一種用於室外的防紫外耐老化樓宇光纜用護套材料及其製備方法與流程
2023-05-24 15:54:36
本發明涉及光纖護套材料技術領域，尤其涉及一種用於室外的防紫外耐老化樓宇光纜用護套材料及其製備方法。
背景技術：
隨著通信事業的發展，光纜的使用越來越普及，這也給光纜的結構和性能提出了新的要求。特別是住宅樓宇光纜作為近年來得到大力發展的產品，需求量巨大，所用通信光纜與人們的安全和健康問題關係密切，因此對光纜的防火阻燃性能要求更高。目前常用的光纜護套主要採用普通聚乙烯材料，不僅表面硬度不足、容易產生磨損，而且阻燃環保性能差，存在極大的安全隱患。
為改善光纜的防火性能，提升其使用安全性，常在聚乙烯中添加無滷阻燃材料如氫氧化鎂以達到阻燃效果。然而大量的礦物填充導致高分子材料機械性能的下降，嚴重影響其使用性能。CN201010293614公開了一種無滷、抑煙、阻燃型塑料光纖護套的製備方法，採用兩步法對氫氧化鎂阻燃劑進行表面改性，通過提升阻燃劑與聚乙烯基體的親和力降低添加阻燃劑對材料機械性能的影響。但是這種方法對護套材料的機械性能、尤其是彎曲性能、抗拉性能等改善有限，並且依然存在耐磨性、阻燃性不足的情況，難以滿足住宅樓宇光纜布線的需求。
技術實現要素：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種兼具良好防火阻燃性能和機械性能的用於室外的防紫外耐老化樓宇光纜用護套材料及其製備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種用於室外的防紫外耐老化樓宇光纜用護套材料，其是由下述重量份的原料製得：
低密度聚乙烯80-100，甲基苯基矽樹脂3-5，氫氧化鎂4-6，絹雲母粉4-6，正矽酸乙酯0.5-1，乙烯基三乙氧基矽烷1.5-2.5，磷酸三苯酯3-5，沒食子酸丙酯0.01-0.015，鄰苯二甲酸二丁酯0.5-1，抗氧劑1010 0.3-0.5，納米氧化鈰0.5-1，苯並三氮唑0.3-0.5。
一種用於室外的防紫外耐老化樓宇光纜用護套材料的製備方法，包括以下步驟：
（1）按重量稱取原料，先將低密度聚乙烯和甲基苯基矽樹脂共同加入混煉機50-60℃高速共混10-15min，然後加入鄰苯二甲酸二丁酯100-110℃高速共混5-10min，最後於165-185℃擠出造粒，得改性聚乙烯基料；
（2）將乙烯基三乙氧基矽烷和正矽酸乙酯混合後按重量比1:2-1:3與無水乙醇混合均勻得到混合液，然後加入混合液重量1/10-1/15的冰醋酸攪拌均勻，再加入混合液重量1-1.5倍的水50-60℃攪拌0.5-1h，冷卻後將pH調至中性，加入氫氧化鎂、絹雲母粉、納米氧化鈰攪拌2-4h，過濾、乾燥、研磨均勻，得改性粉料；
（3）先將（2）中的改性粉料、（1）中的改性聚乙烯基料與磷酸三苯酯高速共混10-15min，然後加入其餘原料高速共混10-20min，最後通過雙螺杆擠出機於180-220℃進行擠出造粒，即得用於室外的防紫外耐老化樓宇光纜用護套材料。
本發明的優點是：
本發明一方面利用甲基苯基矽樹脂對低密度聚乙烯基體樹脂進行熔融共混改性，從而改善基體樹脂的阻燃性、柔韌性和與填料的相容性；一方面對氫氧化鎂、絹雲母粉、納米氧化鈰粉體進行乙烯基聚矽氧烷包覆改性，既能改善粉體的韌性和阻燃性能，又能通過接枝反應改善粉體與基體樹脂的結合能力，提升材料的機械性能和穩定性。通過以上材料的協調增效作用，並且與其餘原料進行復配，使得到的光纜護套材料兼具優良的機械性能和阻燃性能，抗拉伸、抗彎曲性好，而且具有良好的防紫外抗老化性能，能適應日曬條件，適合應用於樓宇室外光纜護套領域。
具體實施方式
一種用於室外的防紫外耐老化樓宇光纜用護套材料，由下列重量(kg)的組分原料製備而成：
低密度聚乙烯80，甲基苯基矽樹脂3，氫氧化鎂4，絹雲母粉4，正矽酸乙酯0.5，乙烯基三乙氧基矽烷1.5，磷酸三苯酯3，沒食子酸丙酯0.01，鄰苯二甲酸二丁酯0.5，抗氧劑1010 0.3，納米氧化鈰0.5，苯並三氮唑0.3。
其中甲基苯基矽樹脂型號採用DC-994。
一種用於室外的防紫外耐老化樓宇光纜用護套材料的製備方法，包括以下步驟：
（1）按重量稱取原料，先將低密度聚乙烯和甲基苯基矽樹脂共同加入混煉機50℃高速共混10min，然後加入鄰苯二甲酸二丁酯100℃高速共混5min，最後於165-185℃擠出造粒，得改性聚乙烯基料；
（2）將乙烯基三乙氧基矽烷和正矽酸乙酯混合後按重量比1:2與無水乙醇混合均勻得到混合液，然後加入混合液重量1/10的冰醋酸攪拌均勻，再加入混合液重量1倍的水50℃攪拌0.5h，冷卻後將pH調至中性，加入氫氧化鎂、絹雲母粉、納米氧化鈰攪拌2h，過濾、乾燥、研磨均勻，得改性粉料；
（3）先將（2）中的改性粉料、（1）中的改性聚乙烯基料與磷酸三苯酯高速共混10min，然後加入其餘原料高速共混10min，最後通過雙螺杆擠出機於180-220℃進行擠出造粒，即得用於室外的防紫外耐老化樓宇光纜用護套材料。
經檢驗，上述製得的護套材料氧指數為32.4%，斷裂伸長率為155.6%，拉伸強度為15.3MPa。