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CN109557625B - 一种阻燃式传感光纤及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃式传感光纤及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃式传感光纤，包括一体成型的PMMA芯层、粘着层和PVC皮层；PVC皮层包裹PMMA芯层，粘着层设置在PMMA芯层和PVC皮层之间。该阻燃式传感光纤的纤芯和外皮层一体成型，不易分离，皮层选用阻燃PVC材料，阻燃效果好，成品软，摇摆使用寿命长。本发明还公开了一种阻燃式传感光纤的制备方法，三层同步共挤，连续式生产，省时、省工、稳定、安全。

Description

一种阻燃式传感光纤及其制备方法
技术领域
本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种阻燃式传感光纤及其制备方法。
背景技术
光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。光纤的传输原理是“光的全反射”。由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤通常被用作长距离的信息传递。
另外，光纤的工作频带宽，动态范围大，适合于遥测遥控，是一种优良的低损耗传输线；在一定条件下，光纤特别容易接受被测量或场的加载，是一种优良的敏感元件。光纤在制造业的智能化行业中得到广泛应用，机器的运动传感部位大多需要光纤的参与，例如机器人。
但是，现有的传感光纤存在以下缺陷：
(1)制备过程先挤出PMMA芯层后，再挤出PE皮层，芯层与皮层粘连性差，在运动过程中，纤芯和皮层容易分层，导致纤芯从皮层中脱离而产生设备故障；
(2)阻燃效果差，摇摆易断裂，硬度大，约在100-130度(邵氏)之间。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种阻燃式传感光纤，纤芯和外皮层一体成型，不易分离，皮层选用阻燃PVC材料，阻燃效果好，成品软，摇摆使用寿命长。
本发明的目的之二在于提供一种阻燃式传感光纤的制备方法，三层同步共挤，连续式生产，省时、省工、稳定、安全。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种阻燃式传感光纤，包括一体成型的PMMA芯层、粘着层和PVC皮层；所述PVC皮层包裹所述PMMA芯层，所述粘着层设置在所述PMMA芯层和所述PVC皮层之间。
进一步地，所述PVC皮层的阻燃等级为UL 94-V0。
进一步地，所述粘着层为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
进一步地，所述PMMA芯层的直径为0.5mm、1.0mm或1.5mm。
进一步地，所述粘着层的厚度为0.2mm。
进一步地，所述PVC皮层的直径按客户需求尺寸订制。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种阻燃式传感光纤的制备方法，包括：
投料步骤：分别将PMMA原料、粘着层原料和PVC原料投入挤出机的相应料斗中；
挤出步骤：启动挤出机，所述挤出机的模头设置有三层分流管道，分别为芯层流道、粘着层流道和皮层流道；所述PMMA原料、粘着层原料和PVC原料分别加热融合后，分别经过芯层流道、粘着层流道和皮层流道同步挤出，一体成型，得到半成品；
冷却步骤：将所述半成品冷却后，即得。
进一步地，在所述投料步骤中，所述PMMA原料、粘着层原料和PVC原料的重量配比为7：1：2。
进一步地，在所述挤出步骤中，所述PMMA原料、粘着层原料和PVC原料的加热融合温度均为150-380℃。
进一步地，在所述冷却步骤中，所述半成品经6-18℃冷却水冷却后，即得。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明所提供的阻燃式传感光纤，纤芯和外皮层一体成型，不易分离，皮层选用阻燃PVC材料，阻燃效果好，彻底改变现有光纤不能阻燃的局面；且成品软，硬度在60-90度(邵氏)之间，同时摇摆使用寿命长，摇摆次数约是现有传感光纤的5倍；尤其适用于机器运动的传感部位。
(2)本发明所提供的阻燃式传感光纤的制备方法，攻克了芯层和皮层无法粘连的关键性问题，三层同步共挤，连续式生产，省时、省工、稳定、安全，成品软且成品一体成型，不易分层。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种阻燃式传感光纤，包括一体成型的PMMA芯层、粘着层和PVC皮层；PVC皮层包裹PMMA芯层，粘着层设置在PMMA芯层和PVC皮层之间。芯层主要导光材料，中间层为粘连材料，外层为阻燃皮层，芯层、粘着层和皮层一体成型，不易分离，摇摆使用寿命长。
作为进一步的实施方式，PVC皮层的阻燃等级为UL 94-V0，阻燃效果好，不易燃，彻底改变现有光纤不能阻燃的缺陷，使得获得的光纤为端点阻燃式传感光纤。
作为进一步的实施方式，粘着层为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
作为进一步的实施方式，PMMA芯层的直径为0.5mm、1.0mm或1.5mm。
作为进一步的实施方式，粘着层的厚度为0.2mm。
作为进一步的实施方式，PVC皮层的直径按客户需求尺寸订制。
本发明所提供的阻燃式传感光纤，纤芯和外皮层一体成型，不易分离，皮层选用阻燃PVC材料，阻燃效果好，彻底改变现有光纤不能阻燃的局面；且成品软，硬度在60-90度(邵氏)之间，同时摇摆使用寿命长，摇摆次数约是现有传感光纤的5倍；尤其适用于机器运动的传感部位。
一种阻燃式传感光纤的制备方法，包括：
投料步骤：分别将PMMA原料、粘着层原料和PVC原料投入挤出机的相应料斗中；
挤出步骤：启动挤出机，挤出机的模头设置有三层分流管道，分别为芯层流道、粘着层流道和皮层流道；PMMA原料、粘着层原料和PVC原料分别加热融合后，分别经过芯层流道、粘着层流道和皮层流道，以及模口同步挤出，彻底粘连，一体成型，得到半成品；芯层、粘着层和皮层三层同步共挤完成，可以让光纤彻底一体化，经摇摆或弯折不分层、不断裂；
冷却步骤：将半成品冷却后，即得。
作为进一步的实施方式，在投料步骤中，PMMA原料、粘着层原料和PVC原料的重量配比为7：1：2。
作为进一步的实施方式，在挤出步骤中，PMMA原料、粘着层原料和PVC原料的加热融合温度均为150-380℃。
作为进一步的实施方式，在冷却步骤中，半成品经6-18℃冷却水冷却后，即得。
本发明所提供的阻燃式传感光纤的制备方法，攻克了芯层和皮层无法粘连的关键性问题，三层同步共挤，连续式生产，省时、省工、稳定、安全，成品软且成品一体成型，不易分层。而目前市场上的传感光纤是先挤出PMMA芯层后，再挤出PE皮层，工序复杂，操作不便，且所得成品较硬、易分层，不阻燃。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种阻燃式传感光纤的制备方法，包括：
投料步骤：分别将PMMA原料、粘着层原料和PVC原料按照重量配比7：1：2投入挤出机的相应料斗中；其中，粘着层的材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物，皮层PVC的阻燃等级为UL94-V0；
挤出步骤：启动挤出机，挤出机的模头设置有三层分流管道，分别为芯层流道、粘着层流道和皮层流道；PMMA原料、粘着层原料和PVC原料分别以380℃加热融合后，分别经过芯层流道、粘着层流道和皮层流道，以及模口同步挤出，彻底粘连，一体成型，得到半成品；其中，PMMA芯层的直径为0.5mm，粘着层的厚度为0.2mm，PVC皮层的厚度为0.3mm，成品的直径为1.0±0.1mm；另外，在其他具体实施方案中，完成外径可开模定制非标尺寸；
冷却步骤：将半成品经6℃冷却水冷却后，即得。
实施例2：
一种阻燃式传感光纤的制备方法，包括：
投料步骤：分别将PMMA原料、粘着层原料和PVC原料按照重量配比7：1：2投入挤出机的相应料斗中；其中，粘着层的材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物，皮层PVC的阻燃等级为UL94-V0；
挤出步骤：启动挤出机，挤出机的模头设置有三层分流管道，分别为芯层流道、粘着层流道和皮层流道；PMMA原料、粘着层原料和PVC原料分别以150℃加热融合后，分别经过芯层流道、粘着层流道和皮层流道，以及模口同步挤出，彻底粘连，一体成型，得到半成品；其中，PMMA芯层的直径为1.0mm，粘着层的厚度为0.2mm，PVC皮层的厚度为1.0mm，成品的直径为2.2±0.1mm；另外，在其他具体实施方案中，完成外径可开模定制非标尺寸；
冷却步骤：将半成品经18℃冷却水冷却后，即得。
实施例3：
一种阻燃式传感光纤的制备方法，包括：
投料步骤：分别将PMMA原料、粘着层原料和PVC原料按照重量配比7：1：2投入挤出机的相应料斗中；其中，粘着层的材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物，皮层PVC的阻燃等级为UL94-V0；
挤出步骤：启动挤出机，挤出机的模头设置有三层分流管道，分别为芯层流道、粘着层流道和皮层流道；PMMA原料、粘着层原料和PVC原料分别以250℃加热融合后，分别经过芯层流道、粘着层流道和皮层流道，以及模口同步挤出，彻底粘连，一体成型，得到半成品；其中，PMMA芯层的直径为1.5mm，粘着层的厚度为0.2mm，PVC皮层的厚度为0.5mm，成品的直径为2.2±0.1mm；另外，在其他具体实施方案中，完成外径可开模定制非标尺寸；
冷却步骤：将半成品经10℃冷却水冷却后，即得。
对比例1
一种阻燃式传感光纤的制备方法，先挤出PMMA芯层后，再挤出PE皮层，然后将PMMA芯层和PE皮层黏连在一起，即得。
效果评价及性能检测
分别取实施例1-3和对比例1获取的光纤，对其性能进行测试，测试指标如下表1所示，测试方法均为常规方法。
表1实施例1-3和对比例1光纤的性能对比表
耐高温 耐低温 摇摆次数 阻燃等级 硬度(邵氏硬度)
实施例1 120℃ -30℃ 1000次以内不分层 UL 94-V0 60
实施例2 110℃ -30℃ 1000次以内不分层 UL 94-V0 90
实施例3 100℃ -25℃ 1000次以内不分层 UL 94-V0 80
对比例1 80℃ -15℃ 400次即分层 不阻燃 120
从表1的记录可得，本发明实施例所提供的阻燃式传感光纤，纤芯和外皮层不易分离，摇摆1000次以内不分层，摇摆使用寿命长，摇摆次数是对比例1传感光纤的2.5倍，从而延长了使用寿命，大大减少机器的故障率；皮层选用阻燃PVC材料，阻燃等级达到UL 94-V0，彻底改变现有光纤不能阻燃的局面；且成品软，硬度为60-90邵氏度，同时耐温能力强，在高温和低温工作环境中同样适用。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种阻燃式传感光纤，其特征在于，包括一体成型的PMMA芯层、粘着层和PVC皮层；所述PVC皮层包裹所述PMMA芯层，所述粘着层设置在所述PMMA芯层和所述PVC皮层之间；所述粘着层为乙烯-醋酸乙烯共聚物；
所述阻燃式传感光纤的制备方法，包括：
投料步骤：分别将PMMA原料、粘着层原料和PVC原料投入挤出机的相应料斗中；所述PMMA原料、粘着层原料和PVC原料的重量配比为7∶1∶2；
挤出步骤：启动挤出机，所述挤出机的模头设置有三层分流管道，分别为芯层流道、粘着层流道和皮层流道；所述PMMA原料、粘着层原料和PVC原料分别加热融合后，分别经过所述芯层流道、粘着层流道和皮层流道同步挤出，一体成型，得到半成品；所述PMMA原料、粘着层原料和PVC原料的加热融合温度均为150-380℃；
冷却步骤：将所述半成品经6-18℃冷却水冷却后，即得。
2.如权利要求1所述的阻燃式传感光纤，其特征在于，所述PVC皮层的阻燃等级为UL94-V0。
3.如权利要求1所述的阻燃式传感光纤，其特征在于，所述PMMA芯层的直径为0.5mm、1.0mm或1.5mm。
4.如权利要求1所述的阻燃式传感光纤，其特征在于，所述粘着层的厚度为0.2mm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的阻燃式传感光纤的制备方法，其特征在于，包括：
投料步骤：分别将PMMA原料、粘着层原料和PVC原料投入挤出机的相应料斗中；
挤出步骤：启动挤出机，所述挤出机的模头设置有三层分流管道，分别为芯层流道、粘着层流道和皮层流道；所述PMMA原料、粘着层原料和PVC原料分别加热融合后，分别经过所述芯层流道、粘着层流道和皮层流道同步挤出，一体成型，得到半成品；
冷却步骤：将所述半成品冷却后，即得。
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