CN112266514B - 一种塑料光纤包层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种塑料光纤包层材料，由以下原料制备而成：高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、微晶纤维素、壳核结构纳米粒子、增韧剂、抗氧剂和紫外线吸收剂；所述壳核结构纳米粒子为以苯乙烯为壳层，以新型多元醇酯类热稳定剂为核层，在无水碳酸钠和乙二醇的作用下在壳层表面形成多条孔道，进一步通过偶联富集甲基丙烯酸单体、马来酸酐单体，得到的纳米粒子。本发明通过在壳材接有耐热单体，易于与塑料高分子进行交联，从而得到一种交联网络状结构，无机纳米颗粒在交点位置，破裂后其核材释放热稳定剂，可以显著提高材料的耐热稳定性，同时通过交联网络提高材料的力学性能，显著提高了光纤材料的耐热性能。

Description

一种塑料光纤包层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及光纤材料技术领域，具体涉及一种塑料光纤包层材料及其制备方法。
背景技术
塑料光纤具有重量轻、抗电磁干扰、柔韧性好，不易断裂，热熔拉伸容易等优点。但是，塑料光纤虽也存在耐热性差等缺点，在环境温度较高或湿度较大的场合使用时，存在包层易老化等严重问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种塑料光纤包层材料及其制备方法，通过在壳材接有耐热单体，易于与塑料高分子进行交联，从而得到一种交联网络状结构，无机纳米颗粒在交点位置，破裂后其核材释放，核材为新型多元醇酯类热稳定剂，具有良好的热稳定性、耐候性、透明性、无毒、无臭味、价格便宜等性能，可以显著提高材料的耐热稳定性，同时通过交联网络提高材料的力学性能，具有协同增效的作用，使得光纤包层材料的耐热温度达到150℃，显著提高了光纤材料的耐热性能。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供种塑料光纤包层材料，由以下原料制备而成：高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、微晶纤维素、壳核结构纳米粒子、增韧剂、抗氧剂和紫外线吸收剂；
所述壳核结构纳米粒子为以苯乙烯为壳层，以新型多元醇酯类热稳定剂为核层，在无水碳酸钠和乙二醇的作用下在壳层表面形成多条孔道，进一步通过偶联富集甲基丙烯酸单体、马来酸酐单体，得到的纳米粒子；
所述新型多元醇酯类热稳定剂具有如式Ⅰ所示结构：
Figure 252148DEST_PATH_IMAGE001
式Ⅰ。
作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：高密度聚乙烯200-400份、丙烯酸树脂50-100份、微晶纤维素10-20份、壳核结构纳米粒子15-20份、增韧剂5-10份、抗氧剂1-3份和紫外线吸收剂1-2份。
作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：高密度聚乙烯250-350份、丙烯酸树脂60-90份、微晶纤维素12-18份、壳核结构纳米粒子16-18份、增韧剂6-9份、抗氧剂1.5-2.5份和紫外线吸收剂1.2-1.8份。
作为本发明的进一步改进，所述新型多元醇酯类热稳定剂的制备方法如下：将双季戊四醇和己二酸混合加入反应器中，加热至反应原料熔融后，加入催化剂及带水剂，于190-220℃反应2-5h，待反应结束后减压除去残留的带水剂和水，将产物溶于二氯甲烷中，抽滤、干燥，得到产品。
作为本发明的进一步改进，所述催化剂为磷酸或硫酸；所述带水剂为甲苯或二甲苯；所述双季戊四醇、己二酸、催化剂及带水剂的物质的量之比为1：（1.1-1.2）：（0.1-0.3）：（10-20）。
作为本发明的进一步改进，所述增韧剂乙丙橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或几种；所述抗氧剂选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯、三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯中的一种或几种混合；所述紫外线吸收剂选自2，2'-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、2，4，6-三(2'正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或几种混合。
作为本发明的进一步改进，所述壳核结构纳米粒子的制备方法如下：
S1.将明胶溶于蒸馏水中，浸泡1-2h，并于35-40℃水浴，搅拌0.5-1h，依次加入引发剂、二乙烯苯、苯乙烯，继续搅拌0.5-1h，升温至45-50℃，加入无水碳酸钠和乙二醇，再次升温至80-90℃，保温1-2h后，加入新型多元醇酯类热稳定剂并保温搅拌反应2-4h，继续升温至92-97℃，保温搅拌反应1-2h，待溶液降至室温，洗涤抽滤，干燥，得到多孔壳核结构微粒；
S2.将步骤S1得到的多孔壳核结构微粒和蒸馏水混合，边搅拌边加入硅烷偶联剂溶液，继续搅拌反应0.5-2h，加入甲基丙烯酸单体、马来酸酐单体，升温至45-60℃，反应1-2h后，过滤，用蒸馏水洗涤、干燥，得到壳核结构纳米粒子。
作为本发明的进一步改进，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种混合；所述明胶、引发剂、二乙烯苯、苯乙烯、无水碳酸钠、乙二醇、新型多元醇酯类热稳定剂的质量比为1：（0.01-0.02）：（2-3）:（1-3）：（0.1-0.3）：（0.1-0.3）：（0.2-0.5）；所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570、KH580、KH602、KH792中的一种或几种混合；所述硅烷偶联剂溶液的含量为2.5-5wt%，所述多孔壳核结构微粒、甲基丙烯酸单体、马来酸酐单体的质量比为100：（1-5）：（2-7）。
本发明进一步保护一种上述塑料光纤包层材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、微晶纤维素、壳核结构纳米粒子、增韧剂、抗氧剂和紫外线吸收剂按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2.将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到塑料光纤包层材料。
作为本发明的进一步改进，所述混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段115-125℃，输送段130-140℃，熔融段135-145℃，和挤出段145-150℃。
本发明具有如下有益效果：本发明合成了一种壳核结构纳米粒子，在壳层上引入耐热单体如丙烯酸、马来酸酐等，易于与塑料高分子进行交联，从而得到一种交联网络状结构，而纳米壳核粒子键连在网络结构的交点位置，其表面的耐热单体参与材料结构，同时，纳米粒子核内含有稳定剂，能进一步提高材料的耐热稳定性，从而使得塑料光纤材料的耐热温度达到150℃，具有显著的进步。
本发明合成一种新型多元醇酯类热稳定剂，该紫外线吸收剂作为上述无机纳米壳核粒子的核材。普通的热稳定剂有铅盐、有机锡、稀土热稳定剂和Ca/Zn复合稳定剂，但这些热稳定剂有一定的毒副作用。随着环境保护意识的加强，无毒热稳定剂有很大需求。本发明制备的多元醇酯类热稳定剂是一种新型热稳定剂，具有良好的热稳定性、耐候性、透明性、无毒、无臭味、价格便宜等性能，能适用于塑料光纤的耐热稳定。
本发明通过在壳材接有耐热单体，易于与塑料高分子进行交联，从而得到一种交联网络状结构，无机纳米颗粒在交点位置，破裂后其核材释放，核材为新型多元醇酯类热稳定剂，具有良好的热稳定性、耐候性、透明性、无毒、无臭味、价格便宜等性能，可以显著提高材料的耐热稳定性，同时通过交联网络提高材料的力学性能，具有协同增效的作用，使得光纤包层材料的耐热温度达到150℃，显著提高了光纤材料的耐热性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制得的塑料光纤包层材料的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
制备例1新型多元醇酯类热稳定剂
合成路线：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
制备方法如下：将1mol双季戊四醇和1.1mol己二酸混合加入反应器中，加热至反应原料熔融后，加入0.1mol磷酸及10mol二甲苯，于190℃反应2h，待反应结束后减压除去残留的带水剂和水，将产物溶于二氯甲烷中，抽滤、干燥，得到产品，产率为90%。其红外数据如下：在3325-3330cm-1处存在明显的醇羟基O-H振动吸收峰，即产物结构中含有羟基;在2882-2937cm-1处出现了亚甲基-CH2的伸缩振动的耦合双峰;在1737cm-1附近出现酯结构中羰基C=O的伸缩振动峰，说明合成的化合物中含有羰基;在1120cm-1处出现了酯结构中C-O的伸缩振动峰，在1011cm-1处有醇结构中的C-O的伸缩振动峰，结合上述出现的羰基吸收峰，说明产物为酯类。
制备例2新型多元醇酯类热稳定剂
制备方法如下：将1mol双季戊四醇和1.2mol己二酸混合加入反应器中，加热至反应原料熔融后，加入0.3mol硫酸及20mol甲苯，于220℃反应5h，待反应结束后减压除去残留的带水剂和水，将产物溶于二氯甲烷中，抽滤、干燥，得到产品，产率为95%。
制备例3壳核结构纳米粒子
制备方法如下：
S1. 将10g明胶溶于100mL蒸馏水中，浸泡1h，并于35℃水浴，搅拌0.5h，依次加入0.1g过硫酸钠、20g二乙烯苯、10g苯乙烯，继续搅拌0.5h，升温至45℃，加入1g无水碳酸钠和1g乙二醇，再次升温至80℃，保温1h后，加入2g制备例1制得的新型多元醇酯类热稳定剂并保温搅拌反应2h，继续升温至92℃，保温搅拌反应1h，待溶液降至室温，洗涤抽滤，干燥，得到多孔壳核结构微粒；
S2. 将步骤S1得到的100g多孔壳核结构微粒和蒸馏水混合，边搅拌边加入2.5wt%硅烷偶联剂KH550溶液20mL，继续搅拌反应0.5h，加入1g甲基丙烯酸单体、2g马来酸酐单体，升温至45℃，反应1h后，过滤，用蒸馏水洗涤、干燥，得到壳核结构纳米粒子。
制备例4壳核结构纳米粒子
制备方法如下：
S1. 将10g明胶溶于100mL蒸馏水中，浸泡2h，并于40℃水浴，搅拌1h，依次加入0.2g过氧化叔戊酸叔丁基酯、30g二乙烯苯、30g苯乙烯，继续搅拌1h，升温至50℃，加入3g无水碳酸钠和3g乙二醇，再次升温至90℃，保温2h后，加入5g制备例2制得的新型多元醇酯类热稳定剂并保温搅拌反应4h，继续升温至97℃，保温搅拌反应2h，待溶液降至室温，洗涤抽滤，干燥，得到多孔壳核结构微粒；
S2. 将步骤S1得到的100g多孔壳核结构微粒和蒸馏水混合，边搅拌边加入5wt%硅烷偶联剂KH560溶液20mL，继续搅拌反应2h，加入5g甲基丙烯酸单体、7g马来酸酐单体，升温至60℃，反应2h后，过滤，用蒸馏水洗涤、干燥，得到壳核结构纳米粒子。
对比例1
与制备例4相比，新型多元醇酯类热稳定剂由二月桂酸二丁基锡替代，其他条件均不改变。
对比例2
与制备例4相比，未添加甲基丙烯酸单体，其他条件均不改变。
制备方法如下：
S1. 将10g明胶溶于100mL蒸馏水中，浸泡2h，并于40℃水浴，搅拌1h，依次加入0.2g过氧化叔戊酸叔丁基酯、30g二乙烯苯、30g苯乙烯，继续搅拌1h，升温至50℃，加入3g无水碳酸钠和3g乙二醇，再次升温至90℃，保温2h后，加入5g制备例2制得的新型多元醇酯类热稳定剂并保温搅拌反应4h，继续升温至97℃，保温搅拌反应2h，待溶液降至室温，洗涤抽滤，干燥，得到多孔壳核结构微粒；
S2. 将步骤S1得到的100g多孔壳核结构微粒和蒸馏水混合，边搅拌边加入5wt%硅烷偶联剂KH560溶液20mL，继续搅拌反应2h，加入12g马来酸酐单体，升温至60℃，反应2h后，过滤，用蒸馏水洗涤、干燥，得到壳核结构纳米粒子。
对比例3
与制备例4相比，未添加马来酸酐单体，其他条件均不改变。
制备方法如下：
S1. 将10g明胶溶于100mL蒸馏水中，浸泡2h，并于40℃水浴，搅拌1h，依次加入0.2g过氧化叔戊酸叔丁基酯、30g二乙烯苯、30g苯乙烯，继续搅拌1h，升温至50℃，加入3g无水碳酸钠和3g乙二醇，再次升温至90℃，保温2h后，加入5g制备例2制得的新型多元醇酯类热稳定剂并保温搅拌反应4h，继续升温至97℃，保温搅拌反应2h，待溶液降至室温，洗涤抽滤，干燥，得到多孔壳核结构微粒；
S2. 将步骤S1得到的100g多孔壳核结构微粒和蒸馏水混合，边搅拌边加入5wt%硅烷偶联剂KH560溶液20mL，继续搅拌反应2h，加入12g甲基丙烯酸单体，升温至60℃，反应2h后，过滤，用蒸馏水洗涤、干燥，得到壳核结构纳米粒子。
对比例4
与制备例4相比，未添加3g无水碳酸钠和3g乙二醇，其他条件均不改变。
制备方法如下：
S1. 将10g明胶溶于100mL蒸馏水中，浸泡2h，并于40℃水浴，搅拌1h，依次加入0.2g过氧化叔戊酸叔丁基酯、30g二乙烯苯、30g苯乙烯，继续搅拌1h，升温至50℃，再次升温至90℃，保温2h后，加入5g制备例2制得的新型多元醇酯类热稳定剂并保温搅拌反应4h，继续升温至97℃，保温搅拌反应2h，待溶液降至室温，洗涤抽滤，干燥，得到多孔壳核结构微粒；
S2. 将步骤S1得到的100g多孔壳核结构微粒和蒸馏水混合，边搅拌边加入5wt%硅烷偶联剂KH560溶液20mL，继续搅拌反应2h，加入5g甲基丙烯酸单体、7g马来酸酐单体，升温至60℃，反应2h后，过滤，用蒸馏水洗涤、干燥，得到壳核结构纳米粒子。
实施例1
原料组成（重量份）：高密度聚乙烯200份、丙烯酸树脂50份、微晶纤维素10份、制备例3制得的壳核结构纳米粒子15份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯1份和2，4，6-三(2'正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪1份。
制备方法包括以下步骤：
S1.将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、微晶纤维素、壳核结构纳米粒子、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯和2，4，6-三(2'正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2. 将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到塑料光纤包层材料，形成如图1所示网络结构，纳米壳核粒子键连在网络结构的交点位置，其表面的耐热单体参与材料结构，同时，纳米粒子核内含有稳定剂，能进一步提高材料的耐热稳定性，。
混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段115℃，输送段130℃，熔融段135℃，和挤出段145℃。
实施例2
原料组成（重量份）：高密度聚乙烯400份、丙烯酸树脂100份、微晶纤维素20份、制备例3制得的壳核结构纳米粒子20份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯3份和六甲基磷酰三胺2份。
制备方法包括以下步骤：
S1.将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、微晶纤维素、壳核结构纳米粒子、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯和六甲基磷酰三胺按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2. 将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到塑料光纤包层材料。
混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段125℃，输送段140℃，熔融段145℃，和挤出段150℃。
实施例3
原料组成（重量份）：高密度聚乙烯250份、丙烯酸树脂60份、微晶纤维素12份、制备例4制得的壳核结构纳米粒子16份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物6份、三(十二碳醇)酯1.5份和六甲基磷酰三胺1.2份。
制备方法包括以下步骤：
S1.将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、微晶纤维素、壳核结构纳米粒子、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三(十二碳醇)酯和六甲基磷酰三胺按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2. 将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到塑料光纤包层材料。
混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段117℃，输送段132℃，熔融段137℃，和挤出段146℃。
实施例4
原料组成（重量份）：高密度聚乙烯350份、丙烯酸树脂90份、微晶纤维素18份、制备例4制得的壳核结构纳米粒子18份、氯化聚乙烯9份、双十二碳醇酯2.5份和2，2'-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍1.8份。
制备方法包括以下步骤：
S1.将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、微晶纤维素、壳核结构纳米粒子、氯化聚乙烯、双十二碳醇酯和2，2'-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2. 将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到塑料光纤包层材料。
混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段122℃，输送段138℃，熔融段142℃，和挤出段149℃。
实施例5
原料组成（重量份）：高密度聚乙烯300份、丙烯酸树脂75份、微晶纤维素15份、制备例4制得的壳核结构纳米粒子17份、乙丙橡胶7份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚2份和2，2'-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍1.5份。
制备方法包括以下步骤：
S1.将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、微晶纤维素、壳核结构纳米粒子、乙丙橡胶、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚和2，2'-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2. 将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到塑料光纤包层材料。
混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段120℃，输送段135℃，熔融段140℃，和挤出段147℃。
对比例5
与实施例5相比，采用对比例1制备的壳核结构纳米粒子，其他条件均不改变。
对比例6
与实施例5相比，采用对比例2制备的壳核结构纳米粒子，其他条件均不改变。
对比例7
与实施例5相比，采用对比例3制备的壳核结构纳米粒子，其他条件均不改变。
对比例8
与实施例5相比，采用对比例4制备的壳核结构纳米粒子，其他条件均不改变。
测试例1
将本发明实施例1-5和对比例5-8制得的塑料光纤包层材料以及市售塑料光纤包层材料进行性能测试，结果见表1。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE004
本发明的塑料光纤包层材料具有优异的机械性能，且在中红外2-5μm透过高，拉丝性能优异，软化温度大于155℃，耐热温度达到150℃，具有显著的进步，这些性能可以满足多种塑料纤芯材料。
对比例5与实施例5相比，采用对比例1制得的壳核结构纳米粒子，对比例1制得的壳核结构纳米粒子核材采用普通热稳定剂，其制得的壳核结构纳米粒子加入材料中后，耐热稳定性显著下降，其软化温度降为90℃，不能耐高温。
对比例6和对比例7与实施例5相比，采用对比例2、3制得的壳核结构纳米粒子，对比例2、3制得的壳核结构纳米粒子分别未添加甲基丙烯酸单体或马来酸酐单体，其耐热性能下降，可见，加入单一的单体对于形成网络结构不利，复合单体能够较好的形成如图1所示网络结构，在壳层上引入耐热单体如丙烯酸、马来酸酐等，易于与塑料高分子进行交联，从而得到一种交联网络状结构，而纳米壳核粒子键连在网络结构的交点位置，其表面的耐热单体参与材料结构，两者具有协同增效的作用。
对比例8与实施例5相比，采用对比例4制得的壳核结构纳米粒子，对比例4制得的壳核结构纳米粒子未加入造孔剂碳酸钠和乙二醇，在壳核结构纳米粒子表面没有形成较多孔道，从而富集甲基丙烯酸单体或马来酸酐单体，使得甲基丙烯酸单体或马来酸酐单体的负载量大大降低，从而影响了网络结构的形成，不利于耐热稳定，因此其耐热性下降。
与现有技术相比，本发明合成了一种壳核结构纳米粒子，在壳层上引入耐热单体如丙烯酸、马来酸酐等，易于与塑料高分子进行交联，从而得到一种交联网络状结构，而纳米壳核粒子键连在网络结构的交点位置，其表面的耐热单体参与材料结构，同时，纳米粒子核内含有稳定剂，能进一步提高材料的耐热稳定性，从而使得塑料光纤材料的耐热温度达到150℃，具有显著的进步。
本发明合成一种新型多元醇酯类热稳定剂，该紫外线吸收剂作为上述无机纳米壳核粒子的核材。普通的热稳定剂有铅盐、有机锡、稀土热稳定剂和Ca/Zn复合稳定剂，但这些热稳定剂有一定的毒副作用。随着环境保护意识的加强，无毒热稳定剂有很大需求。本发明制备的多元醇酯类热稳定剂是一种新型热稳定剂，具有良好的热稳定性、耐候性、透明性、无毒、无臭味、价格便宜等性能，能适用于塑料光纤的耐热稳定。
本发明通过在壳材接有耐热单体，易于与塑料高分子进行交联，从而得到一种交联网络状结构，无机纳米颗粒在交点位置，破裂后其核材释放，核材为新型多元醇酯类热稳定剂，具有良好的热稳定性、耐候性、透明性、无毒、无臭味、价格便宜等性能，可以显著提高材料的耐热稳定性，同时通过交联网络提高材料的力学性能，具有协同增效的作用，使得光纤包层材料的耐热温度达到150℃，显著提高了光纤材料的耐热性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种塑料光纤包层材料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：高密度聚乙烯200-400份、丙烯酸树脂50-100份、微晶纤维素10-20份、壳核结构纳米粒子15-20份、增韧剂5-10份、抗氧剂1-3份和紫外线吸收剂1-2份；
所述壳核结构纳米粒子的制备方法如下：
S1.将明胶溶于蒸馏水中，浸泡1-2h，并于35-40℃水浴，搅拌0.5-1h，依次加入引发剂、二乙烯苯、苯乙烯，继续搅拌0.5-1h，升温至45-50℃，加入无水碳酸钠和乙二醇，再次升温至80-90℃，保温1-2h后，加入多元醇酯类热稳定剂并保温搅拌反应2-4h，继续升温至92-97℃，保温搅拌反应1-2h，待溶液降至室温，洗涤抽滤，干燥，得到多孔壳核结构微粒；
S2.将步骤S1得到的多孔壳核结构微粒和蒸馏水混合，边搅拌边加入硅烷偶联剂溶液，继续搅拌反应0.5-2h，加入甲基丙烯酸单体、马来酸酐单体，升温至45-60℃，反应1-2h后，过滤，用蒸馏水洗涤、干燥，得到壳核结构纳米粒子；
所述多元醇酯类热稳定剂的制备方法如下：将双季戊四醇和己二酸混合加入反应器中，加热至反应原料熔融后，加入催化剂及带水剂，于190-220℃反应2-5h，待反应结束后减压除去残留的带水剂和水，将产物溶于二氯甲烷中，抽滤、干燥，得到产品；
所述多元醇酯类热稳定剂具有如式Ⅰ所示结构：
Figure 508308DEST_PATH_IMAGE001
式Ⅰ。
2.根据权利要求1所述一种塑料光纤包层材料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：高密度聚乙烯250-350份、丙烯酸树脂60-90份、微晶纤维素12-18份、壳核结构纳米粒子16-18份、增韧剂6-9份、抗氧剂1.5-2.5份和紫外线吸收剂1.2-1.8份。
3.根据权利要求1所述一种塑料光纤包层材料，其特征在于，所述催化剂为磷酸或硫酸；所述带水剂为甲苯或二甲苯；所述双季戊四醇、己二酸、催化剂及带水剂的物质的量之比为1：（1.1-1.2）：（0.1-0.3）：（10-20）。
4.根据权利要求1所述一种塑料光纤包层材料，其特征在于，所述增韧剂乙丙橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或几种；所述抗氧剂选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯、三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯中的一种或几种混合；所述紫外线吸收剂选自2，2'-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、2，4，6-三(2'正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或几种混合。
5.根据权利要求1所述一种塑料光纤包层材料，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种混合；所述明胶、引发剂、二乙烯苯、苯乙烯、无水碳酸钠、乙二醇、多元醇酯类热稳定剂的质量比为1：（0.01-0.02）：（2-3）:（1-3）：（0.1-0.3）：（0.1-0.3）：（0.2-0.5）；所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570、KH580、KH602、KH792中的一种或几种混合；所述硅烷偶联剂溶液的含量为2.5-5wt%，所述多孔壳核结构微粒、甲基丙烯酸单体、马来酸酐单体的质量比为100：（1-5）：（2-7）。
6.一种如权利要求1-5任一项权利要求所述塑料光纤包层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将高密度聚乙烯、丙烯酸树脂、微晶纤维素、壳核结构纳米粒子、增韧剂、抗氧剂和紫外线吸收剂按照配比加入到双螺杆挤出机中进行混炼挤出；
S2.将步骤S1挤出的材料输送到单螺杆挤出机上进行挤出造粒，从而得到塑料光纤包层材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混炼挤出过程中的四个温度段为：加料段115-125℃，输送段130-140℃，熔融段135-145℃，和挤出段145-150℃。
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