本发明涉及光缆材料技术领域，具体涉及一种高粘结强度的光缆包覆材料及其制备方法。
背景技术
光缆是当今信息社会各种信息网的主要传输工具。现有光缆中主要使用低熔指乙烯-醋酸乙烯共聚物作为基料，搭配少许相容剂，以及小分子量的聚乙烯蜡润滑剂，存在多种问题：(1)光缆属于细线，若规模化生产，对于挤出速度要求相当高，但现有的低烟无卤料由于采用低熔指乙烯-醋酸乙烯共聚物作为基料，材料的流动性不好，高填充量下，挤出速度很难提得很高，且流延现象严重；(2)光缆的横截面在呈八字形时，由于模具限制等原因，对于中间连接缝处的出料要求很高，普通的低烟无卤料由于流动性不好，连接缝处容易断料，且粘结强度过低；(3)包覆层材料与光纤直接接触，若粘结不牢收缩严重会对光纤信号的衰减影响很大。
基于上述光缆包覆材料存在的问题，需要对其配方成分和制备方法进行进一步改进，以提高其流动性、粘结强度和对光纤的包覆能力。
技术实现要素：
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种高粘结强度的光缆包覆材料及其制备方法，以苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、高分子量聚二甲基硅氧烷为基料成分，加入改性环氧树脂粘结剂作为粘结加强剂，配合多种助剂添加剂，挤出后的包覆材料具有良好的流动性、粘结强度，对光纤具有良好的抗电磁、抗压保护作用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种高粘结强度的光缆包覆材料，包括以下重量份的原料：苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物120-160份、高分子量聚二甲基硅氧烷40-60份、改性环氧树脂粘结剂20-45份、水镁石纤维6-15份、松香改性马来酸树脂5-15份、氯化石蜡3-12份、硅藻土12-25份、粉煤灰20-36份、阻燃剂3-8份；
所述改性环氧树脂粘结剂包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂e-03100-140份、柔性环氧树脂635050-67份、反式-1,4-聚异戊二烯12-25份、甲基六氢苯酐6-10份、硅酮乙二醇0.3-0.6份。
作为本发明进一步的方案，所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯/苯乙烯比率为65/35，熔体流动速率为15g/10min，断裂伸长率为700％；所述高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量大于100万。
作为本发明进一步的方案，所述水镁石纤维的比重为2.44，脱水温度为400-500℃，导热系数为0.15-0.21w/m·k。
作为本发明进一步的方案，所述阻燃剂为三聚氰胺尿酸盐或三聚氰胺聚磷酸盐。
本发明还提供了上述高粘结强度的光缆包覆材料的制备方法，包括以下步骤：
1)改性环氧树脂粘结剂制备：按照重量份称取双酚a型环氧树脂e-03、柔性环氧树脂6350、反式-1,4-聚异戊二烯，混合均匀后升温至55℃搅拌30min，得到组分a；甲基六氢苯酐、硅酮乙二醇混合均匀后，45℃搅拌10min，得到组分b；组分a和组分b混合均匀，得到该改性环氧树脂粘结剂；
2)混合密炼：向密炼机中依次加入苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、高分子量聚二甲基硅氧烷、松香改性马来酸树脂、硅藻土、粉煤灰、阻燃剂，升温至130℃密炼5min；待体系降温至55℃后，依次加入氯化石蜡、水镁石纤维、改性环氧树脂粘结剂，混炼8min；
3)混炼物送入双螺杆挤出机中挤出造粒，再采用风冷热切，无菌干燥得到该光缆包覆材料。
作为本发明进一步的方案，所述步骤3)双螺杆挤出机的机筒分为五个区，机筒一区温度为130-135℃，机筒二区温度为140-145℃，机筒三区温度为150-160℃，机筒四区温度为165-175℃，机筒五区温度为180-190℃，机头压力为5mpa。
作为本发明进一步的方案，所述步骤3)风冷热切采用塑料风冷热切机，其切刀转速为1450r/min，滤筛板孔径为2.5-3.5mm。
本发明的有益效果：
1、本发明的高粘结强度的光缆包覆材料，以苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、良好化学惰性的高分子量聚二甲基硅氧烷为基料成分，加入改性环氧树脂粘结剂作为粘结加强剂，采用水镁石纤维、硅藻土、粉煤灰作为轻质增强填料，氯化石蜡作为润滑剂，优异机械性能、绝缘性能的三聚氰胺盐作为阻燃剂，挤出后的包覆材料具有良好的流动性、粘结强度，对光纤具有良好的抗电磁、抗压保护作用。
2、改性环氧树脂粘结剂由双酚a型环氧树脂、柔性环氧树脂经优良耐酸碱、加工性、成膜性的反式-1,4-聚异戊二烯，固化剂甲基六氢苯酐，阻燃型表面活性剂硅酮乙二醇改性制备得到，与基料共混粘结，高温时不易开裂，挤压后不易碎裂。
3、采用先密炼后混炼挤出的加工方法，严格控制时间和温度，双螺杆挤出时精确控制机筒五个区的温度，得到的光缆包覆材料流动性好，质量均匀，挤出速度快，克服了现有制备方法流延现象严重的缺陷。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高粘结强度的光缆包覆材料，包括以下重量份的原料：苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物135份、高分子量聚二甲基硅氧烷46份、改性环氧树脂粘结剂32份、水镁石纤维8份、松香改性马来酸树脂7份、氯化石蜡5份、硅藻土16份、粉煤灰27份、阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐4份。改性环氧树脂粘结剂包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂e-03125份、柔性环氧树脂635052份、反式-1,4-聚异戊二烯17份、甲基六氢苯酐8份、硅酮乙二醇0.4份。其中，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯/苯乙烯比率为65/35，熔体流动速率为15g/10min，断裂伸长率为700％；所述高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量大于100万。水镁石纤维的比重为2.44，脱水温度为400-500℃，导热系数为0.15-0.21w/m·k。
本实施例高粘结强度的光缆包覆材料的制备方法，包括以下步骤：
1)改性环氧树脂粘结剂制备：按照重量份称取双酚a型环氧树脂e-03、柔性环氧树脂6350、反式-1,4-聚异戊二烯，混合均匀后升温至55℃搅拌30min，得到组分a；甲基六氢苯酐、硅酮乙二醇混合均匀后，45℃搅拌10min，得到组分b；组分a和组分b混合均匀，得到该改性环氧树脂粘结剂；
2)混合密炼：向密炼机中依次加入苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、高分子量聚二甲基硅氧烷、松香改性马来酸树脂、硅藻土、粉煤灰、阻燃剂，升温至130℃密炼5min；待体系降温至55℃后，依次加入氯化石蜡、水镁石纤维、改性环氧树脂粘结剂，混炼8min；
3)混炼物送入双螺杆挤出机中挤出造粒，再采用风冷热切，无菌干燥得到该光缆包覆材料。具体地，双螺杆挤出机的机筒分为五个区，机筒一区温度为130-135℃，机筒二区温度为140-145℃，机筒三区温度为150-160℃，机筒四区温度为165-175℃，机筒五区温度为180-190℃，机头压力为5mpa。风冷热切采用塑料风冷热切机，其切刀转速为1450r/min，滤筛板孔径为2.5-3.5mm。
实施例2
一种高粘结强度的光缆包覆材料，包括以下重量份的原料：苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物137份、高分子量聚二甲基硅氧烷50份、改性环氧树脂粘结剂33份、水镁石纤维13份、松香改性马来酸树脂10份、氯化石蜡5份、硅藻土20份、粉煤灰32份、阻燃剂三聚氰胺尿酸盐6份。改性环氧树脂粘结剂包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂e-03114份、柔性环氧树脂635062份、反式-1,4-聚异戊二烯23份、甲基六氢苯酐7份、硅酮乙二醇0.5份。其中，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯/苯乙烯比率为65/35，熔体流动速率为15g/10min，断裂伸长率为700％；所述高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量大于100万。水镁石纤维的比重为2.44，脱水温度为400-500℃，导热系数为0.15-0.21w/m·k。
本实施例高粘结强度的光缆包覆材料的制备方法同实施例1。
实施例3
一种高粘结强度的光缆包覆材料，包括以下重量份的原料：苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物155份、高分子量聚二甲基硅氧烷55份、改性环氧树脂粘结剂40份、水镁石纤维9份、松香改性马来酸树脂11份、氯化石蜡11份、硅藻土17份、粉煤灰28份、阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐4份。改性环氧树脂粘结剂包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂e-03130份、柔性环氧树脂635063份、反式-1,4-聚异戊二烯25份、甲基六氢苯酐10份、硅酮乙二醇0.6份。其中，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯/苯乙烯比率为65/35，熔体流动速率为15g/10min，断裂伸长率为700％；所述高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量大于100万。水镁石纤维的比重为2.44，脱水温度为400-500℃，导热系数为0.15-0.21w/m·k。
本实施例高粘结强度的光缆包覆材料的制备方法同实施例1。
实施例4
一种高粘结强度的光缆包覆材料，包括以下重量份的原料：苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物158份、高分子量聚二甲基硅氧烷57份、改性环氧树脂粘结剂42份、水镁石纤维13份、松香改性马来酸树脂12份、氯化石蜡12份、硅藻土25份、粉煤灰33份、阻燃剂三聚氰胺尿酸盐8份。改性环氧树脂粘结剂包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂e-03136份、柔性环氧树脂635065份、反式-1,4-聚异戊二烯25份、甲基六氢苯酐10份、硅酮乙二醇0.4份。其中，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的丁二烯/苯乙烯比率为65/35，熔体流动速率为15g/10min，断裂伸长率为700％；所述高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量大于100万。水镁石纤维的比重为2.44，脱水温度为400-500℃，导热系数为0.15-0.21w/m·k。
本实施例高粘结强度的光缆包覆材料的制备方法同实施例1。
对比例1
按照公开号cn104177694a中实施例制备的光缆包覆材料。
性能测试
对实施例、对比例的光缆包覆材料进行粘结强度、拉伸强度、断裂伸长率、体积电阻率的测试，具体结果见下表：
由上表可以看出，本发明实施例的光缆包覆材料与对比例相比，粘结强度、拉伸强度、断裂伸长率优异，对光缆的缆芯具有良好的粘结和抗压保护作用；体积电阻率较高，对光缆缆芯有良好的抗电磁保护作用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。