光纤缆线组件的制作方法

光纤缆线组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的各种实施例涉及由经一或多种交联或可交联冲击改性聚合物改性的结 晶聚丙烯的可挤压掺合物制得的缓冲管、芯管或槽心光纤缆线组件。
【背景技术】
[0002] 光纤有效地以高速率且经长距离传输信息。这些纤维是脆弱的并且需要受到保 护。在实际应用中，光纤缆线保护纤维避免于机械损害和/或如湿气暴露的不良环境条件。 举例来说，特定保护组件包括挤制缓冲管、芯管和槽心构件。
[0003] 缓冲管(又称为宽松缓冲管)为用以如在缆线中容纳并且保护光纤的保护组件。典 型地，这些宽松缓冲管填充有烃类凝胶或润滑脂以使纤维悬浮并且保护其免受湿气影响， 并且对高抗压碎性、抗微弯能力、低脆性温度、良好润滑脂相容性、抗冲击性以及低挤压后 收缩率具有严格要求。用于制造缓冲管的物质包括聚对苯二甲酸丁二酯（"PBT"）、高结晶度 聚丙烯以及较少的高密度聚乙烯。PBT为高成本物质，并且需要有成本效益的替代物。

【发明内容】

[0004] -个实施例为一种挤压光缆保护组件，其包含：
[0005] 挤压聚合掺合物，其包含：
[0006] (a)结晶聚丙烯，其结晶度为至少约55% ;和
[0007] (b)交联冲击改性聚合物，
[0008] 其中所述交联冲击改性聚合物为选自由以下组成的群组的弹性体:交联硅烷官能 化弹性体、交联顺丁烯二酸酐官能化弹性体或其组合。
[0009] 另一实施例为一种聚合掺合物，其包含：
[0010] (a)结晶聚丙烯，其结晶度为至少约55% ;
[0011] (b)选自由以下组成的群组的冲击改性聚合物:硅烷接枝的聚烯烃弹性体、硅烷接 枝的烯烃多嵌段互聚物、硅烷接枝的烯烃嵌段复合物和其两者或更多者的组合；
[0012] (c)选自由以下组成的群组的非硅烷接枝弹性体:烯烃多嵌段互聚物、烯烃嵌段复 合物和其组合;和
[0013] (d)缩合催化剂。
【附图说明】
[0014] 对附图进行参考，其中：
[0015] 图1显示宽松缓冲管光纤缆线的横截面图；
[0016] 图2显示芯管光纤缆线的局部剖视图；且 [0017]图3显示槽心光纤缆线的横截面图。
【具体实施方式】
[0018] 本发明的各种实施例涉及包含结晶聚丙烯与交联冲击改性聚合物的聚合掺合物。 聚合掺合物可任选地另外包含非交联增容剂。聚合掺合物还可含有一或多种添加剂。可挤 压此类聚合掺合物以形成光纤缆线保护组件。
[0019] 结晶聚丙烯
[0020] 适用于各个实施例中的结晶聚丙烯可为等规或间规均聚物聚丙烯。在一或多个实 施例中，结晶聚丙烯可为等规均聚物聚丙烯，以使聚合物的结晶度最大化。"聚合物"意味着 通过使相同或不同类型的单体反应（即，聚合)而制备的大分子化合物。"聚合物"包括均聚 物和互聚物。如本文中所使用，"均聚物"指示包含来源于单一单体类型的重复单元的聚合 物，但不排除残余量的用于制备所述均聚物的其它组分，如链转移剂。
[0021] 用于本发明中的聚丙烯在文献中众所周知并且可通过已知技术来制备。一般来 说，聚丙稀可由齐格勒-纳塔催化剂(Ziegler-Natta catalyst)或茂金属催化剂制得。《柯 克·奥斯姆化工百科全书（Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)》 (2001)描述这些催化剂和其用于制造结晶聚丙烯的对应反应器工艺。
[0022] 聚丙烯的结晶度通过差示扫描热量测定（"DSC"）来测量。在这一测量中，将小丙烯 聚合物样品密封到铝DSC盘中。将样品放置于用每分钟25厘米氮气吹扫的DSC单元中并且冷 却到约-100 °C。通过以10°C/min加热到225°C确立样品的标准热历程。接着使样品再冷却到 约-100°C并且以10°C/min再加热到225°C。记录第二次扫描所观测到的熔化热（Δ战遞值)。所 观测到的熔化热通过以下方程式与按聚丙烯样品的重量计的呈重量百分比形式的结晶度 有关：
[0023] 结晶度百分比=(ΔΗ*植)/( X100
[0024] 其中等规聚丙稀的恪化热（Δ Η等规κ丙烯）在B.Wunderlich，《高分子物理 (Macromolecular Physics)》，第3卷，结晶恪融(Crystal Melting)，学术出版社(Academic Press)，纽约，1960,第48页中报道为165焦耳每克(J/g)聚合物。在各种实施例中，结晶聚丙 烯的结晶度可为至少55重量％、至少65重量％、至少70重量％、或至少73重量％。2003年10 月7日提交的美国专利第7,087,680号公开适用于本发明的各种实施例的高结晶聚丙烯的 实例。
[0025]在一或多个实施例中，结晶聚丙烯的熔融指数（12)可在1到20克/10分钟（"g/ 10min"）、1到12g/10min、2到9g/10min、2到8g/10min、或3到6g/10min的范围内。本文提供的 熔融指数根据ASTM方法D1238测定。除非另外指出，否则熔融指数在190°C和2.16Kg下测定 (即，工2)。
[0026]在各种实施例中，结晶聚丙烯可以按总聚合掺合物重量计介于45到95重量％ ("wt%"）、55到90重量％、60到90重量％、或70到90重量％范围内的量存在于聚合掺合物 中。
[0027]在各种实施例中，成核剂可用于结晶聚丙烯。适合成核剂的实例包括ADK NA-11和 ADK NA-21，其可商购自Asahi Denim Kokai。其它实例包括描述于美国专利第3,367,926号 和第5,574,816号中的成核剂。所属领域的一般技术人员可易于识别其它适用的成核剂。成 核剂通常以至少500ppm、至少650ppm、或至少750ppm的含量并入到结晶聚丙稀中。
[0028]交联冲击改性聚合物
[0029]如上文所指出，聚合掺合物包含交联冲击改性聚合物。如本文所用，"冲击改性聚 合物"为改变上述结晶聚丙烯的各种特性的聚合物。举例来说，冲击改性聚合物可将结晶聚 丙烯改性以使得其能够吸收机械能而不破裂，由此赋予就光纤缆线应用来说足够的冲击韧 性。
[0030] 在一或多个实施例中，交联冲击改性聚合物为弹性体。交联弹性体可由任何已知 或下文发现的弹性体，如烯烃弹性体、烯烃多嵌段互聚物、烯烃嵌段复合物或其两者或更多 者的组合制备。此类弹性体组分可使用已知交联技术，如硅烷交联和顺丁烯二酸酐/胺化交 联来交联。在各种实施例中，待交联的冲击改性聚合物（即，"可交联"冲击改性聚合物)可首 先与上述结晶聚丙烯和任何其它所需组分组合为聚合掺合物;此后，可在聚合掺合物中原 位交联冲击改性聚合物。因此，优选的交联方法为选择性地交联冲击改性聚合物，同时不交 联或以其他方式不利地影响聚合掺合物的其它组分，如结晶聚丙烯或其它任选的聚合组分 的方法。在各种实施例中，采用的交联方法不包括过氧化物诱导的交联。
[0031] 如上文所指出，待交联的冲击改性聚合物可为烯烃弹性体。烯烃弹性体包括聚烯 烃均聚物与互聚物。这些烯烃弹性体不包括烯烃多嵌段互聚物弹性体和烯烃嵌段复合物弹 性体，其为下文所述的。聚烯烃均聚物的实例为乙烯和丙烯的均聚物。聚烯烃互聚物的实例 为乙烯/α-烯烃互聚物和丙烯/α-烯烃互聚物。在此类实施例中，α-烯烃可以为C 3-2Q直链、分 支链或环状烯烃(对于丙烯/α_烯烃互聚物，乙烯视为烯烃）<Χ 3-2〇α-烯烃的实例包括丙 烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯以及1-十八烯。α-烯烃还可以含有环状结构，如环己烷或环戊烷，产生如3-环己基-1-丙烯(烯丙基 环己烷)和乙烯基环己烷的α-烯烃。尽管不是术语传统意义上的α-烯烃，但出于本发明的目 的，如降冰片烯和相关烯烃的某些环烯烃是烯烃并且可代替上文所描述的烯烃中的一 些或全部使用。类似地，出于本发明的目的，苯乙烯和其相关烯烃(例如甲基苯乙烯等)为 α_烯烃。说明性聚烯烃共聚物包括乙烯/丙烯、乙烯/ 丁烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-辛烯、乙 稀/苯乙稀等。说明性三元共聚物包括乙稀/丙稀/1-辛稀、乙稀/丙稀/丁稀、乙稀/丁稀/1-辛烯以及乙烯/ 丁烯/苯乙烯。共聚物可为无规或嵌段共聚物，但其不为如上文所述的烯烃 多嵌段共聚物或烯烃嵌段复合物。
[0032] 烯烃弹性体还可包含一或多个官能团，如不饱和酯或酸或硅烷，并且这些弹性体 (聚烯烃)为众所周知的并且可由常规高压技术来制备。不饱和酯可为丙烯酸烷酯、甲基丙 烯酸烷酯或羧酸乙烯酯。烷基可具有1到8个碳原子并且优选地具有1到4个碳原子。甲酸酯 基可具有2到8个碳原子并且优选地具有2到5个碳原子。由酯共聚单体所致的共聚物部分可 在以共聚物的重量计1到50重量％的范围内。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的实例为丙烯酸乙 酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯以及丙 烯酸2-乙基己酯。羧酸乙烯酯的实例为乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯以及丁酸乙烯酯。不饱和酸 的实例包括丙烯酸或顺丁烯二酸。不饱和硅烷的一个实例乙烯基三烷氧基硅烷。
[0033] 官能团还可经由接枝包括于烯烃弹性体中，此举可如所属领域中通常所知来实 现。在一个实施例中，接枝可通过自由基官能化进行，所述自由基官能化通常包括使烯烃聚 合物、自由基引发剂(如过氧化物等）以及含有官能团的化合物熔融掺合。在熔融掺合期间， 自由基引发剂与烯烃聚合物反应(反应性熔融掺合）以形成聚合物自由基。含有官能团的化 合物结合到聚合物自由基的主链以形成官能化聚合物。含有官能团的示例性化合物包括 (但不限于)烷氧基硅烷(例如乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷），和乙烯基駿酸 和酸酐(例如顺丁烯二酸酐）。
[0034]适用于本发明的任选的烯烃弹性体的更特定实例包括极低密度聚乙烯（"VLDPE"） (例如陶氏化学公司（The Dow Chemical Company)制得的FLEX0MER?乙稀/1-己稀聚乙稀）、 均勾分支链、直链乙稀/α-稀经共聚物(例如Mitsui Petrochemicals Company Limited的 TAFMER?和Exxon Chemical Company的EXACT?)以及均匀分支链，基本上直链的乙烯/α-烯 烃聚合物(例如可从陶氏化学公司购得的AFFINITY?和ENGAGE?聚乙烯）。
[0035] 烯烃弹性体还可包括乙烯-丙烯-二烯单体（"EPDM"）弹性体和氯化聚乙烯 ("CPE"）。适合EPDM的商业实例包括可购自陶氏化学公司的NORDEL? ETOM。适合CPE的商业 实例包括可购自陶氏化学公司的TYRIN? CPE。
[0036]本文中适用的烯烃弹性体还包括丙烯、丁烯以及其它烯烃基共聚物，例如包含大 多数衍生自丙烯的单元和少数衍生自另一 α-烯烃(包括乙烯)的单元的共聚物。用于本文中 的示例性丙烯基聚合物包括可购自陶氏化学公司的VERSIFY?聚合物和可购自ExxonMobi 1 Chemical Company的VISTAMAXX?聚合物。
[0037]烯烃弹性体，尤其乙烯弹性体在接枝之前的密度可小于0.91g/cm3或小于0.90g/ cm3。适合用于本文中的稀经弹性体，尤其乙稀共聚物的密度可大于0.85g/cm3或大于0.86g/ cm3。
[0038] 烯烃弹性体，尤其乙烯弹性体在接枝之前的熔融指数（12)可大于0.10g/10min或 大于lg/l〇min。稀经弹性体，尤其乙稀弹性体的恪融指数可小于500g/10min或小于100g/ 10min〇
[0039] 如上文所指出，待交联的冲击改性聚合物可为烯烃多嵌段互聚物。"烯烃多嵌段互 聚物"为包含优选地以线性方式接合的两个或更多个化学上相异的区域或链段(称为"嵌 段"）的聚合物，也就是说，包含相对于聚合烯系，优选地乙烯系官能团端到端接合而非以侧 接或接枝方式接合的化学上区分的单元的聚合物。在各种实施例中，嵌段的不同之处在于 并入的共聚单体的量或类型、密度、结晶度的量、可归因于此类组成的聚合物的微晶尺寸、 立体异构性(等规或间规)的类型或程度、区域规整性或区域不规整性、支化量(包括长链支 化或超支化）、均质性或任何其它化学或物理特性。相比于先前技术的嵌段互聚物，包括通 过依序单体添加、立体易变催化剂或阴离子聚合技术产生的互聚物，本发明实践中所用的 多嵌段共聚物的特征为两种聚合物多分散性(PDI或Mw/Mn或MWD)的独特分布、嵌段长度分 布和/或嵌段数量分布，其在优选实施例中归因于与其制备时所用的多种催化剂组合的梭 移剂的作用。更确切地说，当以连续方法制造时，聚合物的Η) I可为1.4到3.5、1.5到2.5、1.6 到2.5、或