光纜阻水油膏的製作方法
2023-06-11 18:38:31
專利名稱：光纜阻水油膏的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通訊線纜的填充或包覆材料，尤其是一種用於光纜填充的阻水油膏。
背景技術：
光纜的密封防水性能好壞，將直接影響到光纖和光纜的傳輸穩定性、可靠性及使用壽命。為了防止水分的入侵，並緩衝光纖可能受到的相互摩擦、振動、衝擊、彎曲等機械力的影響，需要在光纜空隙中填充光纜油膏。
傳統的油膏通常採用觸變性疏水油膏，如石曉東在《化學世界》1996第8期，115-118頁報導了一種光纖、光纜用觸變型填充膏，由於這種油膏填充於光纖光纜間，利用材料本身的疏水性達到阻水的目的，所以阻水效果差。然而，我國目前仍大量採用這類油膏。另外也有少數採用熱熔型油膏，包括凡士林基石油膏或橡膠型石油膏，這類產品需要高溫填充，工藝控制非常複雜，對人身及環境汙染較大，並且高溫填充時加快了塑料的降解速度和低分子油遷移到塑料中的能力，影響光纜的使用性能。
為保證光纜的密封性，提高光纜油膏的阻水性能，人們開始研究在油膏中加入阻水材料。例如，中國發明專利申請CN1451728A公開了一種通訊光電纜填充油膏，即在原基礎油組份中加入了11％-12％的阻水劑，試圖通過阻水劑的膨脹吸水效果增加光纜油膏的阻水性能。然而，其所採用的阻水劑是市售的膨脹粉，本身並非為光纜油膏所設計，與基礎油膏的配合存在問題，難以保證產物的錐入度和觸變性，難以滿足市場對光纜油膏的性能要求。
發明內容
本發明目的是通過對基礎油膏、膨脹材料的配合調整以及工藝的改進，提供一種滴點高、錐入度大、觸變性好、吸水速度快、油分離小的光纜阻水油膏。
為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種光纜阻水油膏，主要由基礎油膏組分、膨脹材料組分和添加劑構成，其中，所述基礎油膏組分包括，按重量百分比計，聚α烯烴合成油50-60％，抗下垂劑溶液30-40％，高分子添加劑溶液15-20％，其中，抗下垂劑選自三元乙丙橡膠或矽橡膠，溶液濃度以重量計為5-10％；高分子添加劑為苯乙烯-乙丙橡膠嵌段共聚物，溶液濃度以重量計為8-12％，溶劑均為聚α烯烴合成油；所述膨脹材料組分是由丙烯酸、丙烯酸鈉與丙烯酸羥乙酯的交聯產物，其獲取過程是，首先使丙烯酸水溶液與氫氧化鈉溶液進行中和反應，中和度為60-90％，再加入交聯劑、引發劑，加熱條件下與丙烯酸羥乙酯發生聚合反應，反應液中所有單體以重量百分比計佔總量的60％-80％，聚合溫度為50-80℃，反應時間1-4小時；所述各組分的含量以重量百分比計為，基礎油膏70-85％，膨脹材料14-20％，添加劑8-15％，所述添加劑中，包括膠凝劑2-5％。
上述技術方案中，所述基礎油膏組分可以將抗下垂劑如三元乙丙橡膠加入聚α烯烴合成油中，配製成5-10％的抗下垂劑溶液，在130-170℃下以60-80轉/分的速度攪拌2-4小時獲得備用；所述膨脹材料是一種高吸水性樹脂，由上述方法獲得的高吸水性樹脂與基礎油膏的相容性好，綜合性能好；所述的添加劑中，除了膠凝劑外，還可以根據需要加入抗氧劑、增稠劑等；為獲得良好的性能，在所述基礎油膏、膨脹材料和添加劑混合後，可以用三輥研磨機多次輥壓，再以50-70轉/分的速度攪拌1-2小時，再抽真空獲得。聚α烯烴合成油(PAO)，是一種常見的合成烴，由α-烯烴在催化劑作用下聚合而成，綜合性能優良。與同粘度的礦物油相比，粘度指數高，閃點高、傾點低、低溫流動性好、更寬的工作溫度範圍，蒸發損失小，高溫穩定性好，氧化穩定性好，抗水解能力強，積炭少，無毒，而且與礦物油與良好的相容性。目前主要用作車用潤滑油和工業潤滑油的基礎油。不同型號的聚α烯烴合成油雖然黏度、黏度指數及比色等指標有所不同，用作潤滑油時可能對性能產生影響，但在本發明的技術方案中，主要是起填充和防水作用，因而聚α烯烴合成油型號的不同對本發明技術方案的實現不會產生影響。
上述技術方案中，所述膠凝劑為氣相二氧化矽。
進一步的技術方案，所述交聯劑選自N』，N-亞甲基雙丙烯醯胺、一縮二乙二醇、甘油，交聯劑用量為單體總重量的0.01％-0.06％；所述引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉，引發劑用量為單體總重量的0.02-0.1％。
由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點1.本發明在基礎油膏中加入添加劑，所製備的基礎油膏與國內常用的觸變性油膏相比，具有與吸水性樹脂適應性高、綜合性能好、成本低的優點，且可確保獲得的阻水油膏的油分離小、高低溫性能好，尤其是在低溫下-40℃時錐入度高，油膏不開裂；2.由丙烯酸及其衍生物合成的高吸水性樹脂作為膨脹材料組分，方法簡便可行，吸水強度高、速度快、倍率大、與基礎油膏相容性好；3.本發明獲得的產品滴點高、錐入度大、觸變性好、吸水速度快，能夠滿足光纜阻水的要求。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述實施例一光纜阻水油膏取5-10％三元乙丙橡膠溶液7克加入10克聚α烯烴合成油中，在130-170℃溫度下用普通攪拌機以60-80轉/分的攪拌速度攪拌，同時加入已配成8-12％的苯乙烯-乙丙橡膠嵌段共聚物溶液3克，攪拌1-3小時，得到基礎油膏。然後取10克基礎油膏冷卻至50-100℃，加入0.05克抗氧劑1010和0.5克矽橡膠粉，用普通攪拌機以60-80轉/分的攪拌速度攪拌1-2小時，冷卻至室溫。與阻水油膏專用高吸水性樹脂2.0克混合，三輥研磨機多次輥壓，然後加入氣相二氧化矽0.6克，用螺旋式攪拌機以50-70轉/分的攪拌速度攪拌1-2小時，再抽真空，得到最終產品。
該產品滴點180℃，錐入度340(l/10mm)，油分離0.86％，吸水時間4.5min。
其中吸水時間的測試為取15g樣品完全吸收15g水所需時間。
本實施例中，可以選用中國石油撫順石油化工公司、中國石油蘭州石油化工公司或中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司生產的聚α烯烴合成油，其型號對產品性能幾乎沒有影響。
本實施例中的阻水油膏專用高吸水性樹脂即膨脹材料組分，是由丙烯酸、丙烯酸鈉與丙烯酸羥乙酯的交聯產物，其獲取過程是，首先使丙烯酸水溶液與氫氧化鈉溶液進行中和反應，中和度為60-90％，再加入交聯劑、引發劑，加熱條件下與丙烯酸羥乙酯發生聚合反應，反應液中所有單體以重量百分比計佔總量的60％-80％，聚合溫度為50-80℃，反應時間1-4小時；其中的膠凝劑為氣相二氧化矽(這句話不要)；交聯劑選自N』，N-亞甲基雙丙烯醯胺、一縮二乙二醇、甘油，交聯劑用量為單體總重量的0.01％-0.06％；引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉，引發劑用量為單體總重量的0.02-0.1％。
實施例二取5-10％三元乙丙橡膠溶液8克加入10克聚α烯烴合成油中，在130-170℃溫度下用普通攪拌機以60-80轉/分的攪拌速度攪拌，同時加入已配成8-12％的苯乙烯-乙丙橡膠嵌段共聚物溶液4.5克，攪拌1-3小時，得到基礎油膏。然後取10克基礎油膏冷卻至50-100℃，加入0.05克抗氧劑1010和0.5克矽橡膠粉，用普通攪拌機以60-80轉/分的攪拌速度攪拌1-2小時，冷卻至室溫。與阻水油膏專用高吸水性樹脂2.5克混合，三輥研磨機多次輥壓，然後加入氣相二氧化矽0.8克，用螺旋式攪拌機以50-70轉/分的攪拌速度攪拌1-2小時，再抽真空，得到最終產品。
該產品滴點190℃，錐入度330(l/10mm)，油分離0.85％，吸水時間4.0min。
實施例三取5-10％三元乙丙橡膠溶液5克和5-10％丁苯橡膠溶液3克加入10克聚α烯烴合成油中，在130-170℃溫度下用普通攪拌機以60-80轉/分的攪拌速度攪拌，同時加入已配成8-12％的苯乙烯-乙丙橡膠嵌段共聚物溶液4.5克，攪拌1-3小時，得到基礎油膏。然後取10克基礎油膏冷卻至50-100℃，加入0.05克抗氧劑1010，用普通攪拌機以60-80轉/分的攪拌速度攪拌1-2小時，冷卻至室溫。與阻水油膏專用高吸水性樹脂2.5克混合，三輥研磨機多次輥壓，然後加入氣相二氧化矽1.0克，用螺旋式攪拌機以50-70轉/分的攪拌速度攪拌1-2小時，再抽真空，得到最終產品。
該產品滴點200℃，錐入度330(l/10mm)，油分離0.80％，吸水時間4.0min。
權利要求
1.一種光纜阻水油膏，主要由基礎油膏組分、膨脹材料組分和添加劑構成，其特徵在於所述基礎油膏組分包括，按重量百分比計，聚α烯烴合成油50-60％，抗下垂劑溶液30-40％，高分子添加劑溶液15-20％，其中，抗下垂劑選自三元乙丙橡膠或矽橡膠，溶液濃度以重量計為5-10％；高分子添加劑為苯乙烯-乙丙橡膠嵌段共聚物，溶液濃度以重量計為8-12％，溶劑均為聚α烯烴合成油；所述膨脹材料組分是由丙烯酸、丙烯酸鈉與丙烯酸羥乙酯的交聯產物，其獲取過程是，首先使丙烯酸水溶液與氫氧化鈉溶液進行中和反應，中和度為60-90％，再加入交聯劑、引發劑，加熱條件下與丙烯酸羥乙酯發生聚合反應，反應液中所有單體以重量百分比計佔總量的60％-80％，聚合溫度為50-80℃，反應時間1-4小時；所述各組分的含量以重量百分比計為，基礎油膏70-85％，膨脹材料14-20％，添加劑8-15％，所述添加劑中，包括膠凝劑2-5％。
2.根據權利要求1所述的光纜阻水油膏，其特徵在於所述膠凝劑為氣相二氧化矽。
3.根據權利要求1所述的光纜阻水油膏，其特徵在於所述交聯劑選自N』，N-亞甲基雙丙烯醯胺、一縮二乙二醇、甘油，交聯劑用量為單體總重量的0.01％-0.06％；所述引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉，引發劑用量為單體總重量的0.02-0.1％。
全文摘要
本發明公開了一種光纜阻水油膏，主要由基礎油膏組分、膨脹材料組分和添加劑構成，其中，基礎油膏佔70－85％，膨脹材料佔14－20％，添加劑佔8－15％，所述添加劑中，包括膠凝劑2－5％；所述膨脹材料為合成的高吸水性樹脂。本發明的基礎油膏與國內常用的觸變性油膏相比，具有與吸水性樹脂適應性高、綜合性能好、成本低的優點，且可確保獲得的阻水油膏的油分離小、高低溫性能好，尤其是在低溫下錐入度高，油膏不開裂；由丙烯酸及其衍生物合成的高吸水性樹脂作為膨脹材料組分，方法簡便可行，吸水強度高、速度快、倍率大、與基礎油膏相容性好；本發明獲得的產品滴點高、錐入度大、觸變性好、吸水速度快，能夠滿足光纜阻水的要求。
文檔編號G02B6/44GK1850936SQ200610075189
公開日2006年10月25日 申請日期2006年4月30日 優先權日2005年5月12日
發明者路建美, 王麗華, 徐慶鋒 申請人:蘇州大學