CN110922726A - 一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。该耐高温低收缩无卤阻燃护套料按重量份计，包括热塑性弹性体30‑60份、功能化聚烯烃树脂16‑30份、接枝线性低密度聚乙烯16‑25份、表面爽滑剂0.1‑2份、抗氧剂0.5‑2份、加工助剂1‑3份、阻燃剂120‑180份和管状微晶纳米成炭剂1‑3份。本发明所述耐高温低收缩无卤阻燃护套料阻燃性好、燃烧无有毒气体释放、韧性佳、耐高温、低收缩、稳定性强，且适用于小尺寸、单层多层、单芯多芯等不同结构的光缆。

Description

一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种低烟无卤阻燃聚烯烃塑料，具体为一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料及其制备方法。
背景技术
随着“宽带中国”战略的实施，国内网络通讯和城市建设不断加速发展，5G通信又带来更多新型通讯设备设施的安装和升级需求，特别是新基站建设、小微基站铺设和原有基站发射器的改造扩容等使得新型布线光缆应运而生，此类光缆需要满足多种应用场景，具有应对复杂多变环境的良好综合性能和可靠的使用寿命，包括优异的耐高低温交变性能，极佳的尺寸稳定性，耐酸碱腐蚀、耐化学溶剂、耐臭氧、耐水耐日光、耐曲饶和冲击等特性，保证光缆在复杂条件下仍有可靠而长久的信号传输能力。目前在3G/4G网络建设中普遍采用的低烟无卤阻燃聚烯烃护套料具有蠕变速度快，变形量大，耐热性差，容易发生变形，寿命不足等问题，特别是在光缆垂直铺设，如基站发射塔、高层分支布线等情况下，由于光缆和护套的自重，护套材料在长期使用过程中因不断蠕变而发生尺寸变化，导致光缆因外径缩小而与设备密封失效，夹具固定失效，造成光缆脱落、光缆长度增加、光纤受力产生光信号衰减以及连接器损坏等。在如数据中心、云服务器交换机等光缆成束铺设场景中，由于机房长期温度偏高，也存在成捆的光缆因自重或捆扎力导致的局部受力发生蠕变，逐渐导致光缆变形，产生光纤压迫的光信号衰减或中断。
因此，提供一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料具有很高的使用价值，特别是在新的网络建设中，会发挥更强更广泛的积极作用。
发明内容
解决的技术问题：针对现有技术中光缆用热塑性无卤阻燃护套材料存在的耐热性差，以及因蠕变而会产生较大形变的不足，本发明提供了一种流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的光缆用耐高温低收缩无卤阻燃护套料及其制备方法。
技术方案：一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，按重量份计，包括热塑性弹性体30-60份、功能化聚烯烃树脂16-30份、接枝线性低密度聚乙烯16-25份、表面爽滑剂0.1-2份、抗氧剂0.5-2份、加工助剂1-3份、阻燃剂150份和管状微晶纳米成炭剂1.5份。
优选的，所述热塑性弹性体的单体是酯类、氨酯类、聚烯烃类或苯乙烯类，其熔体指数为5.0-15.0g/10min。
进一步的，所述热塑性弹性体，其熔体指数均为5.0g/10min。
优选的，所述功能化聚烯烃树脂的熔体指数为0.5-5.0g/10min。
进一步的，所述功能化聚烯烃树脂的熔体指数为4.0g/10min。
优选的，接枝线性低密度聚乙烯为马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯，接枝率为1％。
进一步的，所述低密度聚乙烯的密度为0.90g/cm3，熔体指数为4.0g/10min。
优选的，所述表面爽滑剂为芥酸酰胺和油酸酰胺中的至少一种和含有聚酯分子链段的耐高温分散剂复配。
进一步的，所述分散剂是有陆博润公司生产的超分散剂DP-310。
优选的，所述阻燃剂为合成法氢氧化镁阻燃剂和合成法氢氧化铝阻燃剂中的至少一种，所述管状微晶纳米成炭剂为具有管状结构的微结晶纳米级表面改性有机金属硅酸盐复合物。
进一步的，所述阻燃剂中合成法氢氧化镁阻燃剂和合成法氢氧化铝阻燃剂的重量比为1:2，所述管状微晶纳米成炭剂为经表面改性的纳米级管状结构的微结晶的镁锂基硅酸盐复合物。
优选的，所述抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以重量比(1-2):1混合的混合物，或四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和硫酯抗氧剂以重量比(1-2):1混合的混合物。
进一步的，所述抗氧剂为瑞士汽巴公司制造的Irganox1010和Irganox168的混合物。
优选的，所述加工助剂为聚乙烯蜡。
一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料的制备方法，包含以下步骤：
(1)将阻燃剂放在高速搅拌机中搅拌至温度不低于80℃，然后加入管状微晶纳米成炭剂继续搅拌1-2分钟后，再将部分表面爽滑剂以喷雾的方式加入阻燃剂中并继续搅拌3-5分钟，得到预制品A；
(2)将热塑性弹性体、功能化聚烯烃树脂、接枝线性低密度聚乙烯、抗氧剂、加工助剂加入高速搅拌机中高速搅拌3-5分钟后，用喂料器加入双和螺杆混炼挤出机组造粒，后干燥得到预制品B；
(3)将预制品A和预制品B以及剩余表面爽滑剂混合后投入密炼机混炼至195-210℃，经双螺杆挤出机造粒后冷却、干燥，得到成品。
优选的，所述密炼机为加压式双转子密炼机或下落式密炼机，所述双螺杆混炼挤出机设有四个温度区域，分别为：加料段180℃，混炼段210℃，造粒段210℃，机头200℃。
有益效果：(1)本发明所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料易于加工，挤出速度快，尺寸稳定性好，不易收缩变形，且挤出的束管内壁光滑，不易与内部单元粘连，光缆发生弯折时不容易折扁，保证光缆在复杂条件下仍有可靠的信号传输强度，提高光缆的质量和使用寿命；(2)同时具有防火阻燃、低烟低毒、不含卤素和有害重金属，发生火灾时不易引燃蔓延，且烟雾毒性低，腐蚀性弱，不会对环境造成危害；(3)适用于各类尺寸、单层多层、单芯多芯等不同结构光缆。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，按重量份计，包括热塑性弹性体56份、功能化聚烯烃树脂24份、接枝线性低密度聚乙烯20份、表面爽滑剂2份、抗氧剂2份、加工助剂3份、阻燃剂160份和管状微晶纳米成炭剂2份。
所述热塑性弹性体是酯类弹性体(PET)，其熔体指数为5.0g/10min。
所述功能化聚烯烃树脂(poe/eba)的熔体指数为4.0g/10min。
所述接枝线性低密度聚乙烯为马来酸酐接枝，接枝率为1％，低密度聚乙烯的密度为0.90g/cm3，熔体指数为4.0g/10min。
所述表面爽滑剂为有陆博润公司生产的超分散剂DP-310与芥酸酰胺以重量比2：3复配。
所述阻燃剂为合成法氢氧化镁阻燃剂和合成法氢氧化铝阻燃剂以1:2重量比混合的混合物，所述管状微晶纳米成炭剂为经表面改性的纳米级管状结构的微结晶的镁锂基硅酸盐复合物。
所述抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以重量比3：2混合的混合物。
所述加工助剂为聚乙烯蜡。
所述耐高温低收缩无卤阻燃护套料的制备方法，包含以下步骤：
(1)将阻燃剂放在高速搅拌机中搅拌至温度不低于80℃，然后加入管状微晶纳米成炭剂继续搅拌1-2分钟后，再将部分表面爽滑剂以喷雾的方式加入阻燃剂中并继续搅拌3-5分钟，得到预制品A；
(2)将热塑性弹性体、功能化聚烯烃树脂、接枝线性低密度聚乙烯、抗氧剂、加工助剂加入高速搅拌机中高速搅拌3-5分钟后，用喂料器加入双和螺杆混炼挤出机组造粒，后干燥得到预制品B；
(3)将预制品A和预制品B以及剩余表面爽滑剂混合后投入密炼机混炼至195-210℃，经双螺杆挤出机造粒后冷却、干燥，得到成品。
所述密炼机为加压式双转子密炼机或下落式密炼机，所述双螺杆混炼挤出机设有四个温度区域，分别为：加料段180℃，混炼段210℃，造粒段210℃，机头200℃
实施例2
一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，按重量份计，包括热塑性弹性体55份、功能化聚烯烃树脂24份、接枝线性低密度聚乙烯21份、表面爽滑剂2份、抗氧剂2份、加工助剂3份、阻燃剂150份和管状微晶纳米成炭剂3份。
所述热塑性弹性体是氨酯类弹性体(TPU)，其熔体指数为5.0g/10min。
所述功能化聚烯烃树脂(poe/eba)的熔体指数为4.0g/10min。
所述接枝线性低密度聚乙烯为马来酸酐接枝，接枝率为1％，低密度聚乙烯的密度为0.90g/cm3，熔体指数为4.0g/10min。
所述表面爽滑剂为有陆博润公司生产的超分散剂DP-310与油酸酰胺以重量比1：2复配。
所述阻燃剂为合成法氢氧化镁阻燃剂和合成法氢氧化铝阻燃剂以1:2重量比混合的混合物，所述管状微晶纳米成炭剂为经表面改性的纳米级管状结构的微结晶的镁锂基硅酸盐复合物。
所述抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以重量比1：1混合的混合物。
所述加工助剂为聚乙烯蜡。
所述耐高温低收缩无卤阻燃护套料的制备方法，同实施例1。
实施例3
一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，按重量份计，包括热塑性弹性体50份、功能化聚烯烃树脂26份、接枝线性低密度聚乙烯24份、表面爽滑剂2份、抗氧剂2份、加工助剂3份、阻燃剂150份和管状微晶纳米成炭剂1.5份。
所述热塑性弹性体是聚烯烃类弹性体，其熔体指数为5.0g/10min。
所述功能化聚烯烃树脂(poe/eba)的熔体指数为4.0g/10min。
所述接枝线性低密度聚乙烯为马来酸酐接枝，接枝率为1％，低密度聚乙烯的密度为0.90g/cm3，熔体指数为4.0g/10min。
所述表面爽滑剂为有陆博润公司生产的超分散剂DP-310与芥酸酰胺以重量比1：3复配。
所述阻燃剂为合成法氢氧化镁阻燃剂和合成法氢氧化铝阻燃剂以1:2重量比混合的混合物，所述管状微晶纳米成炭剂为经表面改性的纳米级管状结构的微结晶的镁锂基硅酸盐复合物。
所述抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以重量比2：1混合的混合物。
所述加工助剂为聚乙烯蜡。
所述耐高温低收缩无卤阻燃护套料的制备方法，同实施例1。
实施例4
一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，按重量份计，包括热塑性弹性体60份、功能化聚烯烃树脂16份、接枝线性低密度聚乙烯22份、表面爽滑剂2份、抗氧剂2份、加工助剂3份、阻燃剂180份和管状微晶纳米成炭剂1份。
所述热塑性弹性体是苯乙烯类弹性体(TPS)，其熔体指数为5.0g/10min。
所述功能化聚烯烃树脂(poe/eba)的熔体指数为4.0g/10min。
所述接枝线性低密度聚乙烯为马来酸酐接枝，接枝率为1％，低密度聚乙烯的密度为0.90g/cm3，熔体指数为4.0g/10min。
所述表面爽滑剂为有陆博润公司生产的超分散剂DP-310与油酸酰胺以重量比1：2复配。
所述阻燃剂为合成法氢氧化镁阻燃剂和合成法氢氧化铝阻燃剂以1:2重量比混合的混合物，所述管状微晶纳米成炭剂为经表面改性的纳米级管状结构的微结晶的镁锂基硅酸盐复合物。
所述抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂以重量比1：1混合的混合物。
所述加工助剂为聚乙烯蜡。
所述耐高温低收缩无卤阻燃护套料的制备方法，同实施例1。
对实施例1～4制备的产品进行检测，性能指标如表1所示。指标项中的指标引用《YD/T1113-2015通信电缆光缆用无卤低烟阻燃材料》中所规定的指标。对比例为普通光缆微束管用热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料的样品制备。实施例及对比例所列出的数据均为典型值。
表1实施例及对比例制备产品的检测结果
Figure BDA0002296013010000061
Figure BDA0002296013010000071
本发明在热空气老化、热收缩测试中具有明显的提升，同时还通过了双85测试(2000H)和2.0双芯双层高低温(-40℃-90℃)测试，说明本发明具有耐高温、低收缩和耐高低温变的特性，从而能够保持良好的尺寸稳定性，在各类尺寸、单层多层、单芯多芯等不同结构光缆中都能有很好的利用效果。

Claims (10)

1.一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，其特征在于，所述耐高温低收缩无卤阻燃护套料按重量份计，包括热塑性弹性体30-60份、功能化聚烯烃树脂16-30份、接枝线性低密度聚乙烯16-25份、表面爽滑剂0.1-2份、抗氧剂0.5-2份、加工助剂1-3份、阻燃剂120-180份和管状微晶纳米成炭剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，其特征在于，所述热塑性弹性体的单体为酯类、氨酯类、聚烯烃类或苯乙烯类，其熔体指数为5.0-15.0g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，其特征在于，所述功能化聚烯烃树脂的熔体指数为0.5-5.0g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，其特征在于，所述接枝线性低密度聚乙烯为马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯，接枝率为1%。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，其特征在于，所述表面爽滑剂为芥酸酰胺和油酸酰胺中的至少一种和含有聚酯分子链段的耐高温分散剂复配。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，其特征在于，所述抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂的混合物，其重量比为（1-2）：1，或四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和硫酯抗氧剂的混合物，其重量比为（1-2）：1。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，其特征在于，所述阻燃剂为合成法氢氧化镁阻燃剂和合成法氢氧化铝阻燃剂中的至少一种，所述管状微晶纳米成炭剂为具有管状结构的微结晶纳米级表面改性有机金属硅酸盐复合物。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料，其特征在于，所述加工助剂为聚乙烯蜡。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）将阻燃剂放在高速搅拌机中搅拌至温度不低于80℃，然后加入管状微晶纳米成炭剂继续搅拌1-2分钟后，再将部分表面爽滑剂以喷雾的方式加入阻燃剂中并继续搅拌3-5分钟，得到预制品A；
（2）将热塑性弹性体、功能化聚烯烃树脂、接枝线性低密度聚乙烯、抗氧剂、加工助剂加入高速搅拌机中高速搅拌3-5分钟后，用喂料器加入双和螺杆混炼挤出机组造粒，后干燥得到预制品B；
（3）将预制品A和预制品B以及剩余表面爽滑剂混合后投入密炼机混炼至195-210℃，经双螺杆挤出机造粒后冷却、干燥，得到成品。
10.根据权利要求9所述的一种耐高温低收缩无卤阻燃护套料的制备方法，其特征在于，所述密炼机为加压式双转子密炼机或下落式密炼机，所述双螺杆混炼挤出机设有四个温度区域，分别为：加料段180℃，混炼段210℃，造粒段210℃，机头200℃。
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