一種新型光纜外護(hù)套材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型光纜外護(hù)套材料及其制備方法,光纜外護(hù)套材料通過如下重量份的原料制成:聚丙烯,30~40份;改性木質(zhì)素,15~25份;改性纖維素,10~20份;ABS塑料,10~20份;界面相容劑,2~4份;熱穩(wěn)定劑,1~2份;抗紫外線劑,2~3份;潤滑劑,1~2份;抗氧劑,2~3份;填料;2~3份。本發(fā)明提供的光纜外護(hù)套材料使用聚丙烯為主要原料,與現(xiàn)有聚乙烯護(hù)套類比較具有超高彈性模量、抗低溫脆性和高抗張強(qiáng)度,同時(shí)還具有較好的光澤度、光滑效果和抗老化性能,克服了一般極性材料混合后高吸水性的不足,還可抗霉變,與現(xiàn)有技術(shù)相比具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
【專利說明】
一種新型光纜外護(hù)套材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于光纜材料領(lǐng)域,涉及一種新型光纜外護(hù)套材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的加快,信號傳輸性能良好的單模光纖光纜得到了普遍應(yīng)用。光纜必須擁有外護(hù)層使得其在沖擊拉伸和曲繞等外在影響下保持信號穩(wěn)定傳輸?,F(xiàn)在普遍使用的聚乙烯外護(hù)層抗張性能普遍不高并且彈性模量低,而如果遇到彈性模量及抗張性能要求高的技術(shù)規(guī)格時(shí)只能依靠增加厚度的方法來達(dá)到要求。這樣一來提高了成本與單重,影響采購與施工。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有光纜聚乙烯外護(hù)層低彈性模量、低抗沖擊效應(yīng)的固有缺點(diǎn),旨在提供一種超高耐沖擊壓力、高彈性模量及超高抗張強(qiáng)度的新型光纜外護(hù)套材料,使之成為在超高壓力下及復(fù)雜力學(xué)性能下可以勝任信號傳輸?shù)墓饫|外護(hù)層材料。
[0004]上述目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種光纜外護(hù)套材料,通過如下重量份的原料制成:聚丙烯,30?40份;改性木質(zhì)素,15?25份;改性纖維素,10?20份;ABS塑料,10?20份;界面相容劑,2?4份;熱穩(wěn)定劑,I?2份;抗紫外線劑,2?3份;潤滑劑,1~2份;抗氧劑,2?3份;填料;2?3份。
[0005]進(jìn)一步地,所述改性木質(zhì)素的改性方法包括:步驟SI,將18?22份硅烷偶聯(lián)劑、6?10份氨水和70?74份乙醇混合攪拌至均勻,得混合溶液;步驟S2,將23?27份木質(zhì)素添加到73?77份混合溶液中,待木質(zhì)素浸潤后過濾,收集濾渣,濾渣置于80?90°C干燥32?40小時(shí)即得。
[0006]進(jìn)一步地,所述硅烷偶聯(lián)劑為γ -甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷。
[0007]進(jìn)一步地,所述改性纖維素的改性方法包括:步驟SI,將18?22份硅烷偶聯(lián)劑、8?12份氨水和68?72份乙醇混合攪拌至均勻,得混合溶液;步驟S2,將18?22份纖維素添加到78?82份混合溶液中,60?70°C攪拌2?12小時(shí);步驟S3,將步驟S2溶液過濾,收集濾渣,濾渣置于80-90 0C干燥32?40小時(shí)即得。
[0008]進(jìn)一步地,所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷。
[0009]進(jìn)一步地,所述界面相容劑為馬來酸酐、馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝乙丙三元橡膠中的一種或多種。
[0010]進(jìn)一步地,所述熱穩(wěn)定劑為乙烯-乙酸乙烯共聚物、硬脂酸鋅、甘油酯中的一種或多種。
[0011]進(jìn)一步地,所述抗紫外線劑為乙炔黑或水楊酸苯酯;所述潤滑劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸鈉中的一種或多種;所述抗氧劑為抗氧劑1010。
[0012]進(jìn)一步地,所述填料為碳酸鈣、滑石粉、硅粉、二硫化鉬、二氧化鈦中的一種或多種,填料粒徑大小為260?400目。
[0013]上述光纜外護(hù)套材料的制備方法,包括如下步驟: 步驟SI,將聚丙烯、改性木質(zhì)素、改性纖維素、界面相容劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料置于混合攪拌器中密閉混合攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為180?220r/min,攪拌時(shí)間I?3h;
步驟S2,將步驟SI混合攪拌后的物料送入升溫至160?170攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以580?620r/min的速度進(jìn)行造粒,再將擠出造粒后的復(fù)合粒子放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)以100?110攝氏度干燥22?26小時(shí);
步驟S3,將步驟S2干燥后的復(fù)合粒子與抗紫外線劑、熱穩(wěn)定劑、界面相容劑、ABS塑料、填料放入攪拌機(jī)中以80?120r/min密閉混合I?2小時(shí);
步驟S4,將步驟S3混合完的原料加入已升溫至160?180攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以900?1100r/min的速度進(jìn)行造粒,再將擠出粒冷卻后放入鼓風(fēng)干燥箱中以100?110攝氏度進(jìn)行干燥11?13小時(shí);
步驟S5,將步驟S4干燥后的粒子與抗氧劑、界面相容劑密閉混合2.?3小時(shí)后加入已升溫至150?160攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以480?520r/min的速度造粒,即得成品。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
(1)聚丙烯無臭無毒、耐熱耐腐蝕且密度小,是最輕便的通用塑料。聚丙烯材料的主鏈碳原子上有交替連接的側(cè)甲基,在空間結(jié)構(gòu)上是三個(gè)單體單元的螺旋型結(jié)構(gòu),較聚乙烯有著更強(qiáng)的抗沖擊效果。本發(fā)明提供的光纜外護(hù)套材料使用聚丙烯為主要原料,與現(xiàn)有聚乙烯護(hù)套類比較具有超高彈性模量、抗低溫脆性和高抗張強(qiáng)度,同時(shí)還具有較好的光澤度、光滑效果和抗老化性能,克服了一般極性材料混合后高吸水性的不足,還可抗霉變;
(2)木質(zhì)素具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),物質(zhì)呈現(xiàn)網(wǎng)狀,有極強(qiáng)的抗壓能力,彌補(bǔ)了聚丙烯的低剛性的缺陷。纖維素的長分子鏈易于和聚合材料形成較多纏結(jié)點(diǎn),有利于提高聚合材料的抗張性能及彈性模量。柔性ABS塑料的加入提高了聚合材料的柔性能力并且使得材料弱界面性能增強(qiáng),保證了材料在極低溫度下的性能;
(3)木質(zhì)素和纖維素為極性材料,而聚丙烯和柔性ABS塑料是非極性材料,簡單混合會有界面空隙形成。通過將木質(zhì)素和纖維素改性,再加上界面相容劑的作用,可以規(guī)避界面空隙的形成,提高了本發(fā)明材料的性能。
【具體實(shí)施方式】
[0015]
下面結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0016]改性木質(zhì)素的改性方法包括:步驟SI,將20份γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、8份氨水和72份乙醇混合攪拌至均勻,得混合溶液;步驟S2,將25份木質(zhì)素添加到75份混合溶液中,待木質(zhì)素浸潤后過濾,收集濾渣,濾渣置于85°C干燥36小時(shí)即得。
[0017]改性纖維素的改性方法包括:步驟SI,將20份乙烯基三乙氧基硅烷、10份氨水和70份乙醇混合攪拌至均勻,得混合溶液;步驟S2,將20份纖維素添加到80份混合溶液中,65°C攪拌7小時(shí);步驟S3,將步驟S2溶液過濾,收集濾渣,濾渣置于85°C干燥36小時(shí)即得。
[0018]聚丙烯顆粒在鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)后備用。
[0019]實(shí)施例1:光纜外護(hù)套材料的制備
步驟SI,將5千克聚丙烯顆粒、2.5千克改性木質(zhì)素、1.8千克改性纖維素、0.3千克馬來酸酐接枝乙丙三元橡膠、0.15千克乙烯-乙酸乙烯共聚物、0.1千克硬脂酸鈉、0.1千克聚丙烯蠟、0.2千克碳酸鈣粉末放入攪拌器中以200r/min的速度密閉混合2小時(shí)。
[0020]步驟S2,步驟SI混合攪拌后的物料送入升溫至165攝氏度雙螺桿擠出機(jī)中,以600r/min的速度進(jìn)行造粒,將擠出造粒后的復(fù)合粒子放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)105攝氏度干燥24小時(shí)。
[0021 ]步驟S3,將步驟S2干燥完的粒子摻入0.2千克乙炔黑、0.2千克乙烯-乙酸乙烯共聚物,0.1千克甘油酯、0.15千克馬來酸酐接枝聚丙烯、1.2千克ABS塑料、0.2千克滑石粉后放入攪拌機(jī)中以100r/min密閉混合1.5小時(shí)。
[0022]步驟S4,將步驟S3混合完的原料加入已升溫至170攝氏度雙螺桿擠出機(jī)中,以lOOOr/min的速度進(jìn)行造粒,再將擠出粒冷卻后放入鼓風(fēng)干燥箱中以105攝氏度進(jìn)行干燥12小時(shí)。
[0023]步驟S5,將步驟S4干燥后的粒子與0.15千克抗氧劑1010、0.05千克馬來酸酐密閉混合2.5小時(shí),將混合完的原料加入已升溫至155攝氏度雙螺桿擠出機(jī)中,以500r/min的速度進(jìn)行造粒。造出粒子即為本制備方案所制備成品。
[0024]實(shí)施例2:光纜外護(hù)套材料的制備原料重量份比:
聚丙烯,35份;改性木質(zhì)素,20份;改性纖維素,15份;ABS塑料,15份;界面相容劑,3份;熱穩(wěn)定劑,1.5份;抗紫外線劑,2.5份;潤滑劑,1.5份;抗氧劑,2.5份;填料;2.5份。界面相容劑可以選用馬來酸酐、馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝乙丙三元橡膠中的一種或多種;熱穩(wěn)定劑選用乙烯-乙酸乙烯共聚物、硬脂酸鋅、甘油酯中的一種或多種;抗紫外線劑為乙炔黑或水楊酸苯酯;潤滑劑選用聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸鈉中的一種或多種;抗氧劑為抗氧劑11;填料選用碳酸鈣、滑石粉、硅粉、二硫化鉬、二氧化鈦中的一種或多種,填料粒徑大小為260?400目。
[0025]制備方法:
步驟SI,將聚丙烯、改性木質(zhì)素、改性纖維素、界面相容劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料置于混合攪拌器中密閉混合攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min,攪拌時(shí)間2h;
步驟S2,將步驟SI混合攪拌后的物料送入升溫至160?170攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以600r/min的速度進(jìn)行造粒,再將擠出造粒后的復(fù)合粒子放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)以105攝氏度干燥24小時(shí);
步驟S3,將步驟S2干燥后的復(fù)合粒子與抗紫外線劑、熱穩(wěn)定劑、界面相容劑、ABS塑料、填料放入攪拌機(jī)中以100r/min密閉混合1.5小時(shí);
步驟S4,將步驟S3混合完的原料加入升溫至170攝氏度的雙螺桿擠出機(jī),以1000r/min的速度進(jìn)行造粒,將擠出粒冷卻后放入鼓風(fēng)干燥箱中以105攝氏度進(jìn)行干燥12小時(shí);
步驟S5,將步驟S4干燥后的粒子與抗氧劑、界面相容劑密閉混合2..5小時(shí)后加入已升溫至155攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以500r/min的速度造粒,即得成品。
[0026]實(shí)施例3:光纜外護(hù)套材料的制備原料重量份比:
聚丙烯,30份;改性木質(zhì)素,15份;改性纖維素,10份;ABS塑料,10份;界面相容劑,2份;熱穩(wěn)定劑,I份;抗紫外線劑,2份;潤滑劑,I份;抗氧劑,2份;填料;2份。界面相容劑可以選用馬來酸酐、馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝乙丙三元橡膠中的一種或多種;熱穩(wěn)定劑選用乙烯-乙酸乙烯共聚物、硬脂酸鋅、甘油酯中的一種或多種;抗紫外線劑為乙炔黑或水楊酸苯酯;潤滑劑選用聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸鈉中的一種或多種;抗氧劑為抗氧劑1010;填料選用碳酸鈣、滑石粉、硅粉、二硫化鉬、二氧化鈦中的一種或多種,填料粒徑大小為260?
400 目。
[0027]制備方法:
步驟SI,將聚丙烯、改性木質(zhì)素、改性纖維素、界面相容劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料置于混合攪拌器中密閉混合攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min,攪拌時(shí)間2h;
步驟S2,將步驟SI混合攪拌后的物料送入升溫至160?170攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以600r/min的速度進(jìn)行造粒,再將擠出造粒后的復(fù)合粒子放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)以105攝氏度干燥24小時(shí);
步驟S3,將步驟S2干燥后的復(fù)合粒子與抗紫外線劑、熱穩(wěn)定劑、界面相容劑、ABS塑料、填料放入攪拌機(jī)中以100r/min密閉混合1.5小時(shí);
步驟S4,將步驟S3混合完的原料加入升溫至170攝氏度的雙螺桿擠出機(jī),以1000r/min的速度進(jìn)行造粒,將擠出粒冷卻后放入鼓風(fēng)干燥箱中以105攝氏度進(jìn)行干燥12小時(shí);
步驟S5,將步驟S4干燥后的粒子與抗氧劑、界面相容劑密閉混合2..5小時(shí)后加入已升溫至155攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以500r/min的速度造粒,即得成品。
[0028]實(shí)施例4:光纜外護(hù)套材料的制備原料重量份比:
聚丙烯,40份;改性木質(zhì)素,25份;改性纖維素,20份;ABS塑料,20份;界面相容劑,4份;熱穩(wěn)定劑,2份;抗紫外線劑,3份;潤滑劑,2份;抗氧劑,3份;填料;3份。界面相容劑可以選用馬來酸酐、馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝乙丙三元橡膠中的一種或多種;熱穩(wěn)定劑選用乙烯-乙酸乙烯共聚物、硬脂酸鋅、甘油酯中的一種或多種;抗紫外線劑為乙炔黑或水楊酸苯酯;潤滑劑選用聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸鈉中的一種或多種;抗氧劑為抗氧劑1010;填料選用碳酸鈣、滑石粉、硅粉、二硫化鉬、二氧化鈦中的一種或多種,填料粒徑大小為260?400 目。
[0029]制備方法:
步驟SI,將聚丙烯、改性木質(zhì)素、改性纖維素、界面相容劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料置于混合攪拌器中密閉混合攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min,攪拌時(shí)間2h;
步驟S2,將步驟SI混合攪拌后的物料送入升溫至160?170攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以600r/min的速度進(jìn)行造粒,再將擠出造粒后的復(fù)合粒子放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)以105攝氏度干燥24小時(shí);
步驟S3,將步驟S2干燥后的復(fù)合粒子與抗紫外線劑、熱穩(wěn)定劑、界面相容劑、ABS塑料、填料放入攪拌機(jī)中以100r/min密閉混合1.5小時(shí);
步驟S4,將步驟S3混合完的原料加入升溫至170攝氏度的雙螺桿擠出機(jī),以1000r/min的速度進(jìn)行造粒,將擠出粒冷卻后放入鼓風(fēng)干燥箱中以105攝氏度進(jìn)行干燥12小時(shí);
步驟S5,將步驟S4干燥后的粒子與抗氧劑、界面相容劑密閉混合2..5小時(shí)后加入已升溫至155攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以500r/min的速度造粒,即得成品。
[0030]聚丙烯無臭無毒、耐熱耐腐蝕且密度小,是最輕便的通用塑料。聚丙烯材料的主鏈碳原子上有交替連接的側(cè)甲基,在空間結(jié)構(gòu)上是三個(gè)單體單元的螺旋型結(jié)構(gòu),較聚乙烯有著更強(qiáng)的抗沖擊效果。本發(fā)明提供的光纜外護(hù)套材料使用聚丙烯為主要原料,與現(xiàn)有聚乙烯護(hù)套類比較具有超高彈性模量、抗低溫脆性和高抗張強(qiáng)度,同時(shí)還具有較好的光澤度、光滑效果和抗老化性能,克服了一般極性材料混合后高吸水性的不足,還可抗霉變。木質(zhì)素具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),物質(zhì)呈現(xiàn)網(wǎng)狀,有極強(qiáng)的抗壓能力,彌補(bǔ)了聚丙烯的低剛性的缺陷。纖維素的長分子鏈易于和聚合材料形成較多纏結(jié)點(diǎn),有利于提高聚合材料的抗張性能及彈性模量。柔性ABS塑料的加入提高了聚合材料的柔性能力并且使得材料弱界面性能增強(qiáng),保證了材料在極低溫度下的性能。木質(zhì)素和纖維素為極性材料,而聚丙烯和柔性ABS塑料是非極性材料,簡單混合會有界面空隙形成。通過將木質(zhì)素和纖維素改性,再加上界面相容劑的作用,可以規(guī)避界面空隙的形成,提高了本發(fā)明材料的性能。
[0031]上述實(shí)施例的作用在于說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容,但并不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纜外護(hù)套材料,其特征在于,通過如下重量份的原料制成:聚丙烯,30?40份;改性木質(zhì)素,15?25份;改性纖維素,10?20份;ABS塑料,10?20份;界面相容劑,2?4份;熱穩(wěn)定劑,1~2份;抗紫外線劑,2?3份;潤滑劑,1~2份;抗氧劑,2?3份;填料;2?3份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜外護(hù)套材料,其特征在于,所述改性木質(zhì)素的改性方法包括:步驟SI,將18?22份硅烷偶聯(lián)劑、6?10份氨水和70?74份乙醇混合攪拌至均勻,得混合溶液;步驟S2,將23?27份木質(zhì)素添加到73?77份混合溶液中,待木質(zhì)素浸潤后過濾,收集濾渣,濾渣置于80?90 °C干燥32?40小時(shí)即得。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纜外護(hù)套材料,其特征在于:所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜外護(hù)套材料,其特征在于,所述改性纖維素的改性方法包括:步驟SI,將18?22份硅烷偶聯(lián)劑、8?12份氨水和68?72份乙醇混合攪拌至均勻,得混合溶液;步驟S2,將18?22份纖維素添加到78?82份混合溶液中,60?70°C攪拌2?12小時(shí);步驟S3,將步驟S2溶液過濾,收集濾渣,濾渣置于80?90°C干燥32?40小時(shí)即得。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纜外護(hù)套材料,其特征在于:所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基娃燒。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一所述的光纜外護(hù)套材料,其特征在于:所述界面相容劑為馬來酸酐、馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝乙丙三元橡膠中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一所述的光纜外護(hù)套材料,其特征在于:所述熱穩(wěn)定劑為乙烯-乙酸乙烯共聚物、硬脂酸鋅、甘油酯中的一種或多種。8.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一所述的光纜外護(hù)套材料,其特征在于:所述抗紫外線劑為乙炔黑或水楊酸苯酯;所述潤滑劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸鈉中的一種或多種;所述抗氧劑為抗氧劑1010。9.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一所述的光纜外護(hù)套材料,其特征在于:所述填料為碳酸鈣、滑石粉、硅粉、二硫化鉬、二氧化鈦中的一種或多種,填料粒徑大小為260?400目。10.權(quán)利要求1?5任一所述光纜外護(hù)套材料的制備方法,其特征在于,包括如下步驟: 步驟SI,將聚丙烯、改性木質(zhì)素、改性纖維素、界面相容劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料置于混合攪拌器中密閉混合攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為180?220r/min,攪拌時(shí)間I?3h; 步驟S2,將步驟SI混合攪拌后的物料送入升溫至160?170攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以580?620r/min的速度進(jìn)行造粒,再將擠出造粒后的復(fù)合粒子放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)以100?110攝氏度干燥22?26小時(shí); 步驟S3,將步驟S2干燥后的復(fù)合粒子與抗紫外線劑、熱穩(wěn)定劑、界面相容劑、ABS塑料、填料放入攪拌機(jī)中以80?120r/min密閉混合I?2小時(shí); 步驟S4,將步驟S3混合完的原料加入已升溫至160?180攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以900?1100r/min的速度進(jìn)行造粒,再將擠出粒冷卻后放入鼓風(fēng)干燥箱中以100?110攝氏度進(jìn)行干燥11?13小時(shí); 步驟S5,將步驟S4干燥后的粒子與抗氧劑、界面相容劑密閉混合2.?3小時(shí)后加入已升溫至150?160攝氏度的雙螺桿擠出機(jī)中,以480?520r/min的速度造粒,即得成品。
【文檔編號】C08K3/04GK106046540SQ201610450901
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】昂亞峰
【申請人】南京華信藤倉光通信有限公司