CN108752714A - 一种抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法 - Google Patents

一种抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法，具体涉及光缆护套领域。该阻燃护套料的制备方法是将烘干后的阻燃剂和偶联剂混合，混合后搅拌均匀，搅拌均匀后加入阻燃剂填料、润滑剂以及抗氧剂，再搅拌均匀，最后在加入基料、炭黑、相容剂以及助剂，加入后搅拌均匀，即得护套。本发明技术方案制备得到的护套具有较好的抗开裂性能，最高额定工作温度达到150℃。

Description

一种抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法
技术领域
本发明涉及光缆护套领域，具体涉及一种抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法。
背景技术
在某些环境中敷设使用的光缆，要求具有阻燃特性。例如在地铁、隧道、石油、煤矿以及大楼、计算机房、公共建筑等场合使用的光缆。这时应采用阻燃材料制作光缆护套，特别是随着光纤到户(FTTH)的迅速发展，室内光缆尤其是皮线(接入网蝶形光缆)光缆中，必须采用阻燃护套料。阻燃护套料通常分两大类，一是阻燃聚氯乙烯(PVC)护套料，一是阻燃聚烯烃(如EVA，PE)护套料。
聚氯乙烯分子中有氯原子(卤素原子)比起聚乙烯这类纯碳氢化合物有可燃性较低的优点，聚氯乙烯护套还具有良好机械性能、抗化学反应、以及良好的环境性能，被广泛用作电缆护套料。聚氯乙烯中加入无机填料，抗氧化剂制成的阻燃料具有良好有阻燃性能，但是当阻燃PVC燃烧时产生的游离氯与空气中水分会反应生成具有强烈腐蚀性的HCI，还会产生浓重的黑烟。因此，即使是低烟低卤的阻燃PVC在燃烧时生成的黑烟和腐蚀性HCI还会带来灭火的困难和对建筑物的损害。因而最好采用低烟、无卤的阻燃聚烯烃材料作为护套料。但聚烯烃本身是易燃且延燃的物质。为了降低其可燃性，要在混合物中填充无机物。这些无机填料在一定温度下会熔融，其分解温度略高于护套挤出温度。在聚合物中加入无机填料后，势必降低其机械性能和挤出性能。
大多数的低烟无卤阻燃护套料的商业产品中均存在抗开裂性差的问题。有的低烟无卤阻燃光缆,甚至还在光缆盘上即发生开裂现象,通常是线盘的最外层向阳面的光缆护套发生开裂,往往是在夏季太阳暴晒下,在光缆弯曲受力和热应力的作用下产生的开裂现象。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题提供一种具有良好抗开裂性能的低烟无卤的阻燃护套料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法包括以下步骤：
1)阻燃剂的预处理：将偶联剂和烘干后的阻燃剂混合，混合后搅拌均匀，得到混合物a；
2)在所述的混合物a中依次加入阻燃剂填料、润滑剂以及抗氧剂，加入后搅拌均匀，得到混合物b；
3)在所述的混合物b中依次加入基料、抗紫外线剂、相容剂和助剂，加入后再次搅拌均匀，得到混合物c；
4)将所述的混合物c首先送入双螺杆挤出机进行一次塑化，之后送入单螺杆挤出机进行二次塑化，最后风冷模面切粒。
步骤1)中烘干后的阻燃剂是将阻燃剂烘干至水分含量低于0.5％，该烘干是通过本领域常规方法即可实施。
步骤1)中搅拌是在温度为80～90℃的条件下，以搅拌速度为200～300rpm的速度搅拌8～10min。
步骤2)中搅拌是在温度为80～90℃的条件下，以搅拌速度为220～280rpm的速度搅拌10～12min。
步骤3)中搅拌是以搅拌速度为250～320rpm的速度搅拌2～3min。
上述的基料、阻燃剂、阻燃剂填料、偶联剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂、抗紫外线剂和助剂重量份数依次为40～50份、35～45份、1～10份、0.5～1.5份、1～5份、1～3份、0.5～1.5份1～5份和0.5～1.5份。优选基料、阻燃剂、阻燃剂填料、偶联剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂、抗紫外线剂和助剂的重量份数依次为43～47份、37～41份、4～8份、0.5～1.5份、1～3份、1～2份、0.5～1份1～5份和0.5～1.5份。
上述的基料由HDPE5000S、EVA7470M和POE聚烯烃弹性8201组成；所述的阻燃剂由氢氧化铝H-WF-1、硼酸锌ZB-2335和有机蒙脱土DK-4组成；所述的阻燃剂填料为活性碳酸钙；所述的偶联剂为单烷氧基型钛酸酯TC-2；所述的相容剂为相容剂MC-218；所述的润滑剂由PE蜡和硬脂酸组成；所述的抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成；所述的抗紫外线剂为聚乙烯碳黑母料；所述的助剂为硅酮母粒PW1050。
进一步优选基料由HDPE5000S、EVA7470和POE聚烯烃弹性8201组成，各组分的重量份数依次为30份、10份和5份；阻燃剂由氢氧化铝H-WF-1、硼酸锌ZB-2335和有机蒙脱土DK-4组成，各组分的重量份数依次为35份、3份和1.2份；润滑剂由PE蜡和硬脂酸组成，各组分的重量份数依次为1.2份和0.3份；抗氧剂由重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168组成；聚乙烯碳黑母料中碳黑含量为35～45％。
本发明技术方案中所述的混合物c首先送入双螺杆挤出机进行一次塑化，之后送入单螺杆挤出机进行二次塑化，最后风冷模面切粒，本发明对前述的三个步骤并没有明确的限定，采用现有技术均可实施，进一步的在一次塑化阶段双螺杆挤出机的温度范围为120～150℃，优选125～140℃；在二次塑化阶段单螺杆挤出机的温度范围为120～150℃，优选125～140℃。
本发明的有益效果：
本发明技术方案制备方法制备得到的护套具有较好的抗开裂性能；同时，本发明技术方案中采用偶联剂预处理阻燃剂，提高了基料与无机填料的界面结合力，从而也提高了烟无卤阻燃护套料的高温抗开裂性能。此外，在制备护套料的工艺过程中，通过对各组分充分搅拌均匀，从而保持良好的塑化状态，进一步提高了烟无卤阻燃护套料的高温抗开裂性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
原料：HDPE5000S(中国石化扬子石油化工有限公司)
EVA7470M(台湾塑胶工业股份有限公司)
POE聚烯烃弹性8201(埃克森美孚公司)
氢氧化铝H-WF-1(天津奥克优国际贸易有限公司)
硼酸锌ZB-2335(淄博东钻化工科技有限公司公司介绍)
有机蒙脱土DK-4(浙江丰虹粘土有限公司)
活性碳酸钙(长兴华宇微粉有限公司)
单烷氧基型钛酸酯TC-2(安徽泰昌化工有限公司)
相容剂MC-218(宁波能之光新材料科技有限公司)
聚乙烯碳黑母料(新疆德美隆合成材料科技有限公司)，碳黑含量为40％
硅酮母粒PW1050(上海雅竹化工材料有限公司)。
本发明双螺杆挤出机和单螺杆挤出机的温度融体压力等参数设定具体如下：
双螺杆挤出机温度融体压力等参数设定
单螺杆挤出机温度融体压力等参数设定
实施例1
将阻燃剂(35kg氢氧化铝H-WF-1、3kg硼酸锌ZB-2335和1.2kg有机蒙脱土DK-4)烘干至水分含量低于5％，将烘干后的阻燃剂和偶联剂(1kg单烷氧基型钛酸酯TC-2)混合，在温度为80℃的条件下，以搅拌速度为200rpm的速度搅拌8min，得到混合物a；在混合物a中依次加入阻燃剂填料(6kg活性碳酸钙)、润滑剂(1.2kgPE蜡和0.3kg硬脂酸)和抗氧剂(0.5kg抗氧剂1010和0.5kg抗氧剂168)，加入后在温度为80℃的条件下，以搅拌速度为220rpm的速度搅拌10min，得到混合物b；在混合物b中依次加入基料(30kgHDPE 5000S、10kgEVA7470M和5kgPOE聚烯烃弹性8201)、抗紫外线剂(3.3kg聚乙烯碳黑母料)、相容剂(2kg相容剂MC-218)和助剂(1kg硅酮母粒PW1050)，加入后以搅拌速度为250rpm的速度搅拌2min，得到混合物c，首先将混合物c送入双螺杆挤出机进行一次塑化，之后送入单螺杆挤出机进行二次塑化，最后风冷模面切粒，得到护套。
实施例2
将阻燃剂(35kg氢氧化铝H-WF-1、3kg硼酸锌ZB-2335和1.2kg有机蒙脱土DK-4)烘干至水分含量低于5％，将烘干后的阻燃剂和偶联剂(0.5kg单烷氧基型钛酸酯TC-2)混合，在温度为85℃的条件下，以搅拌速度为250rpm的速度搅拌9min，得到混合物a；在混合物a中依次加入阻燃剂填料(4kg活性碳酸钙)、润滑剂(1.2kgPE蜡和0.3kg硬脂酸)和抗氧剂(0.5kg抗氧剂1010和0.5kg抗氧剂168)，加入后在温度为85℃的条件下，以搅拌速度为250rpm的速度搅拌11min，得到混合物b；在混合物b中依次加入基料(30kgHDPE 5000S、10kgEVA7470M和5kgPOE聚烯烃弹性8201)、抗紫外线剂(1kg聚乙烯碳黑母料)、相容剂(1kg相容剂MC-218)和助剂(0.5kg硅酮母粒PW1050)，加入后以搅拌速度为270rpm的速度搅拌3min，得到混合物c，首先将混合物c送入双螺杆挤出机进行一次塑化，之后送入单螺杆挤出机进行二次塑化，最后风冷模面切粒，得到护套。
实施例3
将阻燃剂(35kg氢氧化铝H-WF-1、3kg硼酸锌ZB-2335和1.2kg有机蒙脱土DK-4)烘干至水分含量低于5％，将烘干后的阻燃剂和偶联剂(1.5g单烷氧基型钛酸酯TC-2)混合，在温度为90℃的条件下，以搅拌速度为300rpm的速度搅拌10min，得到混合物a；在混合物a中依次加入阻燃剂填料(8kg活性碳酸钙)、润滑剂(1.2kgPE蜡和0.3kg硬脂酸)和抗氧剂(0.5kg抗氧剂1010和0.5kg抗氧剂168)，加入后在温度为90℃的条件下，以搅拌速度为280rpm的速度搅拌12min，得到混合物b；在混合物b中依次加入基料(30kgHDPE 5000S、10kgEVA7470M和5kgPOE聚烯烃弹性8201)、抗紫外线剂(5kg聚乙烯碳黑母料)、相容剂(3kg相容剂MC-218)和助剂(1.5kg硅酮母粒PW1050)，加入后以搅拌速度为320rpm的速度搅拌3min，得到混合物c，首先将混合物c送入双螺杆挤出机进行一次塑化，之后送入单螺杆挤出机进行二次塑化，最后风冷模面切粒，得到护套。
性能检测：
本发明护套的抗张强度和断裂伸长率的测试方法依照GB2951.6。
本发明技术方案制备得到的护套材料完全符合中华人民共和国通信行业标准YD/T1113-2001“光缆护套用低烟无卤阻燃材料特性”以及中华人民共和国机械行业标准JB/T10707-2007“热塑性无卤低烟阻燃电缆料”的性能要求，并有良好的抗开裂性能。

Claims (8)

1.一种抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)阻燃剂的预处理：将偶联剂和烘干后的阻燃剂混合，混合后搅拌均匀，得到混合物a；
2)在所述的混合物a中依次加入阻燃剂填料、润滑剂以及抗氧剂，加入后搅拌均匀，得到混合物b；
3)在所述的混合物b中依次加入基料、抗紫外线剂、相容剂和硅酮母粒PW1050，加入后再次搅拌均匀，得到混合物c；
4)将所述的混合物c首先送入双螺杆挤出机进行一次塑化，之后送入单螺杆挤出机进行二次塑化，最后风冷模面切粒；
其中：基料由HDPE5000S、EVA7470M和POE聚烯烃弹性体8201组成；所述的阻燃剂由氢氧化铝H-WF-1、硼酸锌ZB-2335和有机蒙脱土DK-4组成；所述的阻燃剂填料为活性碳酸钙；所述的偶联剂为单烷氧基型钛酸酯TC-2；所述的相容剂为相容剂MC-218；所述的润滑剂由PE蜡和硬脂酸组成；所述的抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成；所述的抗紫外线剂为聚乙烯碳黑母料。
2.根据权利要求1所述的抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法，其特征在于：步骤1)中烘干后的阻燃剂是将阻燃剂烘干至水分含量低于0.5％。
3.根据权利要求1所述的抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法，其特征在于：步骤1)中搅拌是在温度为80～90℃的条件下，以搅拌速度为200～300rpm的速度搅拌8～10min。
4.根据权利要求1所述的抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法，其特征在于：步骤2)中搅拌是在温度为80～90℃的条件下，以搅拌速度为220～280rpm的速度搅拌10～12min。
5.根据权利要求1所述的抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法，其特征在于：步骤3)中搅拌是以搅拌速度为250～320rpm的速度搅拌2～3min。
6.根据权利要求1所述的抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法，其特征在于：基料、阻燃剂、阻燃剂填料、偶联剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂、抗紫外线剂和硅酮母粒PW1050重量份数依次为40～50份、35～45份、1～10份、0.5～1.5份、1～5份、1～3份、0.5～1.5份、1～5份和0.5～1.5份。
7.根据权利要求6所述的抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法，其特征在于：基料、阻燃剂、阻燃剂填料、偶联剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂、抗紫外线剂和助剂的重量份数依次为43～47份、37～41份、4～8份、0.5～1.5份、1～3份、1～2份、0.5～1份、1～5份和0.5～1.5份。
8.根据权利要求6或7所述的抗开裂低烟无卤光缆阻燃护套料的制备方法，其特征在于：基料由HDPE5000S、EVA7470M和POE聚烯烃弹性体8201组成，各组分的重量份数依次为30份、10份和5份；阻燃剂由氢氧化铝H-WF-1、硼酸锌ZB-2335和有机蒙脱土DK-4组成，各组分的重量份数依次为35份、3份和1.2份；润滑剂由PE蜡和硬脂酸组成，各组分的重量份数依次为1.2份和0.3份；抗氧剂由重量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168组成；聚乙烯碳黑母料中碳黑含量为35～45％。
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