CN116333403A - 易剥离光缆护套料 - Google Patents

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汤浩
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Abstract

本发明涉及易剥离的光纤护套料，属于护套料技术领域，包括以下原料：低密度聚乙烯、弹性助剂、易剥离助剂、相容剂；所述易剥离助剂包括以下步骤制成：将硅溶胶、光稳定型氨基硅烷偶联剂和无水乙醇混合均匀，加热至50‑65℃，然后缓慢滴加水溶液，滴加完全后，继续搅拌6‑12h，旋蒸，干燥，得易剥离助剂。所述易剥离助剂为自制的具有抗紫外性能和促进剥离的有机—无机复合物，其中，有机为超支化硅氧烷分子，无机物为纳米二氧化硅，其在低密度聚乙烯基体树脂中具有良好的流动性，赋予复合护套料优异的易剥离性和抗老化性。

Description

易剥离光缆护套料
技术领域
本发明属于护套料技术领域，具体地，涉及易剥离光缆护套料。
背景技术
护套料是光缆常用的保护绝缘层，其不但保护光缆免于被外界环境损伤，而且还能赋予或提高光缆的阻燃性能、弹性等性能，进而提高光缆的使用寿命和应用安全。而在光缆工程施工过程中需要使用专用工具进行开剥，进行光缆走线工作。在这个过程中，专用工具容易造成光纤涂覆层损伤。因此，有必要研发出一种易剥离的光缆护套料，降低在光缆工程施工过程中光纤的损伤。现有的护套料往往为高分子聚合物制成，具有粘合性强、抗撕裂、硬度高，对光纤具有很好的保护性，而这种强粘合性使得其不宜剥离。同时，现有的光缆护套料质地偏硬，容易弯折，导致光纤信号衰减超标，甚至出现光纤断裂。
基于此，本发明提供了一种弹性性能好且易剥离的光纤护套料。
发明内容
本发明的目的在于提供易剥离光缆护套料，以提供易于剥离的光纤护套料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
易剥离的光纤护套料，包括以下重量份原料：低密度聚乙烯35-75份、弹性助剂15-30份、易剥离助剂6-15份、相容剂2-8份。
进一步地，所述弹性助剂为热塑性聚酯弹性体或热塑性聚氨酯。
进一步地，所述相容剂为聚乙烯－马来酸酐接枝物、EPDM(三元乙丙橡胶)接枝马来酸酐接枝物两者任意比的混合。
进一步地，所述易剥离助剂包括以下步骤制成：
将硅溶胶、光稳定型氨基硅烷偶联剂和无水乙醇混合均匀，加热至50-65℃，然后缓慢滴加水溶液，滴加完全后，继续搅拌6-12h，旋蒸，干燥，得易剥离助剂，其中，水溶液由无水乙醇、氯化氢和去离子水按照质量比45-48:1:2混合组成，所述硅溶胶中的二氧化硅、光稳定型氨基硅烷偶联剂、无水乙醇、水溶液的质量比为3-5:0.3-0.5:25:50-55，二氧化硅的直径为300-800纳米，硅溶胶的质量分数为20-30％。
在上述反应中，利用了光稳定型氨基硅烷偶联剂的水解反应，形成具有硅氧键超支化硅氧烷，且该水解是在硅溶胶中进行，利用了硅溶胶中二氧化硅表面的硅醇键，使得二氧化硅颗粒接入上述超支化硅氧烷体系中，使获得的超支化硅氧烷的网络结构中含有二氧化硅，增强了超支化聚硅氧烷的机械性能和耐磨性能，同时超支化硅氧烷的低表面能和低粘度特性，赋予二氧化硅颗粒优异的流动性和可加工性能，即使获得的剥离剂在护套料的加工过程中易趋于护套料的表面层，此时利用二氧化硅防粘的作用，且硅氧烷的低表面能的特点，使得护套料与光纤之间的界面之间存在较小分子作用力，进而提供了护套料的剥离性能，而且，光稳定型氨基硅烷偶联剂向剥离剂中引入了二苯甲酮的结构，使得剥离剂不但提高了护套料的可剥离性，且赋予了护套料优异的抗老化性能。
进一步地，所述光稳定型氨基硅烷偶联剂包括以下步骤制成：
第一步、将氯乙酰氯和二氯甲烷混合均匀后，在-3-0℃、搅拌下缓慢滴加2,4-二羟基二苯二甲酮、三乙胺、二氯甲烷的混合溶液，滴加完全后，升至室温搅拌反应4-8h，停止反应，水洗，分液，有机相旋蒸，冷却结晶析出，过滤，用二氯甲烷-石油醚体系再重结晶，干燥，得含二苯二甲酮的衍生物，其中，氯乙酰氯、2,4-二羟基二苯二甲酮、三乙胺的摩尔比为1.2-3:1:1.2-3，优选地氯乙酰氯、2,4-二羟基二苯二甲酮、三乙胺的摩尔比为1.2-1.5:1:1.2-1.5；
第二步、将含二苯二甲酮的衍生物、三乙胺、二氯甲烷混合均匀后，在-3-0℃、搅拌下缓慢滴加氨基硅烷偶联剂和二氯甲烷的混合溶液，滴加完全后，升至室温，搅拌反应2-4h，停止反应，水洗、分液，有机相旋蒸，冷却结晶，干燥，得光稳定型硅烷偶联剂，其中，含二苯二甲酮的衍生物、三乙胺、氨基硅烷偶联剂的摩尔比为1-2:1-2:1-2，优选低含二苯二甲酮的衍生物、三乙胺、氨基硅烷偶联剂的摩尔比为1:1:1。
本发明的有益效果：
为解决背景技术中提到的问题，本发明采用低密度聚乙烯为基体树脂，利用低密度聚乙烯良好的易加工性和可改进性质，引入弹性助剂和易剥离助剂，其中，弹性助剂为热塑性聚酯弹性体或热塑性聚氨酯，利用了硬段和软段嵌段组合的优异热弹性性能，改善低密度聚乙烯热弹性性能差，赋予复合护套料更加优良的热弹性性能，同时，为提高低密度聚乙烯和弹性助剂的相容性和互穿网络的形成，引入相容剂，提高弹性助剂改善性能的发挥；而易剥离助剂为本发明自制的具有抗紫外性能和促进剥离的有机—无机复合物，其中，有机为超支化硅氧烷分子，无机物为纳米二氧化硅，其在低密度聚乙烯基体树脂中具有良好的流动性，赋予复合护套料优异的易剥离性和抗老化性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
光稳定型氨基硅烷偶联剂的制备：
第一步、将0.15mol氯乙酰氯和150mL二氯甲烷混合均匀后，在-3-0℃、搅拌下缓慢滴加0.1mol 2,4-二羟基二苯二甲酮、0.15mol三乙胺、100mL二氯甲烷的混合溶液，滴加完全后，升至室温搅拌反应4h，停止反应，水洗，分液，有机相旋蒸，冷却结晶析出，过滤，用二氯甲烷-石油醚体系再重结晶，干燥，得含二苯二甲酮的衍生物；
第二步、将步骤一制备的含二苯二甲酮的衍生物、0.1mol三乙胺、160mL二氯甲烷混合均匀后，在-3-0℃、搅拌下缓慢滴加氨基硅烷偶联剂(KH-540)和二氯甲烷的混合溶液，滴加完全后，升至室温，搅拌反应2h，停止反应，水洗、分液，有机相旋蒸，冷却结晶，干燥，得光稳定型硅烷偶联剂。
实施例2
光稳定型氨基硅烷偶联剂的制备：
第一步、将0.12mol氯乙酰氯和150mL二氯甲烷混合均匀后，在-3-0℃、搅拌下缓慢滴加0.1mol 2,4-二羟基二苯二甲酮、0.12mol三乙胺、100mL二氯甲烷的混合溶液，滴加完全后，升至室温搅拌反应6h，停止反应，水洗，分液，有机相旋蒸，冷却结晶析出，过滤，用二氯甲烷-石油醚体系再重结晶，干燥，得含二苯二甲酮的衍生物；
第二步、将步骤一制备的含二苯二甲酮的衍生物、0.1mol三乙胺、160mL二氯甲烷混合均匀后，在-3-0℃、搅拌下缓慢滴加氨基硅烷偶联剂(KH-540)和二氯甲烷的混合溶液，滴加完全后，升至室温，搅拌反应4h，停止反应，水洗、分液，有机相旋蒸，冷却结晶，干燥，得光稳定型硅烷偶联剂。
实施例3
易剥离助剂的制备：
将15g硅溶胶、0.4g实施例1制备的光稳定型氨基硅烷偶联剂和25g无水乙醇混合均匀，加热至50℃，然后缓慢滴加50g水溶液，滴加完全后，继续搅拌12h，旋蒸，干燥，得易剥离助剂，其中，水溶液由47g无水乙醇、1g氯化氢和2g去离子水混合组成，二氧化硅的直径为800纳米，硅溶胶的质量分数为20％。
实施例4
易剥离助剂的制备：
将25g硅溶胶、0.5g实施例2制备的光稳定型氨基硅烷偶联剂和25g无水乙醇混合均匀，加热至65℃，然后缓慢滴加55g水溶液，滴加完全后，继续搅拌6-12h，旋蒸，干燥，得易剥离助剂，其中，水溶液由458g无水乙醇、1g氯化氢和2g去离子水混合组成，二氧化硅的直径为300纳米，硅溶胶的质量分数为20％。
实施例5
易剥离的光纤护套料，包括以下重量份原料：低密度聚乙烯45份、弹性助剂30份、实施例3制备的易剥离助剂10份、相容剂8份，所述弹性助剂为热塑性聚酯弹性体，如二甲酸丁二酯乙二醇嵌段共聚物；所述相容剂为聚乙烯－马来酸酐接枝物、EPDM(三元乙丙橡胶)接枝马来酸酐接枝物两者任意比的混合。
实施例6
易剥离的光纤护套料，包括以下重量份原料：低密度聚乙烯75份、弹性助剂15份、实施例4制备的易剥离助剂6份、相容剂2份，所述弹性助剂为热塑性聚氨酯，如路博润58213；所述相容剂为聚乙烯－马来酸酐接枝物。
实施例7
易剥离的光纤护套料，包括以下重量份原料：低密度聚乙烯60份、弹性助剂20份、实施例3制备的易剥离助剂15份、相容剂6份，所述弹性助剂为热塑性聚酯弹性体，如二甲酸丁二酯乙二醇嵌段共聚物；所述相容剂为EPDM接枝马来酸酐接枝物。
对比例1
与实施例5相比，将实施例3制备的易剥离助剂替等量份换成以下步骤制成的物质，其余不变：
将15g硅溶胶、0.4gKH-540和25g无水乙醇混合均匀，加热至50℃，然后缓慢滴加50g水溶液，滴加完全后，继续搅拌12h，旋蒸，干燥，得易剥离助剂，其中，水溶液由47g无水乙醇、1g氯化氢和2g去离子水混合组成，二氧化硅的直径为800纳米，硅溶胶的质量分数为20％。
对比例2
与实施例5相比，将实施例3制备的易剥离助剂替等量份换成二氧化硅，其余不变，其中，二氧化硅的直径为800纳米。
对比例3
与实施例5相比，将实施例3制备的易剥离助剂替等量份换成低密度聚乙烯，其余不变。
实施例8
将实施例5-7和对比例1-3获得的护套料经双螺杆挤出造粒，得粒料，进行以下性能测试：
弹性性能：将粒料按照GB/T10402制成标准样，并测试，所得结果如表1所示；
光缆的剥离力：将粒料在光纤单元表面挤出成型，冷却，得成品光缆，然后在拉伸测试设备上采用90°夹具测试，拉伸速率为：25mm/min，所得的剥离力如表1所示；
氙灯人工加速老化试验：将粒料按照按照GB/T 16442.2制成标准样，并测试，试验温度65℃±3℃，相对湿度(65℃±3)％，测试时间为2000h，所得抗紫外老化性能如表如表1所示。
表1
Figure BDA0004154892020000071
从表1中的数据可以看出，实施例5-7获得的光纤护套料的抗老化性能优于对比例1-3获得的光纤护套料的对应性能，实施例5-7获得的光纤护套料的弹性性能优于对比例2-3获得光纤护套料的对应性能，实施例5-7获得的光纤护套料的易剥离性能优于对比例2-3光纤护套料的对应性能。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.易剥离的光纤护套料，其特征在于：包括以下原料：低密度聚乙烯、弹性助剂、易剥离助剂和相容剂；
所述易剥离助剂包括以下步骤制成：
将硅溶胶、光稳定型氨基硅烷偶联剂和无水乙醇混合均匀，加热至50-65℃，然后缓慢滴加水溶液，滴加完全后，继续搅拌6-12h，旋蒸，干燥，得易剥离助剂。
2.根据权利要求1所述的易剥离的光纤护套料，其特征在于：包括以下重量份原料：低密度聚乙烯35-75份、弹性助剂15-30份、易剥离助剂6-15份、相容剂2-8份。
3.根据权利要求1所述的易剥离的光纤护套料，其特征在于：所述弹性助剂为热塑性聚酯弹性体或热塑性聚氨酯。
4.根据权利要求1所述的易剥离的光纤护套料，其特征在于：所述相容剂为聚乙烯－马来酸酐接枝物、EPDM接枝马来酸酐接枝物两者任意比的混合。
5.根据权利要求1所述的易剥离的光纤护套料，其特征在于：所述水溶液由无水乙醇、氯化氢和去离子水按照质量比45-48:1:2混合组成。
6.根据权利要求5所述的易剥离的光纤护套料，其特征在于：所述硅溶胶中的二氧化硅、光稳定型氨基硅烷偶联剂、无水乙醇、水溶液的质量比为3-5:0.3-0.5:25:50-55，硅溶胶的质量分数为20-30％。
7.根据权利要求6所述的易剥离的光纤护套料，其特征在于：二氧化硅的直径为300-800纳米。
8.根据权利要求1所述的易剥离的光纤护套料，其特征在于：所述光稳定型氨基硅烷偶联剂包括以下步骤制成：
第一步、将氯乙酰氯和二氯甲烷混合均匀后，在-3-0℃、搅拌下缓慢滴加2,4-二羟基二苯二甲酮、三乙胺、二氯甲烷的混合溶液，滴加完全后，升至室温搅拌反应4-8h，停止反应，经后处理，得含二苯二甲酮的衍生物
第二步、将含二苯二甲酮的衍生物、三乙胺、二氯甲烷混合均匀后，在-3-0℃、搅拌下缓慢滴加氨基硅烷偶联剂和二氯甲烷的混合溶液，滴加完全后，升至室温，搅拌反应2-4h，停止反应，经后处理，得光稳定型硅烷偶联剂。
9.根据权利要求8所述的易剥离的光纤护套料，其特征在于：所述氯乙酰氯、2,4-二羟基二苯二甲酮、三乙胺的摩尔比为1.2-3:1:1.2-3。
10.根据权利要求8所述的易剥离的光纤护套料，其特征在于：所述含二苯二甲酮的衍生物、三乙胺、氨基硅烷偶联剂的摩尔比为1-2:1-2:1-2。
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