与聚烯烃光缆缓冲管和所制光缆相容的阻水凝胶制造技术

一种阻水凝胶，它与聚烯烃光纤缆缓冲管相容。这种阻水凝胶包括一种聚烯烃油，其特征在于只有聚烯烃物的很小一部分具有低于大约２０００的分子量。这种凝胶还包括一种摇溶剂，一种热氧化稳定剂。这种凝胶相对价低，不会在接触中造成聚烯烃缓冲管显著的溶胀，并且不会降低缓冲管的物理特性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通讯光缆。更特殊地讲，本专利技术涉及用于光纤通讯缆的阻水凝胶，这种凝胶与用聚烯烃材料制成的光缆缓冲管相匹配。光缆用于通讯业的高速长距离信息传输已有很多年了。光缆有多种规格，包括有一根中心布置的含一根或多根光纤的缓冲管的光缆；有多根缓冲管的光缆，这些缓冲管绞合成一个围绕中心加强组件的螺旋形或交替螺旋形；有带槽缆芯的光缆，在缆芯内有多根光纤。在光纤处于缓冲管中的光缆里，缓冲管的主要功能是保护其中的脆弱光纤。因此，缓冲管的模量，拉伸断裂百分比，热膨胀系数，回缩率，溶胀率和其它物理性能的控制是十分重要的。直到目前，聚烯烃材料，尽管具有许多所需要的特性，如低温柔韧性，低成本和良好的加工性能，但仍没有用于光纤缓冲管的制作，这是因为这种材料比其它工程树脂，如聚丁烯对苯二甲基酯(PBT)，具有较低的模量。但是，近来的新进展，如在美国专利No.5,574,816中所公开的，改善了聚烯烃材料的模量和抗压缩能力，例如低成本改良的有核全同聚丙烯(i-pp)，使这种材料适用于制作光缆缓冲管。尽管象i-pp这样的材料可以制作低成本缓冲管，这种材料却不与许多传统的基于低成本聚烯烃的阻水化合物相容。这种不相容性起源于聚烯烃基阻水凝胶和i-pp缓冲管材料之间的密切相互作用。作为一种改进，多元醇基阻水凝胶被开发出来，由于这种材料与i-pp材料的相互作用不那么紧密，所以相容性较好。可参看美国专利No.5,348,669,5,433,872和5,672,640。多元醇凝胶通常更相容于水，从而可使更多的水被吸收进凝胶。然而，与过去和PBT缓冲管一起使用的传统聚烯烃基阻水凝胶相比较，多元醇凝胶成本较高，从而抵消了因使用聚烯烃缓冲管而节省的费用。除了成本节省因素以外，与添加物，如抗氧化剂的相互作用，在考虑一种阻水凝胶是否相容时，也是一个重要考虑因素。不相容的凝胶材料可以溶胀缓冲管聚合物，从而会将其中的添加物吸取出来，而降低了缓冲管的热氧化稳定性。Haslov.P和S.K.Ovgaard，在“在充胶体光缆中PP的降解”，IWCS文集(1993)，65-70页中报导说，抗氧化剂会从聚合物系统中流失，特别当它们是超饱和时。本专利技术的一个目的是提供一种阻水凝胶，它与光缆的聚烯烃缓冲管相容。本专利技术的另一个目的是提供一种阻水凝胶，它不会引起光缆的聚烯烃缓冲管的严重溶胀。本专利技术的又一个目的是提供一种阻水凝胶，它不会引起光缆的聚烯烃缓冲管物理性能的严重恶化。这些目的的实现，至少是部分的实现，是利用一种用于聚烯烃树脂材料光纤缓冲管的阻水凝胶达到的。这种凝胶包括一种聚烯烃油，这种油的所有分馏成分都具有大于大约2000的最低分子量。这种凝胶还包括一种摇溶剂和一种热氧化稳定剂。本专利技术的其它目的和优点，对于那些内行来说，将通过下述的参考附图和权利要求书的详细说明变得更加清晰。这些没有按比例画出的附图，包括附图说明图1是一个横截面示意图，显示一个有多根缓冲管和充填了阻水凝胶的绞合光纤光缆；图2是一个图表，显示两种等级的核化冲击改性聚丙烯在不同的凝胶和原油中的溶胀结果；图3是一个图表，显示冲击改性聚丙烯与本专利技术的凝胶在溶胀中的温度效应；图4是一个图表，显示吸收本专利技术的凝胶时的熔流系数和成核剂的效应；图5是一个图表，显示烯烃油对于抗压缩的效应；图6是一个图表，表示粘度和凝胶中热生硅含量之间的关系；图7A和7B是图表，表示聚烯烃凝胶的GPC数据作为暴露到致密聚丙烯缓冲管程度的函数关系；图8是一个图表，表示85℃时致密聚丙烯缓冲管材料的溶胀度作为老化时间的函数关系；图9是一个图表，显示暴露到本专利技术的凝胶30天以后，从缓冲管材料中浸出的抗氧化剂；图10是一个图表，显示致密改良的聚丙烯缓冲管材料在不同的凝胶中30天老化后的残留OIT；图11是一个图表，显示对于本专利技术的聚烯烃凝胶，抗氧化剂浸出和残留OIT的温度效应。图1描画出一个典型的绞合光纤缆。光缆10有一个缆芯，包括多个缓冲管12，每一个缓冲管容纳光纤14，它们围绕中心加强组件16绞合。一个芯包层18可以缠绕在芯外。一个保护外套20在芯区安置在缓冲管的外面。一个拉开索22提供在包层18和外套20交界面附近。阻水凝胶19通常置于缓冲管12内，在需要时也可以放置在缓冲管以外的芯内。光缆的缓冲管12最好用低成本聚烯烃材料制成，如聚乙烯-聚丙烯共聚物材料。如同在美国专利No.5,574,816中所公开的，聚乙烯-聚丙烯共聚物树脂或混合物，它们比PBT便宜，聚碳酸酯或尼龙12可以被用来制作光缆的缓冲管，利用在挤出缓冲管之前熔化的聚乙烯-聚丙烯共聚物中加入成核剂，或者在缓冲管挤出过程中在共聚物中加入填充剂。在树脂中可以采用的成核剂包括无机材料，如滑石粉，云母，碳黑和高岭土；脂肪族单元酸或双元酸盐，或芳香烷基酸盐，如琥珀酸钠，戊二酸钠，己酸钠，4-甲基戊酸钠，苯基乙酸铝，和肉桂酸钠；或者芳香族或脂环族羧酸的碱金属或铝盐，如苯甲酸铝，苯甲酸钠或苯甲酸钾，β-萘酸钠，苯甲酸锂，和叔丁基苯甲酸铝。生核剂形成聚丙烯-聚乙烯共聚物熔态中晶体生长的核心。利用在共聚物熔融态中加入成核剂，可以得到高结晶度和更均匀的晶体结构。成核剂提高了共聚物的杨氏模量，屈服强度，抗拉强度，抗压缩性和形稳性，也减少了热膨胀系数。为改善上述物理性能而加入到聚丙烯-聚乙烯熔融物中的每种成核剂，都应以一种细微形式(尺寸为1-10微米)均匀混入共聚物熔融物。已经发现，高达0.5％重量比的浓度可以得到最大的共聚物的性能改善。同时还发现，进一步加高的成核剂浓度不会使共聚物以及用其制成的缓冲管的物理性能进一步改进。聚烯烃材料现在可以用来制作缓冲管，可是这种材料通常与典型的低成本聚烯烃凝胶不相容，这是由于聚合物和溶液的相互作用，造成聚合物被凝胶溶胀，特别是在较高温度时。溶胀造成物理性能，如抗压缩性能的降低。已经发现，这些典型的现有技术的充填凝胶带有不同分子量的材料或成分的混合物，这些分子量通常远低于缓冲管的聚合物材料的平均分子量。根据Flory-Huggins的聚合物/溶液相容性理论，混合的Gibbs自由能可用下式表示ΔGmix＝ΔHmix-TΔSmix其中ΔGmix是混合的Gibbs自由能，ΔHmix是混合焓，ΔSmix是混合焓。结果ΔGmix值最小，则聚合物/溶液相互作用最大，聚合物将被溶液溶解或溶胀。如果ΔGmix值很大，就不利于聚合物/溶液的相互作用，聚合物就不会显著被溶液溶解或溶胀。对于聚合物和溶液在化学上不相同的系统里，ΔHmix值通常较大并为正值，有利于聚合物和溶液之间的不溶混性。ΔHmix对于ΔGmix的贡献遵循着类似物溶解类似物的规律。因此，对于化学上类似的物质，ΔHmix几乎为零或者甚至为负值。从根本上说，虽然上式的ΔHmix项描述了“类似物溶解类似物”的规律，但是熵项却也可以影响混合的总自由能。更大的熵值，或不规则值，在热力学上是有利的，混合的复合熵是聚合物和溶液的分子量的函数，而且熵对于ΔGmix的贡献与温度成正比。当聚合物和溶液的分子量降低时，聚合物-溶液体系的可能形态的数目增多从而使混合的复合熵增大。根据本专利技术，已经进一步发现，阻水凝胶通常含有聚烯烃油，摇溶或假塑性调节剂以及热氧化稳定剂可以与以聚烯烃为基础的缓冲管一起使用，而不会造成显著的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤缆（１０）包括： 一个用聚烯烃树脂材料制成的缓冲管（１２）； 至少一根光纤（１４）置于缓冲管（１２）中；以及 一种阻水凝胶（１９）置于缓冲管中，其中阻水凝胶（１９）进一步包括一种聚烯烃油，一种摇溶剂和一种热氧化稳定剂，其中，在这种油中小于大约３％的聚烯烃物具有低于大约２０００的分子量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩G里舍，杰弗里奥顿，奥利维尔塔塔特，
申请(专利权)人：阿尔卡塔尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]