一种超柔型光纤二次被覆PBT专用料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种超柔型光纤二次被覆PBT专用料，按重量份数计原料组成包含：粘度为0.76～0.94dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯82～87份、聚酰胺弹性体7～12份、扩链剂2～4份、聚碳酸酯1～3份、荧光增白剂0～0.2份。本发明超柔型光纤二次被覆PBT专用料通过同时加入聚酰胺弹性体和聚碳酸酯，所得被覆料具有高分子量、韧性高（即弯曲强度大）、高强度等优点，满足了超柔型光纤二次被覆PBT专用料的要求；本发明还公开了一种超柔型光纤二次被覆PBT专用料的制备方法，通过采用微正压法进行固相缩合，有助于聚合过程中PBT内小分子物质的充分扩散，得到分子量大的PBT聚合物。

权利要求

1.一种超柔型光纤二次被覆PBT专用料，其特征在于，按重量份数计原料组成包含：粘度为0.76～0.94dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯82～87份、聚酰胺弹性体7～12份、扩链剂2～4份、聚碳酸酯1～3份、荧光增白剂0～0.2份。

2.根据权利要求1所述的超柔型光纤二次被覆PBT专用料，其特征在于，聚酰胺弹形体经过热致转变处理冷却制得，热致转变处理的处理温度为120～170℃。

3.根据权利要求1或2所述的超柔型光纤二次被覆PBT专用料，其特征在于，聚碳酸酯为脂肪族聚碳酸酯。

4.根据权利要求2所述的超柔型光纤二次被覆PBT专用料，其特征在于，扩链剂为邻苯二甲酸酐和2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉组合而成，邻苯二甲酸酐占扩链剂的重量百分比为25～37%。

5.根据权利要求2所述的超柔型光纤二次被覆PBT专用料，其特征在于，原料组成还包括复合催化剂0.05～0.3份，复合催化剂为钛系催化剂和有机酸钕化合物组合而成，复合催化剂中钛系催化剂的重量百分比为74～85%。

6.根据权利要求5所述的超柔型光纤二次被覆PBT专用料，其特征在于，钛系催化剂为具有羟基的有机酸钛化合物。

7.根据权利要求6所述的超柔型光纤二次被覆PBT专用料，其特征在于，钛系催化剂为α-羟基乙酸钛；有机酸钕为异辛酸钕。

8.一种超柔型光纤二次被覆PBT专用料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：S1：将如权利要求1所述的原料高速混合均匀，再加入反应釜中；

S2：采用微正压法熔融缩聚，向反应釜中通入氮气调节反应釜内的压强至1500Pa~

2500Pa；

S3：反应釜内温度为190～230℃，固相缩聚反应时间为9～11h，得超柔型光纤二次被覆PBT专用料。

9.根据权利要求8所述的超柔型光纤二次被覆PBT专用料的制备方法，其特征在于，S3之前还包括预热步骤，预热步骤为将混合料升温至120～130℃并保温2～4h。

说明书

一种超柔型光纤二次被覆PBT专用料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光纤二次被覆料技术领域，具体涉及一种超柔型光纤二次被覆PBT专用料及其制备方法。

背景技术

[0002] 由于PBT具有良好的力学性能，耐热、耐湿、防水防潮、耐油、耐化学腐蚀、电绝缘好，成型加工生产率高，价格适中，等优点，但单独使用时也存在热变形温度低、易燃烧、制件收缩翘曲、机械性能不突出，特别是制品缺口冲击强度不高等缺点，所以PBT很少单独使用。大都要经过改性才能应用，特别在电子领域中尤其突出。

[0003] CN1936628A中公开的光纤二次被覆料的组分包括：粘度为0.8～1.4dl/g之间的聚对苯二甲酸丁二醇酯、第二配料为粘度为1.2～1.4dl/g之间的聚对苯二甲酸丁二醇酯、扩链剂、增韧剂、抗氧化剂。其有益效果在于，以两种不同功能的PBT材料经过直接物理混合而成，不仅克服了传统光纤二次被覆用PBT材料加工周期太长无法大批量生产的问题；CN102888084A公开的光纤二次被覆料PBT组合物组分包括粘度在0.8～1.0dl/g之间的聚对苯二甲酸丁二醇酯95％、成核母粒5％。上述被覆料的分子量相对较小，韧性和强度不够，不能满足更高强度电缆的要求。

发明内容

[0004] 本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种蚀刻速度适中、布线剖面形状符合要求的超柔型光纤二次被覆PBT专用料及其制备方法。

[0005] 为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种超柔型光纤二次被覆PBT专用料，其特征在于，按重量份数计原料组成包含：粘度为0.76～0.94dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯82～87份、聚酰胺弹性体7～12份、扩链剂2～4份、聚碳酸酯1～3份、荧光增白剂0～0.2份。

[0006] 通过同时加入聚酰胺弹性体和聚碳酸酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯的端部羧基与扩链剂或者聚酰胺弹性体的端氨基、端羧基以及聚碳酸酯的羟基缩聚形成互穿聚合物，聚对苯二甲酸丁二醇酯链段分子量明显增加，互穿结构的聚合物使得被覆料的力学性能得到明显增强，成型收缩率降低，特别表现在弯曲强度上。

[0007] 优选的技术方案为，聚酰胺弹形体经过热致转变处理冷却制得，热致转变处理的处理温度为120～170℃。上述温度条件下聚酰胺热塑性弹性体中与过渡区域相接邻的一部分硬链段聚酰胺晶体受到软链段聚醚运动的牵动以及自身结晶的不完善开始逐渐解聚形成活动能力，过渡区域进一步扩大，不仅能增加聚酰胺弹形体的交联反应活性，还有助于聚酰胺弹性体在PBT材质中的分散并形成稳定的被覆料。

[0008] 为了进一步优化被覆料的韧性，优选的技术方案为，聚碳酸酯为脂肪族聚碳酸酯。

[0009] 优选的技术方案为，扩链剂为邻苯二甲酸酐和2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉组合而成，邻苯二甲酸酐占扩链剂的重量百分比为25～37％。上述两种扩链剂同时作用，提高硬段微区结晶度同时降低了软段区的玻璃化温度，高硬度和高强度的同时又使产品保持了较高韧性。

[0010] 优选的技术方案为，原料组成还包括复合催化剂0.05～0.3份，复合催化剂为钛系催化剂和有机酸钕化合物组合而成，复合催化剂中钛盐催化剂的重量百分比为74～85％。单独使用钛系催化剂，由于催化活性过高，容易引发过多的副反应，导致产品材料颜色较深，加入有机酸钕能抑制钛系催化剂的反应活性。

[0011] 为了提高催化剂的反应稳定性，优选的技术方案为，钛系催化剂为具有羟基的有机酸钛化合物。

[0012] 优选的技术方案为，钛系催化剂为α-羟基乙酸钛；有机酸钕为异辛酸钕和/或辛葵酸钕。采用上述组合的复合催化剂，得到的材料白黄相间比例合适，趋于9：1的最佳值，而且共聚物结晶度降低，高低温缺口冲击强度增加。

[0013] 本发明的另一目的在于提供一种超柔型光纤二次被覆PBT专用料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

[0014] S1：将如权利要求1所述的原料添加到高速混合均匀，加入反应釜中；

[0015] S2：采用微正压法熔融缩聚，向反应釜中通入氮气调节反应釜内的压强至1500Pa～2500Pa；

[0016] S3：反应釜内温度为190～230℃，固相缩聚反应时间为9～11h，得超柔型光纤二次被覆PBT专用料。

[0017] 为了进一步优化聚酰胺弹形体的热致转变效果，技术方案为，S3之前还包括预热步骤，预热步骤为将混合料升温至120～130℃并保温2～4h。

[0018] 本发明的优点和有益效果在于：

[0019] 本发明超柔型光纤二次被覆PBT专用料通过同时加入聚酰胺弹性体和聚碳酸酯，所得被覆料具有高分子量、韧性高(即弯曲强度大)、高强度等优点，满足了超柔型光纤二次被覆PBT专用料的要求；

[0020] 超柔型光纤二次被覆PBT专用料的制备方法采用微正压法进行固相缩合，有助于聚合过程中PBT内小分子物质的充分扩散，得到分子量大的PBT聚合物。

具体实施方式

[0021] 下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0022] PBT

[0023] 采用粘度为0.76～0.94dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯作为基体树脂。

[0024] 聚酰胺弹性体

[0025] 聚酰胺弹性体的邵氏硬度为93A-70D，相对密度为1.01-1.14，使用温度为-57～170℃，聚酰胺弹性体的加入有助于改善被覆料在高低温条件下的机械性能。

[0026] 扩链剂

[0027] 水解作用是PBT降解、材料性能变坏的主要原因，环氧基可与PBT中的羧基等反应基团发生链接反应。酯扩链剂可选双苯基碳酸酯、双苯基对苯二酸酯、环氧类化合物，或者含有双噁唑啉、双噁嗪、双噻唑啉等多官能团的化合物。

[0028] 聚碳酸酯

[0029] 聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。聚碳酸酯可选范围包括上述三种类型，由于进一步优选的为脂肪族型。

[0030] 荧光增白剂

[0031] 荧光增白剂可为现有技术中已知的任意一种，实施例中采用双三嗪氨基二苯乙烯聚合型荧光增白剂(PFBs)。

[0032] 实施例1-3

[0033] 实施例1-3的超柔型光纤二次被覆PBT专用料组成(按重量份数计)见下表：

[0034]  实施例1 实施例2 实施例3
PBT 82 87 84.5
聚酰胺弹性体 12 7 9.5
扩链剂 2 4 3
聚碳酸酯 3 1 2

[0035] 上述实施例中扩链剂采用德国巴斯夫扩链剂ADR-4370S(含环氧基的扩链剂)，聚碳酸酯采用芳香族聚碳酸酯。

[0036] 实施例1-3中均不添加荧光增白剂。

[0037] 实施例1生产过程如下：

[0038] S1：将如权利要求1所述的原料添加到高速混合均匀，加入反应釜中；

[0039] S2：采用微正压法熔融缩聚，向反应釜中通入氮气调节反应釜内的压强至1500Pa；

[0040] S3：反应釜内温度为190℃，固相缩聚反应时间为11h，得超柔型光纤二次被覆PBT专用料。

[0041] 实施例2与实施例1的区别在于：S3反应釜内压强为2500Pa，温度为230℃，固相缩聚反应时间为9h；

[0042] 实施例3与实施例1的区别在于：S3反应釜内压强为2000Pa，温度为210℃，固相缩聚反应时间为10h；

[0043] 实施例4-6

[0044] 实施例4-6基于实施例3，区别在于：聚酰胺弹形体经过热致转变处理处理温度分别为50℃、120℃、170℃。

[0045] 实施例7-8

[0046] 实施例7-8基于实施例6，区别在于，实施例7的聚碳酸酯采用脂肪族-芳香族聚碳酸酯，实施例8采用脂肪族聚碳酸酯。

[0047] 实施例9-12

[0048] 实施例9基于实施例8，区别在于，实施例9的扩链剂为2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉；

[0049] 实施例10-12基于实施例8，区别在于，扩链剂为邻苯二甲酸酐和2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉组合而成，邻苯二甲酸酐占扩链剂的重量百分比为25％、37％、31％。

[0050] 实施例13-18

[0051] 实施例13基于实施例8，区别在于，被覆料原料组成中还包括催化剂钛酸四丁酯0.05份；

[0052] 实施例14基于实施例8，区别在于，被覆料原料组成中还包括环烷酸钕0.3份；

[0053] 实施例15-17与实施例8的区别在于，原料组成还包括复合催化剂0.15份，复合催化剂为钛酸四丁酯和环烷酸钕组合而成，复合催化剂中钛盐催化剂的重量百分比分别为74％、85％、79％；

[0054] 实施例19-20

[0055] 实施例19-20基于实施例17，区别在于，实施例19用α-羟基乙酸钛替代钛酸四丁酯，异辛酸钕替代环烷酸钕；实施例20与实施例19的区别在于，异辛酸钕和辛葵酸钕重量比1:1替代异辛酸钕。

[0056] 实施例21-22

[0057] 实施例21与实施例20的区别在于，S3之前还包括预热步骤，预热步骤为将混合料升温至120℃并保温4h，实施例22的预热处理为将混合料升温至130℃并保温2h。

[0058] 实施例中还可以增加荧光增白剂，起到增白的效果，对被覆料的力学性能等几乎无影响。

[0059] 对比例

[0060] 对比例均以实施例1为基础，区别在于，对比例1中不包含聚酰胺弹性提，而对比例2中不包含聚碳酸酯。

[0061] 测试参数：

[0062] 1、护套料的拉伸弹性模量和断裂伸长率(按照GB1040-92)

[0063] 2、护套料的成型收缩率(按照GB1036-89)；

[0064] 3、被覆料材质的白黄相间比例

[0065] 对比实施例和对比例的被覆料性能：

[0066] 1、对比实施例1-3和对比例1-2的成型收缩率、韧性和刚性，见下表：

[0067]

[0068]

[0069] 2、对比实施例3-12被覆料的韧性和刚性参数，见下表：

[0070]

[0071] 3、对比实施例12-22护套料的白黄相间比例、韧性和刚性参数见下表：

[0072]

[0073]

[0074] 聚对苯二甲酸丁二醇酯的粘度在0.76～0.94dl/g数值范围内变动，组分、扩链剂和催化剂的进一步选择变化趋势一致，上述实施例所选用的聚对苯二甲酸丁二醇酯的粘度均为0.85dl/g。

[0075] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。