CN111040286B - 5g光缆用低摩擦低收缩耐高温低烟无卤护套料及制备方法 - Google Patents

5g光缆用低摩擦低收缩耐高温低烟无卤护套料及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种用于5G光缆用低摩擦低收缩耐高温低烟无卤护套料及制备方法，以质量份数计其原料配方为：微交联EVA母粒15‑30；乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物20‑45；线性低密度聚乙烯5‑15；改性聚苯醚5‑15；氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物10‑20；马来酸酣接枝物5‑15；氢氧化镁0‑100；磷氢阻燃剂25‑50；抗氧剂2‑4；润滑剂3‑6；抑烟剂1‑3。本发明通过对原材料配方的改进，特别是充分利用了改性聚苯醚耐高低温、低收缩、高机械性能、低介电性、自阻燃、低摩擦系数、耐磨等优良特性，并与微交联EVA母粒组合弥补了普通低烟无卤收缩大、不耐温的缺点，使得本发明护套料摩擦系数低，低收缩，耐高低温且制备方法简单。

Description

5G光缆用低摩擦低收缩耐高温低烟无卤护套料及制备方法
技术领域
本发明属于低烟无卤阻燃电缆料及制备技术领域，具体涉及一种5G光缆用低摩擦低收缩耐高温低烟无卤护套料及制备方法。
背景技术
5G 在无线技术和网络技术的创新，为线缆行业带来了新的发展机遇，特别是光纤光缆领域，随着全球范围内光通信改造需求巨幅攀升，光纤光缆需求也将持续上扬，据市场研究机构预测，2017-2021 年全球光纤市场将以年复合增率11.45%增长。5G基站与传统基站相比，将天线和射频集合在一起，体积更小，而容量是传统基站的20倍。5G基站虽体积小，却功能强大，要求基站密实地填充着许多的表面摩擦系数低且易穿插的线缆与组件。此外，在光纤入户、4G基站升级改造成5G基站与旧城区网络改造时，也面临新线缆穿管问题。因此，需要部分5G光缆有极低的动态摩擦系数（动态摩擦系数≤0.25），以便穿管。其次，5G网络“高速度、泛在网、低功耗、低时延”对光缆护套料提出了更高的耐热性能、高温低收缩率——护套材料的热变形（100℃，1h，19.6N）≤20%，-40℃～85℃高低温循环时变形率≤0.7%。
普通低烟无卤护套料多为EVA/PE（乙烯-醋酸乙烯共聚物/聚乙烯）树脂共混氢氧化物阻燃剂的共混物，其软化点多为70~90℃之间，其热变形与高低温循环时变形率远不能满足5G护套材料要求。再者，普通低烟无卤护套料动态摩擦普遍在0.3以上，也无法满足5G线缆要求。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种适用于5G光缆用低摩擦低收缩耐高温低烟无卤护套料及制备方法，该护套料摩擦系数低，低收缩，耐高低温，制备方法简单。
为达到上述目的，本发明护套料采用的技术方案是：
一种用于5G光缆用低摩擦低收缩耐高温低烟无卤护套料，以质量份数（phr）计原材料包括：以质量份数（phr）计：
材料名称 质量份数（phr）
微交联EVA母粒 15-30；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA） 20-45；
线性低密度聚乙烯（LLDPE） 5-15；
改性聚苯醚（mPPE） 5-15；
氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS） 10-20；
马来酸酣接枝物 5-15；
氢氧化镁 0-100；
磷氮阻燃剂 25-50；
抗氧剂 2-4；
润滑剂 3-6；
抑烟剂 1-3；
其中：
所述微交联EVA母粒是以乙酸乙烯酯（Va）含量为26-33%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）100份为基体，添加过氧化二异丙苯 1-3份、硅烷偶联剂 1-2份、抗氧剂1010 1-2份、抗氧剂DLTP 1-2份、超高分子量硅酮母粒 3-5份以及氢氧化镁 100份由双螺杆挤出机挤出制成的微交联母粒；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）中的乙酸乙烯酯（Va）含量为26-33%，并且在190℃/2.16kg测试条件下的熔融指数为2-8g/10min；
所述线性低密度聚乙烯（LLDPE）为拉伸强度大于或等于20MPa，并且在190℃/2.16kg测试条件下熔融指数为2-8g/10min；
所述改性聚苯醚（mPPE）为聚苯醚（PPE）30-70份与聚苯乙烯（PS）30-70份的无定形共混物，拉伸强度大于或等于20MPa，并且邵氏硬度为80-97A；
所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）中的苯乙烯（PS）含量大于或等于30%，并且拉伸强度大于或等于15MPa，邵氏硬度为50-85A；
所述马来酸酣接枝物为线性低密度聚乙烯接枝马来酸酣共混物（LLDPE-g-MAH），接枝率为0.5-1.5%。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1．上述方案中，所述氢氧化镁为经表面处理的氢氧化镁，该氢氧化镁为经硅烷偶联剂处理的化学法所制氢氧化镁，其中粒径为1.5-2.5微米。
2．上述方案中，所述磷氮阻燃剂为经表面处理的磷氮阻燃剂中的一种或多种共混物，该磷氮阻燃剂为经甲基苯基硼硼硅树脂或微胶囊处理的磷含量为15-25%、氮含量为15-35%、相对密度在1.1-1.2g/cm3的共混阻燃剂。
3．上述方案中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP、抗氧剂1179、抗氧剂412s中的一种或多种共混物。
4．上述方案中，所述润滑剂为低摩擦系数专用超高分子量硅酮母粒、油酸酰胺、硅油、聚乙烯蜡中的一种或多种共混物。
5. 上述方案中，所述抑烟剂为八钼酸铵和硼酸锌中的一种或两种共混物。
为达到上述目的，本发明护套料制备方法采用的技术方案是：一种基于权利要求1所述的护套料的制备方法，包括以下步骤：
第一步，微交联EVA母粒生产
将乙酸乙烯酯（Va）含量为28-33%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA） 100份、过氧化二异丙苯 1-3份、硅烷偶联剂 1-2份、抗氧剂1010 1-2份、抗氧剂DLTP 1-2份、超高分子量硅酮母粒 3-5份以及氢氧化镁 100份按称量好后投入密炼机中捏合10-15min，使物料熔体温度达到130±10℃；然后再将捏合后的物料转入双螺杆-单螺杆双阶共混机组中继续混炼，使物料熔体温度达170-180℃，经热切风冷成粒，得到所述微交联EVA母粒备用；
第二步，原材料的预处理
将所述微交联EVA母粒、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、改性聚苯醚（mPPE）、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）、线性低密度聚乙烯接枝马来酸酣共混物（LLDPE-g-MAH）进行高速混合得到预混料A；
将氢氧化镁、磷氮阻燃剂共混物进行高速混合得到预混料B；
将抗氧剂、润滑剂、抑烟剂进行高速混合得到预混料C；
第三步，原材料的计量
采用失重计量系统以准确、稳定的速率分别将预混料A、预混料B、预混料C的物料按配方比例输入挤出系统中；
第四步，混炼加工
采用BUSS往复式混炼机进行加工，加工温度为：进料段130-150℃，塑化段160-170℃，计量段150-160℃，模头温度150-160℃。再经热切风冷成(3，4)* (3，4)mm柱状颗粒。
由于上述技术方案的运用，本发明相对于现有技术具有以下优点和效果：
1.本发明充分利用了mPPE耐高低温、低收缩、高机械性能、低介电性、自阻燃、低摩擦系数、耐磨等优良特性，与微交联EVA母粒可共同解决了普通低烟无卤收缩大、不耐温、动态摩擦系数大等问题。
2.本发明采用的SEBS为弹性体，具有很好低温柔韧性，其分子链中拥有PS与PE链段，可与mPPE、PE、EVA等树脂相容，既可解决mPPE与EVA/PE相容问题，还可使共混物具有很好的低温柔韧性。
3.本发明采用的低摩擦系数专用硅酮作为润滑剂可以使线缆表面形成润滑层减少因摩擦带来的相互作用力，不仅可以大大减少动态摩擦系数，还可以促进阻燃剂在熔体更好的分散与分布，提高阻燃效果。
4.本发明采用了往复式挤出机造粒工艺，很好地提高材料内各组分的分散与分布混合效果，对保证材料内部组分的均一性、稳定性非常有利。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施1-3和对比例1的原材料组成如表1所示，表1中的原材料组成数值均为质量份数（phr）。
表1 实施例1-3与对比例1电缆护套料的原料配方：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
实施例1-3电缆护套料的制备方法如下：
第一步，微交联EVA母粒生产
将乙酸乙烯酯（Va）含量为28-33%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、交联剂、偶联剂、防老化剂、超高分子量硅酮母粒以及氢氧化镁按特定比例称量好后投入密炼机中捏合10-15min，使物料熔体温度达到130±30℃；然后再将捏合后的物料转入双螺杆-单螺杆双阶共混机组中继续混炼，使物料熔体温度达170-180℃，经冷却风切成粒，得到所述微交联EVA母粒备用。
第二步，原材料的预处理
将所述微交联EVA母粒、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、改性聚苯醚（mPPE）、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS）、线性低密度聚乙烯接枝马来酸酣共混物（LLDPE-g-MAH）进行高速混合得到预混料A。
将氢氧化镁、磷氮阻燃剂共混物进行高速混合得到预混料B。
将抗氧剂、润滑剂、抑烟剂进行高速混合得到预混料C。
第三步，原材料的计量
采用失重计量系统以准确、稳定的速率分别将预混料A、预混料B、预混料C的物料按配方比例输入挤出系统中。
第四步，混炼加工
采用BUSS往复式混炼机进行加工，加工温度为：进料段130-150℃，塑化段160-170℃，计量段150-160℃，模头温度150-160℃。再经热切风冷成(3，4)* (3，4)mm成品颗粒。
对比例1电缆护套料的制备方法如下：
将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA、线性低密度聚乙烯LLDPE、线性低密度聚乙烯接枝马来酸酣共混物LLDPE-g-MAH、氢氧化铝、抗氧剂、润滑剂、抑烟剂的原材料按表1中比例加入密炼机中，控制密炼温度在130℃得到混炼胶，再将混炼胶转入双螺杆-单螺杆双阶混炼机组混炼造粒，在混炼机组中熔体温度控制在170-185℃，经热切风冷得到成品。
实施例1-3与对比例1制备的电缆护套料的性能见表2：
表2 5G光缆用低摩擦低收缩耐高温低烟无卤护套料性能测试
Figure DEST_PATH_IMAGE003
下面针对本发明的其他实施情况作如下说明：
1.以上实施例1-3中，有关电缆护套料的原料配方见表1，但本发明并不局限于此。凡是在本发明说明书发明内容部分中给出的原料及其质量份数范围均可以实施，并获得相同或相近的技术效果。为了节省篇幅这里不再一一举例加以说明，这是本领域技术人员容易理解并接受的。
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 (4)

1.一种用于5G光缆用低摩擦低收缩耐高温低烟无卤护套料，其特征在于：以质量份数计原材料包括：
材料名称 质量份数
微交联EVA母粒 15-30；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 20-45；
线性低密度聚乙烯 5-15；
改性聚苯醚 5-15；
氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 10-20；
马来酸酣接枝物 5-15；
氢氧化镁 0-100；
磷氮阻燃剂 25-50；
抗氧剂 2-4；
润滑剂 3-6；
抑烟剂 1-3；
其中：
所述微交联EVA母粒是以乙酸乙烯酯含量为26-33%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份为基体，添加过氧化二异丙苯 1-3份、硅烷偶联剂 1-2份、抗氧剂1010 1-2份、抗氧剂DLTP 1-2份、超高分子量硅酮母粒 3-5份以及氢氧化镁 100份由双螺杆挤出机挤出制成的微交联母粒；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的乙酸乙烯酯含量为26-33%，并且在190℃/2.16kg测试条件下的熔融指数为2-8g/10min；
所述线性低密度聚乙烯为拉伸强度大于或等于20MPa，并且在190℃/2.16kg测试条件下熔融指数为2-8g/10min；
所述改性聚苯醚为聚苯醚30-70份与聚苯乙烯30-70份的无定形共混物，拉伸强度大于或等于20MPa，并且邵氏硬度为80-97A；
所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的苯乙烯含量大于或等于30%，并且拉伸强度大于或等于15MPa，邵氏硬度为50-85A；
所述马来酸酣接枝物为线性低密度聚乙烯接枝马来酸酣共混物，接枝率为0.5-1.5%；
所述氢氧化镁为经表面处理的氢氧化镁，该氢氧化镁为经硅烷偶联剂处理的化学法所制氢氧化镁，其中粒径为1.5-2.5微米；
所述磷氮阻燃剂为经表面处理的磷氮阻燃剂中的一种或多种共混物，该磷氮阻燃剂为经微胶囊处理的磷含量为15-25%、氮含量为15-35%、相对密度在1.1-1.2g/cm3的共混阻燃剂；
所述润滑剂为低摩擦系数专用超高分子量硅酮母粒、油酸酰胺、硅油、聚乙烯蜡中的一种或多种共混物。
2.根据权利要求1所述的护套料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP、抗氧剂1179、抗氧剂412s中的一种或多种共混物。
3.根据权利要求1所述的护套料，其特征在于：所述抑烟剂为八钼酸铵和硼酸锌中的一种或两种共混物。
4.一种基于权利要求1所述的护套料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，微交联EVA母粒生产
将乙酸乙烯酯含量为28-33%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、过氧化二异丙苯 1-3份、硅烷偶联剂 1-2份、抗氧剂1010 1-2份、抗氧剂DLTP 1-2份、超高分子量硅酮母粒 3-5份以及氢氧化镁 100份按称量好后投入密炼机中捏合10-15min，使物料熔体温度达到130±10℃；然后再将捏合后的物料转入双螺杆-单螺杆双阶共混机组中继续混炼，使物料熔体温度达170-180℃，经热切风冷成粒，得到所述微交联EVA母粒备用；
第二步，原材料的预处理
将所述微交联EVA母粒、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、线性低密度聚乙烯、改性聚苯醚、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯接枝马来酸酣共混物进行高速混合得到预混料A；
将氢氧化镁、磷氮阻燃剂共混物进行高速混合得到预混料B；
将抗氧剂、润滑剂、抑烟剂进行高速混合得到预混料C；
第三步，原材料的计量
采用计量系统以准确、稳定的速率分别将预混料A、预混料B、预混料C的物料按配方比例输入挤出系统中；
第四步，混炼加工
采用BUSS往复式混炼机进行加工，加工温度为：进料段130-150℃，塑化段160-170℃，计量段150-160℃，模头温度150-160℃，再经热切风冷成柱状颗粒。
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