CN1176134C - 光纤二次被覆材料－聚对苯二甲酸丁二醇酯的固相缩聚方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光纤二次被覆材料——聚对苯二甲酸丁二醇酯固相缩聚方法。采用较低粘度的聚对苯二甲酸丁二醇酯基础树脂作为基料，并加入0.3-2%的乙醇或异丙醇、苯酚、2，2′-双(2-噁唑啉)和润滑剂作添加剂，在固相缩聚反应器中反应制成，反应分加热第一、二阶段和冷却第一、二阶段四个阶段进行，本发明利用固相缩聚这一比较温和的反应，通过优化反应工艺条件以及选择合适的添加剂来提高材料的粘度。该材料容易加工并具有较高的熔体强度、较低的热膨胀系数、挤出后收缩率和良好的尺寸稳定性、加工工艺稳定、成型速度高、较优的产品纯净度、较优的批量稳定性等特点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种光纤二次被覆材料——聚对苯二甲酸丁二醇酯(以下简称PBT)的固相缩聚方法。产品主要用作各类光纤护套料。可广泛应用于各类光纤的二次被覆。
背景技术：
光纤用二次被覆材料——固相缩聚聚对苯二甲酸丁二醇酯是制作光纤二次套塑(束管)的热塑性工程塑料。随着通信事业的不断发展，对光缆的需求量也越来越大，与之相对应的对该PBT的用量也在逐年递增。光缆新品层出不穷，从最初的中心管式光缆到现在的ADSS光缆、海底光缆等。对光缆在不同环境下的要求也大大提高。由此对其中保护光纤的PBT材料也提出了更高的要求。可以说纤芯是光缆中的最重要的部分，为了对管中的光纤起到良好的保护作用，选择合适的光纤二次被覆材料对优良的光缆至关重要。
现有的光纤二次被覆材料——聚对苯二甲酸丁二醇酯通常采用由反应式双螺杆挤出机挤出增粘技术来实现PBT材料的增粘。反应性挤出机增粘通过在生产过程中加入一定量的扩链剂，利用PBT材料自身的反应基团如羟基、羧基等与扩链剂之间的反应，通过扩链剂分子将两个PBT分子连接起来实现增粘。通过这一技术生产的PBT材料由于它自身的不稳定性而造成应用上的一定局限性。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种性能优异的光纤二次被覆材料——聚对苯二甲酸丁二醇酯的固相缩聚方法。
本发明的技术内容是：一种光纤二次被覆材料——聚对苯二甲酸丁二醇酯的固相缩聚方法，它是采用较低粘度的聚对苯二甲酸丁二醇酯基础树脂作为基料，并加入乙醇或异丙醇、苯酚、2，2′-双(2-噁唑啉)封端剂和润滑剂作添加剂，在固相缩聚反应器中反应制成，反应分加热第一、二阶段和冷却第一、二阶段四个阶段进行，加热第一阶段的温度40-160℃，保温温度160±5℃，保温时间0.5～1.5小时；加热第二阶段的温度160-205℃，保温温度205±5℃，保温时间5～15小时；冷却第一阶段温度205-150℃，保温温度150±5℃，保温时间0.5～1.5小时；冷却第二阶段温度150-100℃；真空度≤0.1mbar，封端剂的加入量占原料总重量的0.3-2％。其机理为降低PBT材料的端羧基含量。
本发明也可在上述原料中加入脂肪酸酰胺类或脂肪酸及脂类、金属皂类、烃类润滑剂作添加剂，润滑剂的加入量占原料总重量的0.2-2％。最好0.2-1.0％。
本发明还可在上述原料中加入爽滑剂作添加剂，爽滑剂的加入量占原料总重量0.1-2％。最好0.1-0.5％。
所述的脂肪酸酰胺类润滑剂为硬脂酰胺或油酰胺、芥酰胺；脂肪酸及脂类润滑剂为硬脂酸；金属皂类润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸钙镁、或硬脂酸钙锌；烃类润滑剂为聚乙烯蜡或聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡。机理为提高PBT材料的流动性，改善加工性、提高产量和挤出速度。
所述的爽滑剂为滑石粉或白炭黑、硫酸钡。其机理为提高PBT材料的防粘性。
固相缩聚聚对苯二甲酸丁二醇酯是聚对苯二甲酸丁二醇酯基础树脂在固体状态下进行缩聚的方法，它属于均相反应，温度控制在聚对苯丁二醇脂的熔点以下，反应在固相内进行，并随着温度的增加反应速度也相应的增加。这一反应是分步完成的。当反应温度在单体和聚合物熔体之间时，缩聚反应的第一步是在单体熔融状态下进行的，然后在低聚物的固体中进一步缩聚成较高粘度的聚对苯二甲酸丁二醇酯成品。
本发明利用固相缩聚这一比较温和的反应，通过优化反应工艺条件如反应温度、反应周期和真空度以及选择合适的与PBT亲和的添加剂及添加技术来提高PBT材料的粘度。该材料容易加工并具有较高的熔体强度、较低的热膨胀系数、较低的挤出后收缩率和良好的尺寸稳定性、加工工艺稳定、成型速度高、较优的产品纯净度、较优的批量稳定性等特点。缩短了工艺路线，将PBT材料的性能提高到一个新的高度，从而达到光纤二次套塑用材料的要求。
本发明与挤出增粘产品性能比较如下：
| 性能 | 单位 | 本专利产品 | 挤出增粘产品 |
| 熔点(DSC) | ℃ | 226 | 226 |
| 熔融指数(MTI250/2.16KG) | Cm3/10min | 11.1 | 8 |
| 线性膨胀系数(23-80℃) | 10-4K-1 | 0.81 | 1.6 |
| 饱和吸水率 | ％ | 0.04 | 0.45 |
| 拉伸屈服强度 | Mpa | 54 | 52 |
| 屈服伸长率 | ％ | 9 | 7 |
| 断裂伸长率 | ％ | 352 | 160 |
| 拉伸弹性模量 | Mpa | 2258 | 2070 |
| 弯曲应力(3.5％应变) | Mpa | 65.5 | 61 |
| 弯曲模量 | Mpa | 2255 | 2220 |
| 缺口冲击强度(23℃) | KJ/m2 | 5.9 | 5.5 |
| 邵氏硬度HD | / | 76.9 | 70 |
附图说明：
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式：
实施例1：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂99.7kg作为基料，并加入封端剂乙醇0.3kg作添加剂进行缩聚反应。缩聚反应分加热第一、第二阶段和冷却第一、第二阶段四个阶段进行。加热第一阶段的温度40-160℃，保温温度160℃，保温时间1小时；加热第二阶段的温度160-205℃，保温温度205℃，保温时间10小时；冷却第一阶段温度205-150℃，保温温度150℃，保温时间1小时；冷却第二阶段温度150-100℃；真空度≤0.1mbar。
实施例2：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂99.55kg作为基料并加入封端剂异丙醇0.45kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例1。
实施例3：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂99.4kg作为基料，并加入封端剂苯酚0.6kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例1。
实施例4：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂99kg作为基料，并加入封端剂2，2′-双(2-噁唑啉)1kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例1。
实施例5：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.5kg作为基料，并加入封端剂乙醇1.5kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例1。
实施例6：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98kg作为基料，并加入封端剂异丙醇2kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例1。
实施例7：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂99.2kg作为基料，并加入封端剂苯酚0.6kg、润滑剂硬脂酰胺0.2kg作添加剂，缩聚反应分加热第一、第二阶段和冷却第一、第二阶段四个阶段进行。加热第一阶段的温度40-160℃，保温温度155℃，保温时间0.5小时；加热第二阶段的温度160-205℃，保温温度210℃，保温时间5小时；冷却第一阶段温度205-150℃，保温温度145℃，保温时间1.5小时；冷却第二阶段温度150-100℃；真空度≤0.1mbar。
实施例8：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.7kg作为基料，并加入封端剂2，2′-双(2-噁唑啉)0.3kg、润滑剂油酰胺1.0kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例7。
实施例9：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.95kg作为基料，并加入封端剂乙醇0.45kg、润滑剂芥酰胺0.6kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例7。
实施例10：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98kg作为基料，并加入封端剂异丙醇1kg、润滑剂硬脂酸1kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例7。
实施例11：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂97.4kg作为基料，并加入封端剂苯酚0.6kg、润滑剂硬脂酸钙2kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例7。
实施例12：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.2kg作为基料，并加入封端剂2，2′-双(2-噁唑啉)0.3kg、润滑剂硬脂酸镁1.5kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例7。
实施例13：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.9kg作为基料，并加入封端剂乙醇0.6kg、爽滑剂滑石粉0.5kg作添加剂，缩聚反应分加热第一、第二阶段和冷却第一、第二阶段四个阶段进行。加热第一阶段的温度40-160℃，保温温度165℃，保温时间1.5小时；加热第二阶段的温度160-205℃，保温温度200℃，保温时间5小时；冷却第一阶段温度205-150℃，保温温度155℃，保温时间0.5小时；冷却第二阶段温度150-100℃；真空度≤0.1mbar。
实施例14：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.45kg作为基料，并加入封端剂异丙醇0.45kg和爽滑剂白炭黑0.1kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例13。
实施例15：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.7kg作为基料，并加入封端剂苯酚1kg和爽滑剂硫酸钡0.3kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例13。
实施例16：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.55kg作为基料，并加入封端剂2，2′-双(2-噁唑啉)0.45kg和爽滑剂滑石粉1kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例13。
实施例17：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂97.7kg作为基料，并加入封端剂乙醇0.3kg和爽滑剂白炭黑2kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例13。
实施例18：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂96.5kg作为基料，并加入封端剂乙醇2kg和爽滑剂硫酸钡1.5kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例13。
实施例19：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.65kg作为基料，并加入封端剂异丙醇0.45kg、润滑剂硬脂酸锌0.6kg和爽滑剂滑石粉0.3kg作添加剂，缩聚反应分加热第一、第二阶段和冷却第一、第二阶段四个阶段进行。加热第一阶段的温度40-160℃，保温温度160℃，保温时间1小时；加热第二阶段的温度160-205℃，保温温度200℃，保温时间10小时；冷却第一阶段温度205-150℃，保温温度155℃，保温时间1.5小时；冷却第二阶段温度150-100℃；真空度≤0.1mbar。
实施例20：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂98.2kg作为基料，并加入封端剂苯酚0.3kg、润滑剂聚乙烯蜡1.0kg和爽滑剂白炭黑0.5kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例19。
实施例21：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂99.1kg作为基料，并加入封端剂2，2′-双(2-噁唑啉)0.6kg、润滑剂聚丙烯蜡0.2kg和爽滑剂硫酸钡0.1kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例19。
实施例22：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂95.5kg作为基料，并加入封端剂乙醇1kg、润滑剂氧化聚乙烯蜡2kg和爽滑剂滑石粉1.5kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例19。
实施例23：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂96kg作为基料，并加入封端剂乙醇1.5kg、润滑剂硬脂酰胺1.5kg和爽滑剂白炭黑1kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例19。
实施例24：在固相缩聚反应器中投入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂94kg作为基料，并加入封端剂异丙醇2kg、润滑剂油酰胺2kg和爽滑剂硫酸钡2kg作添加剂进行缩聚反应。其余同例19。
Claims (1)
1、一种光纤二次被覆材料—聚对苯二甲酸丁二醇酯的固相缩聚方法，其特征在于采用较低粘度的聚对苯二甲酸丁二醇酯基础树脂作为基料，并加入乙醇或异丙醇、苯酚、2，2′-双(2-噁唑啉)封端剂和润滑剂作添加剂，在固相缩聚反应器中反应制成，反应分加热第一、二阶段和冷却第一、二阶段四个阶段进行，加热第一阶段的温度40-160℃，保温温度160±5℃，保温时间0.5～1.5小时；加热第二阶段的温度160-205℃，保温温度205±5℃，保温时间5～15小时；冷却第一阶段温度205-150℃，保温温度150±5℃，保温时间0.5～1.5小时；冷却第二阶段温度150-100℃；真空度≤0.1mbar，封端剂的加入量占原料总重量的0.3-2％。
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