CN113817261A - 一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法，所述护套料包含以下材料：聚烯烃树脂、聚丙烯、功能性弹性体、相容剂、抗氧剂、加工助剂、特种表面润滑剂、阻燃剂和阻燃协效剂，所述护套由内护套和外护套构成，内护套嵌合设置在外护套外部形成低烟无卤阻燃光缆护套结构。该内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法，采用新型的结构设计，使得制备的光缆护套结构通过内外共挤模具挤出机快速生产加工，制备的光缆护套内外层之间形成一层透明膜结构，在应用过程中可以避免内外层护套之间相互融合粘连，同时采用新型的阻燃剂材料使得制备的光缆护套具有较好的阻燃性能，实际应用效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及电缆制备技术领域，具体为一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法。
背景技术
普通型低烟无卤聚烯烃在日常生产双层护套结构时因为内外护套极易容易粘连，工艺步骤一般为内护套挤出-冷却-风干-绕盘-添加滑石粉(防粘连工序)-外护套挤出-冷却-风干-绕盘，工艺繁琐极，易出现涂抹不均导致内外护套粘连，因而导致光缆在应用过程中还存在一定的问题；
1、光缆内外护套之间表层融合相互粘连，会导致后期光缆使用过程中结构变形，使其机械性能和耐候性衰退，甚至导致传输信号衰减甚至丢失，导致使用周期变短为后期维护增加成本；
2、并且光缆内外层护套需要独立分布加工形成，对成型后的内护套结构和外护套结构再组合加工，工艺结构复杂，延长光缆生产时间。
所以需要针对上述问题设计一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出光缆内外护套之间表层融合相互粘连，会导致后期光缆使用过程中结构变形，使其机械性能和耐候性衰退，甚至导致传输信号衰减甚至丢失，导致使用周期变短为后期维护增加成本，并且光缆内外层护套需要独立分布加工形成，对成型后的内护套结构和外护套结构再组合加工，工艺结构复杂，延长光缆生产时间的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法，所述护套料包含以下材料：聚烯烃树脂、聚丙烯、功能性弹性体、相容剂、抗氧剂、加工助剂、特种表面润滑剂、阻燃剂和阻燃协效剂，所述护套由内护套和外护套构成，内护套嵌合设置在外护套外部形成低烟无卤阻燃光缆护套结构；
内护套，其制备原材料有：聚烯烃树脂、聚丙烯、相容剂、抗氧剂和特种表面润滑剂，内护套在特种表面润滑剂作用下表面形成一层透明分子膜，增加表面光滑度，防止表层氧化粘附；
外护套，其制备原材料有：聚烯烃树脂、功能性弹性体、相容剂、抗氧剂、加工助剂，外护套在功能性弹性体作用下熔点降低，提高表面抗弯折能力和防刮伤能力。
优选的，所述内护套和外护套的制备方法包含以下步骤：
步骤一：将聚烯烃树脂、聚丙烯、相容剂、抗氧剂、特种表面润滑剂在密炼机中搅拌均匀，控制密炼机中的温度为190℃，并且保持搅拌转速为60r/min，形成内护套混合原料；将聚烯烃树脂、功能性弹性体、相容剂、抗氧剂、加工助剂在密炼机中搅拌均匀，控制密炼机中的温度为190℃，并且保持搅拌转速为60r/min，形成外护套混合原料；
步骤二：在密炼机中加入阻燃剂及阻燃协效剂，继续密炼，控制密炼温度为70℃，保持混合转速为60r/min；
步骤三：密炼完成后经双螺杆、单螺杆风冷造粒，分别形成内护套颗粒和外护套颗粒分类输出；
步骤四：将制备的内护套颗粒和外护套颗粒导入挤管式模具挤出机内部，通过控制内护套和外护套内外共挤快速挤出成型，加强对主机温度的控制，并且挤出机各段均设置有风冷机构，保持各区的加热温度不要超过170℃；
步骤五：对挤出后的护套结构冷却处理，最终依次进行风干、绕盘加工成型。
优选的，所述内护套和外护套制备步骤一中的各组分的重量分数为：聚烯烃树脂40～60份，聚丙烯15～35份，功能性弹性体15～35份，相容剂15～35份，抗氧剂0.2～0.4份，特种表面润滑剂0.1～0.2份，加工助剂0.5～2份，且聚烯烃树脂为聚乙烯醋酸乙烯酯，并且聚烯烃树脂的密度为0.8～1.1g/cm3，熔融指数为1～4g/10min。
优选的，所述内护套和外护套制备步骤一中各组分的具体成分为：
功能性弹性体，其由乙烯辛烯共聚物、丁二烯共聚物、乙烯丁烯共聚物和乙丙橡胶组成；
相容剂，其由乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐和聚乙烯接枝马来酸酐构成；
抗氧剂，其由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、4，4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)构成；
加工助剂，其由聚乙烯蜡和硅酮母粒构成；
特种润滑剂，其由硅胶为基材的有机硅中一类润滑剂构成。
优选的，所述内护套和外护套制备步骤二中阻燃剂150～200份，阻燃协效剂10～30份，且阻燃剂由硅烷处理后的Al(OH)3和Mg(OH)2构成，且所述内护套和外护套制备步骤二中阻燃协效剂由二氧化二锑、硼酸锌、氰尿酸三聚氰胺构成。
优选的，所述阻燃剂加入后电缆料吸潮能力增加，为了提高挤塑质量，在控制混料加工前对阻燃剂进行烘干处理，控制烘干处理的温度在70℃，并且控制烘干处理时间为4h。
优选的，所述阻燃剂和阻燃协效剂混合形成的护套阻燃原理为：
(1)、水合金属氧化物受热后释放结晶水，氧化物吸收大量热量，抑制聚合物温度上升，延缓聚合物分解，阻止燃烧；
(2)、且脱水分解产生的水蒸气能稀释可燃性气体，进一步提高光缆护套应用的阻燃效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法，采用新型的结构设计，使得该制备的光缆结构可以控制内外护套共挤成型，避免内外护套之间相互粘连，增强光缆的应用效果，具体为：
1.通过聚烯烃树脂、聚丙烯、相容剂、抗氧剂和特种表面润滑剂加工形成内护套颗粒，通过聚烯烃树脂、功能性弹性体、相容剂、抗氧剂、加工助剂加工形成外护套颗粒，通过内外共挤模具挤出机可以将内护套颗粒和外护套颗粒同步挤出形成双层光缆护套结构，简化加工的工艺流程，加工效率增加；
2.在配方中添加阻燃协效剂，在提高材料阻燃性能的同时还能适当的减少阻燃剂的填充量，从而提高制备光缆护套的阻燃性能，并且选择硅烷处理后的阻燃剂，未经表面处理的阻燃剂在体系中流动性较差，而硅烷处理后的阻燃剂的加工性能会有较大的提升；
3.内护套组成结构中添加有聚丙烯树脂材料和特种润滑剂，其中特种润滑剂在生产冷却过程和产品长期存放的过程中会在内护套表面形成一层透明的分子膜，不仅可以隔绝内外护套防止粘连，还可以防止内护套和光纤的黏连，也取消了添加涂抹滑石粉这一工序，而聚丙烯树脂材料可以在生产过程中使内护套在较高的温度下冷却定型，有效地保证了产品结构和尺寸的稳定性。
附图说明
图1为本发明光缆内外层护套结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法，护套料包含以下材料：聚烯烃树脂、聚丙烯、功能性弹性体、相容剂、抗氧剂、加工助剂、特种表面润滑剂、阻燃剂和阻燃协效剂，所述护套由内护套和外护套构成，内护套嵌合设置在外护套外部形成低烟无卤阻燃光缆护套结构；
实施例
内护套将50份聚乙烯-醋酸乙烯酯、15份聚丙烯、20份乙烯辛烯共聚物、15份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、0.3份双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和2份特种润滑剂在密炼机中搅拌均匀，控制密炼机中的温度为190℃，并且保持搅拌转速为60r/min，再在密炼机中加入160份硅烷处理后的氢氧化铝及15份三氧化二锑继续密炼至物料全部熔融，控制密炼温度为70℃，保持混合转速为60r/min，密炼完成后经双螺杆、单螺杆风冷造粒。
外护套将50份聚乙烯-醋酸乙烯酯、15份聚丙烯、20份乙烯辛烯共聚物、15份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、0.3份双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和2份加工助剂在密炼机中搅拌均匀，控制密炼机中的温度为190℃，并且保持搅拌转速为60r/min，再在密炼机中加入150份硅烷处理后的氢氧化铝及25份三氧化二锑继续密炼至物料全部熔融，控制密炼温度为70℃，保持混合转速为60r/min，密炼完成后经双螺杆、单螺杆风冷造粒。
将内护套颗粒和外护套颗粒导入挤管式模具挤出机内部，通过控制内护套和外护套内外共挤快速挤出成型，加强对主机温度的控制，并且挤出机各段均设置有风冷机构，保持各区的加热温度不要超过170℃，接着对挤出后的护套结构冷却处理，最终依次进行风干、绕盘加工成型，形成光缆双层护套结构。
实施例制备的光缆性能如下：
内外共挤是双层结构的护套同时挤出的一种工艺，工艺步骤一般为内外护套共同挤出-冷却-风干-绕盘，生产工序简易，极大的降低工时和能耗；
制备光缆结构内外层护套之间不相互粘连，主要原因是一方面内护套的配方中添加了特种润滑剂以硅胶为基材的有机硅中一类替代了低烟无卤聚烯烃中的加工助剂，该物质在生产冷却过程和产品长期存放的过程中会在内护套表面形成一层透明的分子膜，不仅可以隔绝内外护套防止粘连，还可以防止内护套和光纤的黏连，也取消了添加涂抹滑石粉这一工序；另一方面，内护套添加熔点较高的聚丙烯树脂材料不仅可以提高光缆的耐热性能，而且还可以在生产过程中使内护套在较高的温度下冷却定型，有效地保证了产品结构和尺寸的稳定性；
其次，外护套添加低熔点的功能性弹性体树脂材料不仅可以提高光缆的抗弯折和防刮伤性能，而且还可以在生产过程中使外护套慢与内护套的情况下冷却定型，有效地保证了产品结构和尺寸的稳定性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料及其制备方法，其特征在于，所述护套料包含以下材料：聚烯烃树脂、聚丙烯、功能性弹性体、相容剂、抗氧剂、加工助剂、特种表面润滑剂、阻燃剂和阻燃协效剂，所述护套由内护套和外护套构成，内护套嵌合设置在外护套外部形成低烟无卤阻燃光缆护套结构；
内护套，其制备原材料有：聚烯烃树脂、聚丙烯、相容剂、抗氧剂和特种表面润滑剂，内护套在特种表面润滑剂作用下表面形成一层透明分子膜，增加表面光滑度，防止表层氧化粘附；
外护套，其制备原材料有：聚烯烃树脂、功能性弹性体、相容剂、抗氧剂、加工助剂，外护套在功能性弹性体作用下熔点降低，提高表面抗弯折能力和防刮伤能力。
2.根据权利要求1所述的一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料的制备方法，其特征在于：所述内护套和外护套的制备方法包含以下步骤：
步骤一：将聚烯烃树脂、聚丙烯、相容剂、抗氧剂、特种表面润滑剂在密炼机中搅拌均匀，控制密炼机中的温度为190℃，并且保持搅拌转速为60r/min，形成内护套混合原料；将聚烯烃树脂、功能性弹性体、相容剂、抗氧剂、加工助剂在密炼机中搅拌均匀，控制密炼机中的温度为190℃，并且保持搅拌转速为60r/min，形成外护套混合原料；
步骤二：在密炼机中加入阻燃剂及阻燃协效剂，继续密炼，控制密炼温度为70℃，保持混合转速为60r/min；
步骤三：密炼完成后经双螺杆、单螺杆风冷造粒，分别形成内护套颗粒和外护套颗粒分类输出；
步骤四：将制备的内护套颗粒和外护套颗粒导入挤管式模具挤出机内部，通过控制内护套和外护套内外共挤快速挤出成型，加强对主机温度的控制，并且挤出机各段均设置有风冷机构，保持各区的加热温度不要超过170℃；
步骤五：对挤出后的护套结构冷却处理，最终依次进行风干、绕盘加工成型。
3.根据权利要求2所述的一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料的制备方法，其特征在于：所述内护套和外护套制备步骤一中的各组分的重量分数为：聚烯烃树脂40～60份，聚丙烯15～35份，功能性弹性体15～35份，相容剂15～35份，抗氧剂0.2～0.4份，特种表面润滑剂0.1～0.2份，加工助剂0.5～2份，且聚烯烃树脂为聚乙烯醋酸乙烯酯，并且聚烯烃树脂的密度为0.8～1.1g/cm3，熔融指数为1～4g/10min。
4.根据权利要求2所述的一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料的制备方法，其特征在于：所述内护套和外护套制备步骤一中各组分的具体成分为：
功能性弹性体，其由乙烯辛烯共聚物、丁二烯共聚物、乙烯丁烯共聚物和乙丙橡胶组成；
相容剂，其由乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐和聚乙烯接枝马来酸酐构成；
抗氧剂，其由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、4，4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)构成；
加工助剂，其由聚乙烯蜡和硅酮母粒构成；
特种润滑剂，其由硅胶为基材的有机硅中一类润滑剂构成。
5.根据权利要求2所述的一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料的制备方法，其特征在于：所述内护套和外护套制备步骤二中阻燃剂150～200份，阻燃协效剂10～30份，且阻燃剂由硅烷处理后的Al(OH)3和Mg(OH)2构成，且所述内护套和外护套制备步骤二中阻燃协效剂由二氧化二锑、硼酸锌、氰尿酸三聚氰胺构成。
6.根据权利要求5所述的一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料的制备方法，其特征在于：所述阻燃剂加入后电缆料吸潮能力增加，为了提高挤塑质量，在控制混料加工前对阻燃剂进行烘干处理，控制烘干处理的温度在70℃，并且控制烘干处理时间为4h。
7.根据权利要求5所述的一种内外共挤防粘连低烟无卤阻燃光缆护套料的制备方法，其特征在于：所述阻燃剂和阻燃协效剂混合形成的护套阻燃原理为：
(1)、水合金属氧化物受热后释放结晶水，氧化物吸收大量热量，抑制聚合物温度上升，延缓聚合物分解，阻止燃烧；
(2)、且脱水分解产生的水蒸气能稀释可燃性气体，进一步提高光缆护套应用的阻燃效果。
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