CN109266425A - 一种光缆填充油膏组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光缆填充油膏组合物及其制备方法；各组分及百分含量为：复配基础油55.0～85.0％；稠化剂5.0～20.0％；结构改善剂1.0～10.0％；抗氧剂1.0～10.0％；抗水剂5～10.0％；发明是由白炭黑稠化混合基础油，并添加高效抗氧剂、结构改善剂、抗水剂，经过皂化反应、升温、恒温、急冷、均质、过滤、脱气等复杂工艺精制而成。光缆填充油膏组合物经过一系列的理化分析、现场测试考察，具有优异的胶体安定性、优异的高低温性能、优异的吸水性能、优异的析氢性能和长寿命等特点，能够保证光缆多变环境下的稳定使用，有效降低磨损、提供长期使用寿命，切实保证光缆传输安全，已经进行工业化生产。

Description

一种光缆填充油膏组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于润滑脂技术领域，特别是涉及一种光缆填充油膏组合物及其制备方法。
背景技术
从上世纪八十年代后期，国家明确提出干线全部采用通信光缆，中国的光纤通信迅猛发展，促进了光纤光缆行业的蓬勃发展。我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G..652光纤和G..655光纤。G..653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G..654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。
工业和信息化部统计表明，到2009年，通信基础建设迈向新台阶，建成覆盖全国、全球最大的信息通信网络。国家通信光缆网络总长度达826.7万公里，其中长途光缆线路84万公里，基础电信企业互联网拥有7条登陆海缆、20条陆缆，总容量超过1600Gb。2010年11月统计，3G网络已基本覆盖全国，用户数已经达到4258.5万户。截至2010年12底，网民规模达到4.57亿，较2009年底，增加7330万人。我国FTTX用户累计已经超过3300万户，超越日本居世界第一位。全国村通工程成效明显；到2010年底，全国行政村、20户以上自然村通电话比重分别达到100％和94％；全国100％乡镇能够上网，其中，99％的乡镇和80％的行政村具备宽带接入能力。这无疑说明，中国通信光电线缆企业为国家基础通信建设做出了巨大贡献。
随着通信光缆和电缆的不断发展和应用，它们的长期可靠性已越来越受到人们的重视。在长期使用过程中，光缆和电缆会因水分侵蚀而导致传输性能下降，影响正常使用。国内外对光缆和电缆防水进行了多方面的研究，提出和应用了多种防水方法：
◇第一代：充气维护；
◇第二代：热填充油膏；
◇第三代：冷填充油膏；
◇吸水膨胀材料。
目前，填充油膏仍是国际上普遍采用的光缆和电缆防水方法。光缆填充油膏(以下简称光缆膏)因可靠性好、维护方便、可提高光缆和电缆产品的质量和使用寿命，现已广泛应用于通信光缆和电缆中，起到防水、防潮、缓冲和黏结作用。其中，全球使用的油膏填充式光缆占光缆总数的90％以上。目前我国每年使用的光缆膏总量在50000吨以上，分别来自国内外几十个生产厂家，且使用量还在不断增加。
现有光缆填充油膏由稠化剂、基础油及添加剂组成，随着工作环境的日益苛刻，要求光缆填充油膏在-40℃环境下正常使用，3min时间内将表面的水分吸收完全，现有光缆填充油膏不能完全满足光缆的苛刻使用要求，严重影响了光缆信号的传输，导致光缆使用寿命急剧下降，为了延长通信光缆的使用寿命，克服现有光缆填充油膏在使用中存在的缺陷，需要开发一种符合通信光缆苛刻工况要求且抗水、抗氧化、高低温性能好的专用光缆填充油膏。
发明内容
本发明的目的，是提供一种具有良好的胶体安定性、耐温性能及吸水性能的光缆膏组合物的组成和制备方法。
本发明提供的光缆填充油膏组合物是由特殊稠化剂稠化多种基础油，并添加高效抗氧剂、抗水剂、结构改善剂经过特殊制备工艺制成，具有优异的胶体安定性、优异的耐温性能、优异的吸水性能和长寿命等特点。
本发明的技术方案如下：
一种光缆填充油膏组合物；填充油膏以组合物总重为基准，各组分及百分含量为：
所述组分合计为100％。
本发明中所述复配基础油由矿物油和合成油复配，其质量比为(40～30)：(60～70)。
所述复配基础油40℃粘度为10～80mm2/s，优选为30～60mm2/s。
本发明中所述稠化剂为精制白炭黑，亲水型，比表面积达到200平方米/克。
本发明中所述结构改善剂为苯乙烯嵌段共聚物；分子量约为7～8万，聚苯乙烯含量20％，硬度邵氏60A。
本发明中所述抗氧剂为4,4-二叔辛基二苯胺或二异辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺的组合物，其质量配比为(1～2)：(2～1)。
本发明中所述抗水剂为酚醛树脂。
本发明的一种光缆填充油膏组合物的制备方法为：
(1)用复配基础油将结构改善剂完全溶解备用；
(2)在反应釜中加入40％～55％的复配基础油；
(3)加入10％～15％的白炭黑，将物料搅拌加热至180～195℃，待白炭黑完全溶解，停止加热，恒温3～5分钟后，加入20％～30％的复配基础油急冷，急冷后恒温1～1.5小时；
(4)恒温结束加入剩余的复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；
(5)当物料冷却至80～100℃时，加入溶解好的结构改善剂、阻水剂、抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1～1.5小时；
(6)过滤、均质结束后，进行脱气处理1～1.5小时；
(7)后处理结束，通过灌装管线进行罐装。
本发明的产品经过理化分析、现场测试，特别是在通信光缆中完全满足光缆的使用要求，使光缆的信号传输更加稳定。
本发明的效果：本发明从光缆使用特点入手、结合现场实际使用工况条件进行了光缆填充油膏产品的开发，通过稠化剂和基础油的选择和调配，使得该填充油膏具有优异的机械安定性和高低温性能，通过添加剂的复配和筛选，充分发挥添加剂的协同效应，使得该润滑脂具有优异的胶体安定性能和长寿命的特点，使得该产品满足光缆润滑部位的使用要求。另外，本发明光缆填充油膏的制备方法工艺规范、操作简便、关键点控制简单，便于规模生产，且成品质量稳定。
本发明提供了一种光缆填充油膏组合物及制备方法；适用于现有的光缆产品，切实满足光缆在温差大、潮湿、等恶劣环境等工况下的运行要求。该发明是由白炭黑稠化混合基础油，并添加高效抗氧剂、结构改善剂、抗水剂，经过皂化反应、升温、恒温、急冷、均质、过滤、脱气等复杂工艺精制而成。该发明的光缆填充油膏组合物经过一系列的理化分析、现场测试考察，具有优异的胶体安定性、优异的高低温性能、优异的吸水性能、优异的析氢性能和长寿命等特点，能够保证光缆多变环境下的稳定使用，有效降低磨损、提供长期使用寿命，切实保证光缆传输安全，以高技术、高标准、高要求服务光缆通信行业。该发明的制备方法稳定可靠、一致性强，已经进行工业化生产。
具体实施方式
实施例1
光缆填充油膏组合物，其组份和质量百分数如下：
(1)复配基础油：55％，其中矿物油、合成油质量比为40:60，40℃粘度为50mm2/s。
(2)白炭黑：20％。
(3)苯乙烯嵌段共聚物：10％。
(4)抗氧剂：5.0％，其中4,4-二叔辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺质量比为1:2。
(5)酚醛树脂：10.0％。
制备方法为：生产前将200kg苯乙烯嵌段共聚物用400kg复配基础油溶解，制成结构改善剂成品；将200kg复配基础油投入反应釜中；加入400kg白炭黑，将物料搅拌加热至180℃，待物料全部溶化后加入全部恒温3分钟后，加入200kg复配基础油急冷，急冷后恒温1.5小时；恒温结束加入300kg复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；当温度降至100℃后，依次加入结构改善剂成品600kg，200kg酚醛树脂、100kg抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1.5小时；过滤、均质结束后，进行脱气处理1.5小时；后处理结束、外观合格后，通过灌装管线进行罐装，由此制得样品1，分析数据见表1。
实施例2
光缆填充油膏组合物，其组份和质量百分数如下：
(1)复配基础油：60％，其中矿物油、合成油质量比为45:55，40℃粘度为53mm2/s。
(2)白炭黑：15％。
(3)乙烯丙烯共聚物：5.0％。
(4)抗氧剂：5.0％，其中4,4-二叔辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺质量比为1:1。
(5)酚醛树脂：10.0％。
制造工艺为：生产前将100kg苯乙烯嵌段共聚物用500kg复配基础油溶解，制成结构改善剂成品；将200kg复配基础油投入反应釜中；加入300kg白炭黑，将物料搅拌加热至180℃，待物料全部溶化后加入全部恒温3分钟后，加入200kg复配基础油急冷，急冷后恒温1.5小时；恒温结束加入300kg复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；当温度降至100℃后，依次加入600kg结构改善剂成品，200kg酚醛树脂、100kg抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1.5小时；过滤、均质结束后，进行脱气处理1.5小时；后处理结束、外观合格后，通过灌装管线进行罐装，由此制得样品2，分析数据见表1。
实施例3
光缆填充油膏组合物，其组份和质量百分数如下：
(1)复配基础油：62％，其中矿物油、合成油质量比为45:55，40℃粘度为53mm2/s。
(2)白炭黑：15％。
(3)苯乙烯嵌段共聚物：4.5％。
(4)抗氧剂：9.0％，其中4,4-二叔辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺质量比为2:1。
(5)酚醛树脂：9.5％。
制造工艺为：：生产前将90kg苯乙烯嵌段共聚物用540kg复配基础油溶解，制成结构改善剂成品；将200kg复配基础油投入反应釜中；加入420kg白炭黑，将物料搅拌加热至180℃，待物料全部溶化后加入全部恒温3分钟后，加入200kg复配基础油急冷，急冷后恒温1.5小时；恒温结束加入300kg复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；当温度降至100℃后，依次加入630kg结构改善剂成品，190kg酚醛树脂、180kg抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1.5小时；过滤、均质结束后，进行脱气处理1.5小时；后处理结束、外观合格后，通过灌装管线进行罐装，由此制得样品3，分析数据见表1。
实施例4
光缆填充油膏组合物，其组份和质量百分数如下：
(1)复配基础油：65％，其中矿物油、合成油质量比为50:50，40℃粘度为56mm2/s。
(2)白炭黑：20％。
(3)苯乙烯嵌段共聚物：3.5％。
(4)抗氧剂：3.5％，其中4,4-二叔辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺质量比为1:1。
(5)酚醛树脂：8.0％。
制造工艺为：：生产前将70kg苯乙烯嵌段共聚物用600kg复配基础油溶解，制成结构改善剂成品；将200kg复配基础油投入反应釜中；加入400kg白炭黑，将物料搅拌加热至180℃，待物料全部溶化后加入全部恒温3分钟后，加入200kg复配基础油急冷，急冷后恒温1.5小时；恒温结束加入300kg复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；当温度降至100℃后，依次加入670kg结构改善剂成品，160kg酚醛树脂、70kg抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1.5小时；过滤、均质结束后，进行脱气处理1.5小时；后处理结束、外观合格后，通过灌装管线进行罐装，由此制得样品4，分析数据见表1。
实施例5
光缆填充油膏组合物，其组份和质量百分数如下：
(1)复配基础油：67％，其中矿物油、合成油质量比为55:45，40℃粘度为57mm2/s。
(2)白炭黑：18％。
(3)苯乙烯嵌段共聚物：3.5％。
(4)抗氧剂：5.0％，其中4,4-二叔辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺质量比为2:3。
(5)酚醛树脂：8.0％。
制造工艺为：：生产前将70kg苯乙烯嵌段共聚物用640kg复配基础油溶解，制成结构改善剂成品；将200kg复配基础油投入反应釜中；加入360kg白炭黑，将物料搅拌加热至180℃，待物料全部溶化后加入全部恒温3分钟后，加入200kg复配基础油急冷，急冷后恒温1.5小时；恒温结束加入300kg复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；当温度降至100℃后，依次加入710kg结构改善剂成品，160kg酚醛树脂、100kg抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1.5小时；过滤、均质结束后，进行脱气处理1.5小时；后处理结束、外观合格后，通过灌装管线进行罐装，由此制得样品5，分析数据见表1。
实施例6
光缆填充油膏组合物，其组份和质量百分数如下：
(1)复配基础油：68％，其中矿物油、合成油质量比为60:40，40℃粘度为60mm2/s。
(2)白炭黑：16％。
(3)苯乙烯嵌段共聚物：7％。
(4)抗氧剂：1.0％，其中4,4-二叔辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺质量比为1:1。
(5)酚醛树脂：8.0％。
制造工艺为：：生产前将140kg苯乙烯嵌段共聚物用660kg复配基础油溶解，制成结构改善剂成品；将200kg复配基础油投入反应釜中；加入320kg白炭黑，将物料搅拌加热至180℃，待物料全部溶化后加入全部恒温3分钟后，加入200kg复配基础油急冷，急冷后恒温1.5小时；恒温结束加入300kg复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；当温度降至100℃后，依次加入800kg结构改善剂成品，160kg酚醛树脂、20kg抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1.5小时；过滤、均质结束后，进行脱气处理1.5小时；后处理结束、外观合格后，通过灌装管线进行罐装，由此制得样品6，分析数据见表1。
实施例7
光缆填充油膏组合物，其组份和质量百分数如下：
(1)复配基础油：70％，其中矿物油、合成油质量比为65:35，40℃粘度为63mm2/s。
(2)白炭黑：20％。
(3)苯乙烯嵌段共聚物：1％。
(4)抗氧剂：3％，其中4,4-二叔辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺质量比为2:1。
(5)酚醛树脂：6.0％。
制造工艺为：：生产前将20kg苯乙烯嵌段共聚物用700kg复配基础油溶解，制成结构改善剂成品；将200kg复配基础油投入反应釜中；加入400kg白炭黑，将物料搅拌加热至180℃，待物料全部溶化后加入全部恒温3分钟后，加入200kg复配基础油急冷，急冷后恒温1.5小时；恒温结束加入300kg复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；当温度降至100℃后，依次加入720kg结构改善剂成品，120kg酚醛树脂、60kg抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1.5小时；过滤、均质结束后，进行脱气处理1.5小时；后处理结束、外观合格后，通过灌装管线进行罐装，由此制得样品7，分析数据见表1。
实施例8
光缆填充油膏组合物，其组份和质量百分数如下：
(1)复配基础油：85％，其中矿物油、合成油质量比为70:30，40℃粘度为66mm2/s。
(2)白炭黑：5％。
(3)苯乙烯嵌段共聚物：3％。
(4)抗氧剂：2.0％，其中4,4-二叔辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺质量比为1:1.5。
(5)酚醛树脂：5.0％。
制造工艺为：生产前将60kg苯乙烯嵌段共聚物用800kg复配基础油溶解，制成结构改善剂成品；将400kg复配基础油投入反应釜中；加入240kg白炭黑，将物料搅拌加热至180℃，待物料全部溶化后加入全部恒温3分钟后，加入200kg复配基础油急冷，急冷后恒温1.5小时；恒温结束加入300kg复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；当温度降至100℃后，依次加入860kg结构改善剂成品，120kg酚醛树脂、80kg抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1.5小时；过滤、均质结束后，进行脱气处理1.5小时；后处理结束、外观合格后，通过灌装管线进行罐装，由此制得样品8，分析数据见表1。
对比例
某市售光缆膏，用于通信光缆的润滑。
通过表1本发明实施例与对比例的检测数据，可以得出以下几点结论：
(1)从滴点、闪点、和析油数据可以看出，本发明具有良好的耐高温性能，能够满足通信光缆对高温的苛刻要求；
(2)从含水量、蒸发量、氧化诱导期试验数据可以看出，本发明结构稳定、具有良好的抗水性能和抗氧化性能，能够满足通信光缆的使用工况及长寿命的要求，与对比例相比性能更优；
(3)从-40℃低温锥入度实验数据可以看出，本发明具有良好的低温性能，能保证光缆在超低温环境下正常使用；
(4)从吸水时间数据可以看出，本发明具有极佳的抗水性能，能保证通信光缆在使用过程中完全与水隔绝。
总之，从实施例的监测分析数据、与对比例的对比分析数据、现场试验数据可知，本发明具有优异的抗水性能、胶体安定性能、结构稳定性和长寿命，切实满足通信光缆在复杂环境条件下的正常使用。
表1样品分析测试数据对比

Claims (10)

1.一种光缆填充油膏组合物；填充油膏以组合物总重为基准，各组分及百分含量为：
所述组分合计为100％。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述复配基础油由矿物油和合成油复配，其质量比为(40～30)：(60～70)。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述复配基础油40℃粘度为10～80mm2/s。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述复配基础油40℃粘度为30～60mm2/s。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述稠化剂为精制白炭黑。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述复配基础油40℃粘度为所述结构改善剂为苯乙烯嵌段共聚物。
7.如权利要求6所述的组合物，其特征是所述苯乙烯嵌段共聚物分子量约为7～8万，聚苯乙烯含量20％，硬度邵氏60A。
8.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述抗氧剂为4,4-二叔辛基二苯胺或二异辛基二苯胺和N-苯基-α-萘胺的组合物，其质量配比为(1～2)：(2～1)。
9.如权利要求6所述的组合物，其特征是所述抗水剂为酚醛树脂。
10.权利要求1的组合物制备光缆填充油膏的方法，其特征是包括如下步骤：
(1)用复配基础油将结构改善剂完全溶解备用；
(2)在反应釜中加入40％～55％的复配基础油；
(3)加入10％～15％的白炭黑，将物料搅拌加热至180～195℃，待白炭黑完全溶解，停止加热，恒温3～5分钟后，加入20％～30％的复配基础油急冷，急冷后恒温1～1.5小时；
(4)恒温结束加入剩余的复配基础油进行调稠，调稠过程中依次用60、80、100目过滤网进行循环过滤；
(5)当物料冷却至80～100℃时，加入溶解好的结构改善剂、阻水剂、抗氧剂，继续用100目过滤网进行循环过滤，同时用均质机进行均质1～1.5小时；
(6)过滤、均质结束后，进行脱气处理1～1.5小时；
(7)后处理结束，通过灌装管线进行罐装。
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