一种光缆用GTL基础油填充膏及其制备方法

摘要

本发明公开了一种光缆用GTL基础油填充膏，主要由GTL基础油、分油抑制剂、热塑性合成橡胶、抗氧剂和增稠剂组成。还公开了一种光缆用GTL基础油填充膏的制备方法。本发明光缆用GTL基础油填充的主要特性是密度小、低温性能优良，可以在-50℃环境中作为替代合成油的油膏产品安全使用，并具有优良的胶体安定性和氧化安定性、耐热性、耐候性、体系不分油、酸值小；触变指数高，低粘度，抗水性强，不乳化，高温滴流好，适用环境温度宽，可使光纤在松套管内及缆芯在缆内可始终处于最自由的无应力状态。

说明书

技术领域

本发明涉及一种填充膏及其制备方法，尤其涉及一种光缆用GTL基础油填 充膏及其制备方法。

背景技术

通信业是我国国民经济的基础产业和支柱产业，是构建国家信息基础设 施，提供网络和信息服务，全面支撑经济社会发展的战略性、先导性行业。“十 一五”时期，我国通信业取得了较大的发展，通过积极开展3G网络建设及业 务应用，大力推进TD-SCDMA产业化和商业化进程，行业整体保持了健康平稳 有序的发展。目前，通信行业已成为全球各国的朝阳企业，随着光通信事业的 飞速发展，光缆的需求量与日俱增；光通信行业的日新月异给人们的日常生活 带来了极大的便利，人们的日常生活(手机、电脑、电视、网络等)已离不开光 通信；众所周知，光通信是靠光缆传输信息的，光缆的核心材料是光纤，光纤 的保护神是油膏，也就是说油膏是光纤的贴身侍卫，油膏产品质量的好否将直 接影响到光缆的传输性能。光纤在水份、潮气和应力的作用下，会产生应力腐 蚀，在含氢环境中会产生氢损；光纤一旦受到应力、腐蚀和氢损将会大大降低 光缆信息的传输性能，随着时间的流逝，光缆将会逐渐丧失其信息传输性能， 这种现象的产生对社会带来的后果可想而知，不单对人们的日常生活和工作带 来极大不便，对国家建设也将会产生严重影响。

综上所述，油膏产品质量的好否将对光缆产品的质量起到至关重要的作 用，而油膏产品质量的好否主要是由基础油的品质来决定的；所以说基础油质 量的好否将直接影响到油膏产品的质量。

随着光缆质量的高要求和光缆结构的不断改进，以往油膏产品的质量已满 足不了现在光缆产品的使用性能和填充要求；其主要体现在光缆的加工性能 (速度、触变性等)、适用环境(对油膏的低温要求)以及光缆新型结构。随 着光缆结构的紧凑，光纤芯数增加，套管直径缩小等技术改进，对油膏填充膏 产品提出了更高的技术要求。其主要体现在密度、低温、粘度、锥入度以及触 变指数方面(简称触变膏)；它的主要特性要求是填充膏密度值要小，可以直 接减轻光缆的自身重量，降低光缆成本，同时还可以为光缆在架空时减轻自承 重负荷力。触变指数值要高(主要体现纤膏在静态状态下的固态骨架性)，通 用性要宽(二次套塑管直径大小可以通用，不用换膏)，高温滴流好，适用环 境广(油膏高低温环境要求)，它可使光纤在松套管内及缆芯在缆内可始终处 于最自由的无应力状态。这样就降低了光纤的微弯损耗和光纤在应力、水份及 潮气作用下的应力腐蚀。当这种纤膏在受到应力(如光缆的搬运、吊装等)时， 显示出固体一样的状态将光纤固定住不动；而当此应力高于一个临界值时(如 受弯曲、猛冲击等)，填充膏就会流动，粘度则迅速下降，这样，光纤几乎可 以在受到应力的同时就释放掉所受到的这些应力而无弯曲。而且，因为这种填 充膏的热力学相态倾向是固态，所以在光纤自由后填充膏又逐渐恢复为高粘度 而将光纤固定；大大提高了光缆的传输质量。

因此，如何研制一种能满足现在光缆产品的使用性能和填充要求的光缆用 填充膏一直是本领域技术人员致力于研究的方向之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种光缆用GTL基础油填充 膏，能直接减轻光缆的自身重量，因油膏密度小，可以直接减少单位体积光缆 套管以及间隙间的油膏填充量，降低光缆成本；因油膏低温性能优良，可以代 替合成油，能彻底解决光缆在各种环境和气候条件下的安全使用和防护问题， 以保证光缆的传输性能。

本发明的另一个目的在于提供一种光缆用GTL基础油填充膏的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供了一种光缆用GTL基础油填充膏，包括以下重量百分比的组分：

GTL基础油           70～90％；

分油抑制剂          5～15％；

抗氧剂              0.3～1％；

热塑性合成橡胶      5～12％；

增稠剂              2～10％；

所有组分的重量百分比之和为100％。

上述的一种光缆用GTL基础油填充膏，其中，所述GTL基础油选用壳牌公 司生产的GTL基础油，所述分油抑制剂选用聚异丁烯或聚丁烯；所述抗氧剂选 用高温液体抗氧剂；所述热塑性合成橡胶选用苯乙烯重量含量为35-40％的高分 子聚合物热塑性合成橡胶；所述增稠剂选用气相白炭黑。

本发明还提供了一种上述光缆用GTL基础油填充膏的制备方法，包括以下 步骤：

将分油抑制剂加入到GTL基础油中，加温均匀搅拌1～2小时，待温度升 至60℃时，加入热塑性合成橡胶，继续加温搅拌2～5小时，待温度升至160 ℃，停止加温，保温搅拌1～3小时后，加入抗氧剂再搅拌0.5-1小时，然后 再降温冷却至50℃～80℃，加入增稠剂，充分回料搅拌1～3小时后，经均质 研磨，真空脱气，得到无色透明状胶体的最终产品。

GTL基础油是以天然气为原料合成的基础油。由于GTL基础油是由天然气 合成加工而成的，所以它像水一样清澈透明，它的分子结构与普通基础油有着 本质区别，能真正做到不含硫和芳香烃，其次它的密度非常小，倾点低，粘度 指数值高，属于III+基础油，可以代替合成油加工不同的油膏产品使光缆适用 于各种环境。下表为GTL基础油(即本发明所采用的技术方案)、普通III基 础油、合成油为基础油加工而成的填充膏的各项技术参数：

从上表可以看出，GTL基础油生产的填充膏与合成油生产的填充膏的技术 指标基本接近，而与普通III类油生产的油膏产品却有着很大区别；其在技术 指标方面主要区别体现在，外观、滴点、密度、低温锥入度、粘度、酸值、颜 色稳定性、触变指数值。

本发明GTL基础油填充膏的技术特性在光缆上应用具有以下优点：

A、本发明GTL基础油填充膏的外观比其它油品生产的填充膏的外观更加 透明，它像水一样清澈透明，由于它是由天然气合成而来的，分子结构与普通 基础油有着本质区别，能真正做到不含硫和芳香烃。所以它与光缆结构的所有 材料都表现出良好的相容性(这些材料包括：光纤、松套管材料如PBT、PA、 PP、HDPE、PE等)；能确保光缆产品在各种环境和气候条件下长期安全运行。 同时由于GTL基础油填充膏透明度高，在光缆施工接续工作中更加方便。

B、本发明GTL基础油填充膏的滴点要比其它基础油生产的填充膏的滴点 高许多，可以与合成油(PAO)相媲美，从上表可见；但GTL工艺油的价格要 比合成油(PAO)的价格便宜一半还多。油膏产品的滴点是反映填充膏热性能 的一个指标，是指油膏在规定的条件下加热，油膏随温度升高而变软或融化， 油膏滴点的高低表示油膏在使用时所能承受环境温度的受热程度，油膏滴点值 越高承受的环境温度就越高。同时由于油膏融化点较高，能确保光缆松套管中 的油膏在高温环境中不滴流。所以说本发明GTL基础油填充膏更适用于各种光 缆的填充，特别是高低温环境比较恶劣的光缆环境。

C、本发明GTL基础油填充膏的高低温锥入度值要比其它油膏的锥入度值 大许多。填充膏的锥入度值分为常温和低温，对光缆而言及其重要。

①、常温锥入度，也可称为光缆填充工艺锥入度，就油膏产品锥入度的本 身值而言对光缆产品没有任何意义，它只代表油膏的稠度量(即软硬程度)， 其测量方法为：在规定的温度和载荷下，锥入度计的标准锥体在5秒钟内垂直 沉入油膏试样的深度，称为锥入度，以1/10mm为单位。锥入度值愈大，稠度 愈小(油膏较稀)，反之亦然。就光缆松套管的工艺而言，油膏的锥入度值越 大越容易被填充(油膏比较稀，流动性好)，同时还可以加快松套速度；但油 膏锥入度的值不能无限制的扩大，因为锥入度值越大，油膏越容易有析油，同 时光缆松套管的高温滴流也难以通过。这是相互矛盾的指标。由于GTL基础油 的分子结构与其它油品不同，用它加工而成的油膏的结构骨架相当稳定，即使 将油膏的锥入度值放大到5001/10mm在80℃、24h环境条件下也不会产生析 油，同时还能确保￠4mm的光缆松套管在80℃环境中不滴流。所以说GTL基础 油填充膏更适用于各种光缆的填充，同时还可以加快二套的生产速度。

②、本发明GTL基础油填充膏的低温锥入度比其它填充膏的低温锥入度要 大许多，它可以与合成油(PAO)相比美，从上表可见。通信光缆的最低使用 温度取决于光缆的使用环境和敷设方式，商用光缆的极限低温通常为-40℃， 特殊场合可能更低，如我国北方大兴安岭林区的架空光缆的极限低温可达-55 ℃，军用光缆的极限低温也为-55℃。在低温下使用的光缆要求油膏在极低温 度下仍能保持足够的柔软性，从而使光纤能得到良好的机械缓冲保护作用，不 然的话，光纤在僵硬的油膏中将会产生严重的微弯损耗。因此，光纤填充膏在 极限温度下一定要保持一定的低温锥入度值。光纤填充膏低温锥入度值的大小 几乎完全取决于基础油的性状。GTL基础油的特性就是倾点好，粘度指数值高， 它能确保通信光缆在恶劣的低温环境中安全传输信息。

D、本发明GTL基础油填充膏的酸值、颜色稳定性要比一般油膏的值要小 许多，从上表可见。酸值是表示油膏中游离酸的总含量，酸值越大，表示油膏 中的游离酸的含量越大，它将会对光纤涂层和松套管材料产生腐蚀作用。随着 时间的推移，将会严重影响通信光缆的传输性能。光纤填充膏在长期贮存和使 用过程中会氧化变质，同时酸值变大，这主要是由于油品的氧化安定性不稳定 而产生的，其主要体现在油膏的颜色稳定性方面。优质的油品，其颜色稳定性 是相当稳定的，颜色稳定性变化值相当小。

E、本发明GTL基础油填充膏的粘度比一般油膏的粘度要小，从上表可见。 油膏的粘度值属于光缆松套管的工艺参数值，它的大小将直接影响到松套管的 填充工艺，从理论上讲，油膏的粘度值越小越便于松套管内油膏的填充和光纤 余长的控制。但油膏的粘度过小会导致光缆高温滴流，所以说在确保光缆高温 滴流通过的情况下尽量将油膏产品的粘度值控制小一点。

F、本发明GTL基础油填充膏的密度比所有基础油生产的填充膏的密度都 要小许多，从上表可见，油膏密度小不但可以为光缆套管以及间隙间填充节约 材料，直接降低光缆经济成本，还可以减轻光缆的自身重量，同时还可以为光 缆在架空时减轻自承重负荷力。

本发明GTL基础油填充膏在填充时不需加热，填充光电缆后对光电缆能起 到良好的防潮、防水、防震、缓冲、抗高低温等作用，对光电缆内外护套有良 好的相容性。该产品加工工艺简单、通用性广，适用温度环境宽，生产环境清 洁、无污染、抗水性强，高低温性能优良，完全能满足现在光缆产品的使用性 能和填充要求，是新型的绿色环保产品。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1

将100重量份的分油抑制剂加入到800重量份的GTL基础油中，加温均匀 搅拌1～2小时，待温度升至60℃时，加入65重量份的热塑性合成橡胶，继续 加温搅拌2～5小时，待温度升至160℃，停止加温，保温搅拌1～3小时后， 加入5重量份的抗氧剂再搅拌0.5-1小时，然后再降温冷却至50℃～80℃，加 入30重量份的增稠剂，充分回料搅拌1～3小时后，经均质研磨，真空脱气， 最后得到的最终产品为无色透明状胶体。

上述原料中，GTL基础油选用壳牌公司生产的GTL基础油，分油抑制剂选 用上海道普化学国际贸易有限公司、型号为PB1300聚异丁烯产品，热塑性合 成橡胶选自美国Kraton公司、型号为G1701的产品；抗氧剂选用汽巴精化(中 国)有限公司、型号为L135的高温液体抗氧剂产品，气相白炭黑选用德国瓦 克公司的H20产品。

该最终产品经检测主要指标为：外观(无色透明)；密度(20℃、0.817g/cm³)； 触变指数值(13.5)；滴点(230℃)；闪点(230℃)；锥入度(25℃、1/10mm，460； -40℃、1/10mm，330)；颜色稳定性(130℃、120h，0.1)；氧化诱导期(190℃， ＞60min)；析氢值(80℃、24h，0.003μl/g)；析油(80℃、24h，0％)；蒸发 量(80℃、24h，0.08％)；粘度(25℃、D＝50S^-1，3986mpa.s)；抗水性(20℃、 7d，不解体、不乳化)，酸值(0.06mgKOH/g)；含水量(无)；高温滴流(80 ℃、不滴流)；与所有材料相容性优良。

实施例2

将90重量份的分油抑制剂加入到800重量份的GTL基础油中，加温均匀 搅拌1～2小时，待温度升至60℃时，加入70重量份的热塑性合成橡胶，继续 加温搅拌2～5小时，待温度升至160℃，停止加温，保温搅拌1～3小时后， 加入5重量份的抗氧剂再搅拌0.5-1小时，然后再降温冷却至50℃～80℃，加 入35重量份的增稠剂，充分回料搅拌1～3小时后，经均质研磨，真空脱气， 最后得到的最终产品为无色透明状胶体。

上述原料中，GTL基础油选用壳牌公司生产的GTL基础油，分油抑制剂选 用上海道普化学国际贸易有限公司、型号为PB1300聚异丁烯产品，热塑性合 成橡胶选自美国Kraton公司、型号为G1701的产品；抗氧剂选用汽巴精化(中 国)有限公司、型号为L135的高温液体抗氧剂产品，气相白炭黑选用德国瓦 克公司的H20产品。

该最终产品经检测主要指标为：外观(无色透明)；密度(20℃、0.818g/cm³)； 触变指数值(14.2)；滴点(232℃)；闪点(230℃)；锥入度(25℃、1/10mm，457； -40℃、1/10mm，333)；颜色稳定性(130℃、120h，0.1)；氧化诱导期(190℃， ＞60min)；析氢值(80℃、24h，0.003μl/g)；析油(80℃、24h，0％)；蒸发 量(80℃、24h，0.08％)；粘度(25℃、D＝50S^-1，3933mpa.s)；抗水性(20℃、 7d，不解体、不乳化)，酸值(0.07mgKOH/g)；含水量(无)；高温滴流(80 ℃、不滴流)；与所有材料相容性优良。

实施例3

将95重量份的分油抑制剂加入到790重量份的GTL基础油中，加温均匀 搅拌1～2小时，待温度升至60℃时，加入70重量份的热塑性合成橡胶，继续 加温搅拌2～5小时，待温度升至160℃，停止加温，保温搅拌1～3小时后， 加入5重量份的抗氧剂再搅拌0.5-1小时，然后再降温冷却至50℃～80℃，加 入40重量份的增稠剂，充分回料搅拌1～3小时后，经均质研磨，真空脱气， 最后得到的最终产品为无色透明状胶体。

上述原料中，GTL基础油选用壳牌公司生产的GTL基础油，分油抑制剂选 用上海道普化学国际贸易有限公司、型号为PB2400聚异丁烯产品，热塑性合 成橡胶选自美国Kraton公司、型号为G1701的产品；抗氧剂选用汽巴精化(中 国)有限公司、型号为L135的高温液体抗氧剂产品，气相白炭黑选用德国瓦 克公司的H20产品。

该最终产品经检测主要指标为：外观(无色透明)；密度(20℃、0.819g/cm³)； 触变指数值(13.2)；滴点(230℃)；闪点(230℃)；锥入度(25℃、1/10mm，455； -40℃、1/10mm，325)；颜色稳定性(130℃、120h，0.1)；氧化诱导期(190℃， ＞60min)；析氢值(80℃、24h，0.003μl/g)；析油(80℃、24h，0％)；蒸发 量(80℃、24h，0.08％)；粘度(25℃、D＝50S^-1，4103mpa.s)；抗水性(20℃、 7d，不解体、不乳化)，酸值(0.06mgKOH/g)；含水量(无)；高温滴流(80 ℃、不滴流)；与所有材料相容性优良。

实施例4

将90重量份的分油抑制剂加入到810重量份的GTL基础油中，加温均匀 搅拌1～2小时，待温度升至60℃时，加入65重量份的热塑性合成橡胶，继续 加温搅拌2～5小时，待温度升至160℃，停止加温，保温搅拌1～3小时后， 加入5重量份的抗氧剂再搅拌0.5-1小时，然后再降温冷却至50℃～80℃，加 入30重量份的增稠剂，充分回料搅拌1～3小时后，经均质研磨，真空脱气， 最后得到的最终产品为无色透明状胶体。

上述原料中，GTL基础油选用壳牌公司生产的GTL基础油，分油抑制剂选 用上海道普化学国际贸易有限公司、型号为PB2400聚异丁烯产品，热塑性合 成橡胶选自美国Kraton公司、型号为G1701的产品；抗氧剂选用汽巴精化(中 国)有限公司、型号为L135的高温液体抗氧剂产品，气相白炭黑选用德国瓦 克公司的H20产品。

该最终产品经检测主要指标为：外观(无色透明)；密度(20℃、0.817g/cm³)； 触变指数值(13.1)；滴点(230℃)；闪点(230℃)；锥入度(25℃、1/10mm，463； -40℃、1/10mm，330)；颜色稳定性(130℃、120h，0.1)；氧化诱导期(190℃， ＞60min)；析氢值(80℃、24h，0.003μl/g)；析油(80℃、24h，0％)；蒸发 量(80℃、24h，0.08％)；粘度(25℃、D＝50S^-1，3926mpa.s)；抗水性(20℃、 7d，不解体、不乳化)，酸值(0.06mgKOH/g)；含水量(无)；高温滴流(80 ℃、不滴流)；与所有材料相容性优良。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变 型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限 定。