一种物理发泡聚乙烯组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种物理发泡聚乙烯组合物，其是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：高密度聚乙烯56‑78％，低密度聚乙烯A20‑40％，硅酮母粒0.5‑2.0％，复合成核剂母粒0.8‑3.0％，抗氧化剂0.07‑0.2％。本发明专利技术还提供一种物理发泡聚乙烯组合物的制备方法。本发明专利技术还提供一种物理发泡聚乙烯组合物在制备通信电缆的绝缘层中的应用。本发明专利技术的物理发泡聚乙烯组合物，该物理发泡聚乙烯组合物具有介电损耗小、泡孔致密性好、薄壁高速挤出性好、机械性能高等特点。

A Physically Foamed Polyethylene Composition and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a physical foamed polyethylene composition, which is prepared from the following components measured by mass percentage: high density polyethylene 56 78%, low density polyethylene A20 40%, silicone masterbatch 0.5 2.0%, composite nucleating agent masterbatch 0.8 3.0%, antioxidant 0.07 0.2%. The invention also provides a preparation method of a physical foamed polyethylene composition. The invention also provides an application of a physical foamed polyethylene composition in the preparation of an insulating layer of a communication cable. The physical foamed polyethylene composition of the invention has the advantages of low dielectric loss, good cell density, good thin wall high speed extrusion and high mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种物理发泡聚乙烯组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及聚乙烯材料
，尤其涉及一种物理发泡聚乙烯组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
工信部在2017年10月发布了5G系统在3000-5000MHz频段(中频段)内的频率使用规划，我国成为国际上率先发布5G系统在中频段内频率使用规划的国家。规划明确了3300-3400MHz(原则上限室内使用)、3400-3600MHz和4800-5000MHz频段作为5G系统的工作频段。5G和4G无线通信技术对比来看，5G网络峰值速率可以提高10倍左右，还可以达到每秒10Gb。而市场上主流的是五类线(CAT5)、六类线(CAT6)，最高传输不过1Gb，不能够满足5G时代对高清，高频，高速信号传输的要求。因此为了适应万兆位以太网技术的应用和发展，七类网络线(CAT7)和八类网络线(CAT8)得以应运而生。7类网路线和8类网络线带宽分别为600MHz和2GHz，分别是六类线的2倍和8倍以上，传输速率可达10Gbps以上。7类和8类网络线要实现高传输、高带宽和高频率的要求，除了线材结构要做调整外(如从非屏蔽双绞线变为屏蔽双绞线)，作为网络线绝缘层常用的聚乙烯(PE)绝缘层也从实芯层升级发泡层，这样才能降低材料的介电常数和介电损耗。目前在通信电缆中，绝缘材料的发泡方式有化学发泡和物理发泡两种。因化学发泡的发泡度较低，且发泡剂的残留对电缆的电气指标有一定程度的负面影响，难以制备高频率要求的7类和8类网络线，因此采用物理发泡聚乙烯成为好的选择。现有物理发泡聚乙烯料，主要应用于移动通信领域的RF射频同轴电缆制造，以及广电系统CATV同轴电缆以及近几年发展起来的铁路数字信号电缆等的生产制造。市场上现有的物理发泡电缆料多采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和成核剂通过简单的机械混合直接挤出电线电缆。HDPE/LDPE/成核剂通过简单机械共混，会由于各组分比重和粒子大小的差异，使得分散不均，特别是成核剂分散不均匀，造成挤出的发泡绝缘层外观不光滑，电容不稳定，挤出速度慢等特点。针对这些问题，一些厂家进行了改进，如中国专利CN200410057310.3《一种同轴电缆的物理发泡绝缘料的制备方法》，该专利技术采用HDPE、LDPE和成核剂母粒通过挤出机熔融共混造粒，以保证材料的均匀性，但该专利中采用偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸钡为极性发泡剂，受热分解放热，虽然分解释放的热量可加快载体树脂熔化，残留物则可充当成核剂，有助于得到细小泡孔，但由于此类成核剂极性高，不环保，因而影响聚乙烯的高频衰减；专利ZL00120297.9《可发泡组合物与具有绝缘泡沫层的同轴电缆》，该专利技术中采用氟树脂粉或氮化硼粉末作为成核剂，由于氟树脂粉或氮化硼粉熔点远高于聚乙烯，在树脂熔液中不相容而起到异相成核作用，从而解决了偶氮类发泡剂作为成核剂对信号衰减大的弊端，但由于氟树脂粉末或氮化硼粉通过异相成核往往得到较大的泡孔直径和不能满意的泡孔均匀性，且两者的成本都非常贵，单独使用制备薄壁的发泡层。此外上述两篇专利中的HDPE熔融指数都为6-8g/10min，LDPE熔融指数为1.5-3g/10min，HDPE/LDPE的比例大于6/4，熔融共混出的复配聚乙烯熔融指数必然大于5g/10min，因此都是针对移动通信用馈线等大线径(泡层直径一般大于8mm)同轴电缆开发的。而现有7类和8类网络线挤出速率在800m/min以上，线径在发泡绝缘层直径在2mm以下，在如此高速电线挤出，发泡绝缘层壁厚如此小的情况下，上述两篇专利HDPE/LDPE共混合金熔融指数过高，熔体粘小，熔体强度低容易造成气泡穿孔，电缆表面不光滑。综合上述，现有物理发泡聚乙烯电缆料难以满足薄壁绝缘层(壁厚小于0.5mm)，线材挤出速率大于800米/分钟的网络通信电缆要求，特别是7类和8类网络通信线的要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种物理发泡聚乙烯组合物，该物理发泡聚乙烯组合物具有介电损耗小、泡孔致密性好、薄壁高速挤出性好、机械性能高等特点。本专利技术的第二个目的是为了提供一种物理发泡聚乙烯组合物的制备方法，该制备方法简单、易操作，利用乙烯-己烯烃共聚聚乙烯和低密度聚乙烯A复配来提高材料的熔体强度，保证挤出加工性和机械性能，以环保型碳酸氢盐发泡剂和聚四氟乙烯所制备的复合母粒作为成核剂，来提高发泡效率，改善泡孔致密性，同时添加硅酮母粒改善挤出口模积渣，加入抗氧化剂提高氧化诱导期，从而获得介电损耗低，加工性好，能薄壁高速挤出的电缆料。本专利技术的第三个目的是为了提供一种物理发泡聚乙烯组合物在制备通信电缆绝缘层中的应用，用该组合物制备的发泡绝缘层不仅表面光滑，泡孔细密，电容稳定，而且通信电缆绝缘层的单边壁厚小于等于0.5mm，线材挤出速率大于等于800米/分钟。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种物理发泡聚乙烯组合物，其是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：进一步地，所述高密度聚乙烯为乙烯-己烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物；所述高密度聚乙烯在190℃/2.16Kg条件下的熔融指数为0.5-1.5g/10min，介电常数小于等于2.35/1MHz，介电损耗正切角小于等于1×10-4/1MHz，熔流比为50≤MFR21.6kg/MFR5kg≤100。进一步地，所述低密度聚乙烯A在190℃/2.16Kg条件下的熔融指数为1-3g/10min，介电常数小于等于2.35/1MHz，介电损耗小于等于1×10-4/1MHz。进一步地，所述硅酮母粒为高分子量的硅氧烷母粒，其载体为聚烯烃。进一步地，所述抗氧化剂为受阻酚抗氧化剂、亚磷酸类抗氧化剂和苯并呋喃酮类抗氧化剂中的一种或任意组合。实现本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种物理发泡聚乙烯组合物的制备方法，包括，按配比取高密度聚乙烯、低密度聚乙烯A、硅酮母粒、抗氧化剂以及复合成核剂母粒，加入第二搅拌机中，搅拌3-5分钟，然后将搅拌好的材料加入第二同向差速双螺杆挤出机中挤出造粒，得到物理发泡聚乙烯组合物；其中，所述第二同向差速双螺杆挤出机的长径比为(32-40)：1，造粒温度为120-140℃，螺杆转速为150-300r/min。实现本专利技术的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种物理发泡聚乙烯组合物在制备通信电缆的绝缘层中的应用。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术的物理发泡聚乙烯组合物，该物理发泡组合物能够制备出介电损耗低、加工性好，发泡稳定好，是能够薄壁高速挤出的电缆料；物理发泡聚乙烯组合物选用熔体强度高、加工性好的乙烯-己烯共聚物的HDPE取代通用的均聚HDPE，与熔体强度较好的LDPE复配共混，不仅进一步提高了HDPE/LDPE的熔体强度，而且改善小线径时电缆挤出加工性，更适合制备壁厚≦0.5mm，电线挤出线速≧800m/min的7类和8类网路线；由于碳酸氢盐相比聚四氟乙烯粉末成核效果更好，形成的泡孔更细密，是通过分解产生的微小气体引发气泡成胚胎，也解决了放热型发泡剂(如ADCA)由于热点成核泡孔偏大和不环保的问题，但碳酸氢盐为极性物质，对发泡聚乙烯的高频衰减有副作用，而聚四氟乙烯粉末介电性能好，在物理发泡中可以起到异相成核作用，因此两者搭配使用可以避免全用碳酸氢盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物理发泡聚乙烯组合物，其特征在于，其是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种物理发泡聚乙烯组合物，其特征在于，其是由如下以质量百分含量计的组分制备而成：2.如权利要求1所述的物理发泡聚乙烯组合物，其特征在于，所述高密度聚乙烯为乙烯-己烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物；所述高密度聚乙烯在190℃/2.16Kg条件下的熔融指数为0.5-1.5g/10min，介电常数小于等于2.35/1MHz，介电损耗正切角小于等于1×10-4/1MHz，熔流比为50≤MFR21.6kg/MFR5kg≤100。3.如权利要求1所述的物理发泡聚乙烯组合物，其特征在于，所述低密度聚乙烯A在190℃/2.16Kg条件下的熔融指数为1-3g/10min，介电常数小于等于2.35/1MHz，介电损耗小于等于1×10-4/1MHz。4.如权利要求1所述的物理发泡聚乙烯组合物，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小光，
申请(专利权)人：广州敬信高聚物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44