CN108912672A - 一种光纤电缆用尼龙紧包护套材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤电缆用尼龙紧包护套材料及其制备方法和应用，护套材料的原料包括尼龙树脂，还包括两种不同且特定的第一改性剂和第二改性剂；制备方法包括如下步骤：按配方称取各原料，先将尼龙树脂干燥，然后与其余原料混合，熔融，挤出，即可；及一种光纤电缆，包括光纤芯和包覆在光纤芯外表面的护套，护套由上述光纤电缆用尼龙紧包护套材料制成；本发明的尼龙紧包护套材料具有较优异的韧性，尤其是具有极好的断裂伸长率，可达200%以上，符合光纤电缆用的尼龙紧包护套材料的高标准要求，且加工性能好。
Description
技术领域
本发明属于光纤领域，尤其涉及光纤电缆用的护套材料，具体涉及一种光纤电缆用尼龙紧包护套材料及其制备方法和应用。
背景技术
光纤电缆(optical fibre cable)是一种通信电缆，由两个或多个玻璃或塑料光纤芯组成，这些光纤芯位于保护性的覆层内，由塑料外部套管覆盖进而作为护套。现有技术中常用的护套材料包括聚氨酯丙烯酸酯、PVC、尼龙等，其中尼龙由其具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性等等而受到青睐，但是尼龙的吸水性较大，尺寸稳定性较差，干态和低温环境下无缺口或缺口冲击强度低的缺点又阻碍了其发展应用，同时基于光纤电缆的特殊性，其在使用或者运输的过程中需要被缠绕或盘线，则要求尼龙护套材料必须具有极好的断裂伸长率(随着部分客户或市场越来越高的标准，目前光纤电缆基本要求必须大于200％)和较好的无缺口或缺口冲击强度，目前市面上的尼龙材料难以同时满足要求。
例如中国发明专利CN1858113A，其公开了一种增韧尼龙及其制备方法，此专利使用马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物作为增韧剂增韧尼龙材料，虽然使得尼龙材料在缺口冲击强度方面实现了较好的效果，但是对于材料的断裂伸长率却无明显改善，难以满足现实需求。
又如中国发明专利CN102115591B，其公开了一种增韧尼龙共混物及其制备方法，包括如下重量百分含量的原料组分：尼龙75％～95％；增韧剂5％～24％；抗氧剂0.1％～1％；上述各组分的重量百分含量之和为100％；所述增韧剂为极性单体接枝改性的乙烯-1-辛烯共聚物、聚丙烯、乙烯丙烯酸共聚物共混物。此专利虽然同样实现了材料的韧性尤其是无缺口冲击强度较好，也保持了尼龙较好的强度，但是经实践，其仍然在断裂伸长率方面难以达到200％以上，难以满足光纤电缆领域的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种改进的光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其具有较优异的韧性，尤其是具有极好的断裂伸长率，可达200％以上，符合光纤电缆用的尼龙紧包护套材料的高标准要求。
本发明同时还提供了光纤电缆用尼龙紧包护套材料的制备方法。
本发明同时还提供了光纤电缆用尼龙紧包护套材料在生产光纤电缆中的应用。
为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：
一种光纤电缆用尼龙紧包护套材料，所述护套材料的原料包括尼龙树脂，所述原料还包括第一改性剂和第二改性剂，所述第一改性剂为选自马来酸酐接枝聚乙烯(简称为PE-g-MAH)、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称为EVA-g-MAH)、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(简称为EPDM-g-MAH)、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(简称为SBS-g-MAH)和马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(简称为SEBS-g-MAH)中的一种或多种的组合，所述第二改性剂为选自三元乙丙橡胶(简称为EBA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(简称为EEA)和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(简称为EPDM)中的一种或多种的组合。
根据本发明的一些优选方面，所述第一改性剂与所述第二改性剂的投料质量比为3.5-8.5︰1。更优选地，所述第一改性剂与所述第二改性剂的投料质量比为4-8︰1。
根据本发明的一些优选方面，所述尼龙树脂与所述第一改性剂的投料质量比为1-5︰1。更优选地，所述尼龙树脂与所述第一改性剂的投料质量比为1-3.5︰1。
根据本发明的一些优选方面，所述尼龙树脂为尼龙11和/或尼龙12。本发明中，相比于现有技术中常用的尼龙6或者尼龙66，尼龙11和/或尼龙12在本发明的改性体系中能够取得更优异的效果。
根据本发明的一些实施方式中，所述原料还包括抗氧剂和/或润滑剂。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述抗氧剂为选自4,4’-硫代双(5-甲基-2-叔丁基苯酚)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼和硫代二丙酸双月桂酯中的一种或多种的组合。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述润滑剂为选自芥酸酰胺、油酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或多种的组合。
根据本发明的一些优选方面，所述原料中，以重量份计，所述尼龙树脂占50-100份，所述第一改性剂占5-40份，所述第二改性剂占5-30份，所述抗氧剂占1-5份，所述润滑剂占0.5-4份。在某些具体且优选的实施方式中，所述原料中，以重量份计，所述尼龙树脂占55-90份，所述第一改性剂占10-40份，所述第二改性剂占5-30份，所述抗氧剂占1-5份，所述润滑剂占0.5-3份。在某些具体且优选的实施方式中，所述原料中，以重量份计，所述尼龙树脂占60-80份，所述第一改性剂占10-35份，所述第二改性剂占5-25份，所述抗氧剂占1-4份，所述润滑剂占0.5-2.5份。
根据本发明的一些优选方面，所述马来酸酐接枝聚乙烯的熔融指数以ASTM D1238标准在190℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为1-10g/10min。更优选地，所述马来酸酐接枝聚乙烯的熔融指数为1-5g/10min。
根据本发明的一些优选方面，所述马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数以ASTM D1238标准在190℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为0.1-4g/10min。更优选地，所述马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为0.2-3g/10min。
根据本发明的一些优选方面，所述马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的门尼粘度(ML1+4,100℃)为15-45。更优选地，所述马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的门尼粘度(ML1+4,100℃)为20-40。
根据本发明的一些优选方面，所述马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的熔融指数以ASTM D1238标准在230℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为4-20g/10min。更优选地，所述马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的熔融指数为7-15g/10min。
根据本发明的一些优选方面，所述马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的熔融指数以ASTM D1238标准在230℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为1-8g/10min。更优选地，所述马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的熔融指数为2-6g/10min。
根据本发明的一些优选方面，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(ML1+4,100℃)为20-60。更优选地，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(ML1+4,100℃)为20-40。
根据本发明的一些优选方面，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的熔融指数以ASTMD1238标准在190℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为0.2-10g/10min。更优选地，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的熔融指数为3-8g/10min。
根据本发明的一些优选方面，所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的熔融指数以ASTMD1238标准在190℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为5-25g/10min。更优选地，所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的熔融指数为10-22g/10min。
本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：按配方称取各原料，先将所述尼龙树脂干燥，然后与其余原料混合，熔融，挤出，即可。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述挤出的温度为220-230℃。
本发明提供的又一技术方案：一种光纤电缆，包括光纤芯和包覆在所述光纤芯外表面的护套，所述护套由权利要求1-8中任一项权利要求所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料制成。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明通过在尼龙树脂的基础上利用两种不同的特定改性剂进行双重改性，不仅使得利用材料具有极佳的韧性，尤其是断裂伸长率可达200％以上，符合光纤电缆领域特定的缠绕或盘线对断裂伸长率的高标准要求，同时还使得整体材料在加工过程中不流延，具有快速成型、低收缩率以及光泽性等性能优异的优点。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。
下述中，尼龙11、尼龙12购自阿科玛；
马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物购自科腾，熔融指数(ASTM D1238，230℃，2.16kg)为5g/10min；
马来酸酐接枝聚乙烯购自陶氏化学，熔融指数(ASTM D1238，190℃，2.16kg)为3g/10min；
马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物购自陶氏化学，熔融指数(ASTM D1238，190℃，2.16kg)为2g/10min；
马来酸酐接枝三元乙丙橡胶购自陶氏化学，门尼粘度(ML1+4,100℃)为23；
三元乙丙橡胶购自朗盛，门尼粘度(ML1+4,100℃)为36；
乙烯-丙烯酸乙酯共聚物购自陶氏化学，熔融指数(ASTM D1238，190℃，2.16kg)为6g/10min；
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物购自阿科玛，熔融指数(ASTM D1238，190℃，2.16kg)为7g/10min；
抗氧剂购自巴斯夫，润滑剂购自龙沙。
实施例1
本实施例提供一种光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其原料包括尼龙11 70份、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物25份、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1.5份、乙撑双硬脂酸酰胺2份。
制备方法：按配方比例称取上述各原料，将尼龙11干燥，然后与剩余的其它原料相混合，加入双螺杆挤出机中进行熔融、挤出，挤出温度为220-230℃，造粒干燥，即制得所述光纤电缆用尼龙紧包护套材料。
实施例2
本实施例提供一种光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其原料包括尼龙12 70份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25份、三元乙丙橡5份、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼1.2份、芥酸酰胺1.5份。
制备方法：按配方比例称取上述各原料，将尼龙12干燥，然后与剩余的其它原料相混合，加入双螺杆挤出机中进行熔融、挤出，挤出温度为220-230℃，造粒干燥，即制得所述光纤电缆用尼龙紧包护套材料。
实施例3
本实施例提供一种光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其原料包括尼龙11 60份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶35份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1.5份、乙撑双硬脂酸酰胺2份。
制备方法：按配方比例称取上述各原料，将尼龙11干燥，然后与剩余的其它原料相混合，加入双螺杆挤出机中进行熔融、挤出，挤出温度为220-230℃，造粒干燥，即制得所述光纤电缆用尼龙紧包护套材料。
实施例4
本实施例提供一种光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其原料包括尼龙12 60份、马来酸酐接枝聚乙烯15份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20份、三元乙丙橡5份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯2份、季戊四醇硬脂酸酯1份。
制备方法：按配方比例称取上述各原料，将尼龙12干燥，然后与剩余的其它原料相混合，加入双螺杆挤出机中进行熔融、挤出，挤出温度为220-230℃，造粒干燥，即制得所述光纤电缆用尼龙紧包护套材料。
对比例1
基本同实施例1，其区别仅在于不加乙烯-丙烯酸丁酯共聚物。
对比例2
基本同实施例1，其区别仅在于将乙烯-丙烯酸丁酯共聚物替换为常用的聚烯烃组分聚丙烯。
性能测试
将上述实施例1-4以及对比例1-2制得尼龙紧包护套材料进行如下性能测试，具体结果如下表1所示。
表1
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光纤电缆用尼龙紧包护套材料，所述护套材料的原料包括尼龙树脂，其特征在于，所述原料还包括第一改性剂和第二改性剂，所述第一改性剂为选自马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或多种的组合，所述第二改性剂为选自三元乙丙橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中的一种或多种的组合。
2.根据权利要求1所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其特征在于，所述第一改性剂与所述第二改性剂的投料质量比为3.5-8.5︰1。
3.根据权利要求1所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其特征在于，所述尼龙树脂与所述第一改性剂的投料质量比为1-5︰1。
4.根据权利要求1所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其特征在于，所述尼龙树脂为尼龙11和/或尼龙12。
5.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其特征在于，所述原料还包括抗氧剂和/或润滑剂。
6.根据权利要求5所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其特征在于，所述抗氧剂为选自4,4’-硫代双(5-甲基-2-叔丁基苯酚)、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、N，N’-双[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼和硫代二丙酸双月桂酯中的一种或多种的组合；和/或，所述润滑剂为选自芥酸酰胺、油酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求5所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其特征在于，所述原料中，以重量份计，所述尼龙树脂占50-100份，所述第一改性剂占5-40份，所述第二改性剂占5-30份，所述抗氧剂占1-5份，所述润滑剂占0.5-4份。
8.根据权利要求1所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚乙烯的熔融指数以ASTM D1238标准在190℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为1-10g/10min；
所述马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数以ASTM D1238标准在190℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为0.1-4 g/10min；
所述马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的门尼粘度为15-45；
所述马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的熔融指数以ASTM D1238标准在230℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为4-20 g/10min；
所述马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的熔融指数以ASTM D1238标准在230℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为1-8 g/10min；
所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为20-60；
所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的熔融指数以ASTM D1238标准在190℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为0.2-10 g/10min；
所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的熔融指数以ASTM D1238标准在190℃条件下按照测试载荷为2.16kg时测定为5-25 g/10min。
9.一种权利要求1-8中任一项权利要求所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：按配方称取各原料，先将所述尼龙树脂干燥，然后与其余原料混合，熔融，挤出，即可。
10.一种光纤电缆，包括光纤芯和包覆在所述光纤芯外表面的护套，其特征在于，所述护套由权利要求1-8中任一项权利要求所述的光纤电缆用尼龙紧包护套材料制成。
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| CN113278282A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-08-20 | 昆山科信高分子材料有限公司 | 一种用于包胶尼龙的热塑性弹性体材料及其制备方法 |
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