一种用于6A类通信电缆的发泡聚乙烯绝缘材料的制作方法

本发明属于高分子材料，尤其涉及一种用于6a类通信电缆的发泡聚乙烯绝缘材料。

背景技术：

1、在5g通信和数据中心布线技术中，6a类网线作为支持10gbps高速传输的核心布线产品，对其低频段（小于10mhz）的信号衰减性能具有严格的规范要求。目前，6a类网线的绝缘层通常采用物理发泡聚乙烯（pe）材料，利用其低介电常数特性来满足高频传输需求。然而，传统物理发泡pe材料由于分子链柔性较大、熔体强度较低，导致固化后的发泡绝缘层硬度不足。在芯线对绞及电缆后续加工过程中，绝缘层在外部机械应力下极易发生结构性变形，表现为泡孔塌陷、线材椭圆度超标等问题，使得内部导体与绝缘层的相对位置稳定性下降，导致低频衰减余量较低（通常仅为0.1db至0.15db）。

2、为了提升绝缘层的物理硬度，本领域常尝试引入聚丙烯（pp）进行共混改性，利用pp分子链的刚性特征来改善抗变形能力。但在实际应用中，常规采用的均聚pp具有极高的分子链规整性和结晶度，导致其与非极性的pe基体之间的界面相容性极差，两者在熔融共混时溶解度参数存在偏差，界面张力较大，容易发生显着的相分离。这种界面缺陷导致共混材料的脆性大幅增加，机械力学性能恶化，其片材及线材的拉伸强度通常降至12mpa以下，断裂伸长率降至300%以下，无法达到相关标准（如ul444）对于通信线缆机械强度的指标要求。

3、为了解决界面相容性问题，现有技术中常引入常规的聚乙烯接枝马来酸酐（pe-g-mah）或苯乙烯类弹性体作为相容剂。然而，传统弹性体由于分子链结构匹配性问题，降低界面张力的效果有限；而普通pe-g-mah由于其基体树脂的分子量分布较宽、支链规整性不足，导致接枝官能团在界面处的分布不够连续和均匀，难以在高浓度pp添加量下兼顾材料的刚性与韧性。

4、因此，如何在提升物理发泡聚乙烯绝缘层熔体强度及硬度的同时，确保材料兼具优异的拉伸强度和断裂伸长率，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的是提出一种用于6a类通信电缆的发泡聚乙烯绝缘材料，包括以下质量份的组分：

2、高密度聚乙烯，40-80份；

3、低密度聚乙烯ldpe，5-15份；

4、聚丙烯，5-15份；

5、相容剂，1-5份；

6、成核剂母粒，0.1-1份；

7、抗氧剂，0.1-0.5份；

8、润滑剂，0.1-1.5份。

9、优选的，所述高密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.5-1.5g/10min；

10、所述聚丙烯为共聚丙烯，其熔融指数为2-10g/10min。

11、优选的，所述低密度聚乙烯ldpe在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为4-8g/10min。

12、优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝茂金属聚乙烯。

13、优选的，所述成核剂母粒由偶氮二甲酰胺和低密度聚乙烯制备而成。

14、优选的，所述抗氧剂为受阻酚类；所述润滑剂为硬脂酸钙。

15、本发明的第二个目的是提供前述用于6a类通信电缆的发泡聚乙烯绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：

16、1）按比例将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯ldpe、聚丙烯、相容剂、成核剂母粒、抗氧剂和润滑剂加入混料罐中进行混合，得到混合物料；

17、2）将所述混合物料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到改性母粒；

18、3）将所述改性母粒加入发泡挤出机中，经熔融后注入氮气，通过模头进行发泡成型。

19、步骤1）中，所述混料罐为高速混料罐，混合时间为5-10min；

20、步骤2）中，所述双螺杆挤出机的挤出温度控制在190-210℃之间，主机转速为300-500rpm/min。

21、步骤3）中，所述发泡挤出机内的熔融温度为180-200℃，注入的氮气压力为12-18mpa，发泡度控制在55%-65%。

22、所述方法还包括以下步骤：

23、4）发泡后的绝缘层经20-30℃的水冷定型，在10-20m/min的牵引速度下制成直径2.2-2.8mm的绝缘线芯。

24、本发明具有以下有益效果：

25、1.兼顾高硬度与高韧性，机械力学性能优异

26、本发明通过引入聚丙烯提高了基体材料的刚性与抗变形能力，并匹配马来酸酐接枝茂金属聚乙烯作为专用相容剂。茂金属聚乙烯独特的窄分子量分布和均匀支链结构，使极性基团在界面处分布更规整连续，显着降低了聚乙烯与聚丙烯之间的界面张力。在大幅提升绝缘层硬度、改善线材绞合变形的同时，有效抑制了传统改性易导致的脆性断裂风险，使材料兼具优异的拉伸强度和断裂伸长率。

27、2.提升挤出加工性能，改善线材椭圆度

28、配方中通过复配特定的成核剂母粒，能够在加工过程中调控聚烯烃组分的结晶形态与晶型结构，降低介质损耗。在连续加工和熔融发泡过程中，该体系有效增强了熔体强度，能够抑制泡孔塌陷、发扁等缺陷，使最终线材的椭圆度与圆整度得到明显改善。

1.一种用于6a类通信电缆的发泡聚乙烯绝缘材料，其特征在于，包括以下质量份的组分：

2.根据权利要求1所述的发泡聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述高密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.5-1.5g/10min；

3.根据权利要求1所述的发泡聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述低密度聚乙烯ldpe在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为4-8g/10min。

4.根据权利要求1所述的发泡聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝茂金属聚乙烯。

5.根据权利要求1所述的发泡聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述成核剂母粒由偶氮二甲酰胺和低密度聚乙烯制备而成。

6.根据权利要求1所述的发泡聚乙烯绝缘材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类；所述润滑剂为硬脂酸钙。

7.一种权利要求1-6任一项所述的发泡聚乙烯绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按比例将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯ldpe、聚丙烯、相容剂、成核剂母粒、抗氧剂和润滑剂加入混料罐中进行混合，得到混合物料；

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述混料罐为高速混料罐，混合时间为5-10min；

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述发泡挤出机内的熔融温度为180-200℃，注入的氮气压力为12-18mpa，发泡度控制在55%-65%。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：