CN115216091A - 光缆用再生环保型填充料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种光缆用再生环保型填充料，包括按重量百分比计的如下组分：再生聚丙烯20%至50%；再生聚乙烯20%至50%；碳酸钙20%至50%；滑石粉5%至15%；分散剂0.5%至1%；不沾黏母粒2%至8%；白油0.5%至1%；抗氧剂0.3%至0.5%；光稳定剂0.1%至0.6%。其中，所述再生聚丙烯与所述再生聚乙烯的比例范围为1:1至3:1，所述再生聚丙烯的结晶度范围为30%至38%，所述再生聚乙烯的结晶度范围为30%至40%，不沾黏母粒包括有机硅聚合物。本申请还提供光缆用再生环保型填充料的制备方法。
Description
技术领域
本申请涉及材料化工领域，尤其涉及一种光缆用再生环保型填充料及其制备方法。
背景技术
光缆用PP填充料是光缆缆芯绞合工序中重要的材料之一。其PP填充料制备成的填充线质量对成缆性能包括成缆的圆整度、成缆渗水试验等都有些重要影响。现有的PP填充料一般采用新料进行制备，在机械性能方面有着一定的优势，但是价格较高，且在粘黏性及成型性能上存在劣势。
如何解决上述问题，在保证填充料质量的同时降低成本并进行优化，是本领域技术人员需要考虑的。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本申请提供一种光缆用再生环保型填充料及其制备方法。
本申请实施例提供一种光缆用再生环保型填充料，包括按重量百分比计的如下组分：
再生聚丙烯20%至50%；
再生聚乙烯20%至50%；
碳酸钙20%至50%；
滑石粉5%至15%；
分散剂0.5%至1%；
不沾黏母粒2%至8%；
白油0.5%至1%；
抗氧剂0.3%至0.5%；
光稳定剂0.1%至0.6%；
其中，所述再生聚丙烯与所述再生聚乙烯的比例范围为1:1至3:1，所述再生聚丙烯的结晶度范围为30%至38%，所述再生聚乙烯的结晶度范围为30%至40%，不沾黏母粒包括有机硅聚合物。
在一种可能的实施方式中，所述光缆用再生环保型填充料的熔体流动速率小于或等于8g/10分钟。
在一种可能的实施方式中，所述再生聚丙烯为拉丝级聚丙烯再生料，所述再生聚丙烯的熔体流动速率小于或等于10g/10分钟。
在一种可能的实施方式中，所述再生聚乙烯为吹膜级聚乙烯再生料，所述再生聚乙烯的熔体流动速率小于或等于3g/10分钟。
在一种可能的实施方式中，所述碳酸钙为粒径小于或等于2μm的粉体材料。
在一种可能的实施方式中，所述滑石粉为粒径小于或等于1μm的粉体材料。
在一种可能的实施方式中，所述分散剂包括硬脂酸与乙撑双硬脂酸酰胺，所述硬脂酸与所述乙撑双硬脂酸酰胺的质量比例为1：1。
在一种可能的实施方式中，所述抗氧化剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂以及酚类抗氧剂，所述受阻酚类抗氧剂与所述亚磷酸酯抗氧剂与所述酚类抗氧剂的质量比例为3：1：1。
在一种可能的实施方式中，所述光稳定剂包括苯并三唑类光吸收剂及受阻胺类自由基捕获剂，所述苯并三唑类光吸收剂与所述受阻胺类自由基捕获剂的质量比例为1：1。
本申请实施例还提供一种光缆用再生环保型填充料的制备方法，用于制备前述的光缆用再生环保型填充料，包括如下步骤：
S1、将称量好的所述再生聚丙烯、所述再生聚乙烯和所述白油加入一高速混合机中，进行高速混合得到含油性混合树脂；
S2、将称量好的所述碳酸钙、所述滑石粉、所述分散剂、所述不沾黏母粒、所述抗氧剂和所述光稳定剂投入到高速混合机中与所述含油性混合树脂进行混合，高速混合机混合60s至300s使原料均匀混合得到混合料；
S3、将所述混合料用双螺杆挤出机挤出造粒，得到所述光缆用再生环保型填充料。
相较于现有技术，本申请的光缆用再生环保型填充料及其制备方法，至少具备如下有益效果：
1.采用再生聚丙烯材料和再生聚乙烯材料，一方面降低了光缆用填充料成本，同时通过配方的优化，保证了材料的性能，而且通过对材料的控制，保证了材料符合环保要求；另一方面，再生聚丙烯与再生聚乙烯相较于一般的新料分子量更小、结晶度更低，进而使得填充料的一次成型填充线中心不易出现收缩孔，从而避免了成缆绞合和成缆渗水等问题。
2. 通过在配方体系中加入分散剂和白油，使其相互协同作用，保证了材料在光缆填充线放线中外径的稳定性，进而提升了产品的可靠性。
3. 通过在配方中添加包含有机硅聚合物的不沾黏母粒，同时提升配方中再生聚丙烯的含量，保证了填充料制备的填充线与护套的不沾黏性。
附图说明
图1为本申请实施例的光缆用再生环保型填充料的制备方法的流程示意图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
以下描述将参考附图以更全面地描述本申请内容。附图中所示为本申请的示例性实施例。然而，本申请可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本申请透彻和完整，并且将本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本申请。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件和/或其群组。
除非另外定义，否则本文使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本申请内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是，参考附图中所描绘的组件不一定按比例显示；而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。
下面参照附图，对本申请的具体实施方式作进一步的详细描述。
本申请实施例提供一种光缆用再生环保型填充料，包括按重量百分比计的如下组分：
再生聚丙烯20%至50%；
再生聚乙烯20%至50%；
碳酸钙20%至50%；
滑石粉5%至15%；
分散剂0.5%至1%；
不沾黏母粒2%至8%；
白油0.5%至1%；
抗氧剂0.3%至0.5%；
光稳定剂0.1%至0.6%；
其中，所述再生聚丙烯与所述再生聚乙烯的比例范围为1:1至3:1，所述再生聚丙烯的结晶度范围为30%至38%，所述再生聚乙烯的结晶度范围为30%至40%，不沾黏母粒包括有机硅聚合物。
进一步的，所述再生聚丙烯的结晶度可以为31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%；所述再生聚乙烯的结晶度可以为31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%。
进一步的，采用再生聚丙烯材料和再生聚乙烯材料，一方面降低了光缆用填充料成本，同时通过配方的优化，保证了材料的性能，而且通过对材料的控制，保证了材料符合环保要求；另一方面，再生聚丙烯与再生聚乙烯相较于一般的新料分子量更小、结晶度更低，进而使得填充料的一次成型填充线中心不易出现收缩孔，从而避免了成缆绞合和成缆渗水等问题。
对于再生聚丙烯及再生聚乙烯，其结晶度相对于全新料更低，结果如下表A：
通过对比可知，再生聚丙烯与再生聚乙烯由于其分子量更低，使其结晶度相对于更低。
同时对此材料按照GB/T17037.4-2003塑料热塑性塑料材料注塑试样的制备第4部分：模塑收缩率的测定标准进行模塑收缩率SM测试，如下表B：
可知，再生聚乙烯与再生聚丙烯具有更小的模塑收缩率，其对应更不易出现收缩孔。
于一实施例中，所述光缆用再生环保型填充料的熔体流动速率小于或等于8g/10分钟。
于一实施例中，所述再生聚丙烯为拉丝级聚丙烯再生料，所述再生聚丙烯的熔体流动速率小于或等于10g/10分钟。
进一步的，再生聚丙烯是指相对是新原料来说的第二次热塑处理以后的聚丙烯，拉丝级再生聚丙烯可以为尺寸小于250目的再生聚丙烯。
进一步的，再生聚丙烯是指通过将在市场上应用的聚丙烯类产品通过回收、分类、再处理制备成可用的颗粒状再生原材料。拉丝级再生聚丙烯主要是聚丙烯的熔指进行了一定的控制，一般≤5g/10分钟，便于材料的挤出成型。
于一实施例中，所述再生聚乙烯为吹膜级聚乙烯再生料，所述再生聚乙烯的熔体流动速率小于或等于3g/10分钟。
此处吹膜级聚乙烯一般选用韧性较好的聚乙烯再生料，其断裂伸长率一般≥700%，且所述再生聚乙烯的熔体流动速率小于或等于3g/10分钟。
于一实施例中，所述碳酸钙为粒径≤2μm的粉体材料。
于一实施例中，有机硅聚合物是分子结构中含有硅元素，且硅原子上连接有有机官能团的聚合物。按其化学结构和性能，可分为三类：(1)硅油。为低分子量线型结构聚合物。(2)硅橡胶。为高分子量线型结构聚合物。(3)硅树脂。含有活性基团，可进一步固化的线型结构聚合物。具有耐化学腐蚀、耐热、耐寒及憎水等特性。
于一实施例中，所述有机硅聚合物是指含有硅元素，且所述硅原子上连接有有机官能团的聚合物，一般硅原子连接氧原子形成聚硅氧烷分子结构。所述有机硅聚合物具有优异的润滑效果，同时可降低材料的摩擦系数。
进一步的，通过在配方中添加包含有机硅聚合物的不沾黏母粒，同时提升配方中再生聚丙烯的含量，保证了填充料制备的填充线与护套的不沾黏性。
于一实施例中，所述滑石粉为粒径≤1μm的粉体材料。
于一实施例中，所述分散剂包括硬脂酸与乙撑双硬脂酸酰胺，所述硬脂酸与所述乙撑双硬脂酸酰胺的质量比例为1：1。
于一实施例中，白油为矿物油，运动粘度≤150 mm2/s。
进一步的，通过在配方体系中加入分散剂和白油，使其相互协同作用，保证了材料在光缆填充线放线中外径的稳定性，进而提升了产品的可靠性。
于一实施例中，所述抗氧化剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂以及酚类抗氧剂，所述受阻酚类抗氧剂与所述亚磷酸酯抗氧剂与所述酚类抗氧剂的质量比例为3：1：1。
进一步的，受阻酚类抗氧剂（hindered phenol antioxidants）具有空间受阻结构的酚类化合物，为链终止型抗氧剂的主要类型。根据分子中受阻酚官能团的数量一般分为一元受阻酚和多元受阻酚。受阻酚类抗氧剂多用于塑料制品，与亚磷酸酯、硫醚等辅助抗氧剂显示协间效果。代表性的品种可以为抗氧剂1010，抗氧剂1076、抗氧剂1024等。
进一步的，亚磷酸酯抗氧剂，也称辅助抗氧剂，主要作用是分解氢过氧化物。氢过氧化物的生成和积聚是有机高分子材料降解最关键的步骤，当一定浓度的氢过氧化物生成后，自由基氧化反应将快速推进，因此亚磷酸酯抗氧剂对老化的抑制至关重要。同时，亚磷酸酯抗氧剂具有良好的色泽保护能力，能提高聚合物的加工温度。与受阻酚抗氧剂、光稳定剂等有协同效果。
进一步的，所述酚类抗氧剂为通过捕捉过氧自由基来阻止或抑制链引发反应和链增长反应，从而终止自由基链式反应。
于一实施例中，所述光稳定剂包括苯并三唑类光吸收剂及受阻胺类自由基捕获剂，所述苯并三唑类光吸收剂与所述受阻胺类自由基捕获剂的质量比例为1：1。
如图1所示，本申请实施例还提供一种光缆用再生环保型填充料的制备方法，用于制备前述的光缆用再生环保型填充料，包括如下步骤：
S1、将称量好的所述再生聚丙烯、所述再生聚乙烯和所述白油加入一高速混合机中，进行高速混合得到含油性混合树脂；
S2、将称量好的所述碳酸钙、所述滑石粉、所述分散剂、所述不沾黏母粒、所述抗氧剂和所述光稳定剂投入到高速混合机中与所述含油性混合树脂进行混合，高速混合机混合60s至300s使原料均匀混合得到混合料；
S3、将所述混合料用双螺杆挤出机挤出造粒，得到所述光缆用再生环保型填充料。
实施例1至3为具体实施方案，将为本申请的光缆用再生环保型填充料及其制备方法进行详细说明。
表1 ：实施例1至3对应的组分及其重量（单位kg）
对实施例1至3进行性能测试和环保测试，具体结果如下：
表2 ：实施例1至3对应的组分机械性能测试结果
表3 ：实施例1至3对应的环保性能结果
通过对表2和表3性能表可以看出，实施1至3所对应的光缆用再生环保型填充料有着优异的机械性能和环保性能。
表4：护套与填充线沾黏验证
通过表4可以看出，不沾黏母粒和配方中聚丙烯含量对护套与填充线的不沾黏有着重要作用，含量越多，其不沾黏效果越好。
表5：填充料放线外径稳定性测试
通过表5可以看出，通过填充料制备方法的改进主要是将聚丙烯再生树脂、聚乙烯再生树脂和白油先进行高混浸润，提高了树脂与树脂的分散效果。同时，分散剂和白油的协同作用，使得制备的填充料，其放线外径稳定性非常优越，随着分散剂和白油含量的增加，在同种制备工艺下，其外径稳定性越高。
表6：填充料放线（线径≥3.0mm）一次成型收缩孔测试
测试条件：取1m填充线，采用美工刀切成10段。
通过表6可以看出，在填充线直径≤3.0时，实施例1至3对应的产品均无收缩孔。
通过在前述的表A、表B及相关描述中可知，再生聚乙烯和再生聚丙烯的结晶度相对于全新料更低，相应的其模塑收缩率SM更低。
对实施例1-3进行材料结晶度和收缩率测试，具体结果如下表C和表D：
表C：实施例1至3中再生聚乙烯和再生聚丙烯的结晶度
表D：实施例1至3所对应的收缩率
结合表C和表D以及前述的表6可知，本申请实施例的光缆用再生环保型填充料具有更好的性能。
上文中，参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本申请的范围的情况下，还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种光缆用再生环保型填充料，其特征在于，包括按重量百分比计的如下组分：
再生聚丙烯20%至50%；
再生聚乙烯20%至50%；
碳酸钙20%至50%；
滑石粉5%至15%；
分散剂0.5%至1%；
不沾黏母粒2%至8%；
白油0.5%至1%；
抗氧剂0.3%至0.5%；
光稳定剂0.1%至0.6%；
其中，所述再生聚丙烯与所述再生聚乙烯的比例范围为1:1至3:1，所述再生聚丙烯的结晶度范围为30%至38%，所述再生聚乙烯的结晶度范围为30%至40%，不沾黏母粒包括有机硅聚合物。
2.如权利要求1所述的光缆用再生环保型填充料，其特征在于，所述光缆用再生环保型填充料的熔体流动速率小于或等于8g/10分钟。
3.如权利要求1所述的光缆用再生环保型填充料，其特征在于，所述再生聚丙烯为拉丝级聚丙烯再生料，所述再生聚丙烯的熔体流动速率小于或等于10g/10分钟。
4.如权利要求1所述的光缆用再生环保型填充料，其特征在于，所述再生聚乙烯为吹膜级聚乙烯再生料，所述再生聚乙烯的熔体流动速率小于或等于3g/10分钟。
5.如权利要求1所述的光缆用再生环保型填充料，其特征在于，所述碳酸钙为粒径小于或等于2μm的粉体材料。
6.如权利要求1所述的光缆用再生环保型填充料，其特征在于，所述滑石粉为粒径小于或等于1μm的粉体材料。
7.如权利要求1所述的光缆用再生环保型填充料，其特征在于，所述分散剂包括硬脂酸与乙撑双硬脂酸酰胺，所述硬脂酸与所述乙撑双硬脂酸酰胺的质量比例为1：1。
8.如权利要求1所述的光缆用再生环保型填充料，其特征在于，所述抗氧化剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂以及酚类抗氧剂，所述受阻酚类抗氧剂与所述亚磷酸酯抗氧剂与所述酚类抗氧剂的质量比例为3：1：1。
9.如权利要求1所述的光缆用再生环保型填充料，其特征在于，所述光稳定剂包括苯并三唑类光吸收剂及受阻胺类自由基捕获剂，所述苯并三唑类光吸收剂与所述受阻胺类自由基捕获剂的质量比例为1：1。
10.一种光缆用再生环保型填充料的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至9中任意一项所述的光缆用再生环保型填充料，包括如下步骤：
S1、将称量好的所述再生聚丙烯、所述再生聚乙烯和所述白油加入一高速混合机中，进行高速混合得到含油性混合树脂；
S2、将称量好的所述碳酸钙、所述滑石粉、所述分散剂、所述不沾黏母粒、所述抗氧剂和所述光稳定剂投入到高速混合机中与所述含油性混合树脂进行混合，高速混合机混合60s至300s使原料均匀混合得到混合料；
S3、将所述混合料用双螺杆挤出机挤出造粒，得到所述光缆用再生环保型填充料。
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- 2022-09-15 CN CN202211122756.4A patent/CN115216091A/zh active Pending
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