CN112034570B - 一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆 - Google Patents

一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，包括光纤带、加强件、增强件、护套，所述加强件有两根，所述加强件对称设置，所述光纤带设置在两根加强件之间，所述增强件设置在其中一根加强件一旁，所述光纤带、加强件和增强件，通过护套固定；所述护套的护套料由以下原料制备而成：聚烯烃基材、复合阻燃剂和抗氧剂，各原料的重量份数为，聚烯烃基材130‑150份，复合阻燃剂35‑51份，抗氧化剂0.05‑0.1份。本发明的护套在添加低的阻燃剂同样具有优良的阻燃效果，且力学性能优异。

Description

一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆
技术领域
本发明属于光缆领域，具体涉及一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆。
背景技术
光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，光缆的基本结构一般包括缆芯和护套，蝶形光缆是指截面外形像蝴蝶，两侧为皮线内为加强件，中间处为光纤的光缆。光缆的护套中一般含有阻燃剂，而氢氧化镁是常用的无机阻燃剂，其阻燃原理为随着温度的升高，氢氧化镁会通过分解吸收大量的热量使体系温度下降，进一步阻止聚合物的降解，另外，产生的氧化镁能够作为保护层，起到阻隔空气与可燃性气体的作用，保护下层的聚合物，同时吸热生成的水蒸气能够降低氧气及可燃物的浓度，对环境友好。虽然有以上优点，但是，通常氢氧化镁的添加量需达到50％～70％，才能达到良好的阻燃效果，而由于氢氧化镁的高含量添加，使得护套的力学性能大大降低。
发明内容
为了解决上述问题护套制备中添加高含量的氢氧化镁而导致护套材料力学性能降低的问题，本发明提供一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，其护套中添加低的阻燃剂，在保证力学性能的同时，阻燃效果良好。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，包括光纤带、加强件、增强件、护套，所述加强件有两根，所述加强件对称设置，所述光纤带设置在两根加强件之间，所述增强件设置在其中一根加强件一旁，所述光纤带、加强件和增强件，通过护套固定；所述护套的护套料由以下原料制备而成：聚烯烃基材130-150份，复合阻燃剂35-51份，抗氧化剂0.05-0.1份。
所述聚烯烃基材包括如下重量份数的原料，LDPE 80-90份，EVA 50-60份。
复合阻燃剂包括如下重量份数的原料，氢氧化镁30-40份，沸石粉5-10份，硫代二丙酸二月桂酯0.05-0.1份、钛酸酯偶联剂0.1-0.5份。
所述抗氧剂为DNP。
本发明的护套料的制备方法为：
S1.将沸石粉放入水蒸气中处理1-2h；S2.将氢氧化镁用无水乙醇配制成浆料，再将S1所得沸石粉加入氢氧化镁浆料中，混合搅拌5-8h，得到混合浆料；S3.将硫代二丙酸二月桂酯、钛酸酯偶联剂溶于丙酮中，将所得溶液滴加到S2所得混合浆料中，干燥；S4.将LDPE、EVA、复合阻燃剂和DNP按照比例加入，进行密炼挤出造粒，得到所述护套料。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的复合阻燃剂包括氢氧化镁、沸石粉、硫代二丙酸二月桂酯和钛酸酯偶联剂，其中氢氧化镁受热时化学分解吸热、产生的水汽化吸热，且收热后分解成氧化镁，并未产生二次污染，是一种无毒、低烟的阻燃剂，沸石粉经处理后，沸石粉内充满水分子，受热时，水分子释放出来，稀释氧气浓度，进一步辅助阻燃，然而由于氢氧化镁表面极性很强，与LDPE和EVA的相容性极差，且氢氧化镁的添加量通常为50-70％，大量添加氢氧化镁后会严重影响护套料的性能，同理，沸石粉的添加也会影响护套料的性能，本发明采用将硫代二丙酸二月桂酯和钛酸酯偶联剂混合溶液滴加入氢氧化镁浆料中，硫代二丙酸二月桂酯和钛酸酯偶联剂起到偶联作用，提高氢氧化镁和沸石粉与LDPE和EVA的相容性，且由于沸石粉的辅助阻燃，本发明氢氧化镁的添加量在不超过20％，复合阻燃剂中有效阻燃成分氢氧化镁与沸石粉的总添加量不超过25％。
附图说明
图1为本发明光缆的结构示意图；
图中，1-护套，2-加强件，3-增强件，4-光纤带。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，包括光纤带4、加强件2、增强件3、护套1，所述加强件2有两根，所述加强件2对称设置，所述光纤带4设置在两根加强件2之间，所述增强件3设置在其中一根加强件2一旁，所述光纤带4、加强件2和增强件3，通过护套1固定；所述护套1的护套料由以下原料制备而成：LDPE 80-90份，EVA 50-60份，氢氧化镁30-40份，沸石粉5-10份，硫代二丙酸二月桂酯0.05-0.1份、钛酸酯偶联剂0.1-0.5份，抗氧剂DNP 0.05-0.1份；其中EVA中，VA含量为10-20％。
其中，氢氧化镁、沸石粉、硫代二丙酸二月桂酯和钛酸酯偶联剂组成复合阻燃剂，氢氧化镁的沸石粉为主要的有效阻燃成分，氢氧化镁为常规的阻燃剂，而本发明中的阻燃成分还涉及到沸石粉，受热后，沸石粉中吸附的水分释放出来，稀释空气，进一步的辅助阻燃，其中，氢氧化镁的添加量不超过20％，氢氧化镁和沸石的总添加量不超过25％，因此，护套料在添加较少阻燃剂的情况下，仍然具有优秀的阻燃效果，而护套料中，硫代二丙酸二月桂酯和钛酸酯偶联剂则起到偶联作用，使得氢氧化镁和沸石粉在聚烯烃基材中相容性更好，由于护套料中无机阻燃剂的添加量小，且硫代二丙酸二月桂酯和钛酸酯偶联剂的偶联作用，因此护套料的力学性能优异。另外，硫代二丙酸二月桂酯同时也可作为抗氧剂与抗氧剂DNP协同作用，使得抗氧剂添加量少，且抗氧效果更优。
由于沸石粉中含有水分，因此在制备护套料时，LDPE、EVA、复合阻燃剂以及DNP在进行密炼挤出，反应条件，压力为3个大气压，反应温度问100-120℃。提高反应压力，可以避免沸石粉中的水分逸出。
实施例1-4，制备护套料，所用原料如表1所示，具体步骤如下述：
S1.将沸石粉放入水蒸气中处理1-2h；
S2.将氢氧化镁用无水乙醇配制成浆料，再将S1所得沸石粉加入氢氧化镁浆料中，混合搅拌5-8h，得到混合浆料；
S3.将硫代二丙酸二月桂酯、钛酸酯偶联剂溶于丙酮中，将所得溶液滴加到S2所得混合浆料中，低温将无水乙醇以及丙酮烘干，得到复合阻燃剂；
S4.将LDPE、EVA、复合阻燃剂和DNP按照比例加入，进行密炼、挤出造粒，得到所述护套料，密炼挤出整个过程中，压力为3个大气压，温度设置为加料段100℃，输送段110℃，密炼段120℃，机头115℃，且密炼1h。
表1实施例1-4各原料使用量
原料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
LDPE 80 83 86 90
EVA 50 54 58 60
氢氧化镁 30 32 37 40
沸石粉(325目) 5 7 9 10
硫代二丙酸二桂酯 0.05 0.06 0.08 0.1
钛酸酯偶联剂(NDZ-105) 0.1 0.2 0.4 0.5
DNP(抗氧剂) 0.05 0.07 0.09 0.1
将实施例1-4所得护套料进行性能测试，测试项目以及测试结果如表2所示，其中序号1-14号检测项目按照YD/T1113-2015中，型号为WDZYH-70的无卤低烟阻燃材料规定的方法进行检测，序号15-16号检测项目按照YD/T1113-2001中规定的方法进行检测。
表2实施例1-4护套料性能测试
Figure BDA0002623927580000041
实施例5-6，为了进一步探究沸石粉粒径大小对护套性能的影响，在制备护套料的时候，添加不同粒径的沸石粉，实施例5添加的沸石粉的粒径为200目，实施例6添加的沸石粉的粒径为120目，其他原料与实施例4一样，具体实施例5-6的原料如表3所示，且护套料的制备方法与实施例4完全相同。
表3实施例5-6的原料列表
原料 实施例4 实施例5 实施例6
LDPE 90 90 90
EVA 60 60 60
氢氧化镁 40 40 40
沸石粉 10(325目) 10(200目) 10(120目)
硫代二丙酸二桂酯 0.1 0.1 0.1
钛酸酯偶联剂(NDZ-105) 0.5 0.5 0.5
DNP(抗氧剂) 0.1 0.1 0.1
将实施例5-6所得护套料进行性能测试，测试结果如表4所示。
表4实施例4、5、6护套料性能测试结果
Figure BDA0002623927580000051
对比实施例4-6的护套料的性能测试结果发现，沸石粉的粒径在120目-325目之间，护套料的性能均符合标准，且性能参数差别不大，但是值得注意的是，当沸石粉的粒径为200目，护套的热变形率最小。
实施例7-12，为了进一步探究护套料的制备工艺对护套性能的影响，在进行密炼时，分别设置实施例7的压力为常压，实施例8的压力为2个大气压，实施例9的压力为2.5个大气压，实施例10的压力为3.2个大气压，实施例11的压力为3.5个大气压，实施例12的压力为3.8个大气压，其他反应条件以及各原料用量与实施例4相同，并将所得护套进行性能测试，实施例7-9以及实施例12所得护套不符合性能标准，实施例10-11所得护套料符合性能标准，具体如表5所示。
表5实施例4、10、11护套料性能测试结果
Figure BDA0002623927580000052
Figure BDA0002623927580000061
从表5中可以看出，实施例10所得护套料综合性能最优。综上，在密炼时设置压力为3-3.5个大气压，其中3.2个大气压为最优密炼压力。
将所得护套料用于制备非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，其中，非金属加强件选用芳纶增强塑料杆，所用增强构件为具有防锈功能的钢丝或者钢绞线，护套的厚度不小于0.3mm，制备光缆的方法与常规方法相同。

Claims (5)

1.一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，其特征在于，包括光纤带、加强件、增强件、护套，所述加强件有两根，所述加强件对称设置，所述光纤带设置在两根加强件之间，所述增强件设置在其中一根加强件一旁，所述光纤带、加强件和增强件，通过护套固定；所述护套的护套料由以下原料制备而成：聚烯烃基材、复合阻燃剂和抗氧剂，各原料的重量份数为，聚烯烃基材130-150份，复合阻燃剂35-51份，抗氧化剂0.05-0.1份；所述聚烯烃基材包括EVA和LDPE，所述复合阻燃剂包括氢氧化镁、沸石粉、硫代二丙酸二月桂酯和钛酸酯偶联剂，所述抗氧剂包括DNP；
其中，氢氧化镁的添加量不超过20%，复合阻燃剂中有效阻燃成分氢氧化镁与沸石粉的总添加量不超过25%。
2.根据权利要求1所述的一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，其特征在于，所述复合阻燃剂的原料包括以下物质，氢氧化镁30-40份，沸石粉5-10份，硫代二丙酸二月桂酯0.05-0.1份、钛酸酯偶联剂0.1-0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，其特征在于，LDPE 80-90份，EVA50-60份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，其特征在于，所述复合阻燃剂的制备方法为：S1.将沸石粉放入水蒸气中处理1-2h；S2.将氢氧化镁用无水乙醇配制成浆料，再将S1所得沸石粉加入氢氧化镁浆料中，混合搅拌5-8h，得到混合浆料；S3.将硫代二丙酸二月桂酯、钛酸酯偶联剂溶于丙酮中，将所得溶液滴加到S2所得混合浆料中，干燥。
5.根据权利要求4所述的一种非金属加强件的低烟无卤自承式蝶形引入光缆，其特征在于，所述护套料的制备方法为：将聚烯烃基材、复合阻燃剂和抗氧剂按照比例加入，进行混密炼挤出造粒，得到所述护套料。
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