噴涂阻水纜膏在光纜上的應(yīng)用

        一、引言

        眾所周知，在光電纜工業(yè)中周圍環(huán)境的變化會(huì)使塑料護(hù)套管內(nèi)外之間產(chǎn)生氣壓差。這通常會(huì)引起濕氣從光電纜外部向內(nèi)部不定向擴(kuò)散，最后會(huì)導(dǎo)致光電纜內(nèi)部產(chǎn)生不理想的高濕度，尤其是在塑料護(hù)套作為濕氣侵入的唯一屏障這種條件下，情況更加嚴(yán)重。光電纜護(hù)套內(nèi)部高濕度對光電纜的傳輸性能會(huì)有很大的損壞作用；還有，由于光電纜損壞，水可能進(jìn)入光電纜。例如，光電雷擊或機(jī)械撞擊會(huì)使光電纜護(hù)套發(fā)生裂口，讓水進(jìn)入其中，如果不加控制水繼續(xù)可沿著光電纜縱向方向流向光電纜絞接封閉處，從而導(dǎo)致光電纜傳輸性能降低；在以往的光電纜產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中，主要采用填充普通纜膏以防止光電纜的滲水和受潮，在現(xiàn)有的光電纜產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中，大多采用阻水型膨脹纜膏，其次也有采用普通纜膏和繞包或重包阻水帶（膨脹型）混合使用結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，阻水帶被用于阻止水通過護(hù)套沿著光電纜的封閉端進(jìn)入芯部，一般來說，這種阻水帶是分層次結(jié)構(gòu)，包括了兩層聚酯纖維布之間的阻水膨脹粉，隨著時(shí)間的推移，這種結(jié)構(gòu)往往達(dá)不到預(yù)期效果；特別是在海水中或惡劣的氣候環(huán)境中（如：高溫、寒冷低溫、洼地、山溝等）尤其突出；光電纜一旦受潮或進(jìn)水將會(huì)直接影響到光電纜的傳輸性能。

        目前，光纜產(chǎn)品的滲水試驗(yàn)已成為各大光纜廠家和運(yùn)營商必檢的項(xiàng)目。為此，各大光纜廠家針對光纜的滲水問題皆制定了相應(yīng)的生產(chǎn)工藝和預(yù)防措施，盡管如此，時(shí)至今日，還有一部分光纜生產(chǎn)廠家對光纜的滲水問題還沒有完全解決好。

        為了能更好地徹底解決光纜的滲水問題，同時(shí)又能降低光纜生產(chǎn)加工成本，我公司研制開發(fā)了具有高性價(jià)比的噴涂阻水油膏，從而徹底解決光纜的滲水問題，更好地滿足光通信行業(yè)的發(fā)展需求。

        二、噴涂阻水膏技術(shù)性能

        1、適用范圍

        噴涂阻水膏主要適用于通信光纜、電纜用鋼帶、鋁帶、合金帶以及無紡布的表面噴涂或填充光纜松套管間的空氣隙，或填充多導(dǎo)體電線電纜纜芯里的空氣隙，或填充上述結(jié)構(gòu)的組合以及任何其它電纜光纜元件的間隙，以防止水或其它流體流入或遷移到光纜電纜里；為光電纜提供良好的防水緩沖等作用。

        2、技術(shù)特性 

        噴涂阻水膏是采用進(jìn)口原材料和部分國產(chǎn)添加劑精制復(fù)合而成的一種阻水膨脹型復(fù)合物，它具有觸變性能明顯、高低溫性能優(yōu)良、阻水性能超強(qiáng)、粘度小、錐入度大、吸水后具有一定的膨脹高度；不含有灰塵、金屬顆粒和其它雜質(zhì)、對霉菌無營養(yǎng)、對皮膚無刺激、無毒性等優(yōu)點(diǎn)；該產(chǎn)品已獲取國家發(fā)明專利（專利名稱：一種光電纜用噴涂阻水膏，專利號(hào)：200810202931.4）。

        噴涂阻水膏的突出特性在于它具有很大的錐入度和很小的黏度，吸水速度快且吸水后具有一定的膨脹高度和凝膠性能；眾所周知，阻水膨脹填充膏的錐入度、吸水時(shí)間、膨脹高度、析油以及凝膠性能是考核噴涂阻水膏質(zhì)量好否的幾項(xiàng)重要指標(biāo)，就噴涂油膏自身質(zhì)量工藝性能而言，噴涂膏的錐入度越大，粘度越小越好，這樣才便于噴涂設(shè)備的均勻噴涂；但噴涂膏的錐入度越大，噴涂膏就越容易析油，且吸水時(shí)間慢而且不膨脹，吸水后凝膠性能也不好；相反，如果噴涂膏的析油好，吸水時(shí)間快且膨脹倍率高，噴涂膏的錐入度就比較小且粘度較大，而且凝膠性能也不好；它們之間是相互矛盾的，兩者往往不可兼得；合理解決兼顧兼容好兩者之間的矛盾是研發(fā)噴涂阻水膏質(zhì)量好否的技術(shù)關(guān)鍵之一。

        3、噴涂阻水膏與普通阻水纜膏技術(shù)參數(shù)的主要區(qū)別,見表1

                

        4、噴涂阻水膏的技術(shù)參數(shù)，見表 2
                 
      

          三、噴涂阻水膏的工藝性能

        噴涂阻水纜膏產(chǎn)品在光纜上的研制應(yīng)用開發(fā)成功，打破了護(hù)套線傳統(tǒng)的壓力填充和滴加填充方法，具有填充工藝性能穩(wěn)定，提高光纜產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約填充材料，避免壓力填充光纜易損傷的情況發(fā)生，減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。

        1、保證光纜的滲水性能

        經(jīng)過光纜廠家批量應(yīng)用證明，該產(chǎn)品能很好地解決傳統(tǒng)光纜填充工藝易發(fā)生滲水的問題（在光纜的任意點(diǎn)截取試驗(yàn)段都能通過光纜的滲水試驗(yàn)），其工藝原理是將噴涂技術(shù)應(yīng)用在光纜的油膏填充上，是通過噴涂設(shè)備將噴涂膏均勻地噴涂在金屬帶上，使金屬帶表面在橫向連續(xù)形成油膏阻水的截面（包括金屬帶的搭接處）從而有效地阻止水縱向流過，獲得最有效的光纜阻水效果，特別是對鋼帶護(hù)套結(jié)構(gòu)的光纜很好地解決了鋼帶搭接處經(jīng)常會(huì)發(fā)生滲水的問題。

        （1）解決傳統(tǒng)填充油膏填充的滲水和表面影響問題

        傳統(tǒng)的填充工藝大多采用壓力填充方法，主要能滿足光纜纜芯內(nèi)的油膏填充，無法進(jìn)行鋼帶搭接處的填充，要保證鋼帶搭接處不滲水主要解決方法：其一是在鋼帶的搭接處涂覆熱熔膠來保證該部分的阻水（這種方法如果熱熔膠填充不充分會(huì)產(chǎn)生滲水現(xiàn)象，對設(shè)備的性能和控制要求較高，控制的穩(wěn)定性不容易把握，熱熔膠不足會(huì)發(fā)生滲水，熱熔膠過多會(huì)影響光纜的表面質(zhì)量,且長時(shí)間使用容易在金屬帶縱包模積料帶入光纜影響光纜質(zhì)量）；其二是靠金屬帶搭接處的自粘接來保證該部分的阻水（這種方法需要確保金屬帶搭接處的完全粘接，該方法對金屬帶的縱包成型要求較高，光纜行業(yè)通常采用的模具成型方法很難保證做到）；其三是靠過量的油膏填充來保證金屬帶搭接處填充充分的油膏使光纜達(dá)到滲水性能要求（該方法的油膏填充量很難控制，生產(chǎn)過程中會(huì)發(fā)生油膏從搭接縫處溢出的現(xiàn)象從而影響光纜的表面質(zhì)量，若油膏不能從搭接縫溢出則會(huì)發(fā)生搭接處滲水的可能）。 

        （2）解決熱熔膠阻水環(huán)填充的模具積膠和滲水問題

熱熔膠阻水環(huán)填充阻水形式是前期采用的光纜阻水形式之一，該阻水方式是在金屬帶上以一定的間隔涂覆熱熔膠縱包后在光纜的纜芯和金屬帶之間形成阻水環(huán)以達(dá)到阻水效果。該方法在熱熔膠涂覆時(shí)涂覆量控制不好或金屬帶偏移時(shí)熱熔膠易溢出金屬帶表面，從而影響金屬帶過模和光纜表面質(zhì)量，還可能會(huì)產(chǎn)生熱熔膠填充不足引起光纜滲水的發(fā)生。 

        （3）解決阻水帶、阻水紗填充的金屬搭接處滲水問題

        采用阻水帶或阻水紗結(jié)構(gòu)形式填充，同樣無法解決搭接處的填充問題，為保證光纜的滲水性能主要解決方法有：一是同樣用搭接處涂覆熱熔膠的辦法解決；二是在采用阻水帶結(jié)構(gòu)時(shí)，將阻水帶放置到搭接的縫隙內(nèi)以保證光纜的滲水性能，但這種阻水帶放置方法由于目前光纜行業(yè)設(shè)備性能的限制很難保證在整個(gè)放置過程中的保持穩(wěn)定在金屬帶的搭接處，一旦發(fā)生偏移就會(huì)離金屬帶搭接處阻水帶放置不到位發(fā)生光纜滲水現(xiàn)象。

        2、解決壓力填充可能發(fā)生斷纜的問題：

        由于光纜SZ成纜設(shè)備的固有缺陷，特別是國產(chǎn)成纜設(shè)備在生產(chǎn)過程中遇有故障或其他問題時(shí)，會(huì)停機(jī)和重新起動(dòng)開機(jī)，在這個(gè)過程中會(huì)發(fā)生扎紗的紗線松動(dòng)現(xiàn)象，在成纜工序的操作過程中是不可能完全避免的，而這種現(xiàn)象如果在護(hù)套工序采用壓力填充工藝紗線就可能會(huì)在壓力填充模具和壓力腔中發(fā)生淤積，從而阻斷光纜，發(fā)生斷纜事故。噴涂填充不會(huì)對光纜發(fā)生類似的影響，完全避免了這類事故的發(fā)生。

        3、解決金屬帶搭接處可能發(fā)生滲水的問題：

        由于壓力填充工藝為避免金屬帶搭接處滲水問題，通常會(huì)在鋼帶搭接處需要采用熱熔膠處理，若不采取熱熔膠處理，則在金屬帶搭接處由于不可能保證金屬帶之間的腹膜100%的粘接，當(dāng)進(jìn)行滲水試驗(yàn)時(shí)，若截取到未粘接好的光纜樣品就會(huì)發(fā)生光纜的滲漏，而不能通過滲水試驗(yàn)。同樣的原因在使用阻水帶或阻水紗填充時(shí)，在金屬帶搭接處如不采用熱熔膠處理，或阻水帶放置時(shí)如不適當(dāng)放置到金屬帶搭接縫內(nèi)，都會(huì)發(fā)生光纜滲水性能不通過的現(xiàn)象。噴涂填充工藝可以均勻地控制和處理金屬帶搭接處的油膏填充有效地解決了這一問題。

        4、解決由于油膏可能從金屬帶溢出影響光纜表面質(zhì)量的問題：

        由于壓力填充的另一種方法是通過填充，讓油膏填入金屬帶搭接的縫隙內(nèi)來保證光纜的滲水性能，另外，壓力填充壓力腔的模具都為橡膠模具，這種模具在生產(chǎn)過程中會(huì)因?yàn)槿菀装l(fā)生磨損經(jīng)常需要更換，只要發(fā)生更換不及時(shí)就會(huì)有過度的油膏帶入光纜，這樣會(huì)發(fā)生油膏從金屬帶的搭接處溢出，這種溢出的油膏很難處理好，在生產(chǎn)過程中會(huì)發(fā)生光纜表面竹節(jié)現(xiàn)象，采用噴涂工藝由于填充均勻容易控制，避免了該現(xiàn)象的發(fā)生。

        5、節(jié)約光纜油膏的填充量有利于保護(hù)環(huán)境節(jié)約資源：

        根據(jù)光纜廠家?guī)啄甑氖褂媒?jīng)驗(yàn)，采用噴涂填充工藝，在護(hù)套工序的油膏填充平均使用量約為1kg/km，是傳統(tǒng)壓力填充油膏使用量的25～35%。由于壓力填充或其他填充形式需要將纜芯和金屬帶之間的所有縫隙填滿，以1.6+5*1.9A護(hù)套的光纜為例計(jì)算外三角和金屬帶之間的油膏用量，如使用普通纜膏通常至少需達(dá)到95%以上油膏用量約需5.3公斤；使用阻水纜膏則至少需要填充75%以上油膏用量約需4.2公斤。按使用阻水油膏計(jì)算噴涂工藝在護(hù)套工序的油膏用量只有傳統(tǒng)壓力填充用量的1/4。以最保守的計(jì)算每公里至少可節(jié)約2.2公斤油膏，考慮到噴涂油膏的價(jià)差，每公里光纜至少可節(jié)約成本30元。按每月每條生產(chǎn)線生產(chǎn)光纜1000公里每月可節(jié)約成本3萬元。

        四、噴涂阻水膏填充工藝與標(biāo)準(zhǔn)的符合性

        該油膏填充工藝符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 901-2009中4.1.2.10.1規(guī)定：光纜護(hù)套以內(nèi)的所有間隙應(yīng)有有效的阻水措施，包帶（或內(nèi)襯套）及以內(nèi)的纜芯間隙，在填充式光纜中用膏狀復(fù)合物連續(xù)填充，在半干式和干式光纜中放置阻水帶或阻水紗。包帶（或內(nèi)襯套）和護(hù)套之間的間隙，宜用涂覆復(fù)合物連續(xù)充滿或連續(xù)放置阻水帶或阻水紗，也可間隔設(shè)置阻水環(huán)。在4.1.4.2中規(guī)定：護(hù)套與鋼帶之間應(yīng)用阻水帶或阻水紗、阻水環(huán)或其他阻水材料進(jìn)行阻水。在4.3.2.2中規(guī)定：粘接護(hù)套（含53型外護(hù)層）的鋁（或鋼）帶與聚乙烯套之間的剝離強(qiáng)度和搭接重迭處鋁（或鋼）帶之間的剝離強(qiáng)度都應(yīng)不小于1.4N/mm，但在鋁（或鋼）帶下面采用填充或涂覆復(fù)合物阻水時(shí)，鋁（或鋼）帶搭接處可不作數(shù)值要求。光纜的滲水試驗(yàn)符合4.3.4.5滲水性能和GB/T 7424中的要求：1m水頭加到3m長光纜的一端，24h 后，在另一端應(yīng)無水滲出。該設(shè)備工藝的可采用連續(xù)噴涂和間歇噴涂，采用連續(xù)噴涂填充相當(dāng)于在金屬帶表面復(fù)合了一層阻水帶，符合標(biāo)準(zhǔn)中光纜護(hù)套以內(nèi)的所有間隙應(yīng)有有效的阻水措施，包帶（或內(nèi)襯套）及以內(nèi)的纜芯間隙宜用填充復(fù)合物連續(xù)充滿的規(guī)定，也可以采用間歇噴涂填充符合標(biāo)準(zhǔn)中也可間隔設(shè)置阻水環(huán)的規(guī)定，最關(guān)鍵的是采用噴涂阻水纜膏正常生產(chǎn)工藝的情況下，能保證在任何點(diǎn)截取的光纜都100%通過光纜滲水試驗(yàn)的要求。金屬帶搭接處的剝離強(qiáng)度也符合標(biāo)準(zhǔn)中采用復(fù)合物阻水時(shí)鋁（或鋼）帶搭接處可不作數(shù)值要求的規(guī)定。確保光纜不滲水是標(biāo)準(zhǔn)制定填充要求的真正目的。

        如一定要保證金屬帶搭接處的剝離強(qiáng)度則可采取噴涂填充時(shí)，通過調(diào)整避開搭接處，熱熔膠或其它方法保證金屬帶搭接處的剝離強(qiáng)度，用這種方法可以起到同樣的效果。

        五、結(jié)論

        通過工藝試驗(yàn)以及用戶使用信息反饋?zhàn)C明，噴涂阻水膏生產(chǎn)工藝可以替代護(hù)套線傳統(tǒng)的壓力填充和滴加填充生產(chǎn)工藝，能徹底解決光纜的滲水問題；具有噴涂工藝性能穩(wěn)定，提高光纜產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約填充材料，避免壓力填充光纜易損傷的情況發(fā)生，減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)；建議光纜廠家大力推廣使用。
參考文獻(xiàn)：
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