量比为1：(0.1-0.2)。

20、按照上述质量比获得的苯胺改性石墨烯具有良好的稳定性和耐辐照性能。

21、优选的，所述改性多壁碳纳米管采用如下步骤制备：

22、将多壁碳纳米管和稀硫酸混合得到碳纳米管分散液，对碳纳米管分散液进行辐照，将辐照后的碳纳米管分散液离心得到沉淀物，将沉淀物洗涤后干燥得到改性多壁碳纳米管。

23、按照上述步骤制备的改性多壁碳纳米管具有良好的分散性和耐辐照性能。

24、优选的，所述耐高温层包括聚四氟乙烯、聚醚酮、改性玻碳纤维和氧化锌。

25、通过聚四氟乙烯和聚醚酮复配，提升了耐高温层的热稳定性；改性玻碳纤维通过改性处理，提升玻碳纤维的疏水性；氧化锌可以和改性玻碳纤维协同作用，提升耐高温层的热稳定性和防水性能。

26、优选的，所述改性玻碳纤维包括玻碳纤维和氨基硅油。

27、氨基硅油具有良好的疏水性能，通过氨基硅油对玻碳纤维进行改性处理，可以提升玻碳纤维的分散性和疏水性，从而提升耐高温层的热稳定性和防水性能。

28、第二方面，本技术提供一种应用于耐高温耐辐照光缆的制造工艺，采用如下技术方案：

29、一种耐高温耐辐照光缆的制造工艺，其特征在于：包括如下步骤：

30、在光纤芯(21)的表面成型绝缘层(22)，在绝缘层(22)的表面涂覆耐辐照涂料形成耐辐照涂层(23)，得到耐辐照光纤(2)；

31、将若干个耐辐照光纤(2)嵌于frp加强芯(1)对应的定位槽(11)中，将缓冲层(3)包覆frp加强芯(1)和全部耐辐照光纤(2)；

32、在缓冲层(3)外设置抗拉伸层(4)，在抗拉伸层(4)外涂覆耐辐照涂料得到耐辐照层(5)，在耐辐照层(5)外设置阻燃层(6)，在阻燃层(6)外设置耐高温层(7)，在耐高温层(7)外设置耐磨层(8)，得到光缆半成品；将光缆半成品加热，待冷却后得到耐高温耐辐照光缆。

33、按照上述步骤制备的光缆具有良好的耐辐照性能、耐高温性能和防水性能。

34、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

35、1.通过对耐辐照层进行设计，提升了光缆的耐辐照性能；通过使用frp加强芯、缓冲层、抗拉伸层、耐辐照层、阻燃层、耐高温层和耐磨层，提升了光缆的结构强度，使得光缆能够适应条件恶劣的使用环境，提升了光缆的使用性能；硅氧烷改性酚醛环氧树脂通过硅氧烷改性处理，提升了耐辐照层的附着力和耐辐照性能；苯胺改性石墨烯和改性多壁碳纳米管通过改性处理，提升了分散性，提升了耐辐照层吸收辐射的能力；通过硅氧烷改性酚醛环氧树脂、苯胺改性石墨烯和改性多壁碳纳米管进行复配，三者协同作用，提升光缆的耐辐照性能。

36、2.通过在硅氧烷结构中引入苯基，调控硅氧键、苯基和甲基的含量，提升改性硅氧烷的反应性能，使得改性硅氧烷上的活性基团可以与酚醛环氧树脂中的环氧基发生接枝共聚反应，从而提升酚醛环氧树脂的耐热性和稳定性；通过填料对进行改性处理，提升了苯胺改性石墨烯和改性多壁碳纳米管的分散性能和耐辐照性能，提升了光缆的稳定性。

37、3.通过聚四氟乙烯和聚醚酮复配，提升了耐高温层的热稳定性；改性玻碳纤维通过改性处理，提升玻碳纤维的疏水性；氧化锌可以和改性玻碳纤维协同作用，提升耐高温层的热稳定性和防水性能。