全塑市话电缆用高浓缩比1100聚烯烃色母粒的研究

全塑市话电缆用高浓缩比1100聚烯烃色母粒的研究

1色母粒的应用高浓缩比（1.10）聚烯烃母粒是塑料旭元材料中最需要的特殊品种。与普通粒径相比，它不仅具有通俗性、抗盐性、偏移性、电性能、流动性好等特点，而且具有良好的耐候性、抗容性、适应性、移动性、电性能、流动性好等特点。同时，它被转化为五种颜色。兰、橙色、绿色、棕色、灰色、白色、红、黑、黄、紫。这是对应于总理的颜色的。随着通信电缆制造工艺的不断改进和自动化程度的提高,近年来高速(≥2000m/min)电缆生产线的大量引进,国产高速(≥1500m/min)生产线的增多,加工技术日益更新,色母粒的性能要求越来越高,应用领域不断拓宽。目前我国只有少量1∶25、1∶50专用色母粒,只能适用于中低速电缆芯线生产线。各电缆厂使用的1∶100色母粒基本上从美国威尔逊(wilson),日本东洋油墨等公司进口。这些色母粒不仅价格昂贵(8.8万元/t),而且还存在浓缩比达不到标准的问题。鉴于我国颜料,化工助剂以及塑料机械质量不断提高,因此我们采用国产原料,国产设备,通过特定共混改性工艺,研制并工业化生产出1∶100符合孟塞尔色标,经检验全部达到邮电部标准的色母粒。2电缆专用高浓缩比色母粒的合成工艺鉴于我国国情和现有技术设备条件,为发展我国的民族工业,我们选择国产载体树脂、分散剂和着色剂为基料,加入改性剂,用共混挤出的方法制造出电缆专用高浓缩比色母粒。2.1聚合物树脂的性能载体树脂是色母粒的基体,一般要求载体树脂能大容量地包容颜料,与被着色树脂有良好的相容性,流动性好,且不影响制品的性能。针对通信电缆专用色母粒对机械性能、电气性能、热稳定性和加工性能等的要求,我们在研究过程中从各种树脂中选择出三种既能满足电缆电性能和加工性能,又适合作色母粒载体的聚乙烯。测得其性能见表1。从表1可以看出PE-1的熔体流动速率较大(9.1g/10min),而PE-3较小(3.8g/10min),这表明在190°C、2.16kg重力条件下,树脂熔体流动速率适中的PE-2对颜料的包容量基本上能满足要求,又与通信电缆绝缘料的熔体流动速率(1g/10min)相差较小,适合作色母粒的载体。2.2亲合力和透气性分散剂是为保证颜料能稳定、均匀地分布在塑料制品中,除要求颜料粒度极细,并在加工过程中不再凝聚外,还应与树脂有良好的亲合力和相容性。为保证色母粒的优良性能,经过多次的试验,选用聚乙烯蜡(分子量:1000～10000、熔点:106°C)为主分散剂,同时在色母粒的生产过程中,还应加入一定量的助分散剂,如硅烷偶联剂,白油,脂类等改性剂来实现对各种助剂的优化组合。2.3有机颜料选用为了使制品着色均匀,颜料颗粒必须充分细化,还要考虑到它的热稳定性,耐侯性,流变性,力学性能和电性能,降低成本,我们选用了国产颜料。经对国产颜料的粒度分析我们选用了有机颜料:大分子红BR,大分子黄2GL,酞青蓝,酞青绿,永固紫;无机颜料:酞白粉、炭黑等多种颜料,并经特殊的活化处理后作为通信电缆色母粒的主颜料。根据颜料粒度、粒度分布及表面处理所产生的效果及实验证明,采用颜料复配比单一使用时有明显效果,有效地降低了颜料及其它助剂的用量,改善了其分散性及加工性能。2.4活化剂的选择为了增加颜料的亲合性,以利于颜料在聚烯烃树脂中的均匀分散,我们在偶联剂、活化剂中选择C8～C16酯类活化剂对颜料进行预处理。3电缆缘料的混炼、混炼色母粒以孟塞尔色标为样本,根据通信电缆绝缘料的性能要求,颜料的特性,色母粒的使用工艺条件,依靠经验及计算机辅助配色,拟定初步配方,将各种配料预混合均匀后,在Brabender转矩流变仪的密炼机中混合出色母料,再按1∶100的比例与本色电缆绝缘料混炼,最后制成标准样片与孟塞尔色标比色。比色后再根据色泽的偏差,逐步调整实验配方,通过反复试验,直至获得符合孟塞尔色标、符合通信电缆芯线性能要求及用途的最佳组成配方。1∶100的10种颜色色母粒的基本配比如下:颜料30%～60%载体树脂30%～40%分散剂及助分散剂10%～15%4生产工艺流程符合工艺要求全塑市话电缆用高浓缩比聚烯烃色母粒采用干法共混的生产工艺制造。在色母粒的组成体系中,材料的性质差异很大,所以要求加工设备必须具有良好的均匀分散混合效果,加工过程中要保证将不同材料容合在一起,从而组成结构上均匀一致的物体,并采用特殊的净化手段,使其洁净度达到电缆材料的要求。为此我们经过反复研究与试验,选用高速混合器、单(双)螺杆挤出机进行生产试验,实践证明该设备完全能满足加工工艺条件的要求。其生产工艺流程:(颜料表面处理后+载体)→高速混合→单(双)螺杆挤出→冷却→牵引→干燥→切粒→检验→包装。经过精确地校正色母粒配方比例,按上述工艺条件在国产10升高速混合器、Φ45单螺杆挤出机(25∶1)生产的全塑市话电缆用高浓缩比聚烯烃色母粒,按邮电部YD322—84标准进行质量检验,结果见表2。检测结果表明:所有的各项技术指标均达到YD322-84标准对全塑电缆用聚烯烃色母粒的质量要求。5电缆绝缘线试样1∶100色母粒中试生产样品供邮电部第五研究所东方邮电电缆厂作绝缘线芯试生产。该色母粒的加入量与美国威尔逊色母粒的加入量完全相同,绝缘线芯的颜色符合孟塞尔色标标准,绝缘线芯拉伸强度、表面光泽度等均满足产品标准的要求,适用于国产和进口高、中、低速通信电缆生产线。全塑市话电缆绝缘线主要在国产Φ45单螺杆挤出机上进行,螺杆长径比为25∶1,螺杆转速80r/min,挤出温度180～260°C,牵引速度约800m/min,导体直径0.4mm。用高浓缩比聚烯烃色母粒生产的全塑市话电缆经质检部门检验,电缆质量均达到YD322-84标准的指标要求。我们将试制的颜料含量最高的桔色1∶100色母粒、美国威尔逊公司1∶100桔色色母粒和国产(四川新津塑料厂)1∶50桔色色母粒分别按比例与通信电缆绝缘料预混合,在相同工艺条件下熔融共混后,压制成条,将试样条截断面经扫描电镜放大5000倍拍照。从照片图(图略)可以看出:我们试制的色母粒与威尔逊色母粒十分相近,颜料分布均匀,粒径在0.2μm左右。6高浓缩比1100色母料选用国产原料制造的全塑市话电缆用高浓缩比(1∶100)聚烯烃全色谱色母粒,各项性能指标均达到孟塞尔色标和邮电部YD322-84标准。色母粒中的颜料经C8～C16酯类活化剂处理,在聚烯烃中有极好的扩散和分散性,加工性能无不良影响,在260°C的高温生产过程中不褪色、不降解,在高速挤出时与通信电缆绝缘料有良好的相容性。高浓缩比(1∶100)色母料对使用者