CN108384090A - 一种光缆护套专用hdpe材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光纤光缆技术领域，具体涉及一种光缆护套专用HDPE材料及其制造方法。光缆护套专用HDPE材料包括重量百分比分别为65～75％的HDPE再生料、20～25％的乙烯‑醋酸乙烯共聚物EVA，2％～3％的XP903脱水色母料，2～5％的碳黑母料，0.15～0.25％的抗氧剂，0.10～0.15％的聚乙烯蜡、0.5‑2％的钡母粒；所述钡母粒中的各组份按照其所占钡母粒总重量的百分比含量为：82％‑85％的纳米级硫酸钡粉剂，13％‑16％的PE新料，2％‑4％的聚合体分散剂，所述聚合体分散剂为聚乙烯蜡、线性低密度聚乙烯以及硬脂酸的混合物，所述PE新料的熔体质量流动速率为1～5g/10min。本发明能实现采用HDPE再生料生产的HDPE光缆护套达到所需的密度和机械强度，同时达到节能环保的目的。

Description

一种光缆护套专用HDPE材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及光纤光缆技术领域，具体涉及一种光缆护套专用HDPE材料及其制造方法。
背景技术
光缆护套作为光缆抵御外界环境侵蚀和破坏的第一道防线，其性能优劣关系光缆使用寿命的长短以及在使用寿命期限内传输性能的稳定性。高密度聚乙烯(HDPE)护套料是以高密度HDPE树脂为主要原料，按一定的比例加入增塑剂、抗氧剂、加工改性剂、催化剂等助剂，在一定压力下混炼、塑化、造粒而成。
随着光纤光缆事业的发展，降本增效一直是整个行业追求的目标。目前，采用HDPE的光缆护套已成为整个行业的主流，随着科技的进步，国产HDPE有取代进口HDPE的趋势。
但是，目前采用再生料生产光缆护套存在的问题是生产出的HDPE光缆护套密度偏低。为此，我们对采用再生料生产的HDPE光缆护套密度偏低的原因进行了分析，认为这主要是因为再生料都是在几年或者几十年的苛刻环境服役，分子链降解严重，尤其是支链，这就使得重量相同的情况下，体积降低，密度也会降低，过低密度也会带来机械强度的下降。所以，如何保证采用PE再生料生产的光缆护套(尤其是HDPE光缆护套)的机械强度和密度，已成为行业亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种光缆护套专用HDPE材料及其制造方法，旨在提高采用HDPE再生料生产的HDPE光缆护套的密度，同时达到节能环保的目的，具体的技术方案如下：
一种光缆护套专用HDPE材料，包括重量百分比分别为65～75％的HDPE再生料、20～25％的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA，2％～3％的XP903脱水色母料，2～5％的碳黑母料，0.15～0.25％的抗氧剂，0.10～0.15％的聚乙烯蜡、0.5-2％的钡母粒。
上述光缆护套专用HDPE材料中，通过在HDPE再生料中添加钡母粒，能够使聚乙烯分子链的支链增加，起到一定的填充作用，实现增加密度这一目标。
本发明中，所述钡母粒中的各组份按照其所占钡母粒总重量的百分比含量为：82％-85％的纳米级硫酸钡粉剂，13％-16％的PE新料，2％-4％的聚合体分散剂，所述聚合体分散剂为聚乙烯蜡、线性低密度聚乙烯以及硬脂酸的混合物，所述PE新料的熔体质量流动速率为1～5g/10min。
为了进一步提高光缆护套专用HDPE材料的质量和稳定性，本发明中所述HDPE再生料的各组份按照所占的专用HDPE材料总重量的百分比含量为35～40％的聚乙烯电缆光缆粉碎皮子再生料，20-25％的聚乙烯农用大棚再生料，10％的回收再利用聚乙烯A+料。
其中，所述再生料选用满足如下性能的再生料：所述聚乙烯电缆光缆粉碎皮子再生料的抗拉强度为18MPa～21MPa，断后延伸率≥700，熔体质量流动速率为≤1.5g/10min，密度为0.934～0.950；所述聚乙烯农用大棚再生料的抗拉强度为18MPa～22MPa，断后延伸率≥650，熔体质量流动速率为≤1.5g/10min，密度为0.925～0.945；所述回收再利用聚乙烯A+料的抗拉强度为25MPa～35MPa，断后延伸率≥600，熔体质量流动速率为≤1.5g/10min，密度为0.940～0.955。
作为钡母粒含量的优选方案之一，所述专用HDPE材料中，钡母粒的添加量不大于专用HDPE材料总重量的1％，优选为0.5-1％。
与常规HDPE材料相比较，采用上述0.5-1％钡母粒含量的专用HDPE材料仍然维持了现有常规HDPE材料的机械性能和密度指标。
作为钡母粒含量的优选方案之二，所述专用HDPE材料中，钡母粒的添加量为专用HDPE材料总重量的1％或1.8％。
与常规HDPE材料相比较，采用1％钡母粒含量的专用HDPE材料可使产品的密度提高7‰，产品的机械强度维持不变。
采用1.8％钡母粒含量的专用HDPE材料其产品密度提高15‰，而产品的机械强度仅下降了1-2Mpa。
本发明中，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中醋酸乙烯的含量占乙烯-醋酸乙烯共聚物总重量的20％～25％，所述的XP903脱水色母料为脱水母料，其含量占专用HDPE材料总重量的2.5％，所述的碳黑母料为颜料，且碳黑母料中的碳黑含量占碳黑母料总重量的45％～48％，所述的抗氧剂为钙锌复合稳定剂。
上述专用HDPE材料的制造工艺流程为：原材料配比→拌料→挤塑→冷却→吹干→切粒→风干→装袋→检验→封口→入库。
所述工艺流程中，包括将每种原材料按照一定比例在立式混料机中混合，混料机转速为1500r/min，混料时间为40min，并通过自动送料系统，在200～260℃的单螺杆子母机中达到塑性流动状态，经过熔体过滤挤出机头拉丝成条，然后冷却造粒包装制得；所述单螺杆子母机包括单螺杆塑料挤出机的主机和单螺杆塑料挤出机的辅机。
所述原材料配比中，钡母粒的添加量为HDPE材料重量的1.8％。
所述单螺杆塑料挤出机的主机控温区分为五个区，每个区的温度分别为：200℃、220℃、260℃、260℃、260℃，所述单螺杆塑料挤出机的辅机控温区分为二个区和两个模头区，每个区的温度分别为：200℃、220℃、220℃、220℃。
所述主机电流为70～110A，转速为70～90Hz，所述冷却方式为循环水冷，所述吹干方式为吹风机吹干，所述切粒大小≤φ4×3。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种光缆护套专用HDPE材料及其制造方法，通过在HDPE再生料中添加钡母粒，能够使聚乙烯分子链的支链增加，起到一定的填充作用，实现增加密度这一目标。
第二，本发明的一种光缆护套专用HDPE材料及其制造方法，通过优化HDPE再生料中聚乙烯电缆光缆粉碎皮子再生料、聚乙烯农用大棚再生料、回收再利用聚乙烯A+料的配比，一方面稳定了产品质量，另一面降低了生产成本，从而增强了产品的市场竞争力。
第三，本发明的一种光缆护套专用HDPE材料及其制造方法，通过对钡母粒含量的优化，筛选出钡母粒含量1％及1.8％两个优化点，当钡母粒的添加量为1％时，可使产品的密度提高7‰，当添加量为1.8％时，产品密度提高最高，可达到15‰。
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：
一种光缆护套专用HDPE材料，包括重量百分比分别为70％的HDPE再生料、22％的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA，2.5％的XP903脱水色母料，3.4％的碳黑母料，0.20％的抗氧剂，0.10％的聚乙烯蜡、1.8％的钡母粒。
实施例2：
一种光缆护套专用HDPE材料，包括重量百分比分别为74％的HDPE再生料、20.6％的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA，2％的XP903脱水色母料，2％的碳黑母料，0.25％的抗氧剂，0.15％的聚乙烯蜡、1％的钡母粒。
实施例3：
一种光缆护套专用HDPE材料，包括重量百分比分别为65～75％的HDPE再生料、20～25％的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA，2％～3％的XP903脱水色母料，2～5％的碳黑母料，0.15～0.25％的抗氧剂，0.10～0.15％的聚乙烯蜡、0.5-2％的钡母粒；
其中，所述钡母粒中的各组份按照其所占钡母粒总重量的百分比含量为：82％-85％的纳米级硫酸钡粉剂，13％-16％的PE新料，2％-4％的聚合体分散剂，所述聚合体分散剂为聚乙烯蜡、线性低密度聚乙烯以及硬脂酸的混合物，所述PE新料的熔体质量流动速率为1～5g/10min。
其中，所述HDPE再生料的各组份按照所占的专用HDPE材料总重量的百分比含量为35～40％的聚乙烯电缆光缆粉碎皮子再生料，20-25％的聚乙烯农用大棚再生料，10％的回收再利用聚乙烯A+料。
其中，所述再生料选用满足如下性能的再生料：所述聚乙烯电缆光缆粉碎皮子再生料的抗拉强度为18MPa～21MPa，断后延伸率≥700，熔体质量流动速率为≤1.5g/10min，密度为0.934～0.950；所述聚乙烯农用大棚再生料的抗拉强度为18MPa～22MPa，断后延伸率≥650，熔体质量流动速率为≤1.5g/10min，密度为0.925～0.945；所述回收再利用聚乙烯A+料的抗拉强度为25MPa～35MPa，断后延伸率≥600，熔体质量流动速率为≤1.5g/10min，密度为0.940～0.955。
其中，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中醋酸乙烯的含量占乙烯-醋酸乙烯共聚物总重量的20％～25％，所述的XP903脱水色母料为脱水母料，其含量占专用HDPE材料总重量的2.5％，所述的碳黑母料为颜料，且碳黑母料中的碳黑含量占碳黑母料总重量的45％～48％，所述的抗氧剂为钙锌复合稳定剂。
实施例4：
采用实施例3的一种专用HDPE材料的制造工艺流程为：原材料配比→拌料→挤塑→冷却→吹干→切粒→风干→装袋→检验→封口→入库。
所述工艺流程中，包括将每种原材料按照一定比例在立式混料机中混合，混料机转速为1500r/min，混料时间为40min，并通过自动送料系统，在200～260℃的单螺杆子母机中达到塑性流动状态，经过熔体过滤挤出机头拉丝成条，然后冷却造粒包装制得；所述单螺杆子母机包括单螺杆塑料挤出机的主机和单螺杆塑料挤出机的辅机。
所述原材料配比中，钡母粒的添加量为HDPE材料重量的1.8％。
所述单螺杆塑料挤出机的主机控温区分为五个区，每个区的温度分别为：200℃、220℃、260℃、260℃、260℃，所述单螺杆塑料挤出机的辅机控温区分为二个区和两个模头区，每个区的温度分别为：200℃、220℃、220℃、220℃。
所述主机电流为70～110A，转速为70～90Hz，所述冷却方式为循环水冷，所述吹干方式为吹风机吹干，所述切粒大小≤φ4×3。
实施例5：
采用实施例3的一种光缆护套专用HDPE材料，并采用实施例4的制造工艺制造得到的光缆护套专用HDPE材料，其性能如下：
(1)钡母粒的添加量为0-2％时，不影响产品的表面成型及气孔情况；
(2)钡母粒的添加量为0-1％时，产品的抗拉强度没有影响。当添加量为1％-2％之间时，产品抗拉强度的下降幅度在1-2Mpa之间，其他性能无变化。
(3)钡母粒的添加量为1％时，可使产品的密度提高7‰。当添加量为1.8％时，产品密度提高最高，可达到15‰。
实施例6：
采用HDPE再生料制造光缆护套的对比试验如下：
试验1：采用实施例3的一种光缆护套专用HDPE材料，其中钡母粒的添加量为1.5％，同时采用实施例4的制造工艺制造得到的光缆护套专用HDPE材料，其抗拉强度为21Mpa，密度0.960g/cm3，该密度指标符合0.955～0.978g/cm3的产品标准要求。
试验2：试验条件同试验1，不同的只是钡母粒的添加量为0％(即不添加钡母粒且采用了HDPE再生料的HDPE材料)，制造得到的光缆护套HDPE材料，其抗拉强度为21Mpa，密度0.945g/cm3，该密度指标低于0.955～0.978g/cm3的产品标准要求。
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 (10)

1.一种光缆护套专用HDPE材料，其特征在于，包括重量百分比分别为65～75％的HDPE再生料、20～25％的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA，2％～3％的XP903脱水色母料，2～5％的碳黑母料，0.15～0.25％的抗氧剂，0.10～0.15％的聚乙烯蜡、0.5-2％的钡母粒。
2.根据权利要求1所述的一种光缆护套专用HDPE材料，其特征在于，所述钡母粒中的各组份按照其所占钡母粒总重量的百分比含量为：82％-85％的纳米级硫酸钡粉剂，13％-16％的PE新料，2％-4％的聚合体分散剂，所述聚合体分散剂为聚乙烯蜡、线性低密度聚乙烯以及硬脂酸的混合物，所述PE新料的熔体质量流动速率为1～5g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种光缆护套专用HDPE材料，其特征在于，所述HDPE再生料的各组份按照所占的专用HDPE材料总重量的百分比含量为35～40％的聚乙烯电缆光缆粉碎皮子再生料，20-25％的聚乙烯农用大棚再生料，10％的回收再利用聚乙烯A+料。
4.根据权利要求3所述的一种光缆护套专用HDPE材料，其特征在于，所述再生料选用满足如下性能的再生料：所述聚乙烯电缆光缆粉碎皮子再生料的抗拉强度为18MPa～21MPa，断后延伸率≥700，熔体质量流动速率为≤1.5g/10min，密度为0.934～0.950；所述聚乙烯农用大棚再生料的抗拉强度为18MPa～22MPa，断后延伸率≥650，熔体质量流动速率为≤1.5g/10min，密度为0.925～0.945；所述回收再利用聚乙烯A+料的抗拉强度为25MPa～35MPa，断后延伸率≥600，熔体质量流动速率为≤1.5g/10min，密度为0.940～0.955。
5.根据权利要求1所述的一种光缆护套专用HDPE材料，其特征在于，所述专用HDPE材料中，钡母粒的添加量不大于专用HDPE材料总重量的1％。
6.根据权利要求1所述的一种光缆护套专用HDPE材料，其特征在于，所述专用HDPE材料中，钡母粒的添加量为专用HDPE材料总重量的1％或1.8％。
7.根据权利要求1所述的一种光缆护套专用HDPE材料，其特征在于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA中醋酸乙烯的含量占乙烯-醋酸乙烯共聚物总重量的20％～25％，所述的XP903脱水色母料为脱水母料，其含量占专用HDPE材料总重量的2.5％，所述的碳黑母料为颜料，且碳黑母料中的碳黑含量占碳黑母料总重量的45％～48％，所述的抗氧剂为钙锌复合稳定剂。
8.一种如权利要求1至7中任一项所述的光缆护套专用HDPE材料的制造方法，其特征在于，所述工艺流程为：原材料配比→拌料→挤塑→冷却→吹干→切粒→风干→装袋→检验→封口→入库；
所述工艺流程中，包括将每种原材料按照一定比例在立式混料机中混合，混料机转速为1500r/min，混料时间为40min，并通过自动送料系统，在200～260℃的单螺杆子母机中达到塑性流动状态，经过熔体过滤挤出机头拉丝成条，然后冷却造粒包装制得；所述单螺杆子母机包括单螺杆塑料挤出机的主机和单螺杆塑料挤出机的辅机；
所述原材料配比中，钡母粒的添加量为HDPE材料重量的1.8％。
9.根据权利要求8所述的一种光缆护套专用HDPE材料的制造方法，其特征在于，所述单螺杆塑料挤出机的主机控温区分为五个区，每个区的温度分别为：200℃、220℃、260℃、260℃、260℃，所述单螺杆塑料挤出机的辅机控温区分为二个区和两个模头区，每个区的温度分别为：200℃、220℃、220℃、220℃。
10.根据权利要求7所述的一种光缆护套专用HDPE材料的制造方法，其特征在于：所述主机电流为70～110A，转速为70～90Hz，所述冷却方式为循环水冷，所述吹干方式为吹风机吹干，所述切粒大小≤φ4×3。
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