一种自修复光缆

技术领域

发明涉及光缆生产技术领域，尤其是指一种自修复光缆。

背景技术

光缆是通信系统的重要组成部分，其可靠性在整个通信系统的稳定性中占有重要地位。在长时间的使用过程中，光缆可能会因各种原因(如摩擦、挤压、弯折或外力破坏)出现损伤，严重时会导致光缆中的光纤性能下降或中断，严重影响通信系统的正常运行。传统的光缆修复方式通常需要人工进行，寻找破损点费时费力，效率低、成本高，且修复质量无法得到保证。另外对于微小的破损点往往很难及时发现，直到影响传输性能时才进行检修，此时修复外表在大多数情况下已无能为力，只能更换光缆或增加光纤接续点，极大的提高了维护成本，特别是在深山、荒漠、海洋等环境下，以上提及的问题会更加突出。

目前，公开号为CN115427853A的中国发明专利公开了一种用于涂覆光纤的组合物，所述组合物包含任选的反应性单体和/或低聚物、具有自我修复片段的自我修复组分，所述经涂覆的光纤被配置为具有自我修复特性和/或应力松弛行为。进一步公开了用于涂覆自我修复光纤的方法，以及包括一根或多根经涂覆的自我修复光纤的光纤光缆。然而，该自修复功能仅限于光纤涂覆层，对于大多数情况下，在外护套或套管破损的情况下，仅涂覆层的修复不足以保护光纤，因为涂覆层的厚度通常仅几十个微米，机械防护能力很弱，难以防止外界应力对光纤的侵害。由此可见，现有技术中的修复能力差。

发明内容

为此，发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中修复能力差的问题。

为解决上述技术问题，发明提供了一种自修复光缆，包括：

光纤束，包括至少一根光纤；

加强件，包裹在光纤束外侧并填充在光纤之间；

双层共挤护套，包裹在加强件外侧；双层共挤护套包括包裹在加强件外侧的护套内层和包裹在护套内层外侧的护套外层；护套内层采用自修复聚氨酯弹性体制成。

在发明的一个实施例中，双层共挤外护套厚度为0.5～2mm；其中，护套内层的厚度为0.3～1.5mm，护套外层的厚度为0.2～0.5mm。

在发明的一个实施例中，护套外层采用聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、低烟无卤聚烯烃(LSZH)以及尼龙(PA)中的一种。

在发明的一个实施例中，当光纤束包括一根光纤的情况下，自修复光缆还包括采用自修复聚氨酯弹性体制成的自修复缓冲层，自修复缓冲层紧密包裹于光纤和加强件之间。

在发明的一个实施例中，本申请还包括包裹在自修复缓冲层和加强件之间的子单元护套，子单元护套内填充有加强材料层。

在发明的一个实施例中，本申请还包括采用自修复聚氨酯弹性体制成的自修复松套管，自修复松套管包裹在光纤束和加强件之间。

在发明的一个实施例中，自修复松套管内填充有起到阻水作用的阻水纱。

在发明的一个实施例中，自修复松套管的外侧包裹有隔离层。

在发明的一个实施例中，自修复松套管的壁厚为0.1～0.5mm，自修复松套管的直径为1.2～3.0mm。

在发明的一个实施例中，自修复聚氨酯弹性体采用第一材料以及第二材料中的至少一种制成：

第一材料，基于可逆氢键作用热驱动可修复聚氨酯弹性体，将具有可逆四重氢键的脲基嘧啶酮单元(Upy)单元引入聚氨酯分子链两末端为Upy单元的遥爪聚合物(PU-Upy)或者引入聚氨酯分子链端中间形成氢键网络结构的热塑性聚合物(HPU-Upy)；

第二材料，基于可逆共价键作用，以聚醚二元醇作为软段，脂肪族双硫的2-羟乙基二硫化物(HEDS)作为体系硬段的可修复聚氨酯弹性体。

发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的一种自修复光缆，其在光纤束的外侧包裹有双层共挤护套，双层共挤护套的采用自修复聚氨酯弹性体制成的护套内层和护套外层，这样在光缆受到长期应力损伤或外部损伤时，基于可逆氢键或可逆共价键的自修复聚氨酯弹性体材料护套内层构成能自动修复损伤区域，护套的密封性和机械性能，保障了光纤的性能，从而延长光缆的使用寿命，减少光缆维护工作，提高通信的稳定性和长期可靠性。并且在护套内层与光纤束之间设有加强件，能够隔离光纤束和双层共挤护套，避免两者粘连影响使用。

附图说明

为了使发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据发明的具体实施例并结合附图，对发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明优选实施例中一种自修复光缆的示意图中具体实施例1的结构示意图；

图2是本发明优选实施例中一种自修复光缆的示意图中具体实施例2的结构示意图；

图3是本发明优选实施例中一种自修复光缆的示意图中具体实施例3的结构示意图。

说明书附图标记说明：100、光纤束；110、光纤；

200、加强件；

300、双层共挤护套；310、护套内层；320、护套外层；

400、自修复缓冲层；

500、子单元护套；

600、加强材料层；

700、自修复松套管；

800、阻水纱；

900、隔离层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解发明并能予以实施，但所举实施例不作为对发明的限定。

具体实施例1：

参照图1所示，发明提供了一种自修复光缆，包括：光纤束100，包括至少一根光纤110；

加强件200，包裹在光纤束100外侧并填充在光纤110之间；加强件200采用芳纶纱、玻纤纱或钢带铠装层。

双层共挤护套300，包裹在加强件200外侧；双层共挤护套300包括包裹在加强件200外侧的护套内层310和包裹在护套内层310外侧的护套外层320；护套内层310采用自修复聚氨酯弹性体制成。

双层共挤外护套厚度为0.5～2mm；其中，护套内层310的厚度为0.3～1.5mm，护套外层320的厚度为0.2～0.5mm。

护套外层320采用聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、低烟无卤聚烯烃(LSZH)以及尼龙(PA)中的一种。

上述护套内层310、自修复缓冲层400或者自修复松套管700(自修复缓冲层400或者自修复松套管700在下文中的具体实施例2以及具体实施例3中描述到)的自修复聚氨酯弹性体均采用第一材料以及第二材料中的至少一种制成：

第一材料，基于可逆氢键作用热驱动可修复聚氨酯弹性体，将具有可逆四重氢键的脲基嘧啶酮单元(Upy)单元引入聚氨酯分子链两末端为Upy单元的遥爪聚合物(PU-Upy)或者引入聚氨酯分子链端中间形成氢键网络结构的热塑性聚合物(HPU-Upy)；经相关试验证明，在40℃下经4小时对接修复后，强度和伸率可达到90％以上的修复效率。

第二材料，基于可逆共价键作用，以聚醚二元醇作为软段，脂肪族双硫的2-羟乙基二硫化物(HEDS)作为体系硬段的可修复聚氨酯弹性体。经相关试验证明，切割后对接修复4小时，强度和伸率的自修复率接近90％。

本实施例的自修复光缆自我修复功能可通过以下方式观察：将护套内层310、自修复缓冲层400或者自修复松套管700切断，然后将断面紧密贴合，相应温度下经4小时后观察材料的强度和延伸率。具体测试数据参见下表1：

表1

由表1可见，材料的强度和延伸率可恢复至未切断状态的约90％，如升高温度，可进一步加快修复速度，从而达到快速恢复光缆护套的保护作用。

这样，对于一些维修不便的场景或暂时未观察到的自修复缓冲层400或自修复松套管700微小裂口或裂纹的情况，可以快速自行修复，避免破口的进一步增大，造成通信中断带来的重大损失。

具体地，本实施例中在光纤束100的外侧包裹有双层共挤护套300，双层共挤护套300的采用自修复聚氨酯弹性体制成的护套内层310和护套外层320，这样在光缆受到长期应力损伤或外部损伤时，基于可逆氢键或可逆共价键的自修复聚氨酯弹性体材料护套内层310构成能自动修复损伤区域，护套的密封性和机械性能，保障了光纤110的性能，从而延长光缆的使用寿命，减少光缆维护工作，提高通信的稳定性和长期可靠性。并且在护套内层310与光纤束100之间设有加强件200，能够隔离光纤束100和双层共挤护套300，避免两者粘连影响使用。

具体地，护套外层320采用上述材料可以避免护套外层320和护套内层310互相粘连。

具体实施例2：

参照图2所示，在具体实施例1的基础上，增加以下特征。

当光纤束100包括一根光纤110的情况下，自修复光缆还包括采用自修复聚氨酯弹性体制成的自修复缓冲层400，自修复缓冲层400紧密包裹于光纤110和加强件200之间。在一些实施例中，自修复缓冲层400的直径为0.4～0.9mm。

本申请还包括包裹在自修复缓冲层400和加强件200之间的子单元护套500，子单元护套500内填充有加强材料层600。在一些实施例中，子单元护套500可以由低烟无卤(LSZH)或聚氯乙烯(PVC)材料制成。在一些实施例中，加强材料层600可以采用纱线类加强材料。

具体地，本实施例采用自修复缓冲层400，从而用于紧套的光缆。

具体实施例3：

参照图3所示，在具体实施例1的基础上，增加以下特征。

本申请还包括采用自修复聚氨酯弹性体制成的自修复松套管700，自修复松套管700包裹在光纤束100和加强件200之间。

具体地，本实施例采用自修复松套管700，从而用于松套的光缆。

进一步地，自修复松套管700内填充有起到阻水作用的阻水纱800。

具体地，本实施例能够起到阻水作用，便于室外使用。

进一步地，自修复松套管700的外侧包裹有隔离层900。在一些实施例中，隔离层900可以为阻水带、聚酯带以及填充足够多的纱线材料中的一种。

具体地，本实施例中的隔离层900能够完全隔离双层共挤护套300。当隔离层900为阻水带时还可以提高阻水效果。

自修复松套管700的壁厚为0.1～0.5mm，自修复松套管700的直径为1.2～3.0mm。

由此可见，本申请具有自修复速度快，自修复范围广，自修复后无残留、对光信号无影响等特点。当自修复缓冲层400、自修复松套管700、护套内层310等受到损伤时，自修复材料内的可逆动态键会在外界条件刺激下重新结合实现对损伤处的自修复。本发明可有效地提高光缆的使用寿命和通信质量，降低光缆维护和更换的成本，具有广泛的实用价值。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于发明创造的保护范围之中。