具有低热应变的光纤电缆及其制造方法技术

提供了一种聚合物组合物。该聚合物组合物包括聚烯烃、至少30重量％的热塑性弹性体和填料材料。当聚合物组合物形成为具有纵向轴线的制品时，如从‑40℃至25℃测得的，聚合物组合物沿着纵向轴线具有小于或等于150×10‑6m/mK的平均热膨胀系数。此外，如使用动态机械分析(ASTM D4065)测得的，聚合物组合物具有小于3000MPa的弹性模量，并且聚合物组合物沿着纵向轴线具有大于200％的断裂伸长率(根据ASTM D638测得)。还提供了一种由聚合物组合物制成的制品和一种包括聚合物组合物的电缆。

Optical Fiber Cable with Low Thermal Strain and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有低热应变的光纤电缆及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年11月16日提交的美国临时专利申请序列号No.62/422,824的优先权权益，其内容依赖于本文并通过引用整体地并入本文。
技术介绍
一些聚烯烃对于用作多种电缆类型的电缆护套材料具有有利的性质。特别地，这些聚烯烃具有良好的柔性，并且能够在一定的操作温度范围内保持某些相关的机械性质。聚烯烃可以被挤出以包围电缆，以便有助于保护电缆的内部部件免受其中有部署电缆的环境的影响。
技术实现思路
在一个方面中，提供了一种聚合物组合物。该聚合物组合物包括聚烯烃、至少30重量％的热塑性弹性体和填料材料。当聚合物组合物形成为具有纵向轴线的制品时，如从-40℃至25℃测得的，聚合物组合物沿着纵向轴线具有小于或等于150×10-6m/mK的平均热膨胀系数。此外，如使用动态机械分析(ASTMD4065)测得的，聚合物组合物具有小于3000MPa的弹性模量，并且聚合物组合物沿着纵向轴线具有大于200％的断裂伸长率(根据ASTMD638测得)。在另一个方面中，提供了一种挤出型聚合物制品。该聚合物制品具有大致在挤出方向上的纵向轴线。该聚合物制品包括聚合物组合物，聚合物组合物包括聚烯烃、至少30重量％的热塑性弹性体和填料材料。如从-40℃至25℃测得的，聚合物组合物沿着纵向轴线具有小于或等于150×10-6m/mK的平均热膨胀系数。此外，如使用动态机械分析(ASTMD4065)测得的，聚合物组合物具有小于3000MPa的弹性模量。在又一方面中，提供了一种电缆。电缆包括至少一个通信元件和包围所述至少一个通信元件的聚合物护套。聚合物护套至少部分地由聚合物组合物形成，该聚合物组合物包括聚烯烃、至少30重量％的热塑性弹性体和高深宽比的填料材料。聚合物组合物被挤出以形成聚合物护套，并且聚合物护套限定大致在挤出方向上的纵向轴线。如从-40℃至25℃测得的，聚合物组合物沿着纵向轴线具有小于或等于150×10-6m/mK的平均热膨胀系数(CTE)，并且如使用动态机械分析(ASTMD4065)测得的，聚合物组合物具有小于3000MPa的弹性模量。附加的特征和优点将在下文的详细描述中阐述，并且部分地将由本领域技术人员从该描述中显而易见，或通过实践如书写的描述及其权利要求以及所附权利要求书中所描述的实施方式来识别。将理解，前面的总体描述和下面的详细描述两者仅仅是示例性的，并且意图提供用于理解权利要求的本质和特点的概述或框架。包括附图以提供进一步理解，并且附图被并入并构成了本说明书的一部分。附图图示了一个或多个实施方式，并且与描述一起用于解释各种实施方式的原理和操作。附图说明并入本说明书中并形成说明书的一部分的附图图示了本专利技术的若干方面，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。在附图中：图1是如针对根据示例性实施方式制成的聚合物组合物测得的热膨胀系数的图形表示；图2A是根据另一个示例性实施方式的垂直于挤出方向截取的聚合物组合物的横截面的扫描电子显微镜(SEM)显微照片；图2B是根据示例性实施方式的平行于挤出方向截取的如图2A中所示的同一聚合物组合物的横截面的SEM显微照片；图3A是根据示例性实施方式的图2B的聚合物组合物的被蚀刻的横截面的SEM显微照片；图3B是根据示例性实施方式的在更高的放大率下图3A的SEM显微照片；以及图4是光纤电缆的图示，其中电缆的部件包括根据示例性实施方式制成的聚合物组合物。尽管将结合某些优选实施方式来描述本专利技术，但是并不意图将其限制于那些实施方式。相反，其意图是涵盖如包括在由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有替代、修改和等同物。具体实施方式一般地参考附图，提供了具有低热应变的聚合物组合物的各种实施方式。聚合物组合物通常包括聚烯烃、热塑性弹性体和高深宽比的填料。聚合物组合物的实施方式在挤出方向上具有小于150×10-6m/mK的热膨胀系数(CTE)，并且具有小于3000MPa的弹性模量。在实施方式中，可以使用聚合物组合物来减小光纤电缆部件(例如，外部电缆护套、内部电缆护套、粘结剂层等)上的热应变，诸如松套管电缆、带状电缆、室内电缆等。尽管在光纤电缆的背景下讨论了聚合物组合物的实施方式，但是此类讨论并不意图限制其中可以利用聚合物组合物的可能的背景和应用。如上文所提到的，所公开的聚合物组合物特别适用于减小松套管光纤电缆中的热应变。在以下等式中提供了一种表达松套管电缆的热应变的方式：其中E是材料的弹性模量，A是材料的横截面积，且α是材料的CTE。如等式中所指示的，CTE和弹性模量两者都影响光纤电缆所经历的热应变εT。因此，为了减小电缆上的热应变，必须在光纤电缆的操作温度范围内考虑到CTE和弹性模量两者。然而，减小CTE的努力通常对弹性模量具有反面影响，反之亦然，尤其是当将填料引入到聚合物组合物中时，这意味着总的热应变不会改变。相比之下，所公开的聚合物组合物的实施方式沿着电缆长度提供减小的CTE，同时仍然保持弹性模量使得沿着电缆长度的热应变被减小。在实施方式中，聚合物组合物包括聚烯烃、热塑性弹性体和至少一种填料材料。在示例性实施方式中，聚烯烃可以包括以下各者中的一者或多者：中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚丙烯(PP)。在其他实施方式中，也可以使用不同的聚烯烃。在实施方式中，聚合物组合物包括至少30重量％的热塑性弹性体。在另外的实施方式中，聚合物组合物包括小于60重量％的热塑性弹性体。在其他实施方式中，聚合物组合物包括小于50重量％的热塑性弹性体，并且在附加实施方式中，聚合物组合物包括小于40重量％的热塑性弹性体。适合在聚合物组合物中使用的示例性热塑性弹性体包括(但不限于)：乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丙烯-二烯烃橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯(EO)、乙烯-己烯(EH)、乙烯-丁烯(EB)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、热塑性硫化橡胶(TPV[例如，可从埃克森美孚化工公司(ExxonMobilChemical)获得的Santoprene])、聚烯烃弹性体(POE)、乙烯/α-烯烃共聚物(例如，可从埃克森美孚化工公司(ExxonMobilChemical)获得的Exact塑性体)及其组合。在特定实施方式中，当在200℃和100s-1下测量时，聚合物组合物中使用的热塑性弹性体的剪切粘度低于或等于聚烯烃的剪切粘度。如下文将更详细地讨论的，这提高了在挤出期间高度定向的共连续形态的稳定性，从而保持本文中所公开的低CTE优点。聚合物组合物中使用的填料材料的颗粒具有高深宽比，即高的宽厚比或高的长宽比。在实施方式中，填料材料的颗粒的深宽比为5或更高。在具体实施方式中，无机填料可以是板状或纤维状/棒状。板状填料的示例包括云母、滑石、蒙脱土(MMT)、高岭石、膨润土、合成粘土和其他粘土。纤维状/棒状填料的示例包括木粉(WF)、玻璃纤维(GF)、埃洛石、硅灰石、硫氧镁和其他增强纤维。在实施方式中，聚合物组合物包括小于30重量％的填料材料。在另外的实施方式中，聚合物组合物包括小于20重量％的填料材料，并且在再一实施方式中，聚合物组合物包括小于10重量％的填料材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物组合物，包括：聚烯烃；至少30重量％的热塑性弹性体；以及填料材料；其中当所述聚合物组合物形成为具有纵向轴线的制品时，如从‑40℃至25℃测得的，所述聚合物组合物沿着纵向轴线具有小于或等于150×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.16 US 62/422,8241.一种聚合物组合物，包括：聚烯烃；至少30重量％的热塑性弹性体；以及填料材料；其中当所述聚合物组合物形成为具有纵向轴线的制品时，如从-40℃至25℃测得的，所述聚合物组合物沿着纵向轴线具有小于或等于150×10-6m/mK的平均热膨胀系数；如使用动态机械分析(ASTMD4065)测得的，所述聚合物组合物具有小于3000MPa的弹性模量；并且所述聚合物组合物沿着所述纵向轴线具有大于200％的断裂伸长率(根据ASTMD638测得)。2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚烯烃选自由以下各者组成的群：中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯及其组合。3.根据权利要求1或2所述的聚合物组合物，包括小于60重量％的所述热塑性弹性体。4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合物组合物，其中所述热塑性弹性体选自由以下各者组成的群：乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯烃橡胶、乙烯-辛烯、乙烯-己烯、乙烯-丁烯、乙烯-乙酸乙烯酯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、热塑性硫化橡胶、聚烯烃弹性体、乙烯/α-烯烃共聚物及其组合。5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物组合物，其中当在200℃和100s-1下测量时，热塑性弹性体的剪切粘度低于或等于所述聚烯烃的剪切粘度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚合物组合物，包括小于30重量％的所述填料材料。7.根据权利要求1至6中任一项所述的聚合物组合物，其中所述填料材料选自由以下各者组成的群：云母、滑石、蒙脱土、高岭石、膨润土、合成粘土及其组合。8.根据权利要求1至6中任一项所述的聚合物组合物，其中所述填料材料选自由以下各者组成的群：木粉、玻璃纤维、埃洛石、硅灰石、硫氧镁及其组合。9.根据权利要求1至8中任一项所述的聚合物组合物，进一步包括所述聚烯烃和所述热塑性弹性体之间的嵌段共聚物增容剂，所述嵌段共聚物增容剂具有烯烃嵌段和包含与所述热塑性弹性体相容的单体的嵌段。10.根据权利要求1至8中任一项所述的聚合物组合物，进一步包括所述聚烯烃和所述热塑性弹性体之间的增容剂，所述增容剂具有接枝与所述热塑性弹性体相容的单体的聚烯烃主链。11.根据权利要求1至10中任一项所述的聚合物组合物，其中如使用动态机械分析测得的，所述聚合物组合物具有小于3.0MPa的热收缩应力。12.根据权利要求1至11中任一项所述的聚合物组合物，其中所述热塑性弹性体具有小于-20℃的玻璃化转变温度。13.根据权利要求1至12中任一项所述的聚合物组合物，其包括多达1％的低摩擦添加剂，所述低摩擦添加剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：安·杰曼·布兰吉耶，程晓乐，布兰登·罗伯特·威廉姆森，
申请(专利权)人：康宁光电通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US