[發明專利]一種物理發泡聚乙烯組合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811457291.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109824965B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 周小光
• 申請（專利權）人: 廣州敬信高聚物科技有限公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L23/06;C08L83/04;C08L27/18;C08J9/08;C08J3/22;H01B3/44
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 楊艷;韓丹

本發明公開了一種物理發泡聚乙烯組合物，其是由如下以質量百分含量計的組分制備而成：高密度聚乙烯56?78％，低密度聚乙烯A20?40％，硅酮母粒0.5?2.0％，復合成核劑母粒0.8?3.0％，抗氧化劑0.07?0.2％。本發明還提供一種物理發泡聚乙烯組合物的制備方法。本發明還提供一種物理發泡聚乙烯組合物在制備通信電纜的絕緣層中的應用。本發明的物理發泡聚乙烯組合物，該物理發泡聚乙烯組合物具有介電損耗小、泡孔致密性好、薄壁高速擠出性好、機械性能高等特點。

技術領域

本發明涉及聚乙烯材料技術領域，尤其涉及一種物理發泡聚乙烯組合物及其制備方法和應用。

背景技術

工信部在2017年10月發布了5G系統在3000-5000MHz頻段(中頻段)內的頻率使用規劃，我國成為國際上率先發布5G系統在中頻段內頻率使用規劃的國家。規劃明確了3300-3400MHz(原則上限室內使用)、3400-3600MHz和4800-5000MHz頻段作為5G系統的工作頻段。5G和4G無線通信技術對比來看，5G網絡峰值速率可以提高10倍左右，還可以達到每秒10Gb。而市場上主流的是五類線(CAT5)、六類線(CAT6)，最高傳輸不過1Gb，不能夠滿足5G時代對高清，高頻，高速信號傳輸的要求。因此為了適應萬兆位以太網技術的應用和發展，七類網絡線(CAT 7)和八類網絡線(CAT 8)得以應運而生。7類網路線和8類網絡線帶寬分別為600MHz和2G Hz，分別是六類線的2倍和8倍以上，傳輸速率可達10Gbps以上。

7類和8類網絡線要實現高傳輸、高帶寬和高頻率的要求，除了線材結構要做調整外(如從非屏蔽雙絞線變為屏蔽雙絞線)，作為網絡線絕緣層常用的聚乙烯(PE)絕緣層也從實芯層升級發泡層，這樣才能降低材料的介電常數和介電損耗。目前在通信電纜中，絕緣材料的發泡方式有化學發泡和物理發泡兩種。因化學發泡的發泡度較低，且發泡劑的殘留對電纜的電氣指標有一定程度的負面影響，難以制備高頻率要求的7類和8類網絡線，因此采用物理發泡聚乙烯成為好的選擇。

現有物理發泡聚乙烯料，主要應用于移動通信領域的RF射頻同軸電纜制造，以及廣電系統CATV同軸電纜以及近幾年發展起來的鐵路數字信號電纜等的生產制造。市場上現有的物理發泡電纜料多采用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和成核劑通過簡單的機械混合直接擠出電線電纜。HDPE/LDPE/成核劑通過簡單機械共混，會由于各組分比重和粒子大小的差異，使得分散不均，特別是成核劑分散不均勻，造成擠出的發泡絕緣層外觀不光滑，電容不穩定，擠出速度慢等特點。

針對這些問題，一些廠家進行了改進，如中國專利CN200410057310.3《一種同軸電纜的物理發泡絕緣料的制備方法》，該發明采用HDPE、LDPE和成核劑母粒通過擠出機熔融共混造粒，以保證材料的均勻性，但該專利中采用偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸鋇為極性發泡劑，受熱分解放熱，雖然分解釋放的熱量可加快載體樹脂熔化，殘留物則可充當成核劑，有助于得到細小泡孔，但由于此類成核劑極性高，不環保，因而影響聚乙烯的高頻衰減；專利ZL 00120297.9《可發泡組合物與具有絕緣泡沫層的同軸電纜》，該發明中采用氟樹脂粉或氮化硼粉末作為成核劑，由于氟樹脂粉或氮化硼粉熔點遠高于聚乙烯，在樹脂熔液中不相容而起到異相成核作用，從而解決了偶氮類發泡劑作為成核劑對信號衰減大的弊端，但由于氟樹脂粉末或氮化硼粉通過異相成核往往得到較大的泡孔直徑和不能滿意的泡孔均勻性，且兩者的成本都非常貴，單獨使用制備薄壁的發泡層。

此外上述兩篇專利中的HDPE熔融指數都為6-8g/10min，LDPE熔融指數為1.5-3g/10min，HDPE/LDPE的比例大于6/4，熔融共混出的復配聚乙烯熔融指數必然大于5g/10min，因此都是針對移動通信用饋線等大線徑(泡層直徑一般大于8mm)同軸電纜開發的。而現有7類和8類網絡線擠出速率在800m/min以上，線徑在發泡絕緣層直徑在2mm以下，在如此高速電線擠出，發泡絕緣層壁厚如此小的情況下，上述兩篇專利HDPE/LDPE共混合金熔融指數過高，熔體粘小，熔體強度低容易造成氣泡穿孔，電纜表面不光滑。