全塑市話電纜用高濃縮比1100聚烯烴色母粒的研究

全塑市話電纜用高濃縮比1100聚烯烴色母粒的研究

1色母粒的應(yīng)用高濃縮比（1.10）聚烯烴母粒是塑料旭元材料中最需要的特殊品種。與普通粒徑相比，它不僅具有通俗性、抗鹽性、偏移性、電性能、流動(dòng)性好等特點(diǎn)，而且具有良好的耐候性、抗容性、適應(yīng)性、移動(dòng)性、電性能、流動(dòng)性好等特點(diǎn)。同時(shí)，它被轉(zhuǎn)化為五種顏色。蘭、橙色、綠色、棕色、灰色、白色、紅、黑、黃、紫。這是對(duì)應(yīng)于總理的顏色的。隨著通信電纜制造工藝的不斷改進(jìn)和自動(dòng)化程度的提高,近年來高速(≥2000m/min)電纜生產(chǎn)線的大量引進(jìn),國產(chǎn)高速(≥1500m/min)生產(chǎn)線的增多,加工技術(shù)日益更新,色母粒的性能要求越來越高,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。目前我國只有少量1∶25、1∶50專用色母粒,只能適用于中低速電纜芯線生產(chǎn)線。各電纜廠使用的1∶100色母?；旧蠌拿绹栠d(wilson),日本東洋油墨等公司進(jìn)口。這些色母粒不僅價(jià)格昂貴(8.8萬元/t),而且還存在濃縮比達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的問題。鑒于我國顏料,化工助劑以及塑料機(jī)械質(zhì)量不斷提高,因此我們采用國產(chǎn)原料,國產(chǎn)設(shè)備,通過特定共混改性工藝,研制并工業(yè)化生產(chǎn)出1∶100符合孟塞爾色標(biāo),經(jīng)檢驗(yàn)全部達(dá)到郵電部標(biāo)準(zhǔn)的色母粒。2電纜專用高濃縮比色母粒的合成工藝鑒于我國國情和現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備條件,為發(fā)展我國的民族工業(yè),我們選擇國產(chǎn)載體樹脂、分散劑和著色劑為基料,加入改性劑,用共混擠出的方法制造出電纜專用高濃縮比色母粒。2.1聚合物樹脂的性能載體樹脂是色母粒的基體,一般要求載體樹脂能大容量地包容顏料,與被著色樹脂有良好的相容性,流動(dòng)性好,且不影響制品的性能。針對(duì)通信電纜專用色母粒對(duì)機(jī)械性能、電氣性能、熱穩(wěn)定性和加工性能等的要求,我們?cè)谘芯窟^程中從各種樹脂中選擇出三種既能滿足電纜電性能和加工性能,又適合作色母粒載體的聚乙烯。測(cè)得其性能見表1。從表1可以看出PE-1的熔體流動(dòng)速率較大(9.1g/10min),而PE-3較小(3.8g/10min),這表明在190°C、2.16kg重力條件下,樹脂熔體流動(dòng)速率適中的PE-2對(duì)顏料的包容量基本上能滿足要求,又與通信電纜絕緣料的熔體流動(dòng)速率(1g/10min)相差較小,適合作色母粒的載體。2.2親合力和透氣性分散劑是為保證顏料能穩(wěn)定、均勻地分布在塑料制品中,除要求顏料粒度極細(xì),并在加工過程中不再凝聚外,還應(yīng)與樹脂有良好的親合力和相容性。為保證色母粒的優(yōu)良性能,經(jīng)過多次的試驗(yàn),選用聚乙烯蠟(分子量:1000～10000、熔點(diǎn):106°C)為主分散劑,同時(shí)在色母粒的生產(chǎn)過程中,還應(yīng)加入一定量的助分散劑,如硅烷偶聯(lián)劑,白油,脂類等改性劑來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種助劑的優(yōu)化組合。2.3有機(jī)顏料選用為了使制品著色均勻,顏料顆粒必須充分細(xì)化,還要考慮到它的熱穩(wěn)定性,耐侯性,流變性,力學(xué)性能和電性能,降低成本,我們選用了國產(chǎn)顏料。經(jīng)對(duì)國產(chǎn)顏料的粒度分析我們選用了有機(jī)顏料:大分子紅BR,大分子黃2GL,酞青藍(lán),酞青綠,永固紫;無機(jī)顏料:酞白粉、炭黑等多種顏料,并經(jīng)特殊的活化處理后作為通信電纜色母粒的主顏料。根據(jù)顏料粒度、粒度分布及表面處理所產(chǎn)生的效果及實(shí)驗(yàn)證明,采用顏料復(fù)配比單一使用時(shí)有明顯效果,有效地降低了顏料及其它助劑的用量,改善了其分散性及加工性能。2.4活化劑的選擇為了增加顏料的親合性,以利于顏料在聚烯烴樹脂中的均勻分散,我們?cè)谂悸?lián)劑、活化劑中選擇C8～C16酯類活化劑對(duì)顏料進(jìn)行預(yù)處理。3電纜緣料的混煉、混煉色母粒以孟塞爾色標(biāo)為樣本,根據(jù)通信電纜絕緣料的性能要求,顏料的特性,色母粒的使用工藝條件,依靠經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)輔助配色,擬定初步配方,將各種配料預(yù)混合均勻后,在Brabender轉(zhuǎn)矩流變儀的密煉機(jī)中混合出色母料,再按1∶100的比例與本色電纜絕緣料混煉,最后制成標(biāo)準(zhǔn)樣片與孟塞爾色標(biāo)比色。比色后再根據(jù)色澤的偏差,逐步調(diào)整實(shí)驗(yàn)配方,通過反復(fù)試驗(yàn),直至獲得符合孟塞爾色標(biāo)、符合通信電纜芯線性能要求及用途的最佳組成配方。1∶100的10種顏色色母粒的基本配比如下:顏料30%～60%載體樹脂30%～40%分散劑及助分散劑10%～15%4生產(chǎn)工藝流程符合工藝要求全塑市話電纜用高濃縮比聚烯烴色母粒采用干法共混的生產(chǎn)工藝制造。在色母粒的組成體系中,材料的性質(zhì)差異很大,所以要求加工設(shè)備必須具有良好的均勻分散混合效果,加工過程中要保證將不同材料容合在一起,從而組成結(jié)構(gòu)上均勻一致的物體,并采用特殊的凈化手段,使其潔凈度達(dá)到電纜材料的要求。為此我們經(jīng)過反復(fù)研究與試驗(yàn),選用高速混合器、單(雙)螺桿擠出機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn),實(shí)踐證明該設(shè)備完全能滿足加工工藝條件的要求。其生產(chǎn)工藝流程:(顏料表面處理后+載體)→高速混合→單(雙)螺桿擠出→冷卻→牽引→干燥→切粒→檢驗(yàn)→包裝。經(jīng)過精確地校正色母粒配方比例,按上述工藝條件在國產(chǎn)10升高速混合器、Φ45單螺桿擠出機(jī)(25∶1)生產(chǎn)的全塑市話電纜用高濃縮比聚烯烴色母粒,按郵電部YD322—84標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),結(jié)果見表2。檢測(cè)結(jié)果表明:所有的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到Y(jié)D322-84標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全塑電纜用聚烯烴色母粒的質(zhì)量要求。5電纜絕緣線試樣1∶100色母粒中試生產(chǎn)樣品供郵電部第五研究所東方郵電電纜廠作絕緣線芯試生產(chǎn)。該色母粒的加入量與美國威爾遜色母粒的加入量完全相同,絕緣線芯的顏色符合孟塞爾色標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),絕緣線芯拉伸強(qiáng)度、表面光澤度等均滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求,適用于國產(chǎn)和進(jìn)口高、中、低速通信電纜生產(chǎn)線。全塑市話電纜絕緣線主要在國產(chǎn)Φ45單螺桿擠出機(jī)上進(jìn)行,螺桿長徑比為25∶1,螺桿轉(zhuǎn)速80r/min,擠出溫度180～260°C,牽引速度約800m/min,導(dǎo)體直徑0.4mm。用高濃縮比聚烯烴色母粒生產(chǎn)的全塑市話電纜經(jīng)質(zhì)檢部門檢驗(yàn),電纜質(zhì)量均達(dá)到Y(jié)D322-84標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求。我們將試制的顏料含量最高的桔色1∶100色母粒、美國威爾遜公司1∶100桔色色母粒和國產(chǎn)(四川新津塑料廠)1∶50桔色色母粒分別按比例與通信電纜絕緣料預(yù)混合,在相同工藝條件下熔融共混后,壓制成條,將試樣條截?cái)嗝娼?jīng)掃描電鏡放大5000倍拍照。從照片圖(圖略)可以看出:我們?cè)囍频纳噶Ｅc威爾遜色母粒十分相近,顏料分布均勻,粒徑在0.2μm左右。6高濃縮比1100色母料選用國產(chǎn)原料制造的全塑市話電纜用高濃縮比(1∶100)聚烯烴全色譜色母粒,各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到孟塞爾色標(biāo)和郵電部YD322-84標(biāo)準(zhǔn)。色母粒中的顏料經(jīng)C8～C16酯類活化劑處理,在聚烯烴中有極好的擴(kuò)散和分散性,加工性能無不良影響,在260°C的高溫生產(chǎn)過程中不褪色、不降解,在高速擠出時(shí)與通信電纜絕緣料有良好的相容性。高濃縮比(1∶100)色母料對(duì)使用者