CN104151681A - 一种高耐电痕adss光缆护套料 - Google Patents

一种高耐电痕adss光缆护套料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高耐电痕ADSS光缆护套料，其组分包括：聚乙烯树脂20～65重量份；聚有机硅氧烷5～50重量份；促进剂0.5～10重量份；耐电蚀稳定剂5～125重量份；相容剂1～20重量份；补强填料0～40重量份；助剂0～3重量份；其中；所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是含有活性环氧基团

Description

一种高耐电痕ADSS光缆护套料
技术领域
本发明涉及一种ADSS光缆护套料，特别涉及一种具有优良抗污自洁性的高耐电痕性ADSS光缆护套料。
背景技术
ADSS光缆(全介质自承式光缆)由于其具有质轻、外径小、敷设跨距大，易敷设等优点，并且它能与高压输电线路同塔敷设，充分利用了空间资源，同时它的检修可以不断电，因此近年来备受关注并不断研究。
但是敷设于室外的ADSS光缆通常在使用过程中表面会积聚大量粉尘，表面粉尘在接触到雨水等情况下形成浊液与电磁场，其共同作用下会产生电流，同时在自身与外界的热作用下，浊液又会不断挥发，当液体完全挥发后，电流又突然中断，因而形成电弧，表现在光缆外观上形成树枝状的痕迹，我们称之为“电痕”。电痕对ADSS光缆护套料形成了电腐蚀作用，严重的电痕会导致护套料的击穿，分解，进而导致断裂，导致光缆使用寿命大幅缩减。同时，光缆表面抗污效果差，在人体皮肤直接接触时会传播大量粉尘细菌对人体健康造成损害。
中国专利CN101747630A涉及了耐电痕光缆护套料的配方，但其主要是改善护套料的憎水性能，在护套料本身表面的抗污自洁研究上未有成效。
而本领域技术人员的常用方法是：采用非极性的聚合物材料，例如采用聚乙烯；降低炭黑的含量(一般低于2.6％)，同时增加抗紫外线添加剂；在护套料添加三水合氧化铝，利用其分解放出水蒸气带走热量而使得电痕化中止，但是其添加会导致护套的机械性能降低；或是采用XLPE提高护套的耐温等级，但工艺复杂(参见“ADSS光缆护套料的研究”，百度文库)。
综上所述，本领域迫切需要开发具有优良的抗污效果，并具有较高的耐电痕指标可有效防止污闪的ADSS光缆护套料。
发明内容
本发明的第一目的在于获得具有优良的抗污效果，并具有较高的耐电痕指标可有效防止污闪的ADSS光缆护套料。
本发明的第二目的在于获得具有优良的抗污效果，并具有较高的耐电痕指标可有效防止污闪的ADSS光缆护套料的制备方法。
本发明的第三目的在于获得具有优良的抗污效果，并具有较高的耐电痕指标可有效防止污闪的ADSS光缆护套料的用途。
在本发明的第一方面，提供了一种高耐电痕ADSS光缆护套料，其组分包括：
其中；
所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是含有活性环氧基团的高聚物；
所述耐电蚀稳定剂为含有羟基的无机氢氧化物。
优选的，所述的高耐电痕ADSS光缆护套料，其组分包括：
其中；
所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是含有活性环氧基团的高聚物；
所述耐电蚀稳定剂为含有羟基的无机氢氧化物。
在发明的一个具体实施方式中，所述的ADSS光缆护套料，由如下组分组成，其组分包括：
其中；
所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是高聚物；
所述耐电蚀稳定剂为含有羟基的无机氢氧化物。
在本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的聚乙烯树脂选自中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、茂金属线性低密度聚乙烯(MLLDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)的一种或者多种的混合。
在本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的聚有机硅氧烷选自甲基乙烯基硅橡胶、聚甲基硅氧烷、聚四甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基氨硅氧烷的一种或者多种的混合。
在本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的耐电蚀稳定剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、镁铝二氢氧化物中的一种或多种混合。
在一个具体实施方式中，选自纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、镁铝二氢氧化物中的一种或多种混合。
在本发明的一个具体实施方式中，其中，所述促进剂为环氧丙烷、环氧丁烷、二酚基丙烷环氧树脂、四酚基环氧树脂、α-萘酚线型酚醛环氧树脂、二氧化乙烯基环己烯环氧树脂的一种或几种的组合。
在本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的相容剂选自环状酸酐型相容剂、羧酸型相容剂或其组合。
在本发明的一个具体实施方式中，所述补强填料选自气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、碳酸钙、陶土、硅藻土、石英粉、氧化锌、氧化铁、二氧化钛、硅酸锆或其组合。
在一个具体实施方式中，所述的相容剂包含环状酸酐型相容剂(如聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)、或羧酸型相容剂(如聚乙烯接枝丙烯酸PE-g-MAA)。
在本发明的一个具体实施方式中，其中，所述的助剂包含交联剂、偶联剂、稳定剂、结构控制剂、润滑剂中的一种或者多种。
在一个具体实施方式中，所述的交联剂包含过氧化二叔丁基(DBTP)、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-5-二叔丁基过氧化己烷、三烯丙基异氰尿酸(TAIC)、过氧化二异丙苯(DCP)中的一种或多种混合。
在一个具体实施方式中，所述的偶联剂包含乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基三乙基酰氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷，钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的一种或多种混合。
在一个具体实施方式中，所述的稳定剂包含氧化稳定剂，光稳定剂，抗铜剂。例如选自受阻酚类抗氧化剂季戊四醇酯类抗氧化剂，亚磷酸酯抗氧化剂剂、二苯甲酮官能团化合物光稳定剂、受阻胺光稳定剂的一种或多种。
在一个具体实施方式中，所述的润滑剂包含脂肪酸(盐)、脂肪酸酰胺、聚硅酮中的至少一种。
在一个具体实施方式中，所述脂肪酸盐为硬脂酸锌。
本发明另一方面提供一种所述的高耐电痕ADSS光缆护套料的制备方法，其中，包括如下步骤：
提供所述的各个组分；
将所述组分混合，得到的混合物升温到80-180℃进行捏合，得到所述ADSS光缆护套料。
本发明的第三方面提供一种所述的高耐电痕ADSS光缆护套料在抗污自洁、提高安全性方面的应用。
具体实施方式
本发明的目的是针对上述现有技术中不足，提供一种高耐电痕且表面抗污的ADSS光缆护套料，在配方中环氧基团可与聚有机硅橡胶及无机氢氧化物表面的羟基形成特殊的化学微交联反应，最终在制品表面分布大量的具有憎水特性和不粘特性的基团，有效地降低制品表面吸附粉尘，污秽物的能力，大大降低污水在护套表明沉积而形成的电流。同时配方中存在的氢氧化铝在热的作用下可分解结晶水，水分的挥发能起到清洁作用，水蒸气气流会冲掉表面的浊物和碳化物，有效地减缓了护套导电通道的形成。
本发明中，术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”或“包括”中。
以下对本发明的各个方面进行详述：
高耐电痕ADSS光缆护套料的组分
本发明的高耐电痕ADSS光缆护套料，其组分包括：
其中；
所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是含有活性环氧基团的高聚物；
所述耐电蚀稳定剂为含有羟基的无机氢氧化物。
电痕对ADSS光缆护套料形成了电腐蚀作用，严重的电痕会导致护套料的击穿，分解，进而导致断裂，导致光缆使用寿命大幅缩减。
本领域技术人员的常用方法是：采用非极性的聚合物材料，例如采用聚乙烯；降低炭黑的含量(一般低于2.6％)，同时增加抗紫外线添加剂；在护套料添加三水合氧化铝，利用其分解放出水蒸气带走热量而使得电痕化中止，但是其添加会导致护套的机械性能降低；或是采用XLPE提高护套的耐温等级，但工艺复杂。
而申请人认为，该问题可从另一角度入手：光缆表面抗污效果差，在人体皮肤直接接触时会传播大量粉尘细菌对人体健康造成损害；因此开发光缆表面自洁抗污，满足其对人体皮肤接触友好型，提高光缆使用寿命的光缆护套料是值得尝试的。
在本发明的配方中环氧基团可与聚有机硅橡胶及无机氢氧化物表面的羟基形成特殊的化学微交联反应，最终在制品表面分布大量的具有憎水特性和不粘特性的基团，有效地降低制品表面吸附粉尘，污秽物的能力，大大降低污水在护套表明沉积而形成的电流。同时配方中存在的氢氧化铝在热的作用下可分解结晶水，水分的挥发能起到清洁作用，水蒸气气流会冲掉表面的浊物和碳化物，有效地减缓了护套导电通道的形成。
此外，本发明的补强填料可大大高于现有的2.6％，而不至于影响其他方面的性能。
优选的，所述的高耐电痕ADSS光缆护套料，其组分包括：
其中；
所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是含有活性环氧基团的高聚物；
所述耐电蚀稳定剂为含有羟基的无机氢氧化物。
在一个具体实施方式中，所述的ADSS光缆护套料由如下组分组成，其组分包括：
其中；
所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是高聚物；
所述耐电蚀稳定剂为含有羟基的无机氢氧化物。
聚乙烯树脂
在一个具体实施方式中，所述的聚乙烯树脂选自中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、茂金属线性低密度聚乙烯(MLLDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)的一种或者多种的混合。
聚有机硅氧烷
所述的聚有机硅氧烷可选自所述的聚有机硅氧烷选自甲基乙烯基硅橡胶、聚甲基硅氧烷、聚四甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基氨硅氧烷的一种或者多种的混合。
耐电蚀稳定剂
所述的耐电蚀稳定剂可选自氢氧化铝、氢氧化镁、镁铝二氢氧化物中的一种或多种混合。
在一个具体实施方式中，选自纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、镁铝二氢氧化物中的一种或多种混合。
促进剂
所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是高聚物。
可以是含有活性环氧基团的烷基化合物。例如含有活性环氧基团的直链或支链C1-C8烷基，优选直链或支链C1-C4烷基。
也可以是含有活性环氧基团的高聚物。例如各种环氧树脂。
例如，环氧丙烷、环氧丁烷、二酚基丙烷环氧树脂、四酚基环氧树脂、α-萘酚线型酚醛环氧树脂、二氧化乙烯基环己烯环氧树脂的一种或几种的组合。
相容剂
所述的相容剂可选自环状酸酐型相容剂、羧酸型相容剂或其组合。
在一个具体实施方式中，所述的相容剂包含环状酸酐型相容剂(如聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)、或羧酸型相容剂(如聚乙烯丙烯酸PE-g-MAA)。
补强填料
所述补强填料选自气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、碳酸钙、陶土、硅藻土、石英粉、氧化锌、氧化铁、二氧化钛、硅酸锆或其组合。
助剂
所述的助剂可包含交联剂、稳定剂、结构控制剂、润滑剂中的一种或者多种。
在一个具体实施方式中，所述的交联剂包含过氧化二叔丁基(DBTP)、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-5-二叔丁基过氧化己烷、三烯丙基异氰尿酸(TAIC)、过氧化二异丙苯(DCP)中的一种或多种混合(交联剂是否就是硅烷偶联剂？实施例中仅有“乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷”)。
在一个具体实施方式中，所述的偶联剂包含乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基三乙基酰氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷，钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂中的一种或多种混合。
在一个具体实施方式中，所述的稳定剂包含氧化稳定剂，光稳定剂，抗铜剂。例如选自受阻酚类抗氧化剂季戊四醇酯类抗氧化剂，亚磷酸酯抗氧化剂剂、二苯甲酮官能团化合物光稳定剂、受阻胺光稳定剂的一种或多种。
在一个具体实施方式中，所述的润滑剂包含脂肪酸(盐)、脂肪酸酰胺、聚硅酮中的至少一种。
在一个具体实施方式中，所述脂肪酸盐为硬脂酸锌。
制备方法
提供所述的高耐电痕ADSS光缆护套料的各个组分；
将所述组分混合，得到的混合物升温到80-180℃进行捏合，得到所述ADSS光缆护套料。
如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。
除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1
本发明的抗污自洁且高耐电痕的ADSS光缆护套料的得到方式如下：
在如下优选的各实施例中分别按表1配比称取原料组分，首先将聚乙烯，聚有机硅氧烷，耐电蚀稳定剂预混，研磨薄通后再加入补强填料，再次研磨薄通三遍后将混合料转到捏合机中并加入促进剂，升温到80-180℃捏合5-100分钟，加入剩余助剂后再捏合10-50分钟即可得到。
表1 为实施例配方：
表2 为实施例的测试结果
从实施例中得出：本发明提供的ADSS光缆护套料具有优异的抗污自洁性及耐电痕性，同时具有较高的力学性能，在未来要求环境友好型及高使用寿命的电缆行业中拥有广阔的使用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种高耐电痕ADSS光缆护套料，其组分包括：
其中；
所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是含有活性环氧基团的高聚物；
所述耐电蚀稳定剂为含有羟基的无机氢氧化物。
2.如权利要求1所述的ADSS光缆护套料，由如下组分组成，其组分包括：
其中；
所述促进剂为含有活性环氧基团的化合物或是高聚物；
所述耐电蚀稳定剂为含有羟基的无机氢氧化物。
3.如权利要求1所述的ADSS光缆护套料，其中，所述的聚乙烯树脂选自中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、茂金属线性低密度聚乙烯(MLLDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)的一种或者多种的混合。
4.如权利要求1所述的ADSS光缆护套料，其中，所述的聚有机硅氧烷选自甲基乙烯基硅橡胶、聚甲基硅氧烷、聚四甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基氨硅氧烷的一种或者多种的混合。
5.如权利要求1所述的ADSS光缆护套料，其中，所述的耐电蚀稳定剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、镁铝二氢氧化物中的一种或多种混合。
6.如权利要求1所述的ADSS光缆护套料，其中，所述促进剂为环氧丙烷、环氧丁烷、二酚基丙烷环氧树脂、四酚基环氧树脂、α-萘酚线型酚醛环氧树脂、二氧化乙烯基环己烯环氧树脂的一种或几种的组合。
7.如权利要求1所述的ADSS光缆护套料，其中，所述的相容剂选自环状酸酐型相容剂、羧酸型相容剂或其组合；和/或
所述补强填料选自气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、碳酸钙、陶土、硅藻土、石英粉、氧化锌、氧化铁、二氧化钛、硅酸锆或其组合。
8.如权利要求1所述的ADSS光缆护套料，其中，所述的助剂包含交联剂、偶联剂、稳定剂、结构控制剂、润滑剂中的一种或者多种。
9.一种如权利要求1所述的高耐电痕ADSS光缆护套料的制备方法，其中，包括如下步骤：
提供如权利要求1所述的各个组分；
将所述组分混合，得到的混合物升温到80-180℃进行捏合，得到所述ADSS光缆护套料。
10.一种如权利要求1所述的高耐电痕ADSS光缆护套料在抗污自洁、提高安全性方面的应用。
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