一种抗开裂光电复合缆材料
阅读说明：本技术 一种抗开裂光电复合缆材料 (Anti-cracking photoelectric composite cable material ) 是由 李超 郭在红 刘玲 詹懿 于 2020-12-08 设计创作，主要内容包括：一种抗开裂光电复合缆材料,由以下重量份的原料制成：氯丁橡胶12-18份,聚乙烯20-30份,三元乙丙橡胶8-10份,乙烯-丙烯酸甲酯共聚物15-25份,聚丙烯纤维5-10份,纳米二氧化钛5-10份,阻燃剂8-16份,填充剂6-15份,防老剂4-10份,软化剂2-5份,交联剂2-6份和助交联剂0.5-2份,γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5-3份、过氧化二异丙苯1.5-2份、硬脂酸0.5-1.0份、三钼酸铵0.1-1.5份、辣椒素0.5-2.0份、硫黄0.1-1.5份,具有较高的热稳定性、抗老化性。更好的耐腐蚀性、耐油性、耐泥浆性,具有稳定的耐温性,具有较好的抗开裂性。(An anti-cracking photoelectric composite cable material is prepared from the following raw materials in parts by weight: 12-18 parts of chloroprene rubber, 20-30 parts of polyethylene, 8-10 parts of ethylene propylene diene monomer, 15-25 parts of ethylene-methyl acrylate copolymer, 5-10 parts of polypropylene fiber, 5-10 parts of nano titanium dioxide, 8-16 parts of flame retardant, 6-15 parts of filler, 4-10 parts of anti-aging agent, 2-5 parts of softener, 2-6 parts of crosslinking agent and 0.5-2 parts of auxiliary crosslinking agent, 0.5-3 parts of gamma-aminopropyltriethoxysilane, 1.5-2 parts of dicumyl peroxide, 0.5-1.0 part of stearic acid, 0.1-1.5 parts of ammonium trimolybdate, 0.5-2.0 parts of capsaicin and 0.1-1.5 parts of sulfur, and has high thermal stability and ageing resistance. Better corrosion resistance, oil resistance, mud resistance, stable temperature resistance and better cracking resistance.)
技术领域
本发明涉及通信光缆与电力线缆同时传输的技术领域，具体涉及一种抗开裂光电复合缆。
背景技术
光电复合缆集光纤、输电铜线于一体的传输线，适用于宽带接入网系统中，它可以解决宽带接入、设备用电、信号传输的问题。
随着工业的快速发展，光电复合缆在我国的石油、化工、海洋工程、轨道交通领域和城市局域网、商用物联网及数字通信等领域中已有大量应用，上述领域对光电复合缆料的质量和性能的要求都在提高，特别是对光电复合缆料的抗开裂性，每年因光电复合缆抗开裂性能差引起的事故也在呈上升趋势。同样，MPO预端接光缆适用于数据中心的高密度应用，提供12芯到144芯的光纤连接,可以通过对光电复合缆或MPO光缆护套材料的配方进行设计，有效预防光缆与光纤连接器在运输与安装过程中不受损伤，一抵抗预端接光缆主干光缆在线槽内可能遇到的450N的抗拉力。
公开号为CN108410045A的中国专利申请公开了一种耐高温的阻燃无毒电缆料。电缆料中包括如下组分：聚烯烃类热塑性弹性体、聚氨酯弹性体橡胶、三元乙丙橡胶、陶粉、偏苯三酸三辛酯、硬脂酸锌、增强剂、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、阻燃剂、抑烟剂和抗氧剂。其中，陶粉是由凹凸棒石粘土、蒙脱土、海泡石等材料经过改性、煅烧和研磨后得到粉末。聚氨酯弹性体橡胶为聚己内酯型的热塑性聚氨酯弹性体橡胶，增强剂为高耐磨炭黑；阻燃剂为纳米二氧化铝、纳米二氧化镁和氧化锑的混合物，混合物中三者的质量比2:4:3；抑烟剂为硼酸锌、三氧化钼和有机改性蒙脱土中的一种。该型电缆料的耐高温性能突出，并且具有良好的阻燃性能，非常绿色安全。但是，该专利聚烯烃类热塑性弹性体用量大，影响电缆料的强度。
公开号为108485124A的中国专利申请公开了一种阻燃韧性高无卤环保电缆料及其制备方法，涉及电缆料领域，包括以下重量份计的原料：PVC树脂30-40份、酚醛树脂15-25份、马来酸酐接枝聚丙烯8-16份、硅藻土6-12份、云母粉5-10份、皂石粉3-6份、聚丙烯纤维6-12份、碳化硅4-7份、炭黑2-4份、甲壳素3-5份、纳米二氧化钛4-6份、三氧化二锑3-5份、偶联剂0.8-1.5份、阻燃剂1.2-2.5份和抗氧剂1.5-2.8份；该发明电缆料具有良好的阻燃性和韧性，抗拉伸性和抗折性能优异，不含任何卤素物质，绿色环保，制备方法简单，易生产。但是，该专利电缆料采用大量PVC树脂，所得电缆料抗冲击强度低，耐油性能差。
光电复合缆因其在配方的设计上和材料的选用上存在一定的缺陷，一直没有得到很好的解决。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种抗开裂光电复合缆。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种抗开裂光电复合缆材料，由以下重量份的原料制成：
氯丁橡胶12-18份，聚乙烯20-30份，三元乙丙橡胶8-10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物15-25份，聚丙烯纤维5-10份，纳米二氧化钛5-10份，阻燃剂8-16份，填充剂6-15份，防老剂4-10份，软化剂2-5份，交联剂2-6份和助交联剂0.5-2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5-3份、过氧化二异丙苯1.5-2份、硬脂酸0.5-1.0份、三钼酸铵0.1-1.5份、辣椒素0.5-2.0份、硫黄0.1-1.5份。
优选的，按质量比，所述氯丁橡胶：三元乙丙橡胶：丁腈橡胶：氯化聚乙烯：化聚乙烯蜡：氯化石蜡＝14：7：4：15：1：2。这一比例是氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、氯化聚乙烯、化聚乙烯蜡和氯化石蜡的共混的最佳比例，从而使得抗开裂性能好。
优选地，所述的阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、氧化铝、氧化锌和硼酸锌中一种或几种。
优选地，所述的填充剂为轻质碳酸钙、炭黑N330、炭黑N550和炭黑N660中一种或几种。
优选地，所述的防老剂为OD、MB和4010NA中一种或几种。
优选地，所述的软化剂为二甲基硅油或者羟基硅油。
优选地，所述的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、1，3-双(2-叔丁基过氧基异丙基)苯和1，4-双叔丁基过氧异丙基苯中一种或几种。
优选地，所述的助交联剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺、三烯丙基异氰脲酸酯和二甲基丙烯酸乙烯酯中一种或几种。
一种上述的抗开裂光电复合缆材料的制备方法，包括以下步骤：
将氯丁橡胶12-18份，聚乙烯20-30份，三元乙丙橡胶8-10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物15-25份，聚丙烯纤维5-10份，纳米二氧化钛5-10份，阻燃剂8-16份，填充剂6-15份，防老剂4-10份，软化剂2-5份，交联剂2-6份和助交联剂0.5-2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5-3份、硬脂酸0.5-1.0份、三钼酸铵0.1-1.5份、辣椒素0.5-2.0份、硫黄0.1-1.5份于密炼机中混合均匀，待温度达到合适的条件，提起加压盖，进行排气30s,继续密炼至物料完全塑化完成，至挤出机中挤出造粒。
本发明的有益效果：
1.本发明氯丁橡胶耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强；聚乙烯具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好优点，还具有良好的耐环境应力开裂性、耐冲击、耐撕裂，并可耐酸、碱和有机溶剂；乙烯-丙烯酸甲酯共聚物稳定性高，抗应力断裂性能和低温冲击强度性能优异；氯丁橡胶、聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物合用为电缆料基材，所得电缆料抗开裂、高韧性，耐高温性能优异。聚丙烯纤维质轻、强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀、耐热、耐老化，易于与基材形成互穿的网络结构，进一步增强了基材的强度和柔韧性；纳米二氧化钛分散于基材网络结构中，提高电缆料的耐磨性和柔韧性。本发明各种原料合用，所得高韧性抗开裂电缆料拉伸强度≥22MPa，抗撕裂强度≥8.5N/mm，拉伸伸长率≥453％，电缆料韧性好、抗开裂；经过热空气老化处理后，拉伸伸长保持率≥90.5％，IBM903标准油处理后，拉伸伸长保持率≥92.1％，电缆料耐高温性能优异，耐油，抗老化。
2.本发明所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、氧化铝、氧化锌和硼酸锌中一种或几种，阻燃性能好，低烟低毒，绿色环保。所述的填充剂为轻质碳酸钙、炭黑N330、炭黑N550和炭黑N660中一种或几种，提高了电缆料的强度。所述的防老剂为OD、MB和4010NA中一种或几种，防止和缓慢电缆料氧化过程，延长电缆料的使用寿命。所述的软化剂为二甲基硅油或者羟基硅油，提高原料的流动性，缩短混合时间，促进各种原料快速和均匀分散。所述的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、1，3-双(2-叔丁基过氧基异丙基)苯和1，4-双叔丁基过氧异丙基苯中一种或几种，使电缆料更容易形成立体网络结构，提高电缆料的力学性能。所述的助交联剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺、三烯丙基异氰酸酯和二甲基丙烯酸乙烯酯中一种或几种，有利于缩短交联时间。
3.本发明高韧性抗开裂电缆材料原料种类少，制备方法简单，各原料交联效果好，成本低廉。
4.硬脂酸、三钼酸铵、辣椒素、硫黄形成具有较好韧性的三维网状结构，具有抗开裂性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种抗开裂光电复合缆材料，由以下重量份数的原料制成：
氯丁橡胶12份，聚乙烯20份，三元乙丙橡胶8份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物15份，聚丙烯纤维5份，纳米二氧化钛5份，阻燃剂8份，填充剂6份，防老剂4份，软化剂2份，交联剂2份和助交联剂2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯2份、硬脂酸1.0份、三钼酸铵1.5份、辣椒素2.0份、硫黄1.5份。
所述的阻燃剂为三氧化二锑。
所述的填充剂为轻质碳酸钙。
所述的防老剂为OD。
所述的软化剂为二甲基硅油。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
所述的助交联剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺。
上述的光电复合缆材料的制备方法，包括以下步骤：
将氯丁橡胶18份，聚乙烯30份，三元乙丙橡胶8份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物15份，聚丙烯纤维5份，纳米二氧化钛5份，阻燃剂8份，填充剂6份，防老剂4份，软化剂2份，交联剂2份和助交联剂2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯2份、硬脂酸1.0份、三钼酸铵1.5份、辣椒素2.0份、硫黄1.5份于密炼机中混合均匀，待温度达到合适的条件，提起加压盖，进行排气30s,继续密炼至物料完全塑化完成，至挤出机中挤出造粒。
实施例2
一种光电复合缆材料，由以下重量份数的原料制成：
一种抗开裂光电复合缆材料，由以下重量份数的原料制成：
氯丁橡胶12份，聚乙烯20份，三元乙丙橡胶8份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物15份，聚丙烯纤维5份，纳米二氧化钛5份，阻燃剂8份，填充剂6份，防老剂4份，软化剂2份，交联剂2份和助交联剂2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯2份、硬脂酸1.0份、三钼酸铵1.5份、辣椒素2.0份、硫黄1.5份。
所述的阻燃剂为三氧化二锑。
所述的填充剂为轻质碳酸钙。
所述的防老剂为OD。
所述的软化剂为二甲基硅油。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
所述的助交联剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺。
上述的光电复合缆材料的制备方法，包括以下步骤：
将氯丁橡胶12份，聚乙烯20份，三元乙丙橡胶8份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物15份，聚丙烯纤维5份，纳米二氧化钛5份，阻燃剂8份，填充剂6份，防老剂4份，软化剂2份，交联剂2份和助交联剂2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯2份、硬脂酸1.0份、三钼酸铵1.5份、辣椒素2.0份、硫黄1.5份于密炼机中混合均匀，待温度达到合适的条件，提起加压盖，进行排气30s,继续密炼至物料完全塑化完成，至挤出机中挤出造粒。
实施例3
一种抗开裂光电复合缆材料，由以下重量份数的原料制成：氯丁橡胶15份，聚乙烯26份，三元乙丙橡胶10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物25份，聚丙烯纤维10份，纳米二氧化钛10份，阻燃剂16份，填充剂15份，防老剂10份，软化剂5份，交联剂6份和助交联剂2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯2份、硬脂酸1.0份、三钼酸铵1.5份、辣椒素2.0份、硫黄1.5份。
所述的阻燃剂为硼酸锌。
所述的填充剂为炭黑N660。
所述的防老剂为4010NA。
所述的软化剂为羟基硅油。
所述的交联剂为过2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷。
所述的助交联剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺。
上述的光电复合缆材料的制备方法，包括以下步骤：
将氯丁橡胶18份，聚乙烯30份，三元乙丙橡胶10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物25份，聚丙烯纤维10份，纳米二氧化钛10份，阻燃剂16份，填充剂15份，防老剂10份，软化剂5份，交联剂6份和助交联剂2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯2份、硬脂酸1.0份、三钼酸铵1.5份、辣椒素2.0份、硫黄1.5份于密炼机中混合均匀，待温度达到合适的条件，提起加压盖，进行排气30s,继续密炼至物料完全塑化完成，至挤出机中挤出造粒。
对比例1：
一种抗开裂光电复合缆材料，由以下重量份数的原料制成：丁苯橡胶15份，聚氯乙烯26份，三元乙丙橡胶10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物25份，聚丙烯纤维10份，纳米二氧化钛10份，阻燃剂16份，填充剂15份，防老剂10份，软化剂5份，交联剂6份和助交联剂2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯2份、硬脂酸1.0份、三钼酸铵1.5份、辣椒素2.0份、硫黄1.5份。
所述的阻燃剂为硼酸锌。
所述的填充剂为炭黑N660。
所述的防老剂为4010NA。
所述的软化剂为羟基硅油。
所述的交联剂为过2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷。
所述的助交联剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺。
上述的光电复合缆材料的制备方法，包括以下步骤：
将丁苯橡胶15份，聚氯乙烯26份，三元乙丙橡胶10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物25份，聚丙烯纤维10份，纳米二氧化钛10份，阻燃剂16份，填充剂15份，防老剂10份，软化剂5份，交联剂6份和助交联剂2份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯2份、硬脂酸1.0份、三钼酸铵1.5份、辣椒素2.0份、硫黄1.5份于密炼机中混合均匀，待温度达到合适的条件，提起加压盖，进行排气30s,继续密炼至物料完全塑化完成，至挤出机中挤出造粒。
检测组
实验例1
实验例2
实验例3
对比例1
弯曲强度
256
220
236
130
拉伸强度
180Mpa
158Mpa
168Mpa
120Mpa
断裂伸长率
388％
326％
308％
200％
密度(kg/m<sup>3</sup>)
1024
998
968
785
如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
上述具体实施例，进一步阐述本发明，应理解。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。