CN101789283B

CN101789283B - 环保型半干式高吸水膨胀阻水膏及其制备工艺

Info

Publication number: CN101789283B
Application number: CN2010101371369A
Authority: CN
Inventors: 陈永文; 丹尼·苏荷; 艾迪·切斯洪; 黄燕生; 任丽华
Original assignee: UNIGEL COMMUNICATION CO Ltd
Current assignee: Jouni Jill Intellectual Property Ltd
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: CN101789283A

Abstract

本发明公开了一种环保型半干式高吸水膨胀阻水膏及其制备工艺，属于光(电)缆用阻水膏技术领域，组分及各组分的质量配比为：精练白矿物油60％～80％，分层抑制剂2％～6％，双层热塑性结构微球0.5％～6％，抗氧剂0.3～1％，高分子吸水膨胀剂4～18％，二氧化硅2～10％。本发明所述的工艺制备的阻水膏是选择热塑性双层结构微球材料并基于具有触变性和长期热稳定性的流体而精心制造，有利于充分填充和有效地控制余长。在常温下的触变性能及其优越，可解决在光缆生产、运输和流动过程中可能会受到弯曲、振动、冲击等外力作用，缓冲盈利，为光纤起到保护作用，同时有利于因外力而导致光纤在平衡位置附近移动。

Description

环保型半干式高吸水膨胀阻水膏及其制备工艺

技术领域

本发明属于光(电)缆用阻水膏技术领域，尤其是涉及一种环保型半干式高吸水膨胀阻水膏及其制备工艺。

背景技术

光(电)缆是信号传输的载体，其结构和质量的长期稳定性对信号的传输至关重要。光缆用阻水膏是填充在成绞松套管(空隙)和护套、钢带下面的外覆层之间。这些化合物通常是软的油膏或者润滑脂类，在制造光缆时可以在室温下使用。所有这些化合物都有一个共同的特性：在光缆受到损害时，作为一屏障阻止水纵向迁移到光缆中。另外这些填充化合物的化学性质也必需和所有用于光缆结构中的物质相兼容，并且在光缆的寿命期限内不能对光缆的性能产生任何不利的影响。

国内外进行了多方面的研究，提出和应用了多种防水方法，从第一代充气维护到第二代热填充油膏及第三代冷填充油膏，最后发展到吸水膨胀材料的使用，目前，填充膏仍是国际上普遍采用的防潮防水的方法。过去人们比较关注直接与光纤接触的纤膏的性能而忽视缆膏的性能，也就更不会关注于缆膏的环保性能。

中国专利ZL01138222.8公布了一种光缆用吸水膨胀触变型阻水膏，此油膏可用于冷填充，填充后遇水吸水膨胀，达到阻水作用，克服了热熔型填充膏要加热到熔化温度时才能填充，既浪费能源又在使用过程中滴落污染环境的缺点。现使用的高吸水膨胀阻水膏出现的普遍问题是主原料油的比例过大(油的比例都在80％以上)，导致阻水膏密度大，接合时不易清洁的缺陷。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种环保型半干式高吸水膨胀阻水膏，该阻水膏具有重量轻、易填充以及易清洁的优点，符合安全环保少油化的观念，解决现有技术存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环保型半干式高吸水膨胀阻水膏，包括如下组分：精练白矿物油，分层抑制剂，双层热塑性结构微球，抗氧剂，高分子吸水膨胀剂，二氧化硅；各组分的质量配比为：精练白矿物油60％～80％，分层抑制剂2％～6％，双层热塑性结构微球0.5％～6％，抗氧剂0.3～1％，高分子吸水膨胀剂4～18％，二氧化硅2～10％。

优选的方案是：还含有抗真菌剂0.01～0.5％，所述的抗真菌剂为2-辛基-4-同噻唑啉结构的抗真菌剂。

更优的方案是：所述的双层热塑性结构微球包括丙烯腈共聚物壳体和碳氢化合物气囊。

更优的方案是：所述的碳氢化合物气囊为异戊烷即2-甲基丁烷；所述的分层抑制剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物；所述的高分子吸水膨胀剂可以选择本领域常用的高分子吸水剂，如丙烯酸盐类。

更优的方案是：所述的双层热塑性结构微球直径为10～60μm；密度为0.001～0.04kg/m³。

更优的方案是：所述的抗氧剂为液态酚类或者四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述的二氧化硅为疏水型和/或亲水型气相二氧化硅或者二氧化硅的气熔胶。

本发明的目的之二在于提供一种环保型半干式高吸水膨胀阻水膏的制备工艺，包括如下步骤：

(1)取占总质量配比60％～80％的精练白矿物油搅拌作为基础油膏，升温至120℃左右，保持2～5h，去除杂质；

(2)将占总质量配比2％～6％分层抑制剂苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物加入白矿物油中，110±10℃搅拌1～2h，待分层抑制剂苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物与基础油膏体系互溶之后冷却至45℃到15℃之间；

(3)加入添加剂，所述添加剂包括占总质量配比0.3～1％的抗氧剂，总质量配比4～18％的高分子吸水膨胀剂，高分子吸水膨胀剂2～10％的二氧化硅，并充分搅拌；

(4)加入占总质量配比0.5％～6％双层热塑性结构微球，搅拌均匀，制得环保型半干式高吸水膨胀阻水膏，储存备用。

优选的是：所述的分层抑制剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物；所述的双层热塑性结构微球包括丙烯腈共聚物壳体和碳氢化合物气囊。

本发明的目的之三在于提供发明目的之一任一技术方案所述的环保型半干式高吸水膨胀阻水膏在生产通讯光缆、电缆或光电复合缆方面的应用，在填充设备应用该阻水膏填充缆心和缆心之间，以及缆心和护套之间的所有间歇，达到完全阻水的目的。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)极低密度(典型值0.55g/ml)

第一可解决目前传统油膏(密度为0.9g/ml)在架空光缆应用中常出现的由于密度较大而造成光缆自重大，不易施工等问题。其次可以节省油膏填充量，从而降低近成本。

(2)环保型半干式

传统的油膏本身较粘，在铺设时需用某种溶剂去除。在光缆材料的回收中，也必须用溶剂来清洁，才能把缆中不同的材料分开。再者，溶剂蒸发被吸入人体或者接触皮肤会引起不适。而本发明所述的阻水膏一旦填充进套管里它将表现出半干的柔软粉状结构使其足够干易于简单地用一般清洁布料清洗。不需要使用特定的溶剂来清洗这一独到的特性，使得光缆填充过程可减少溶剂蒸发造成的空气污染，从而保护环境。此外，还可节省因清洁问题带来的时间耗费而影响生产效率。

(3)优越的触变性能，冷填充，工艺简单

本发明所述的阻水膏是选择热塑性双层结构微球材料并基于具有触变性和长期热稳定性的流体而精心制造，有利于充分填充和有效地控制余长。在常温下的触变性能及其优越，可解决在光缆生产、运输和流动过程中可能会受到弯曲、振动、冲击等外力作用，缓冲盈利，为光纤起到保护作用，同时有利于因外力而导致光纤在平衡位置附近移动。

本发明所述的阻水膏在低温下保持柔软，可在室温下使用填充设备直接高速填充进松套管。同时，可根据填充条件的不同要求对软硬度进行相应调整以满足工艺要求。

(4)抗真菌性能(生物环保性能)

按贝尔实验室GR-20-CORE，R6-34标准要求，填充复合物应对细菌无营养。

有一些关于细菌侵蚀电缆的报告结果显示，往往是电缆被细菌通过其检修孔或裸露于潮湿环境和空气中的部分而侵蚀。在此条件下细菌和真菌能在护套聚合物上成长。如果护套材料被损坏(常常被昆虫)细菌和真菌会在电缆里繁殖蔓延。为防止这种状况，我们通过英国PRA的抗真菌试验，确认本发明所述的阻水膏对真菌和细菌的生长无营养。

本发明所述的精练白矿物油为加氢裂解矿物油，颜色透亮，具有优良的光稳定性和热稳定性。所述的双层热塑性结构微球，采用特殊的工艺后，丙烯腈共聚物热塑性壳体软化，壳体里面的碳氢化合物气囊膨胀，结果微球体积膨胀40倍以上，用特定技术膨胀的微球密度可以达到0.001～0.04kg/m³。此微球具有1、良好的热机械性能：不同型号的微球有不同的热机械性能，温度范围从50℃-200℃，可根据各种加工工艺和应用要求，选择最合适的微球产品。2、优良的弹性：热塑性壳体有优异的耐压性，良好的回弹性可以承受多次循环加压/卸压而不破裂。3、优异的膨胀性能：可具有达到原来几十倍的膨胀效果，膨胀后仍是一完整的密闭体。4、环保性能：聚合物微球无毒无污染，可作为环保型发泡剂在高端产品及高附加价值产品中使用。5、可供选择的多样性：可根据自己实际需求，选择不同密度需求的产品。所述的抗氧剂有良好的防止光和热引起的变色作用，不会像已公布的一些抗氧剂那样出现变色现象，且与大多数聚合物具有良好的相容性。

附图说明

图1为本发明实施例所述的阻水膏抗真菌性能实验结果示意图。图中：图1-1中，左边：阻水膏右边：对比样；图1-2中，左边：没滴曲霉菌的阻水膏；右边：滴有曲霉菌的阻水膏；图1-3中，左边：没滴曲霉菌的对比样；右边：滴有曲霉菌的对比样。

图2为本发明实施例所述的阻水膏RoHS检测实验流程图。

具体实施方式

实施例1 阻水膏的制作

把68g精练白矿物油搅拌，升温至120℃左右，保持2～5h，取5g苯乙烯-丁二稀嵌段共聚物加入白矿物油中，110±10℃搅拌1～2h，待共聚物与白矿物油体系互溶之后冷却至45℃到15℃之间后加入1.0g的抗氧剂，高分子吸水膨胀剂12g，二氧化硅粉末10g和0.5g抗真菌剂，搅拌0.5小时后加入2.5g的双层热塑性结构微球材料，再搅拌0.5小时后抽真空获得产品。

实施例2 阻水膏的制作

把68g精练白矿物油搅拌，升温至120℃左右，保持2～5h，取4g苯乙烯-丁二稀嵌段共聚物加入白矿物油中，110±10℃搅拌1～2h，待共聚物与白矿物油体系互溶之后冷却至45℃到15℃之间后加入1.0g的抗氧剂，高分子吸水膨胀剂12g，二氧化硅粉末10g和0.5g抗真菌剂，搅拌0.5小时后加入3.5g的双层热塑性结构微球材料，再搅拌0.5小时后抽真空获得产品。

实施例3 阻水膏的制作

把67g精练白矿物油搅拌，升温至120℃左右，保持2～5h，取3g苯乙烯-丁二稀嵌段共聚物加入白矿物油中，110±10℃搅拌1～2h，待共聚物与白矿物油体系互溶之后冷却至45℃到15℃之间后加入1.0g的抗氧剂，高分子吸水膨胀剂13g，二氧化硅粉末12g和0.5g抗真菌剂，搅拌0.5小时后加入3.5g的双层热塑性结构微球材料，再搅拌0.5小时后抽真空获得产品。

实施例4 阻水膏抗真菌性能实验

油膏测试方法简述：英国PRA通过修正的BS5980方法测试，把马铃薯葡萄糖果浆涂抹在长宽约为30mm×30mm的铝片，把大约3.5g的阻水膏样品分三层涂在铝片上，另外对比的铝片上涂抹上一半浓度的马铃薯葡萄糖果浆。

把其中一个含阻水膏样品的碟子和对比样品的碟子上滴上8滴悬浮有袍子的尼日尔曲霉菌IMI17454(每滴含有1×10⁵袍子)并把它放到25度温度下培养。培养14天后用显微镜观察真菌生长。可以看出本发明所述的阻水膏具有抗真菌生长功能。

详细说明见图1。图1-1中，左边：阻水膏右边：对比样；图1-2中，左边：没滴曲霉菌的阻水膏；右边：滴有曲霉菌的阻水膏；图1-3中，左边：没滴曲霉菌的对比样；右边：滴有曲霉菌的对比样。

实施例5 阻水膏RoHS检测实验

测试方法根据欧盟RoHS指令2002/95/EC以及后续修正指令的要求，参考测试方法IEC 62321：2008，ICP-OES；IEC 62321：2008，GC-MS以及IEC62321：2008，UV-Vis进行测试，具体测试流程为如图2所示。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于发明型的保护范围。

Claims

1.一种环保型半干式高吸水膨胀阻水膏，包括如下组分：精炼白矿物油，分层抑制剂，双层热塑性结构微球，抗氧剂，高分子吸水膨胀剂，二氧化硅；各组分的质量配比为：精炼白矿物油60％～80％，分层抑制剂2％～6％，双层热塑性结构微球0.5％～6％，抗氧剂0.3～1％，高分子吸水膨胀剂4～18％，二氧化硅2～10％；

所述的双层热塑性结构微球包括丙烯腈共聚物壳体和碳氢化合物气囊，该双层热塑性结构微球直径为10～60μm；密度为0.001～0.04kg/m³；

所述的碳氢化合物气囊为异戊烷即2-甲基丁烷；所述的分层抑制剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。

2.如权利要求1所述的环保型半干式高吸水膨胀阻水膏，其特征是：还含有抗真菌剂0.01～0.5％，所述的抗真菌剂为2-辛基-4-同噻唑啉结构的抗真菌剂。

3.如权利要求2所述的环保型半干式高吸水膨胀阻水膏，其特征是：所述的抗氧剂为液态酚类或者四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述的二氧化硅为疏水型和/或亲水型气相二氧化硅或者二氧化硅的气熔胶。

4.一种环保型半干式高吸水膨胀阻水膏的制备工艺，包括如下步骤：

(1)取占总质量配比60％～80％的精炼白矿物油搅拌最为基础油膏，升温至120℃左右，保持2～5h，去除杂质；

(2)将占总质量配比2％～6％分层抑制剂加入精炼白矿物油中，110±10℃搅拌1～2h，待分层抑制剂与基础油膏体系互溶之后冷却至45℃到15℃之间；(3)加入添加剂，所述添加剂包括占总质量配比0.3～1％的抗氧剂，总质量配比4～18％的高分子吸水膨胀剂，总质量配比2～10％的二氧化硅，并充分搅拌；

5.如权利要求4所述的环保型半干式高吸水膨胀阻水膏的制备工艺，其特征是：所述的分层抑制剂为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物；所述的双层热塑性结构微球包括丙烯腈共聚物壳体和碳氢化合物气囊。

6.如权利要求1～3任一项所述的环保型半干式高吸水膨胀阻水膏在生产通讯光缆、电缆或光电复合缆方面的应用。