通信电缆光缆外层护套专用材料

摘要

本发明是一种通信电缆光缆外层护套专用材料，其主要组分是线性低密度聚乙烯和少量的炭黑，以及用于改善线性低密度聚乙烯加工性能的聚烯烃含氟加工助剂和低分子量聚乙烯加工助剂，另外还含有极少量的抗氧剂。用本发明制得的护套专用材料，其耐环境应力开裂达500小时以上，能满足电缆光缆寿命30年的设计要求，价格比现有技术的低密度聚乙烯护套料每吨低1000人民币元，且工艺简单，容易掌握。可取代现有技术的低密度聚乙烯护套料。

说明书

本发明涉及通信电缆光缆外层护套的专用材料，属于以线性低密度聚乙烯为主要成分的通信电缆光缆外层护套专用材料。

现有技术的通信电缆光缆外层护套专用材料，其主要组分是低密度聚乙烯和少量的炭黑或炭黑母粒。由于低密度聚乙烯耐环境应力开裂等性能极差，因而其中还必须加入EVA(乙烯——醋酸乙烯共聚物)等高聚物以改进性能。EVA等高聚物的价格一般都比较昂贵。护套专用材料的成本随着EVA加入量的增加大大提高，而EVA的加入量不足，护套专用材料耐环境应力开裂性能又无明显的改善，并且即使加入足量的EVA等高聚物，其耐环境应力开裂等性能的改善也是有限的。现有技术的低密度聚乙烯通信电缆光缆外层护套专用材料，按国内外通用技术测试标准(YD322-84，美国REAPE-200)进行耐环境应力开裂试验，其耐环境应力开裂寿命只有96小时，远远低于国家技术标准(GB15065-94)所规定的耐环境应力开裂寿命不低于500小时的要求，很难保证通信电缆光缆使用寿命30年。目前，国内外所有的以低密度聚乙烯为主要成分的电缆光缆护套专用材料都不能满足上述指标的要求。美国联碳公司生产的DFDG-6059BK护套料能满足上述技术指标要求，但在公开的出版物上检索不到有关该专用材料的技术文件。

本发明的目的是向人们公开一种耐环境应力开裂寿命达500小时，价格又低的通信电缆光缆外层护套专用材料。

本发明的目的是通过采取以下技术措施来实现的：    

通信电缆光缆外层护套专用材料的成分含有线性低密度聚乙烯，聚烯烃含氟助剂母粒和炭黑母粒，各种成分所占的重量百分比为：

线性低密度聚乙烯      85～95％

聚烯烃含氟助剂母粒    1.0～5.0％

炭黑母粒              4.0～10.0％

其中成分聚烯烃含氟助剂母粒和炭黑母粒，都既可以是母粒形式的，也可以不是母粒形式的，即直接以聚烯烃含氟助剂，炭黑为材料原料。当不采用母粒形式时，其成分重量百分比要相应地降低。

为了更有利于本发明目的的实现，本发明还采取了以下技术措施：

在护套专用材料中加入重量百分比为0.5～5.0％的低分子量聚乙烯。

在护套专用材料中，还可单独或一并加入四[β-(3，5-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戍四醇酯与硫代二丙酸二月桂酯抗氧剂，其重量百分比分别为0.075～0.100％和0.05～0.10％。

线性低密度聚乙烯最好是密度在0.916～0.920g/cm³，熔体指数在1.0～2.0g/min范围内的。

聚烯烃含氟助剂母粒最好是密度在0.918～0.921g/cm³，熔体指数在4.5～8.5g/min范围内的。

低分子量聚乙烯最好是平均分子量在1500～5000，软化点在101～110℃范围内的。

炭黑母粒最好是炭黑的平均粒经在20～60nm，炭黑重量含量在30～50％，黑色色度值≥94范围内的。

作为护套专用材料主要成分的线性低密度聚乙烯，各项技术性能优良，特别是耐环境应力开裂性能极好，但线性低密度聚乙烯加工性能差，融熔挤出时，易发生熔体破碎，使挤出物表面不光滑，呈鲨鱼皮状。因而不能直接用作通信电缆光缆护套料。本发明的关键之一是筛选出了能十分有效地改善线性低密度聚乙烯加工性能的加工助剂，即聚烯烃含氟加工助剂。低分子量聚乙烯对于改善线性低密度聚乙烯的加工性能也有良好的作用。也是一种很好的加工助剂。同时加入聚烯烃含氟加工助剂和低分子量聚乙烯，对线性低密度聚乙烯加工性能的改善将会更好。低分子量聚乙烯生产厂家较多，聚烯烃含氟加工助剂生产单位有美国的3M公司和四川联合大学高分子研究所。本发明工业实验生产所用的加工助剂是四川联合大学高分子研究所生产的。本发明在线性低密度聚乙烯中掺入上述加工助剂，十分有效地改善了线性低密度聚乙烯的加工性能，即消除了线性低密度聚乙烯挤出过程中的熔体破碎现象，以及挤出口模的积粒现象，降低了加工温度和机头的挤出压力，提高了挤出速率和挤出物表面光洁度，解决了线性低密度聚乙烯加工性能差的关键技术问题。按本发明制得的线性低密度聚乙烯通信电缆光缆外层护套料，其技术性能和应用加工性能均十分优异。本发明的公开，将通信电缆光缆外层护套料技术向前推进了一大步。

附表1是本发明的护套料与现有技术的低密度聚乙烯护套料性能对比。表1中的测量数据充分表明了本发明较之现有技术的低密度聚乙烯护套料所具有的优异性能。本发明不但耐环境应力开裂性能十分突出，其他技术性能指标，如拉伸强度，断裂伸长率，抗氧化性等主要技术指标也都远远好于现有技术的护套料。

本发明公开的线性低密度聚乙烯通信电缆光缆外层护套专用材料，是采用共混改性、熔融挤出方法制备，设备投资少，占地面积小，生产成本低，每吨价格比现有技术的低密度聚乙烯护套料低1000人民币元，且工艺简单，容易掌握，很适合在国内推广应用。由于本发明具有诸多方面的优点，可以预见，在今后不长的时间内将取代现有技术低密度聚乙烯护套料。

下面给出本发明的实施例。

实施例1

护套专用材料组分重量百分比为：

线性低密度聚乙烯                                   86.5％

聚烯烃含氟助剂母粒                                 2.4％

低分子量聚乙烯                                     2.5％

炭黑母粒                                           8.5％

四[β-(3，5-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戍四醇酯  0.1％

其中：

线性低密度聚乙烯为，密度：0.916g/cm³，熔体指数：1.0g/min，拉伸强度；14.0MPa，环境应力开裂：500小时，断裂伸长率：850％；

聚烯烃含氟助剂母粒为，密度：0.918g/cm³，熔体指数：5.5g/10min，断裂伸长率：550％，拉伸强度：11.0MPa；

低分子量聚乙烯为，密度：0.90g/cm³，软化点：101℃，平均分子量2000；

炭黑母粒为，密度：1.2g/cm³，炭黑平均粒径20nm，炭黑重量含量：40％，黑色色度值：94。

实施例2

护套专用材料组分重量百分比为：

线性低密度聚乙烯        90％

聚烯烃含氟助剂母粒      3.0％

低分子量聚乙烯          0.9％

炭黑母粒                6.0％

硫代二丙酸二月桂酯      0.10％

其中：

线性低密度聚乙烯为，密度：0.920g/cm³，熔体指数：2.0g/10min，拉伸强度：16.0MPa，断裂伸长率：850％，环境应力开裂；600小时；

聚烯烃含氧助剂母粒为，密度：0.921g/cm³，熔体指数：7.5g/10min，拉仲强度11.0MPa，断裂拉伸长率：550％；

低分子量聚乙烯为，密度：0.90g/cm³，软化点：110℃，平均分子量4000；

炭黑母粒为，密度：1.2g/cm³，炭黑平均粒径：60nm，炭黑重量含量：50％，黑色色度值：94。

实施例3

护套专用材料组分重量百分比为：

线性低密度聚乙烯                                     85％

聚烯烃含氟助剂母粒                                   4.0％

低分子聚乙烯                                         3.86％

炭黑母粒                                             9.0％

四[β-(3，5-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戍四醇脂    0.06％

硫代二丙酸二月桂酯                                   0.080％

其中：

线性低密度聚乙烯为，密度：0.918g/cm³，熔体指数：1.5g/min，拉伸强度15.0MPa，断袭伸长率：850％，环境应力开裂：550小时；

聚烯烃含氟助剂母粒为，密度：0.920g/cm³，熔体指数：6.0g/min，拉伸强度：11.0MPa，断裂伸长率550％；

低分子量聚乙烯为，密度：0.90g/cm³，软化点：105℃，平均分子量：3000；

炭黑母粒为，密度：1.2g/cm³，炭黑平均粒径40nm，炭黑重量含量40％，黑色色度值：94。

附表1

  序号项目               性能指标本发明线性低密度聚乙烯护套料  现有技术低密度  聚乙烯护套料    1    2    3    4    5    6    7    8    9    10    11熔体指数，g/10min密度，g/cm³拉伸强度，MPa断裂伸长率，％低温冲击脆化温度，℃耐环境应力开裂FO.h 200℃氧化诱导期，min炭黑含量，％炭黑分散度，分炭黑吸收系数介电常数    ≤2.0    0.920～0.945    ≥14.0    ≥600    ≤-76    ≥500    ≥30    2.60±0.25    ≥6    ≥400    ≤2.80    ≤0.65    0.920～0.940    ≥12.5    ≥500    ≤-76    ≥96    -    2.35～2.85    -    ≥400    ≤2.75