CN108219745A - 一种光缆填充专用油膏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光缆填充专用油膏,属于电子信息材料技术领域。本发明研制的光缆填充专用油膏包括基础油、胶凝剂、抗氧剂、异氰酸酯、1号添加剂和2号添加剂,其中1号添加剂制备时,先将聚丙烯酰胺和水搅拌混合,再依次加入乳化剂和交联剂,搅拌分散后,保温静置,再经高速搅拌混合而得到;另外,2号添加剂则是将(N‑脒基)十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯混合,并加入对二氯苯和二茂铁,恒温搅拌反应得到;基础油则是二甲基硅油、白油和低温煤焦油组成,而胶凝剂为改性海泡石。本发明制备的光缆填充专用油膏具有优异的气泡稳定性,可有效降低体系的粘度,体系内部气阻增大,避免外部潮气和水分向光缆内渗透,其抗氧化性年显著提高。
Description
技术领域
本发明公开了一种光缆填充专用油膏,属于电子信息材料技术领域。
背景技术
近十几年来,随着通信技术的迅速发展,光缆的应用领域日益扩大,环境要求也不断提高,对缆用材料的质量要求和适用范围也随之提高。光缆填充膏是光缆行业普遍采用的阻水材料,填充于光缆不同部位的空隙中,在光缆中所起的密封、防水、隔潮和缓冲防护作用已被人们共识,其品种和性能也不断地随着光缆的发展得到改进和完善。
众所周知,加氢基础油是提高润滑油质量的最有效手段,它不仅体现在工矿设备、车辆润滑的使用上,而且作为一种填充材料在光纤、光缆油膏领域也得到了广泛应用。光通信是靠光缆传输信息的,光缆的核心材料是光纤,光纤的保护神是纤膏和缆膏;光纤在水分、潮气和应力的作用下,会产生应力腐蚀,在含氢环境中会产生氢损;光纤一但受到腐蚀和氢损将会大大降低光缆信息的传输性能,也就是说纤膏和缆膏的质量好坏,将直接影响到光缆的传输性能。光缆填充膏是光电缆中广泛采用的阻水材料,在光电缆中起着密封、防水、隔潮和缓冲防护作用,性能优良的油膏能使光缆在各种严酷的自然环境和恶劣气候下,特别是在海底隧道、潮湿地域等环境下更具阻水能力、抗冻性和耐高温性,从而延长光缆的使用寿命。而加氢基础油作为光缆填充膏的主要材料,其性能优劣对油膏质量影响很大。加氢基础油分为石蜡基与环烷基,其性能各有所长,各有不足,对填充材料来说其石蜡基油的优点是:粘温性好、闪点高、密度小、生物降解好;其缺点是低温性差(倾点高)、溶解性差、安定性差、分子结构不稳定、生物降体性好。而环烷基油的性能正好与石蜡基油相反。
因此,如何改善传统光缆填充油膏粘度高,流动性差,易受到潮气和水分的渗透腐蚀,抗老化性差的缺点,以获取更高综合性能的光缆填充油膏,是其推广与应用,满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对传统光缆填充油膏粘度高,流动性差,易受到潮气和水分的渗透腐蚀,抗老化性差的缺点,提供了一种光缆填充专用油膏。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种光缆填充专用油膏,包括以下重量份数的原料:
基础油 60~80份
胶凝剂 10~15份
抗氧剂 1~3份
异氰酸酯 4~6份
1号添加剂 10~15份
2号添加剂 8~10份
所述光缆填充专用油膏制备过程为:
(1)1号添加剂:按重量份数计,依次取10~15份聚丙烯酰胺,3~5份乳化剂,4~6份交联剂,40~50份水,先将聚丙烯酰胺和水搅拌混合,再依次加入乳化剂和交联剂,搅拌分散后,保温静置,再经高速搅拌混合,得1号添加剂;
(2)2号添加剂:将(N-脒基)十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比2:1~4:1混合,并加入聚乙二醇磷酸酯质量0.2~0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.12~0.18倍的二茂铁,恒温搅拌反应,出料,得2号添加剂;
(3)先将基础油、胶凝剂、抗氧剂和异氰酸酯搅拌混合,再加入1号添加剂和2号添加剂,继续搅拌混合,出料,灌装,即得光缆填充专用油膏。
所述基础油是由以下重量份数原料配置而成:60~80份二甲基硅油,4~8份45#白油,10~15份低温煤焦油。
所述胶凝剂为改性海泡石;所述改性海泡石制备过程为:将海泡石用盐酸恒温浸泡后,过滤、洗涤、干燥和焙烧,得改性海泡石。
所述抗氧剂为丙基酚、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛基酚、壬基酚或癸基酚中的任意一种。
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。
所述聚丙烯酰胺为分子量为600~2000万的阴离子聚丙烯酰胺。
所述乳化剂为α-烯基磺酸钠,十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇醚硫酸钠中的任意一种。
所述交联剂为质量分数为4~6%的硝酸铬溶液。
本发明的有益效果是:
(1)本发明技术方案通过添加1号添加剂,通过以阴离子聚丙烯酰胺为稳泡剂,乳化剂为起泡剂,在铬离子作用下,发生部分交联,在体系中形成泡沫凝胶,使气泡稳定存在于体系中,在使用过程中,气泡分散的位置可产生较高的气阻,且泡沫形成后,将在体系内部保持停滞状态,在较长时间内尽可能减少气体进出体系中,从而有效避免产品中基础油的氧化失效和体系内部有效成分的挥发,且气泡在体系内部的分散可有效降低体系的粘度,减少体系内部高分子物质之间的凝聚力;
(2)本发明技术方案通过添加自制2号添加剂,在制备过程中,添加剂有效成分中分子结构为具有双亲性能的嵌段共聚物,该物质的双亲性能可有效提高无机胶凝剂(改性海泡石)和体系中基础油的相容性,使其稳定分散于体系中,另外,该嵌段共聚物可自组装形成囊泡结构,从而使体系内部分散有该囊泡结构,起到辅助降粘作用,另外,本发明技术方案还添加有异氰酸酯,在有水分渗透进入体系中时,异氰酸酯可与水反应,生成二氧化碳和胺类物质,二氧化碳的产生可与该嵌段共聚物中的脒基团反应,而使脒基团带上电荷,由于同种电荷相互排斥使囊泡结构内部体积增大,从而使体系内部气阻增大,避免外部潮气和水分向光缆内作纵横向渗透,再者,体积的膨胀可使产品中基础油向未填充部分的空隙中扩散,因此,使用本发明研制的产品后,无须担心油膏未填充满而渗水或被氧化,也不必担心油膏填充过满而影响光缆成型。
具体实施方式
按质量比为1:10~1:12将海泡石和质量分数为10~20%盐酸混合倒入烧杯中,并将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为45~50℃,转速为300~500r/min条件下,恒温浸泡2~4h,再经过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼3~5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为105~110℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼,再将所得干燥滤饼转入管式炉,于温度为220~240℃条件下,保温焙烧1~3h后,随炉冷却至室温,出料,得改性海泡石,即为胶凝剂;按重量份数计,依次取10~15份聚丙烯酰胺,3~5份乳化剂,4~6份交联剂,40~50份水,先将聚丙烯酰胺和水混合倒入反应釜中,以400~600r/min转速搅拌混合30~45min,再向反应釜中依次加入乳化剂和交联剂,以1200~1500r/min转速搅拌分散20~30min后,于温度为60~70℃条件下,保温静置2~3h,待保温静置结束,再于转速为2000~3000r/min条件下,高速搅拌混合45~60min,出料,得1号添加剂;将(N-脒基)十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比2:1~4:1混合倒入三口烧瓶中,并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.2~0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.12~0.18倍的二茂铁,再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为55~60℃,转速为300~500r/min条件下,恒温搅拌反应2~4h后,出料,得2号添加剂;按重量份数计,依次取60~80份基础油,10~15份胶凝剂,1~3份抗氧剂,10~15份1号添加剂,8~10份2号添加剂,先将基础油、胶凝剂、抗氧剂和异氰酸酯倒入混料机中,于转速为800~1200r/min条件下,搅拌混合2~4h后,再向混料机中依次加入1号添加剂和2号添加剂,继续以1500~2000r/min转速搅拌混合2~4h,出料,灌装,即得光缆填充专用油膏。所述基础油是由以下重量份数原料配置而成:60~80份二甲基硅油,4~8份45#白油,10~15份低温煤焦油。所述抗氧剂为丙基酚、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛基酚、壬基酚或癸基酚中的任意一种。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。所述聚丙烯酰胺为分子量为600~2000万的阴离子聚丙烯酰胺。所述乳化剂为α-烯基磺酸钠,十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇醚硫酸钠中的任意一种。所述交联剂为质量分数为4~6%的硝酸铬溶液。
实例1
按质量比为1:12将海泡石和质量分数为20%盐酸混合倒入烧杯中,并将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,恒温浸泡4h,再经过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼,再将所得干燥滤饼转入管式炉,于温度为240℃条件下,保温焙烧3h后,随炉冷却至室温,出料,得改性海泡石,即为胶凝剂;按重量份数计,依次取15份聚丙烯酰胺,5份乳化剂,6份交联剂,50份水,先将聚丙烯酰胺和水混合倒入反应釜中,以600r/min转速搅拌混合45min,再向反应釜中依次加入乳化剂和交联剂,以1500r/min转速搅拌分散30min后,于温度为70℃条件下,保温静置3h,待保温静置结束,再于转速为3000r/min条件下,高速搅拌混合60min,出料,得1号添加剂;将(N-脒基)十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比4:1混合倒入三口烧瓶中,并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.18倍的二茂铁,再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为60℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌反应4h后,出料,得2号添加剂;按重量份数计,依次取80份基础油,15份胶凝剂,3份抗氧剂,15份1号添加剂,10份2号添加剂,先将基础油、胶凝剂、抗氧剂和异氰酸酯倒入混料机中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合4h后,再向混料机中依次加入1号添加剂和2号添加剂,继续以2000r/min转速搅拌混合4h,出料,灌装,即得光缆填充专用油膏。所述基础油是由以下重量份数原料配置而成80份二甲基硅油,8份45#白油,15份低温煤焦油。所述抗氧剂为丙基酚。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。所述聚丙烯酰胺为分子量为2000万的阴离子聚丙烯酰胺。所述乳化剂为α-烯基磺酸钠。所述交联剂为质量分数为6%的硝酸铬溶液。
实例2
按质量比为1:12将海泡石和质量分数为20%盐酸混合倒入烧杯中,并将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,恒温浸泡4h,再经过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼,再将所得干燥滤饼转入管式炉,于温度为240℃条件下,保温焙烧3h后,随炉冷却至室温,出料,得改性海泡石,即为胶凝剂;将(N-脒基)十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比4:1混合倒入三口烧瓶中,并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.18倍的二茂铁,再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为60℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌反应4h后,出料,得2号添加剂;按重量份数计,依次取80份基础油,15份胶凝剂,3份抗氧剂,10份2号添加剂,先将基础油、胶凝剂、抗氧剂和异氰酸酯倒入混料机中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合4h后,再向混料机中依次加入2号添加剂,继续以2000r/min转速搅拌混合4h,出料,灌装,即得光缆填充专用油膏。所述基础油是由以下重量份数原料配置而成80份二甲基硅油,8份45#白油,15份低温煤焦油。所述抗氧剂为丙基酚。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
实例3
按质量比为1:12将海泡石和质量分数为20%盐酸混合倒入烧杯中,并将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,恒温浸泡4h,再经过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼,再将所得干燥滤饼转入管式炉,于温度为240℃条件下,保温焙烧3h后,随炉冷却至室温,出料,得改性海泡石,即为胶凝剂;按重量份数计,依次取15份聚丙烯酰胺,5份乳化剂,6份交联剂,50份水,先将聚丙烯酰胺和水混合倒入反应釜中,以600r/min转速搅拌混合45min,再向反应釜中依次加入乳化剂和交联剂,以1500r/min转速搅拌分散30min后,于温度为70℃条件下,保温静置3h,待保温静置结束,再于转速为3000r/min条件下,高速搅拌混合60min,出料,得1号添加剂;将(N-脒基)十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比4:1混合倒入三口烧瓶中,并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.18倍的二茂铁,再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为60℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌反应4h后,出料,得2号添加剂;按重量份数计,依次取80份基础油,15份胶凝剂,3份抗氧剂,15份1号添加剂,10份2号添加剂,先将基础油、胶凝剂、抗氧剂倒入混料机中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合4h后,再向混料机中依次加入1号添加剂和2号添加剂,继续以2000r/min转速搅拌混合4h,出料,灌装,即得光缆填充专用油膏。所述基础油是由以下重量份数原料配置而成80份二甲基硅油,8份45#白油,15份低温煤焦油。所述抗氧剂为丙基酚。所述聚丙烯酰胺为分子量为2000万的阴离子聚丙烯酰胺。所述乳化剂为α-烯基磺酸钠。所述交联剂为质量分数为6%的硝酸铬溶液。
实例4
按质量比为1:12将海泡石和质量分数为20%盐酸混合倒入烧杯中,并将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为50℃,转速为500r/min条件下,恒温浸泡4h,再经过滤,得滤饼,并用去离子水洗涤滤饼5次,再将洗涤后的滤饼转入烘箱中,于温度为110℃条件下干燥至恒重,得干燥滤饼,再将所得干燥滤饼转入管式炉,于温度为240℃条件下,保温焙烧3h后,随炉冷却至室温,出料,得改性海泡石,即为胶凝剂;按重量份数计,依次取15份聚丙烯酰胺,5份乳化剂,6份交联剂,50份水,先将聚丙烯酰胺和水混合倒入反应釜中,以600r/min转速搅拌混合45min,再向反应釜中依次加入乳化剂和交联剂,以1500r/min转速搅拌分散30min后,于温度为70℃条件下,保温静置3h,待保温静置结束,再于转速为3000r/min条件下,高速搅拌混合60min,出料,得1号添加剂;按重量份数计,依次取80份基础油,15份胶凝剂,3份抗氧剂,15份1号添加剂,先将基础油、胶凝剂、抗氧剂和异氰酸酯倒入混料机中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合4h后,再向混料机中依次加入1号添加剂,继续以2000r/min转速搅拌混合4h,出料,灌装,即得光缆填充专用油膏。所述基础油是由以下重量份数原料配置而成80份二甲基硅油,8份45#白油,15份低温煤焦油。所述抗氧剂为丙基酚。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。所述聚丙烯酰胺为分子量为2000万的阴离子聚丙烯酰胺。所述乳化剂为α-烯基磺酸钠。所述交联剂为质量分数为6%的硝酸铬溶液。
实例5
按重量份数计,依次取15份聚丙烯酰胺,5份乳化剂,6份交联剂,50份水,先将聚丙烯酰胺和水混合倒入反应釜中,以600r/min转速搅拌混合45min,再向反应釜中依次加入乳化剂和交联剂,以1500r/min转速搅拌分散30min后,于温度为70℃条件下,保温静置3h,待保温静置结束,再于转速为3000r/min条件下,高速搅拌混合60min,出料,得1号添加剂;将(N-脒基)十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比4:1混合倒入三口烧瓶中,并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.18倍的二茂铁,再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为60℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌反应4h后,出料,得2号添加剂;按重量份数计,依次取80份基础油,15份胶凝剂,3份抗氧剂,15份1号添加剂,10份2号添加剂,先将基础油、胶凝剂、抗氧剂和异氰酸酯倒入混料机中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合4h后,再向混料机中依次加入1号添加剂和2号添加剂,继续以2000r/min转速搅拌混合4h,出料,灌装,即得光缆填充专用油膏。所述基础油是由以下重量份数原料配置而成80份二甲基硅油,8份45#白油,15份低温煤焦油。所述抗氧剂为丙基酚。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。所述聚丙烯酰胺为分子量为2000万的阴离子聚丙烯酰胺。所述乳化剂为α-烯基磺酸钠。所述交联剂为质量分数为6%的硝酸铬溶液。所述胶凝剂为海泡石。
实例6
按重量份数计,依次取15份聚丙烯酰胺,5份乳化剂,6份交联剂,50份水,先将聚丙烯酰胺和水混合倒入反应釜中,以600r/min转速搅拌混合45min,再向反应釜中依次加入乳化剂和交联剂,以1500r/min转速搅拌分散30min后,于温度为70℃条件下,保温静置3h,待保温静置结束,再于转速为3000r/min条件下,高速搅拌混合60min,出料,得1号添加剂;将(N-脒基)十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比4:1混合倒入三口烧瓶中,并向三口烧瓶中依次加入聚乙二醇磷酸酯质量0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.18倍的二茂铁,再将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为60℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌反应4h后,出料,得2号添加剂;按重量份数计,依次取80份基础油,15份胶凝剂,3份抗氧剂,15份1号添加剂,10份2号添加剂,先将基础油、胶凝剂、抗氧剂和异氰酸酯倒入混料机中,于转速为1200r/min条件下,搅拌混合4h后,再向混料机中依次加入1号添加剂和2号添加剂,继续以2000r/min转速搅拌混合4h,出料,灌装,即得光缆填充专用油膏。所述基础油是由以下重量份数原料配置而成80份二甲基硅油,8份45#白油,15份低温煤焦油。所述抗氧剂为丙基酚。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。所述聚丙烯酰胺为分子量为2000万的阴离子聚丙烯酰胺。所述乳化剂为α-烯基磺酸钠。所述交联剂为质量分数为6%的硝酸铬溶液。所述胶凝剂为膨润土。
对比例:上海某科技股份有限公司生产的光缆填充油膏。
将实例1至6所得的光缆填充专用油膏及对比例产品进行性能检测,具体检测方法如下:
1.流动性:按照Q/IDYS04检测试件粘度;
2.抗氧化性能:按照GB/T2951.9检测试件氧化诱导期;
具体检测结果如表1所示:
表1:流动性及抗氧化性能具体检测结果
由表1检测结果可知,本发明技术方案制备的光缆填充专用油膏具有较低得粘度,除此之外,其抗氧化性年显著提高,在光缆填充油膏行业的发展中具有广阔的前景。
Claims (8)
1.一种光缆填充专用油膏,其特征在于,包括以下重量份数的原料:
基础油 60~80份
胶凝剂 10~15份
抗氧剂 1~3份
异氰酸酯 4~6份
1号添加剂 10~15份
2号添加剂 8~10份
所述光缆填充专用油膏制备过程为:
(1)1号添加剂:按重量份数计,依次取10~15份聚丙烯酰胺,3~5份乳化剂,4~6份交联剂,40~50份水,先将聚丙烯酰胺和水搅拌混合,再依次加入乳化剂和交联剂,搅拌分散后,保温静置,再经高速搅拌混合,得1号添加剂;
(2)2号添加剂:将(N-脒基)十二烷基丙烯酰胺与聚乙二醇磷酸酯按质量比2:1~4:1混合,并加入聚乙二醇磷酸酯质量0.2~0.4倍的对二氯苯和聚乙二醇磷酸酯质量0.12~0.18倍的二茂铁,恒温搅拌反应,出料,得2号添加剂;
(3)先将基础油、胶凝剂、抗氧剂和异氰酸酯搅拌混合,再加入1号添加剂和2号添加剂,继续搅拌混合,出料,灌装,即得光缆填充专用油膏。
2.根据权利要求1所述的一种光缆填充专用油膏,其特征在于:所述基础油是由以下重量份数原料配置而成:60~80份二甲基硅油,4~8份45#白油,10~15份低温煤焦油。
3.根据权利要求1所述的一种光缆填充专用油膏,其特征在于:所述胶凝剂为改性海泡石;所述改性海泡石制备过程为:将海泡石用盐酸恒温浸泡后,过滤、洗涤、干燥和焙烧,得改性海泡石。
4.根据权利要求1所述的一种光缆填充专用油膏,其特征在于:所述抗氧剂为丙基酚、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛基酚、壬基酚或癸基酚中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种光缆填充专用油膏,其特征在于:所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯或三甲基己烷二异氰酸酯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种光缆填充专用油膏,其特征在于:所述聚丙烯酰胺为分子量为600~2000万的阴离子聚丙烯酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种光缆填充专用油膏,其特征在于:所述乳化剂为α-烯基磺酸钠,十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇醚硫酸钠中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种光缆填充专用油膏,其特征在于:所述交联剂为质量分数为4~6%的硝酸铬溶液。
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