CN107286599A - 一种光纤光缆保护用pbt材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光纤光缆保护用PBT材料及其制备方法，以重量份数计，包括以下组分：PBT 100份，PP 33‑42份，PA66 10‑17份，扩链剂4‑9份，催化剂1‑3份，复合矿物纤维20‑34份，硬脂酸锌1‑2份，十二烷基硫酸钠4‑9份，稳定剂2‑7份，相溶剂10‑15份，增韧剂17‑22份，防老剂1‑2份。本申请制备的PBT材料具有较高的抗拉伸强度、抗冲击强度，耐腐蚀性、耐候性强，长期使用仍可以保持良好的稳定性，十分适合在光纤光缆保护中使用。

Description

一种光纤光缆保护用PBT材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及PBT材料领域，特别是涉及一种光纤光缆保护用PBT材料及其制备方法。
背景技术
随着通信产业和信息全球化的发展，对光纤光缆的需求日益增长。近几年新型光缆种类层出不穷，目前常用的有中心管式、骨架式、层绞式、光纤带式、海底光缆式等，对光缆在不同环境下的稳定性要求也越来越高。PBT是目前使用较为广泛的光纤保护用材料。
聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)是一种结晶型线型饱和聚酯树脂，具有优异的力学、电气、耐化学腐蚀以及低吸湿性能，是一种综合性能优良的塑料。PBT树脂还具有易结晶，成型速度快；有良好的物理性能，机械强度高，尺寸稳定，抗疲劳性较好等优点，以及分子链中无双键，耐候性、耐磨损性能优异的特点。PBT材料自问世以来发展相当迅速，已经在电子电器、汽车工业、机械、仪器仪表以及家用电器等领域有了广泛的应用。但是，PBT材料仍具有一些缺点，如缺口冲击强度低、阻燃性不高、热变形温度较低、高温下尺寸稳定性差等问题，需要通过对其进行改性使具有更好的综合性能。
中国专利CN201010558384.0公开了一种光纤护套管专用高粘度PBT树脂及其生产方法，包括以下步骤：(a)将对苯二甲酸和1,4-丁二醇充分混合得混合物；(b)将上述混合物和催化剂在压力0.4MPa、温度238℃～242℃条件下酯化反应160～170分钟生成对苯二甲酸丁二醇酯；(c)将所得对苯二甲酸丁二醇酯，在温度240℃～245℃、反应40～60分钟，生成聚合度为10-20的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂；(d)将上述聚合度为10-20的聚对苯二甲酸丁二醇酯在温度为240℃～252℃下反应240～360分钟,生成聚合度120以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。该制备方法制得的光纤护套管专用高粘度PBT树脂，生产成本低，拉伸强度、断裂伸长率等力学性能均能满足光纤生产需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种光纤光缆保护用PBT材料及其制备方法，该PBT材料具有较高的抗拉伸强度、抗冲击强度，耐腐蚀性、耐候性强，长期使用仍可以保持良好的稳定性，十分适合在光纤光缆保护中使用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种光纤光缆保护用PBT材料，以重量份数计，包括以下组分：
PBT 100份，PP 33-42份，PA66 10-17份，扩链剂4-9份，催化剂1-3份，复合矿物纤维20-34份，硬脂酸锌1-2份，十二烷基硫酸钠4-9份，稳定剂2-7份，相溶剂10-15份，增韧剂17-22份，防老剂1-2份；
所述复合矿物纤维的制备方法，包括以下步骤：
将秸秆粉末加入NMMO中，搅拌均匀后，加入纳米MoS2粉末和羟甲基纤维素，在80℃条件下超声分散2h后，在高速搅拌机中搅拌2h，制得纺丝原液，将纺丝原液加入单孔纺丝机中进行干湿法纺丝，制得复合矿物纤维。
优选的，所述复合矿物纤维中各组分用量为，以重量份数计：秸秆粉末15份，纳米MoS2粉末40份，羟甲基纤维素8份。
优选的，所述PBT的粘度为1.1-1.3。
优选的，所述扩链剂为双环氧类扩链剂。
优选的，所述催化剂为钛酸四丁酯。
优选的，所述稳定剂为稀土。
优选的，所述相溶剂为TMPTA。
优选的，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
优选的，所述防老剂为双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚。
一种光纤光缆保护用PBT材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将复合矿物纤维浸入硬脂酸锌和十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，在40-60℃条件下持续搅拌3-5h，过滤后，洗涤，烘干，制得改性复合矿物纤维；
(2)将PBT，扩链剂，催化剂，PP，PA66和相溶剂放入反应釜中混合均匀后，在210-230℃，压力为110Pa条件下反应7-8h，之后将温度降至80-90℃后向反应釜中加入改性复合矿物纤维，混合搅拌1h后，加入稳定剂，增韧剂，防老剂混合均匀后，加入单螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出温度为210-230℃，螺杆转速为220rpm，制得所述光纤光缆保护用PBT材料。
本发明具有以下有益效果，
纳米MoS2具有较低的剪切强度和硬度，可以有效的降低PBT材料中的摩擦系数和摩擦副磨损量，使得PBT材料在受到拉伸或冲击时内部结构可以平缓的发生形变而不会造成材料损伤。并且利用秸秆纤维和纳米MoS2粉末形成纤维结构，复合矿物纤维经过改性后均匀的分布于PBT材料中并与PBT材料牢固结合，形成类似骨架结构分布于PBT材料中，进一步提高了PBT材料的韧性和抗冲击性能。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种光纤光缆保护用PBT材料，以重量份数计，包括以下组分：
PBT 100份，PP 33份，PA66 10份，双环氧类扩链剂4份，钛酸四丁酯1份，复合矿物纤维20份，硬脂酸锌1份，十二烷基硫酸钠4份，稀土2份，TMPTA10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物17份，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚1份；
所述复合矿物纤维的制备方法，包括以下步骤：
将秸秆粉末加入NMMO中，搅拌均匀后，加入纳米MoS2粉末和羟甲基纤维素，在80℃条件下超声分散2h后，在高速搅拌机中搅拌2h，制得纺丝原液，将纺丝原液加入单孔纺丝机中进行干湿法纺丝，制得复合矿物纤维；所述复合矿物纤维中各组分用量为，以重量份数计：秸秆粉末15份，纳米MoS2粉末40份，羟甲基纤维素8份。
所述PBT的粘度为1.1。
该光纤光缆保护用PBT材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将复合矿物纤维浸入硬脂酸锌和十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，在40℃条件下持续搅拌3h，过滤后，洗涤，烘干，制得改性复合矿物纤维；
(2)将PBT，双环氧类扩链剂，钛酸四丁酯，PP，PA66和TMPTA放入反应釜中混合均匀后，在210℃，压力为110Pa条件下反应7h，之后将温度降至80℃后向反应釜中加入改性复合矿物纤维，混合搅拌1h后，加入稀土，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚混合均匀后，加入单螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出温度为210℃，螺杆转速为220rpm，制得所述光纤光缆保护用PBT材料。
实施例2
一种光纤光缆保护用PBT材料，以重量份数计，包括以下组分：
PBT 100份，PP42份，PA6617份，双环氧类扩链剂9份，钛酸四丁酯3份，复合矿物纤维34份，硬脂酸锌2份，十二烷基硫酸钠9份，稀土7份，TMPTA15份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物22份，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚2份；
所述复合矿物纤维的制备方法，与实施例1相同。
所述PBT的粘度为1.3。
该光纤光缆保护用PBT材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将复合矿物纤维浸入硬脂酸锌和十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，在60℃条件下持续搅拌5h，过滤后，洗涤，烘干，制得改性复合矿物纤维；
(2)将PBT，双环氧类扩链剂，钛酸四丁酯，PP，PA66和TMPTA放入反应釜中混合均匀后，在230℃，压力为110Pa条件下反应8h，之后将温度降至90℃后向反应釜中加入改性复合矿物纤维，混合搅拌1h后，加入稀土，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚混合均匀后，加入单螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出温度为230℃，螺杆转速为220rpm，制得所述光纤光缆保护用PBT材料。
实施例3
一种光纤光缆保护用PBT材料，以重量份数计，包括以下组分：
PBT 100份，PP 33份，PA66 17份，双环氧类扩链剂4份，钛酸四丁酯3份，复合矿物纤维20份，硬脂酸锌2份，十二烷基硫酸钠4份，稀土7份，TMPTA10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物22份，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚1份；
所述复合矿物纤维的制备方法，与实施例1相同。
所述PBT的粘度为1.3。
该光纤光缆保护用PBT材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将复合矿物纤维浸入硬脂酸锌和十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，在40℃条件下持续搅拌5h，过滤后，洗涤，烘干，制得改性复合矿物纤维；
(2)将PBT，双环氧类扩链剂，钛酸四丁酯，PP，PA66和TMPTA放入反应釜中混合均匀后，在210℃，压力为110Pa条件下反应8h，之后将温度降至80℃后向反应釜中加入改性复合矿物纤维，混合搅拌1h后，加入稀土，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚混合均匀后，加入单螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出温度为230℃，螺杆转速为220rpm，制得所述光纤光缆保护用PBT材料。
实施例4
一种光纤光缆保护用PBT材料，以重量份数计，包括以下组分：
PBT 100份，PP 42份，PA66 10份，双环氧类扩链剂9份，钛酸四丁酯1份，复合矿物纤维34份，硬脂酸锌1份，十二烷基硫酸钠9份，稀土2份，TMPTA15份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物17份，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚2份；
所述复合矿物纤维的制备方法，与实施例1相同。
所述PBT的粘度为1.1。
该光纤光缆保护用PBT材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将复合矿物纤维浸入硬脂酸锌和十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，在40℃条件下持续搅拌5h，过滤后，洗涤，烘干，制得改性复合矿物纤维；
(2)将PBT，双环氧类扩链剂，钛酸四丁酯，PP，PA66和TMPTA放入反应釜中混合均匀后，在210℃，压力为110Pa条件下反应8h，之后将温度降至80℃后向反应釜中加入改性复合矿物纤维，混合搅拌1h后，加入稀土，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚混合均匀后，加入单螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出温度为230℃，螺杆转速为220rpm，制得所述光纤光缆保护用PBT材料。
实施例5
一种光纤光缆保护用PBT材料，以重量份数计，包括以下组分：
PBT 100份，PP 35份，PA66 14份，双环氧类扩链剂5份，钛酸四丁酯2份，复合矿物纤维27份，硬脂酸锌2份，十二烷基硫酸钠6份，稀土6份，TMPTA14份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物20份，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚2份；
所述复合矿物纤维的制备方法，与实施例1相同。
所述PBT的粘度为1.2。
该光纤光缆保护用PBT材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将复合矿物纤维浸入硬脂酸锌和十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，在50℃条件下持续搅拌4h，过滤后，洗涤，烘干，制得改性复合矿物纤维；
(2)将PBT，双环氧类扩链剂，钛酸四丁酯，PP，PA66和TMPTA放入反应釜中混合均匀后，在220℃，压力为110Pa条件下反应8h，之后将温度降至85℃后向反应釜中加入改性复合矿物纤维，混合搅拌1h后，加入稀土，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚混合均匀后，加入单螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出温度为220℃，螺杆转速为220rpm，制得所述光纤光缆保护用PBT材料。
实施例6
一种光纤光缆保护用PBT材料，以重量份数计，包括以下组分：
PBT 100份，PP40份，PA6615份，双环氧类扩链剂7份，钛酸四丁酯2份，复合矿物纤维30份，硬脂酸锌2份，十二烷基硫酸钠8份，稀土6份，TMPTA 14份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物18份，双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚1份；
所述复合矿物纤维的制备方法，与实施例1相同。
所述PBT的粘度为1.2。
该光纤光缆保护用PBT材料的制备方法，与实施例5相同。
将实施例1-6以及对比例PBT材料的韧性分别进行测试，对比例为市售光纤光缆用PBT材料，韧性测试参考GB/T 528-2009标准测试各材料的拉伸强度和拉伸模量，这两项数值越小表明柔韧性越好越好。结果如下表显示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例
拉伸强度/MPa 4.76 4.92 3.63 4.15 4.54 4.07 15.21
拉伸模量/MPa 4.71 4.21 3.53 4.04 4.02 4.23 9.88
由上表可以看出，本发明实施例1-6的拉伸强度和拉伸模量则明显小于对比例，表现出很好的柔韧性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种光纤光缆保护用PBT材料，其特征在于，以重量份数计，包括以下组分：
PBT 100份，PP 33-42份，PA66 10-17份，扩链剂4-9份，催化剂1-3份，复合矿物纤维20-34份，硬脂酸锌1-2份，十二烷基硫酸钠4-9份，稳定剂2-7份，相溶剂10-15份，增韧剂17-22份，防老剂1-2份；
所述复合矿物纤维的制备方法，包括以下步骤：
将秸秆粉末加入NMMO中，搅拌均匀后，加入纳米MoS2粉末和羟甲基纤维素，在80℃条件下超声分散2h后，在高速搅拌机中搅拌2h，制得纺丝原液，将纺丝原液加入单孔纺丝机中进行干湿法纺丝，制得复合矿物纤维。
2.根据权利要求1所述的光纤光缆保护用PBT材料，其特征在于：所述复合矿物纤维中各组分用量为，以重量份数计：秸秆粉末15份，纳米MoS2粉末40份，羟甲基纤维素8份。
3.根据权利要求1所述的光纤光缆保护用PBT材料，其特征在于：所述PBT的粘度为1.1-1.3。
4.根据权利要求1所述的光纤光缆保护用PBT材料，其特征在于：所述扩链剂为双环氧类扩链剂。
5.根据权利要求1所述的光纤光缆保护用PBT材料，其特征在于：所述催化剂为钛酸四丁酯。
6.根据权利要求1所述的光纤光缆保护用PBT材料，其特征在于：所述稳定剂为稀土。
7.根据权利要求1所述的光纤光缆保护用PBT材料，其特征在于：所述相溶剂为TMPTA。
8.根据权利要求1所述的光纤光缆保护用PBT材料，其特征在于：所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
9.根据权利要求1所述的光纤光缆保护用PBT材料，其特征在于：所述防老剂为双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚。
10.根据权利要求1-9任一项所述的光纤光缆保护用PBT材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将复合矿物纤维浸入硬脂酸锌和十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，在40-60℃条件下持续搅拌3-5h，过滤后，洗涤，烘干，制得改性复合矿物纤维；
(2)将PBT，扩链剂，催化剂，PP，PA66和相溶剂放入反应釜中混合均匀后，在210-230℃，压力为110Pa条件下反应7-8h，之后将温度降至80-90℃后向反应釜中加入改性复合矿物纤维，混合搅拌1h后，加入稳定剂，增韧剂，防老剂混合均匀后，加入单螺杆挤出机中，挤出造粒，挤出温度为210-230℃，螺杆转速为220rpm，制得所述光纤光缆保护用PBT材料。
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