专利名称：一种光电缆用无硅型触变性光纤填充膏及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种光电缆用光纤填充膏及其制备方法，尤其涉及一种光电缆用无硅型触变性光纤填充膏及其制备方法。
背景技术：
随着光通信事业的飞速发展，光缆的需求量与日俱增；光通信事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，光纤的保护神是光纤填充膏；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；光纤一但受到应力、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，光纤填充膏质量的好否将对光缆的质量起到至关重要的作用，随着光缆质量的高要求和光缆结构的不断改进，以往光纤填充膏产品的质量已满足不了现在光缆的使用性能和填充要求；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， 对光纤填充膏提出了更高的要求。其主要体现在粘度、锥入度以及触变指数方面；它的主要特性要求是触变指数值要高，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，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。而现有的光纤油膏很难符合上述要求。含硅型光纤填充膏的定义为以无机物气相二氧化硅为主要增稠剂稠化而制得的光纤填充膏，其外观为半透明状膏体，遇明火容易燃烧。无硅型光纤填充膏的定义为以有机高分子聚合物为主要增稠剂稠化而制得的光纤填充膏，其外观为全透明状，遇明火不易燃烧。含硅型光纤填充膏与无硅型光纤填充膏相比其主要不足之处在于1、含硅型光纤填充膏胶体安定性比较差、结构不稳定，反复剪切后容易固液分相、 从而产生析油、导致胶体干裂，对光纤产生应力；分析其原因主要是由于气相二氧化硅属无机化合物。其微观结构是微球型，而且是无孔隙的。基础油的有机烯类分子只能吸附其表面，不能象在有机物晶层结构那样钻入晶层之间的孔隙，油仍可牢牢控制在晶层之间。因此相对来说，在一定条件下(如温度、剪切、压力)比较容易分油。2、含硅型光纤填充膏酸值比较大。至于酸值偏大乃是因为二氧化硅属酸性氧化物，在测定酸值的试验条件下，遇到氢氧化钾强碱类物质肯定要起反应，就表现为酸性。如果二氧化硅与表层有机复盖物结合牢固且覆盖程度较完全，相应酸值就小一点；但价格比较昂贵。3、含硅型光纤填充膏抗乳化性能比较差。4、当二氧化硅含量偏高时，在通过填充管道时会产生静电；因此或需要将加工线接地。
5、二氧化硅含有附聚物，有机会将较敏感的过滤系统阻塞。6、价格较贵。
发明内容
本发明的目的，就是针对上述问题而提供一种光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，该光纤填充膏能彻底解决光电缆在各种环境和气候条件下的使用和防护问题，以保证光电缆的传输性能。本发明的另一个目的在于提供一种上述无硅型触变性光纤填充膏的制备方法。本发明为达目的所用的技术方案是一种光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，包括以下原料组分及其重量百分比含量基础油70 ‘85% ；分油抑制剂5 15% ；抗氧剂0. 3 ‘ 1% ；有机稠化剂A2 10% ；有机稠化剂B2 10% ；触变剂1 ‘8% ；降凝剂0. 1 3%上述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，其中，所述基础油选自3类加氢白油和合成油中至少一种，所述分油抑制剂选自聚异丁烯或聚丁烯，所述抗氧剂为高温液体抗氧剂，所述有机稠化剂A选自苯乙烯重量含量为35-40 %的高分子聚合物热塑性合成橡胶，所述有机稠化剂B选自苯乙烯重量含量为25-30%的高分子聚合物热塑性合成橡胶。上述原料均为市售产品。本发明还提供了一种上述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏的制备方法，包括以下步骤先将降凝剂加入基础油中，充分均勻搅拌后，加入分油抑制剂，加温搅拌1 3小时，待温度升至100°C时，分别加入有机稠化剂A和有机稠化剂B，继续加温搅拌2 5小时， 待温度升至160°C，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°C 80°C，加入触变剂，充分回料搅拌1 3小时后，经均质研磨，真空脱气，得到最终产品。上述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏的制备方法，其中，所述最终产品为无色透明状胶体。本发明光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，它的主要特征是不含有传统纤膏配方中以无机物气相白炭黑(二氧化硅)为主要增稠剂而制造的纤膏产品，它是以有机高分子合成聚合物为主要增稠剂而制造的，它的主要特性是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，通用性宽 (大小光纤套管通用)，高温滴流好，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，黏度则迅速下降，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半固体而将光纤固定；大大提高了光缆的传输质量，而普通纤膏在受到这些应力时，光纤就会同时受到应力，使光纤在一个较长的时间内处于局部应力状态，产生大弯及微弯损耗，在水份作用下产生应力腐蚀。一般而言，使用触变膏时附加损耗要降低50%以上，成缆附加损耗要降低20%以上，对于1. 55 μ m波长的单模光纤系统来说，其传输链路可增加10Km，即可增加12%，如果再加上使用中因光纤受力降低而带来的种种益处(如模色散的降低等)， 则更加提高了光通信的质量。其次，由于新一代无硅型触变性光纤填充膏的锥入度比较大 (4501/10mm左右)，粘度比较小(4300mpa. s左右，美国Brookfield HBDV-II+CP锥板式粘度计，剪切率D = 50S—1)，所以更有利于控制松套管中光纤的余长。作为光纤油膏最基本特性就是触变性，所谓触变性是指当施加一个外力时，光纤油膏在剪切力作用下粘度下降，呈现流动性，但当外力去除后，处于静止状态时，经过一段时间粘度恢复，又回到不会流动的粘稠状态，但不一定恢复到原来的粘度和稠度。光纤油膏的触变性对二次套塑工艺和光缆成缆后对松套管中的光纤的机械保护作用有很大影响；在二次套塑工艺中，光纤油膏被泵入挤塑机头，注入光纤松套管的过程中，在机械泵的作用下，光纤油膏在一定的剪切速率下，粘度迅速下降，纤膏变成流动性良好的半流体，可以均勻而稳定地注入松套管，当松套管成形后，作用在纤膏上外力消失，油膏逐渐回复到粘稠状态，不会流动，形成稳定的光纤松套管。另外，在光缆敷设使用中，当光缆受到弯曲、振动、冲击等外力作用时，导致光纤在平衡位置附近振幅和周期极小的晃动， 其晃动力作用到周围的光纤油膏时，油膏粘度下降，从而对光纤起到绶冲保护，而不致使光纤受到僵硬的反作用力而造成微弯损耗。所以说优良的光纤油膏必须具备有一定的触变性。触变性好坏可以用触变指数值来表示
剪切率D=6S—1的粘度值触变指数值=^^^-1 7 , , ^ ,该比值越大触变性越好。
剪切率0=20(^-1的粘度值本发明光电缆用无硅型触变性光纤填充膏产品填充时不需加热，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、通用性宽(大小光纤套管0 1.5 IOmm可以通用，从而解决光缆在二次套塑工艺中，由普通光缆转换为带状光缆无需换膏的问题)，生产环境清洁、 无污染、抗水性强，高低温性能优良，是新型的绿色环保产品。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述实施例1先将2克降凝剂加入到768克混合油中(350克合成油和418克3类加氢白油)， 充分均勻搅拌后，加入100克聚异丁烯分油抑制剂，加温搅拌1 3小时，待温度升至100°C 时，分别加入60克有机稠化剂A和35克有机稠化剂B，继续加温搅拌2 5小时，待温度升至160°C时，停止加温，保温搅拌1 3小时后，加入5克抗氧剂，再继续搅拌0. 5-1小时，然后再降温冷却至50°C 80°C，加入30克触变剂，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全透明状胶体。上述原料中，降凝剂选用上海道普化学国际贸易有限公司、型号为NAC0FL0W195 的产品，有机稠化剂A选自美国Kraton公司、型号为G1701的产品，有机稠化剂B选自 hfineum公司、型号为SM60的产品；抗氧剂和触变剂选用汽巴精化(中国)有限公司、型号为L135的高温液体抗氧剂和型号为IrgafIO 1100V的触变剂产品。该最终产品经检测主要指标为外观(无色透明)；触变指数值(11)；滴点 (215°C)；闪点(230°C)；锥入度(25°CU/10mm,450)；颜色稳定性(130°CU20h,0. 1)；氧化诱导期(190°C，>60min)；析氢值(80°C>24h,0. 003 μ 1/g)；析油(80°C >24h, 0% )；蒸发量 (80°C>24h,0. 08% )；粘度(25°C、D = 50S"1,4200mpa. s)；抗水性(20°C、7d，不解体、不乳化)，酸值(0. 05mgK0H/g)；含水量(无)；通用性(套管C 1.5 IOmm)；高温滴流(80°C、 不滴流)；与所有材料相容性优良。实施例2先将3克降凝剂加入到743克混合油中(300克合成油和443克3类加氢白油)， 充分均勻搅拌后，加入120克聚丁烯分油抑制剂，加温搅拌1 3小时，待温度升至100°C 时，分别加入阳克有机稠化剂A和43克有机稠化剂B，继续加温搅拌2 5小时，待温度升至160°C时，停止加温，保温搅拌1 3小时后，加入6克抗氧剂，再继续搅拌0. 5-1小时，然后再降温冷却至50°C 80°C，加入30克触变剂，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胶体。上述原料中，降凝剂选用上海道普化学国际贸易有限公司、型号为NAC0FL0W195 的产品，有机稠化剂A选自美国Kraton公司、型号为G1701的产品，有机稠化剂B选自 hfineum公司、型号为SM60的产品；抗氧剂和触变剂选用汽巴精化(中国)有限公司、型号为L135的高温液体抗氧剂和型号为IrgafIO 1100V的触变剂产品。该最终产品经检测主要指标为外观(无色透明)；触变指数值(11)；滴点 (220°C)；闪点(230°C)；锥入度(25°C、l/10mm，455)；颜色稳定性(130°CU20h,0. 1)；氧化诱导期(190°C,>60min)；析氢值(80°C>24h,0. 004 μ 1/g)；析油(80°C>24h,0% )；蒸发量 (80°C>24h,0. 07% )；粘度(25°C、D = 50S"1,4300mpa. s)；抗水性(20°C、7d，不解体、不乳化)，酸值(0. 05mgK0H/g)；含水量(无)；通用性(套管C 1.5 IOmm)；高温滴流(80°C、 不滴流)；与所有材料相容性优良。实施例3先将5克降凝剂加入到756克3类加氢白油中，充分均勻搅拌后，加入100克聚异丁烯分油抑制剂，加温搅拌1 3小时，待温度升至100°C时，分别加入55克有机稠化剂A 和45克有机稠化剂B，继续加温搅拌2 5小时，待温度升至160°C时，停止加温，保温搅拌 1 3小时后，加入6克抗氧剂，再继续搅拌0. 5-1小时，然后再降温冷却至50°C 80°C，加入33克触变剂，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胶体。上述原料中，降凝剂选用上海道普化学国际贸易有限公司、型号为NAC0FL0W195 的产品，有机稠化剂A选自美国Kraton公司、型号为G1701的产品，有机稠化剂B选自 hfineum公司、型号为SM60的产品；抗氧剂和触变剂选用汽巴精化(中国)有限公司、型号为L135的高温液体抗氧剂和型号为IrgafIO 1100V的触变剂产品。
该最终产品经检测主要指标为外观(无色透明)；触变指数值(11)；滴点 (210°C)；闪点；锥入度(25°CU/10mm,460)；颜色稳定性(130°C、120h，0. 2)；氧化诱导期(190°C，>60min)；析氢值(80°C>24h,0. 005 μ 1/g)；析油(80°C >24h, 0% )；蒸发量 (80°C>24h,0. 09% )；粘度(25°C、D = 50S"1,4250mpa. s)；抗水性(20°C、7d，不解体、不乳化)，酸值(0. 05mgK0H/g)；含水量(无)；通用性(套管C 1.5 IOmm)；高温滴流(80°C、 不滴流)；与所有材料相容性优良。实施例4先将5克降凝剂加入到746克合成油中，充分均勻搅拌后，加入110克聚丁烯分油抑制剂，加温搅拌1 3小时，待温度升至100°C时，分别加入60克有机稠化剂A和40克有机稠化剂B，继续加温搅拌2 5小时，待温度升至160°C时，停止加温，保温搅拌1 3小时后，加入6克抗氧剂，再继续搅拌0. 5-1小时，然后再降温冷却至50°C 80°C，加入33克触变剂，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胶体。上述原料中，降凝剂选用上海道普化学国际贸易有限公司、型号为NAC0FL0W195 的产品，有机稠化剂A选自美国Kraton公司、型号为G1701的产品，有机稠化剂B选自 hfineum公司、型号为SM60的产品；抗氧剂和触变剂选用汽巴精化(中国)有限公司、型号为L135的高温液体抗氧剂和型号为IrgafIO 1100V的触变剂产品。该最终产品经检测主要指标为外观(无色透明)；触变指数值(1 ；滴点(> 2300C )；闪点(> 230°C)；锥入度(25°C、l/10mm，445)；颜色稳定性(130°C>120h,0. 1)；氧化诱导期(190°C,>60min)；析氢值(80°C、24h，0. 003 μ Ι/g)；析油(80°C>24h,0% )；蒸发量(80°C>24h,0. 05%)；粘度(25oC>D = 50S_1,4500mpa. s)；抗水性(20°C、7d，不解体、不乳化)，酸值(0. 05mgK0H/g)；含水量(无)；通用性(套管C 1.5 IOmm)；高温滴流(80°C、 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。
权利要求
1. 一种光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，其特征在于，该光纤填充膏包括以下原料组分及其重量百分比含量基础油70 --85% ；分油抑制剂5 15% ；抗氧剂0. 3 ；有机稠化剂A2 ^ 10% ；有机稠化剂B2 ^ 10% ；触变剂1 8% ；降凝剂0. 1 3%。
2.如权利要求1所述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，其特征在于，所述基础油选自3类加氢白油和合成油中至少一种。
3.如权利要求1所述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，其特征在于，所述分油抑制剂选自聚异丁烯或聚丁烯。
4.如权利要求1所述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，其特征在于，所述抗氧剂为高温液体抗氧剂。
5.如权利要求1所述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，其特征在于，所述有机稠化剂A选自苯乙烯重量含量为35-40%的高分子聚合物热塑性合成橡胶。
6.如权利要求1所述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，其特征在于，所述有机稠化剂B选自苯乙烯重量含量为25-30%的高分子聚合物热塑性合成橡胶。
7.—种如权利要求1所述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤先将降凝剂加入基础油中，充分均勻搅拌后，加入分油抑制剂，加温搅拌1 3小时，待温度升至100°C时，分别加入有机稠化剂A和有机稠化剂B，继续加温搅拌2 5小时，待温度升至160°C，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°C 80°C，加入触变剂，充分回料搅拌1 3小时后，经均质研磨，真空脱气，得到最终产品。
8.如权利要求7所述光电缆用无硅型触变性光纤填充膏的制备方法，其特征在于，所述最终产品为无色透明状胶体。
全文摘要
本发明涉及一种光电缆用无硅型触变性光纤填充膏，其主要由基础油、分油抑制剂、降凝剂、抗氧剂、有机稠化剂和触变剂构成。还提供了本发明的制备方法。本发明光电缆用无硅型触变性光纤填充膏的主要特性是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，通用性宽(大小光纤套管￠1.5～10mm可以通用，从而解决光缆在二次套塑工艺中，由普通光缆转换为带状光缆无需换膏的问题)，高温滴流好，耐高低温，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。
文档编号G02B6/44GK102207593SQ20101013611
公开日2011年10月5日 申请日期2010年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者沈江波 申请人:上海鸿辉光通材料有限公司