CN103172933B - 光纤用二次被覆改性pp材料及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光纤用二次被覆改性PP材料及制造方法，该材料包括如下重量百分数的组分：聚丙烯含量80%～90%，聚乙烯（PE）含量3%～10%，钛白粉（TiO2）1%～5%，纳米碳酸钙（CaCO3）3%～10%，成核剂1%～5%。本发明采用PP材料和PE材料复合，与钛白粉、纳米碳酸钙、亚甲基双磷酸酯铝盐材料共用，采用特殊的加工工艺技术双螺杆挤出改性法，取得的光纤用二次被覆改性PP材料具有分子量大、高强度、高韧性、低收缩、加工工艺性能良好的效果，本发明的光纤用二次被覆改性PP材料适用于光纤松套管的制造。

Description

光纤用二次被覆改性PP材料及制造方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料及其制备方法，特别是涉及一种光纤用聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
随着中国3G时代的到来，中国的通信行业迅猛发展，做为通讯基础设施的光缆的产量逐年增加，带动了整个产业链的蓬勃发展。松套管是光缆结构中非常重要的结构，它保护内部光纤不受外部环境影响。
在松套管的材料选用设计中，松套管与其他材料（如光纤油膏，光纤表面的UV固化树脂）的化学相容性和加工性能是最重要的，此外，还要考虑到材料在加工过程中能承受高压力和高速剪切，并且成型后有较低的残余应力。选用聚合物在加工工程中随温度的改变其尺寸变化要小，通常我们希望松套管材料有较低线性膨胀系数确保内部的光纤在不同的环境温度下不会由于松套管尺寸的变化而产生应力。选用的聚合物在加工过程中受剪切作用后尽量小的发生取向效应，并且在高温挤出后有较小的出模膨胀和收缩，因为挤出收缩大会导致光纤余长难以控制，导致光纤衰耗增大。由于上述原因，常规的聚烯烃材料聚乙烯PE，聚丙烯PP，聚苯乙烯PS，都不能满足，因此工程树脂中聚甲基丙烯酸丁二醇脂PBT，聚碳酸脂PC，尼龙12（聚酰胺nylon-12）得到大量应用，这三种工程塑料都有高的杨式模量跟低的线性膨胀系数，但他们同样也存在一些问题，高成本，高熔点，高熔体黏度，加工难度大等缺点。
国内普遍采用PBT材料作为光纤松套管，在实际应用中，由于PBT松套管强度高，比较硬，在实际敷设光缆的过程中，光缆的接头盒处进行缠绕时容易折损，影响了光纤的传输。同时PBT束管也存在着不耐水解，后收缩大，生产成本高等特点，因而开发出替代PBT束管的新材料，非常紧迫。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种原材料易得、产品成本低廉、投资少、见效快、工艺流程简单易操作的生产方法。该方法所得产品光纤用二次被覆改性PP材料，性能稳定、加工工艺性能良好，具有强度高，韧性高，低收缩，生产成本低。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种光纤用二次被覆改性PP材料，其特征在于，该材料包括如下重量百分数的组分：
聚丙烯80%～90%
聚乙烯3%～10%
钛白粉1%～5%
纳米碳酸钙3%～10%
成核剂1%～5%。
优选的技术方案是，该材料包括如下重量百分数的组分：
聚丙烯85%
聚乙烯6%
钛白粉2%
纳米碳酸钙6%
成核剂1%。
优选的技术方案是，成核剂为亚甲基双磷酸酯铝盐。
本发明的技术方案还提供了一种制备光纤用二次被覆改性PP材料的方法，包括以下步骤：
步骤一：按聚丙烯含量80%～90%，聚乙烯（PE）含量3%～10%，钛白粉（TiO2）1%～5%，纳米碳酸钙（CaCO3）3%～10%，成核剂1%～5%的重量百分数的组分配料；
步骤二：依次加入到高速混合机内，混合时间为10分钟，均匀后放出；
步骤三：加入到双螺杆机的料斗中，进行混合熔融；
步骤四：从双螺杆机中挤出，冷却、切粒、包装。
优选的技术方案是，步骤二为高速混合机共混，转速2000转／分钟，共混机容积为100公斤～500公斤。
优选的技术方案是，步骤三中双螺杆机的规格为TE-65～125。
优选的技术方案是，所述步骤三中混合熔融温度为：第一区温度：180℃；第二区温度：190℃；第三区温度：210℃；第四区温度：220℃；第五区温度：220℃；第六区温度：220℃；法兰温度：220℃；机颈温度：220℃；机头温度：220℃。
本发明的优点和有益效果在于：添加PE的作用在于能提高材料的韧性；添加钛白粉（TiO2）的作用在于能大幅度减少材料的收缩，提高材料的强度；添加纳米碳酸钙的作用在于改变材料的外观，外表更加光滑细腻；添加成核剂的作用在于提高PP的抗冲击性、刚性，优选的亚甲基双磷酸酯铝盐提高聚丙烯的表面光泽等方面具有良好的平衡性，而且加工热稳定性好，加工过程不产生异味，缩短PP加工周期，提高PP起始结晶温度，从而提高生产效率。该方法原材料易得、产品成本低廉、投资少、见效快、工艺流程简单易操作；所得产品光纤二次被覆改性PP材料，性能稳定、加工工艺性能良好，具有强度高，韧性高，低收缩，生产成本低等优点。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
先按聚丙烯含量90%（重量比），聚乙烯（PE）含量4%（重量比），钛白粉（TiO2）1%（重量比），纳米碳酸钙（CaCO3）4%（重量比），成核剂1%（重量比）配料，分别加入到高速混合机内进行共混，启动混合机混合时间为10分钟，转速2000转／分钟，本发明使用的共混机容积为100公斤～500公斤，均匀后放出，然后加入到双螺杆机的料斗中，本发明采用双螺杆机的规格为TE-65125，混合熔融温度为：第一区温度：180℃；第二区温度：190℃；第三区温度：210℃；第四区温度：220℃；第五区温度：220℃；第六区温度：220℃；法兰温度：220℃；机颈温度：220℃；机头温度：220℃，反应完成后，进行挤出，冷却、切粒、包装。所得材料为光纤用二次被覆改性PP材料。
实施例2
先按聚丙烯含量85%（重量比），聚乙烯（PE）含量6%（重量比），钛白粉（TiO2）2%（重量比），纳米碳酸钙（CaCO3）6%（重量比），亚甲基双磷酸酯铝盐（ADKStabNA-21）1%（重量比）配料，分别加入到高速混合机内进行共混，启动混合机混合时间为10分钟，转速2000转／分钟，本发明使用的共混机容积为100公斤～500公斤，均匀后放出，然后加入到双螺杆机的料斗中，本发明采用双螺杆机的规格为TE-65-125，混合熔融温度为：第一区温度：180℃；第二区温度：190℃；第三区温度：210℃；第四区温度：220℃；第五区温度：220℃；第六区温度：220℃；法兰温度：220℃；机颈温度：220℃；机头温度：220℃，反应完成后，进行挤出，冷却、切粒、包装。所得材料为光纤用二次被覆改性PP材料。
实施例3
先按聚丙烯含量80%（重量比），聚乙烯（PE）含量8%（重量比），钛白粉（TiO2）3%（重量比），纳米碳酸钙（CaCO3）7%（重量比），亚甲基双磷酸酯铝盐（ADKStabNA-21）2%（重量比）配料，分别加入到高速混合机内进行共混，启动混合机混合时间为10分钟，转速2000转／分钟，本发明使用的共混机容积为100公斤～500公斤，均匀后放出，然后加入到双螺杆机的料斗中，本发明采用双螺杆机的规格为TE-65125，混合熔融温度为：第一区温度：180℃；第二区温度：190℃；第三区温度：210℃；第四区温度：220℃；第五区温度：220℃；第六区温度：220℃；法兰温度：220℃；机颈温度：220℃；机头温度：220℃，反应完成后，进行挤出，冷却、切粒、包装。所得材料为光纤用二次被覆改性PP材料。
实施例4
先按聚丙烯含量88%（重量比），聚乙烯（PE）含量5%（重量比），钛白粉（TiO2）1%（重量比），纳米碳酸钙（CaCO3）5%（重量比），亚甲基双磷酸酯铝盐（ADKStabNA-21）1%（重量比）配料，分别加入到高速混合机内进行共混，启动混合机混合时间为10分钟，转速2000转／分钟，本发明使用的共混机容积为100公斤～500公斤，均匀后放出，然后加入到双螺杆机的料斗中，本发明采用双螺杆机的规格为TE-65125，混合熔融温度为：第一区温度：180℃；第二区温度：190℃；第三区温度：210℃；第四区温度：220℃；第五区温度：220℃；第六区温度：220℃；法兰温度：220℃；机颈温度：220℃；机头温度：220℃，反应完成后，进行挤出，冷却、切粒、包装。所得材料为光纤用二次被覆改性PP材料。
实施例5
先按聚丙烯含量82%（重量比），聚乙烯（PE）含量8%（重量比），钛白粉（TiO2）2%（重量比），纳米碳酸钙（CaCO3）6.5%（重量比），亚甲基双磷酸酯铝盐（ADKStabNA-21）1.5%（重量比）配料，分别加入到高速混合机内进行共混，启动混合机混合时间为10分钟，转速2000转／分钟，本发明使用的共混机容积为100公斤～500公斤，均匀后放出，然后加入到双螺杆机的料斗中，本发明采用双螺杆机的规格为TE-65125，混合熔融温度为：第一区温度：180℃；第二区温度：190℃；第三区温度：210℃；第四区温度：220℃；第五区温度：220℃；第六区温度：220℃；法兰温度：220℃；机颈温度：220℃；机头温度：220℃，反应完成后，进行挤出，冷却、切粒、包装。所得材料为光纤用二次被覆改性PP材料。
本发明所得材料物理性能参数值见下表：
该方法原材料易得、产品成本低廉、投资少、见效快、工艺流程简单易操作；所得产品光纤二次被覆改性PP材料，性能稳定、加工工艺性能良好，具有强度高，韧性高，低收缩，生产成本低等优点，产品完全符合中华人民共和国通信行业GB/T20186.2—2008标准的要求,能够满足光纤松套的工艺要求，可以替代PBT松套材料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种制造光纤用二次被覆改性PP材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按重量百分数的组分配料；
步骤二：依次加入到高速混合机内，混合时间为10分钟，均匀后放出；
步骤三：加入到双螺杆机的料斗中，进行混合熔融；
步骤四：从双螺杆机中挤出，冷却、切粒、包装；
光纤用二次被覆改性PP材料包括如下重量百分数的组分：
聚丙烯80%～90%
聚乙烯3%～10%
钛白粉1%～5%
纳米碳酸钙3%～10%
成核剂1%～5%
所述成核剂为亚甲基双磷酸酯铝盐；所述步骤三中混合熔融温度为：第一区温度：180℃；第二区温度：190℃；第三区温度：210℃；第四区温度：220℃；第五区温度：220℃；第六区温度：220℃；法兰温度：220℃；机颈温度：220℃；机头温度：220℃。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二为高速混合机共混，转速2000转／分钟，共混机容积为100公斤～500公斤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中双螺杆机的规格为TE-65～125。
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