一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料制备方法

技术领域

本发明属于光纤护套技术领域，具体涉及一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料制备方法。

背景技术

光纤基础设施一直是各代移动通信技术发展的基础，随着5G通信技术的不断发展，对光纤基础设施提出了新的需求，即需要高光纤承载容量、高光纤连接密度，而5G的竞争，正逐渐的演变为光纤基础设施的竞争。目前的光纤护套料主要使用聚乙烯，其具有质轻、弯曲强度大、摩擦系数小、密封性能好、耐腐蚀等优点，但是采用这种材料制作而成的光纤护套还存在有诸多的缺点，譬如耐热、耐光老化性能差。

废弃聚乙烯塑料垃圾质轻又体积庞大，化学性质稳定，废弃后难以被环境消除，随着塑料的大量使用，废弃塑料垃圾随处可见，通常采用填埋的方法处理塑料垃圾，废弃塑料垃圾的填埋会占用大量的土地资源，聚乙烯塑料垃圾性质比较稳定，难以降解，长期留在土壤中，会破坏土壤结构，造成土壤板结，妨碍作物呼吸和吸收养分，甚至减产；此外焚烧处理会产生大量的有毒气体，会造成大气污染。

发明内容

本发明提供一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料制备方法。

本发明要解决的技术问题：

废弃聚乙烯塑料垃圾质轻又体积庞大，化学性质稳定，废弃后难以被环境消除，目前的光纤护套料主要使用聚乙烯，其具有质轻、弯曲强度大、摩擦系数小、密封性能好、耐腐蚀等优点，回收聚乙烯的拉伸强度和断裂伸长率相对于新料都会差。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料制备方法，包括如下步骤：

第一步、称取如下重量份原料：基体材料40-60份、光稳定剂0.1-0.3份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.1-0.3份、氯丁橡胶20-30份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物10-20份、碳酸钙2-4份、促进剂TMDT0.1-0.5份、防老剂0.4-0.6份、增塑剂0.2-0.4份；

第二步、将基体材料、光稳定剂和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮混合后密炼10-15min，当密炼机温度达到130-150℃，开始出料，冷却后得到第一混合料；

第三步、将氯丁橡胶、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、碳酸钙、促进剂TMDT、防老剂、增塑剂和第一混合料一起送入密炼机中，在100-120℃下混炼5-10min，得到第二混合物；将第二混合料投入到螺杆挤出机中，熔融挤出，得到一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料。

进一步地，光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；防老剂为防老剂MB、防老剂H和防老剂4010NA中的一种；增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。

进一步地，基体材料通过如下步骤制备：

聚乙烯回收料清洗后，在100℃条件下干燥4-6h，将干燥后的聚乙烯回收料粉碎成20mm左右的颗粒；将粉碎后的聚乙烯回收料和石蜡油，混合均匀再加入聚酰胺树脂、助剂A、助剂B、氧化钙和氧化聚乙烯蜡混合均匀；加入双螺杆挤出机中，从加料口到机头各个区的温度分别为210℃、220℃、230℃、235℃、235℃、230℃、220℃，挤出，水冷拉条，造粒，然后在100℃条件下干燥4-6h，得到基体材料。

进一步地，聚乙烯回收料、石蜡油、聚酰胺树脂、助剂A、助剂B、氧化钙和氧化聚乙烯蜡的质量比为10：0.01：10：0.1-0.3：0.6-0.8：0.1-0.2：6-8。

进一步地，助剂A通过如下步骤制备：

步骤S11、将马来酸酐加入三口烧瓶中，设置温度为60℃、转速为300r/min，加热6-10min，通过恒压滴液漏斗将桐酸滴入三口烧瓶中，控制滴加速度，桐酸在30-40min内滴完，滴加完毕后，将温度升为80-90℃，保持转速不变，继续反应4-6h，反应结束，将温度降至室温得到混合物a；

步骤S12、将混合物a加入三口烧瓶中，设置温度为80℃、转速为200r/min，然后加入9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，搅拌6-10min，然后将温度升为150-160℃，保持温度不变，继续搅拌6-7h，搅拌结束后降温至室温得到助剂A。

进一步地，步骤S11中马来酸酐和桐酸的质量比为5-7：14；步骤S12中混合物a和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的质量比为7-9：4。

进一步地，助剂B通过如下步骤制备：

步骤S21、将腰果酚、苄基三乙基氯化铵和环氧丙烷加入三口烧瓶中，设置温度为80-84℃、转速为200r/min，搅拌4h，降温60℃加入8mol/L的氢氧化钠溶液，保持温度为56-60℃、转速为300r/min，继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，将得到的反应液用等体积的去离子水稀释，用5mol/L的盐酸溶液调节pH值为7，将水相分离出去，将得到的有机相减压蒸馏至体积不变，得到混合物b；

步骤S22、将混合物b、冰醋酸和硅酸铝加入三口烧瓶中，设置温度为60℃、转速为300r/min、加入质量分数30％的双氧水溶液，反应6h，反应结束后，降至室温，用等体积去离子水稀释反应液，用5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为7，将水相分离出去，将得到的有机相减压蒸馏至体积不变，得到助剂B。

进一步地，步骤S21中腰果酚和环氧丙烷的摩尔比为1：2；苄基三乙基氯化铵的用量为腰果酚质量的2-4％，氢氧化钠和腰果酚的摩尔比为1：1.2-1.4；步骤S22中混合物b、冰醋酸和质量分数30％的双氧水溶液的质量比为3：10-12：0.7-0.9；硅酸铝质量为混合物b质量的50％。

本发明的有益效果：

马来酸酐和桐酸发生加成生成混合物a，混合物a和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物发生加成生成助剂A，9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物为常用的阻燃中间体，引入助剂A中在一定程度可以提高基体材料的阻燃性能，助剂A中含有马来酸酐中带有的羧基，同时具有良好的亲水性；苄基三乙基氯化铵作为相转移催化剂，使得腰果酚中的酚羟基与环氧丙烷中的环氧基发生反应，先进行开环反应，然后在氢氧化钠溶液的作用下，脱去氯化氢形成环氧结构，得到混合物b，腰果酚属于生物质资源，还具有原料再生、生物降解以及绿色环保等优点，合成的混合物b，在双氧水和冰醋酸的氧化作用下，进一步将腰果酚的侧链双键，即混合物b的侧链双键氧化成环氧基，得到的助剂B具有较高的环氧值，具有较高的热稳定性，制备基体材料时加入的氧化钙会吸收制备过程中的水分，减少气泡的产生。助剂B中的环氧基可与助剂A中的羧基反应，同时助剂B中的环氧基与聚酰胺树脂的端氨基和羧基发生反应，通过偶联反应提高基体材料的分子量和交联程度，将回收聚乙烯料经过处理制得基体材料，用制备的基体材料去制备护套专用料，进而提高回收聚乙烯制备的基体材料的综合性能。

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

一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料制备方法，包括如下步骤：

第一步、称取如下重量份原料：基体材料40份、光稳定剂0.1份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.1份、氯丁橡胶20份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物10份、碳酸钙2份、促进剂TMDT0.1份、防老剂0.4份、增塑剂0.2份；

第二步、将基体材料、光稳定剂和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮混合后密炼10min，当密炼机温度达到130℃，开始出料，冷却后得到第一混合料；

第三步、将氯丁橡胶、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、碳酸钙、促进剂TMDT、防老剂、增塑剂和第一混合料一起送入密炼机中，在100℃下混炼5min，得到第二混合物；将第二混合料投入到螺杆挤出机中，熔融挤出，得到一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料。

其中，光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；防老剂为防老剂MB；增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。

其中，基体材料通过如下步骤制备：

聚乙烯回收料清洗后，在100℃条件下干燥4h，将干燥后的聚乙烯回收料粉碎成20mm左右的颗粒；将粉碎后的聚乙烯回收料和石蜡油，混合均匀再加入聚酰胺树脂、助剂A、助剂B、氧化钙和氧化聚乙烯蜡混合均匀；加入双螺杆挤出机中，从加料口到机头各个区的温度分别为210℃、220℃、230℃、235℃、235℃、230℃、220℃，挤出，水冷拉条，造粒，然后在100℃条件下干燥4h，得到基体材料。

其中，聚乙烯回收料、石蜡油、聚酰胺树脂、助剂A、助剂B、氧化钙和氧化聚乙烯蜡的质量比为10：0.01：10：0.1：0.6：0.1：6。

其中，助剂A通过如下步骤制备：

步骤S11、将马来酸酐加入三口烧瓶中，设置温度为60℃、转速为300r/min，加热6min，通过恒压滴液漏斗将桐酸滴入三口烧瓶中，控制滴加速度，桐酸在30min内滴完，滴加完毕后，将温度升为80℃，保持转速不变，继续反应4h，反应结束，将温度降至室温得到混合物a；

步骤S12、将混合物a加入三口烧瓶中，设置温度为80℃、转速为200r/min，然后加入9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，搅拌6min，然后将温度升为150℃，保持温度不变，继续搅拌6h，搅拌结束后降温至室温得到助剂A。

其中，步骤S11中马来酸酐和桐酸的质量比为5：14；步骤S12中混合物a和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的质量比为7：4。

其中，助剂B通过如下步骤制备：

步骤S21、将腰果酚、苄基三乙基氯化铵和环氧丙烷加入三口烧瓶中，设置温度为80℃、转速为200r/min，搅拌4h，降温60℃加入8mol/L的氢氧化钠溶液，保持温度为56℃、转速为300r/min，继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，将得到的反应液用等体积的去离子水稀释，用5mol/L的盐酸溶液调节pH值为7，将水相分离出去，将得到的有机相减压蒸馏至体积不变，得到混合物b；

步骤S22、将混合物b、冰醋酸和硅酸铝加入三口烧瓶中，设置温度为60℃、转速为300r/min、加入质量分数30％的双氧水溶液，反应6h，反应结束后，降至室温，用等体积去离子水稀释反应液，用5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为7，将水相分离出去，将得到的有机相减压蒸馏至体积不变，得到助剂B。

其中，步骤S21中腰果酚和环氧丙烷的摩尔比为1：2；苄基三乙基氯化铵的用量为腰果酚质量的2％，氢氧化钠和腰果酚的摩尔比为1：1.2；步骤S22中混合物b、冰醋酸和质量分数30％的双氧水溶液的质量比为3：10：0.7；硅酸铝质量为混合物b质量的50％。

实施例2

一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料制备方法，包括如下步骤：

第一步、称取如下重量份原料：基体材料50份、光稳定剂0.2份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.2份、氯丁橡胶25份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物15份、碳酸钙3份、促进剂TMDT0.3份、防老剂05份、增塑剂0.3份；

第二步、将基体材料、光稳定剂和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮混合后密炼12min，当密炼机温度达到140℃，开始出料，冷却后得到第一混合料；

第三步、将氯丁橡胶、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、碳酸钙、促进剂TMDT、防老剂、增塑剂和第一混合料一起送入密炼机中，在110℃下混炼8min，得到第二混合物；将第二混合料投入到螺杆挤出机中，熔融挤出，得到一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料。

其中，光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；防老剂为防老剂4010NA中的一种；增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。

其中，基体材料通过如下步骤制备：

聚乙烯回收料清洗后，在100℃条件下干燥5h，将干燥后的聚乙烯回收料粉碎成20mm左右的颗粒；将粉碎后的聚乙烯回收料和石蜡油，混合均匀再加入聚酰胺树脂、助剂A、助剂B、氧化钙和氧化聚乙烯蜡混合均匀；加入双螺杆挤出机中，从加料口到机头各个区的温度分别为210℃、220℃、230℃、235℃、235℃、230℃、220℃，挤出，水冷拉条，造粒，然后在100℃条件下干燥5h，得到基体材料。

其中，聚乙烯回收料、石蜡油、聚酰胺树脂、助剂A、助剂B、氧化钙和氧化聚乙烯蜡的质量比为10：0.01：10：0.2：0.7：0.1：7。

其中，助剂A通过如下步骤制备：

步骤S11、将马来酸酐加入三口烧瓶中，设置温度为60℃、转速为300r/min，加热8min，通过恒压滴液漏斗将桐酸滴入三口烧瓶中，控制滴加速度，桐酸在35min内滴完，滴加完毕后，将温度升为85℃，保持转速不变，继续反应5h，反应结束，将温度降至室温得到混合物a；

步骤S12、将混合物a加入三口烧瓶中，设置温度为80℃、转速为200r/min，然后加入9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，搅拌8min，然后将温度升为155℃，保持温度不变，继续搅拌6h，搅拌结束后降温至室温得到助剂A。

其中，步骤S11中马来酸酐和桐酸的质量比为3：7；步骤S12中混合物a和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的质量比为2：1。

其中，助剂B通过如下步骤制备：

步骤S21、将腰果酚、苄基三乙基氯化铵和环氧丙烷加入三口烧瓶中，设置温度为82℃、转速为200r/min，搅拌4h，降温60℃加入8mol/L的氢氧化钠溶液，保持温度为58℃、转速为300r/min，继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，将得到的反应液用等体积的去离子水稀释，用5mol/L的盐酸溶液调节pH值为7，将水相分离出去，将得到的有机相减压蒸馏至体积不变，得到混合物b；

步骤S22、将混合物b、冰醋酸和硅酸铝加入三口烧瓶中，设置温度为60℃、转速为300r/min、加入质量分数30％的双氧水溶液，反应6h，反应结束后，降至室温，用等体积去离子水稀释反应液，用5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为7，将水相分离出去，将得到的有机相减压蒸馏至体积不变，得到助剂B。

其中，步骤S21中腰果酚和环氧丙烷的摩尔比为1：2；苄基三乙基氯化铵的用量为腰果酚质量的3％，氢氧化钠和腰果酚的摩尔比为1：1.3；步骤S22中混合物b、冰醋酸和质量分数30％的双氧水溶液的质量比为3：11：0.8；硅酸铝质量为混合物b质量的50％。

实施例3

一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料制备方法，包括如下步骤：

第一步、称取如下重量份原料：基体材料60份、光稳定剂0.3份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.3份、氯丁橡胶30份、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物20份、碳酸钙4份、促进剂TMDT0.5份、防老剂0.6份、增塑剂0.4份；

第二步、将基体材料、光稳定剂和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮混合后密炼15min，当密炼机温度达到150℃，开始出料，冷却后得到第一混合料；

第三步、将氯丁橡胶、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、碳酸钙、促进剂TMDT、防老剂、增塑剂和第一混合料一起送入密炼机中，在120℃下混炼10min，得到第二混合物；将第二混合料投入到螺杆挤出机中，熔融挤出，得到一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料。

其中，光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；防老剂为防老剂H；增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。

其中，基体材料通过如下步骤制备：

聚乙烯回收料清洗后，在100℃条件下干燥6h，将干燥后的聚乙烯回收料粉碎成20mm左右的颗粒；将粉碎后的聚乙烯回收料和石蜡油，混合均匀再加入聚酰胺树脂、助剂A、助剂B、氧化钙和氧化聚乙烯蜡混合均匀；加入双螺杆挤出机中，从加料口到机头各个区的温度分别为210℃、220℃、230℃、235℃、235℃、230℃、220℃，挤出，水冷拉条，造粒，然后在100℃条件下干燥6h，得到基体材料。

其中，聚乙烯回收料、石蜡油、聚酰胺树脂、助剂A、助剂B、氧化钙和氧化聚乙烯蜡的质量比为10：0.01：10：0.3：0.8：0.2：8。

其中，助剂A通过如下步骤制备：

步骤S11、将马来酸酐加入三口烧瓶中，设置温度为60℃、转速为300r/min，加热10min，通过恒压滴液漏斗将桐酸滴入三口烧瓶中，控制滴加速度，桐酸在40min内滴完，滴加完毕后，将温度升为90℃，保持转速不变，继续反应6h，反应结束，将温度降至室温得到混合物a；

步骤S12、将混合物a加入三口烧瓶中，设置温度为80℃、转速为200r/min，然后加入9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，搅拌10min，然后将温度升为160℃，保持温度不变，继续搅拌7h，搅拌结束后降温至室温得到助剂A。

其中，步骤S11中马来酸酐和桐酸的质量比为7：14；步骤S12中混合物a和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的质量比为9：4。

其中，助剂B通过如下步骤制备：

步骤S21、将腰果酚、苄基三乙基氯化铵和环氧丙烷加入三口烧瓶中，设置温度为84℃、转速为200r/min，搅拌4h，降温60℃加入8mol/L的氢氧化钠溶液，保持温度为60℃、转速为300r/min，继续搅拌3h，搅拌结束后，冷却至室温，将得到的反应液用等体积的去离子水稀释，用5mol/L的盐酸溶液调节pH值为7，将水相分离出去，将得到的有机相减压蒸馏至体积不变，得到混合物b；

步骤S22、将混合物b、冰醋酸和硅酸铝加入三口烧瓶中，设置温度为60℃、转速为300r/min、加入质量分数30％的双氧水溶液，反应6h，反应结束后，降至室温，用等体积去离子水稀释反应液，用5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为7，将水相分离出去，将得到的有机相减压蒸馏至体积不变，得到助剂B。

其中，步骤S21中腰果酚和环氧丙烷的摩尔比为1：2；苄基三乙基氯化铵的用量为腰果酚质量的4％，氢氧化钠和腰果酚的摩尔比为1：1.4；步骤S22中混合物b、冰醋酸和质量分数30％的双氧水溶液的质量比为3：12：0.9；硅酸铝质量为混合物b质量的50％。

对比例1

本对比例为市面上常见的一种5G光纤护套专用料。

对实施例1-3和对比例1的5G光纤护套专用料进行性能测试，拉伸强度和断裂伸长率按照GB/T1040进行测试，测试结果如下所示：

表1

由上表1可知，实施例1-3制得的一种以回收聚乙烯为基体的5G光纤护套专用料，在拉伸强度、断裂伸长率以及老化后的性能测试等方面，本发明制备的以回收聚乙烯为基体5G光纤护套专用料要优于市面上常见的5G光纤护套专用料。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，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。