專利名稱：易撕裂的電纜組件和包含所述組件的電信電纜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包含電纜組件的電信電纜，特別是包含封裝至少一個傳輸元件的緩沖管或護管的電信電纜，所述的組件含有使所述組件易于撕裂的聚合物組合物，以便檢修封裝在其中的傳輸元件。
背景技術：
用于電信電纜的傳輸元件特別是有涂層的光學纖維通常用緩沖材料或元件單個或成組地保護。
例如，可用管狀的或軟質護管狀的聚合物材料來保護一根或多根光纖維、光纖維組、光纖維捆或光纖維帶。在本專業(yè)中，光纖維和它的保護元件一起通常稱為“光學單元”。光學電纜可包含單一的光學單元或多個光學單元。所述的單一光學單元或多個光學單元通常稱為電纜的光芯。通常又將光芯插入保護用聚合物護管中。
US 4909593公開了一種含有幾個安裝在剛性的難收縮塑料制得的管中的多纖維光學單元的光電纜。每一所述的單元由幾根光纖維和易于用裸指除去的軟質塑料封皮組成。適用的塑料為可在室溫下硬化的熱塑性彈性體，即軟質熱塑性塑料，例如聚酯酰胺共聚物、軟質乙烯-丙烯共聚物或苯乙烯-丁二烯橡膠。
EP專利申請書1024382公開了一種含有由這樣一種熱塑性聚烯烴彈性體制得的軟質緩沖管的電信電纜在室溫下所述彈性體的彈性模量小于500兆帕，而在-40℃下所述彈性體的彈性模量小于1500兆帕。適用彈性體的實例為乙烯-丙烯共聚物，優(yōu)選含有大于10％的乙烯單體；含有丙烯-乙烯的三元共聚物；超低密度聚乙烯或乙烯-辛烯共聚物，優(yōu)選含有大于10％(重量)的辛烯單體。彈性體還可含有無機填充劑，用于控制物理參數(shù)，例如機械性質和阻燃性。
G.Dallas等的論文“易檢修的軟質緩沖材料的熱和機械優(yōu)化”，第49屆國際電線和電纜討論會，2000，第357-361頁描述了硬質抗沖聚丙烯和軟質抗沖聚丙烯混合物的應用，任選與軟質乙烯基醋酸乙酯共聚物混合，以便制成軟質的光學緩沖管。正如所述論文提到的，用在所述護管內的拉索撕裂所述的護管更容易除去聚丙烯護管，從而改進封裝在管內的纖維捆的檢修(與傳統(tǒng)的PVC護管相比)。
本申請人現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，通過使用含有至少一種無定形相和至少兩種不同結晶相的多相烯烴共聚物的聚合物材料，有可能制備有改進可撕裂性的電信電纜用管狀元件。
在本說明書和權利要求書中，術語“管狀元件”在其含義內包括已以或可以管狀形式置于電纜結構物內的任何元件。這樣的管狀元件的實例是封裝至少一個傳輸元件的緩沖管或置于電信電纜內部周圍的聚合物護管，例如一個或多個緩沖管。所述的聚合物護管優(yōu)選呈管形(例如擠壓在所述內部周圍)或者可為置于所述內部周圍的膠帶(因此呈管形)，所述的膠帶在所述內部周圍沿縱向螺旋纏繞或優(yōu)選疊合。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個方面涉及包含聚合物材料的管狀元件和至少一個封裝在所述管狀元件內的傳輸元件的電信電纜，其中所述的聚合物材料由含有多相烯烴共聚物的聚合物組合物制得，所述的多相烯烴共聚物含有a)至少一種包含由至少兩種不同烯烴單體共聚產生的序列的無定形相；b)至少一種包含由第一烯烴單體的均聚產生的序列的第一結晶相；以及c)至少一種由第二烯烴單體的均聚產生的序列的第二結晶相。
優(yōu)選的是，無定形相的所述至少兩種不同單體分別為第一和第二結晶相的第一單體和第二單體。
術語烯烴單體在其含義內包括任何C2-C12烯烴，優(yōu)選在α碳上即聚合物鏈的第一碳原子上不飽和。優(yōu)選的是，所述的烯烴單體為分子式CH2＝CH-R的化合物，其中R為氫或直鏈或支鏈的C1-C10烷基。例如，適合烯烴的實例為乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-十二烯等。
優(yōu)選的是，所述的第一和第二結晶相的熔點大于約100℃、更優(yōu)選大于約110℃。
優(yōu)選的是，所述的至少第一結晶相的熔點為至少140℃或更高、更優(yōu)選至少150℃或更高。
根據(jù)優(yōu)選的方面，所述的管狀元件為封裝所述的至少一根光纖維的緩沖管。優(yōu)選的是，所述的緩沖管由厚度小于約0.5毫米、優(yōu)選小于約0.2毫米至0.05毫米的圓周壁確定。
有利的是，無定形相在多相共聚物中的數(shù)量為多相共聚物總重的至少約50％。所述的無定形相的數(shù)量優(yōu)選低于多相共聚物總重的約90％。優(yōu)選的是，所述無定形相的數(shù)量為多相共聚物總重的約60至約90％、更優(yōu)選約65至約85％。
所述的第一和第二結晶相中每一個的數(shù)量優(yōu)選為共聚物總重的至少約2％。但是，所述的數(shù)量優(yōu)選不大于總重的約30％。更優(yōu)選的是，所述的數(shù)量為多相共聚物總重的約5至約25％。
優(yōu)選的是，所述的第一和第二結晶相之間的相對重量比為約1∶2至約7∶1、更優(yōu)選2∶3至約3∶1。
優(yōu)選的是，所述多相烯烴共聚物為含有聚丙烯均聚物結晶相和聚乙烯均聚物結晶相的乙烯-丙烯為基礎的共聚物。
所述的乙烯-丙烯為基礎的共聚物可任選含有不同于聚丙烯的α烯烴共聚單體，優(yōu)選選自1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯和1-十二烯等。任選的是，所述的乙烯-丙烯為基礎的共聚物還可含有二烯共聚單體，它優(yōu)選選自直鏈的共軛或非共軛的二烯烴，例如1，3-丁二烯、1，4-己二烯、1，6-辛二烯等；單環(huán)或多環(huán)二烯，例如1，4-環(huán)己二烯、5-亞乙基-2-降冰片烯、5-亞甲基-2-降冰片烯等。
任選的是，所述的聚合物組合物還含有所述的第一或第二烯烴單體的均聚物，其結晶相包含由各自所述的第一或第二單體的均聚得到的序列。結晶相在所述的均聚物中的數(shù)量為均聚物總重的約20至約50％。所述的均聚物和所述的多相共聚物之間的重量比優(yōu)選為約1∶2至約1∶1。所述的均聚物優(yōu)選為聚乙烯、更優(yōu)選線性低密度聚乙烯。
優(yōu)選的是，所述的聚合物組合物還含有分散在其中的無機填充劑。優(yōu)選的是，無機填充劑的數(shù)量為聚合物組合物總重的約40至約90％、更優(yōu)選約50至約85％、甚至更優(yōu)選約60至約80％。
根據(jù)一個優(yōu)選的方面，制成本發(fā)明管狀元件的聚合物材料的斷裂伸長率不大于500％、優(yōu)選不大于400％。
在本說明書和權利要求書中，術語“由單體均聚得到的序列”在其含義內包含主要由相同單體單元構成的聚合物鏈或其部分，其中“主要”指所述的序列除含有所述的單體單元外可能還含有少量其他共聚單體，但是它們不損害所述序列形成所需結晶相的能力。
同樣，術語“由至少兩種單體共聚得到的序列”在其含義內包括由至少兩種不同單體單元構成的聚合物鏈或其部分。
在本說明書和權利要求書中，術語“結晶相”指多相聚合物的任何部分，根據(jù)差示掃描量熱(DSC)分析，相應于各均聚物的典型熔點，它們有相當大的熔融焓，例如至少3焦/克、優(yōu)選至少5焦/克。
附圖簡介

圖1為本發(fā)明管狀元件的一個實例；圖2為本發(fā)明管狀元件的另一個實例；圖3為本發(fā)明電信電纜的一個實例；圖4為本發(fā)明電信電纜的另一個實例；圖5-8為一些聚合物的DSC圖。；圖9為測試緩沖管撕裂性質的設備。
發(fā)明詳述圖1為本發(fā)明管狀元件的一個實例。在這一實施方案中，所述的管狀元件為包含聚合物護管11的緩沖管10，所述的聚合物護管11封裝有多個傳輸元件12。聚合物護管11由如上規(guī)定的聚合物材料制成。傳輸元件優(yōu)選為光纖維，它們可單個(作為帶狀物)或集合成捆放入管內。光纖維例如可為單模纖維、多模纖維、分散變轉(DS)纖維、非零分散(NZD)纖維或有大有效面積的纖維等，取決于電纜的應用要求。它們通常為外徑230-270微米的纖維。如果需要，封裝在所述緩沖管內的一些光纖維可被非傳輸?shù)牟ＡЮw維代替，以便在管內達到最佳的計數(shù)，而不改變管的尺寸。緩沖管還可含有堵水劑，類似填充劑的油脂或優(yōu)選水可溶脹的粉末組合物。例如，可使用含有水可溶脹的聚丙烯酸酯顆粒和惰性滑石顆粒混合物的組合物，正如在國際專利申請書WO 00/58768中公開的，在這里作為參考并入。
在一個優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明的緩沖管有稍大于封裝在其中的纖維捆外徑的內徑(通常小于約0.2毫米)，即所謂的“半緊配合”或“近緊配合”結構。例如，當一捆12根光纖維(每拫的直徑為約0.250毫米)的外徑為約1.05毫米，封裝所述纖維捆的各緩沖管的內徑為約1.15毫米。
特別是在“近緊配合”結構中，構成緩沖管的護管的厚度優(yōu)選小于約0.2毫米、更優(yōu)選約0.05至約0.15毫米。特別優(yōu)選的是，厚度為約0.075至約0.1毫米。
為了簡單起見，如在圖1中說明的，直接封裝至少一根光纖維在其中的聚合物緩沖管在本說明書中稱為“光學子單元”。更一般地說，在本說明書和權利要求書中，術語“光學子單元”指直接封裝至少一根光纖維在其中的任何管狀元件。
圖1說明的緩沖管可象這樣或優(yōu)選作為子單元應用且安裝在光纖維電纜中。
圖2為本發(fā)明管狀元件的另一個實例。所述的元件為包含由上述規(guī)定的聚合物組合物制成的聚合物護管21的管20，它包含一個或多個光學子單元22，優(yōu)選為管狀。所述的子單元可為圍繞光纖維的已知材料(例如聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物或其混合物)的聚合物護管，或優(yōu)選聚合物護管由聚合物組合物制成，正如圖1中說明的子單元10之一。光學子單元之間的空隙空間可為空的或優(yōu)選用堵水材料填充，例如水可溶脹的粉末或水可溶脹的紗。還可用堵水帶纏繞光學子單元組，例如含吸水顆粒的無紡材料帶。如果需要，特別是當管20用作電信電纜時，即沒有任何進一步的保護用外護管，可將縱向增強元件對(未示出)埋入聚合物護管，類似圖3中所示的增強元件33。任選的是，除了上述縱向增強元件外，也可將另外的增強元件(未示出)例如聚合物紗(例如Kevlar)置于所述的外套管和子單元捆之間，完全或部分圍繞子單元捆。
為了簡單起見，在本說明書和權利要求書中，包含封裝至少一個光學子單元在其中的聚合物護管的聚合物管稱為“光學單元”。視封裝在其中的子單元的數(shù)目和尺寸而定，形成光學單元的管子的外徑可為3-25毫米，厚度為0.5-3毫米。更一般地說，術語“光學單元”指封裝至少一個光學子單元在其中的任何管狀元件。
本發(fā)明的光學單元可就這樣或作為光纖維電纜的元件使用和安裝。
光學單元例如可用于圖3的光電纜，在那里所述的光學單元31被例如由聚乙烯(例如中密度聚乙烯或高密度聚乙烯，MDPE或HDPE)制成的聚合物外套管32包圍，后者任選有填充劑，以便優(yōu)化其阻燃性和煙霧排放性。光學單元31可包含本發(fā)明的聚合物護管(例如象圖2中說明的單元)，或當聚合物護管由傳統(tǒng)的材料制成時，它包含至少一個本發(fā)明的光學子單元，例如圖1中說明的光學子單元。增強用元件33例如兩根GRP(玻璃增強的聚合物)條狀物以及任選的拉索34被埋在外套管32中。最好將一層非粘性的材料35插在所述的外護管32和所述的光學單元31之間，這一層防止在電纜擠出的過程中護管和內管粘在一起。這一材料例如為紙帶。
任選的是，將另外的增強元件(未示出)例如聚合物紗(例如Kevlar)置于所述的外套管32和所述的管31之間。
另一方面，正如圖4所示，包含圖1所說明的光學子單元的多個光學單元41或者象圖2中說明的光學單元或者由傳統(tǒng)材料制成的聚合物護管，它們可絞合在中央增強元件42例如塑料涂覆的金屬或GRP絲周圍。光學單元優(yōu)選按開式螺旋形式(或S-Z絞合)排列在電纜軸周圍，即管子在電纜軸周圍一部分以絞合的第一方向(S形)另一部分以絞合的第二方向(Z形)成捆。任選用堵水帶43纏繞絞合的光學單元，以及任選將高強度聚合物紗(例如Kevlar)層44置于光學芯周圍。然后用例如MDPE或HDPE的外套管45保護電纜。任選的是，可將例如MDPE或HDPE的聚合物內護管置于堵水層和聚合物紗層之間。
正如上面規(guī)定的以及下文詳細說明的，本發(fā)明的管狀元件例如上述的緩沖管10或管20因此為封裝至少一根光纖維在其中的護管或優(yōu)選由封裝至少一根光纖維在其中的護管確定，所述的聚合物護管由含有一種無定形相和至少兩種不同結晶相的多相烯烴共聚物的聚合物組合物制成。
結晶相在多相共聚物中的存在和數(shù)量可通過標準分析方法的DSC分析來確定。
無定形相的數(shù)量可通過聚合物總重和結晶相重(正如DSC分析的強度確定的)之間的差來確定。
另一方面，結晶相的存在可通過其他方法例如X射線衍射來確定。在特征角度上晶胞典型反射的存在表明在多相共聚物中對應的結晶相的存在，它還可根據(jù)這一技術定量。例如，對于結晶聚乙烯來說，典型的反射角為2θ＝21.5°和23.3°；而對于全同立構結晶聚丙烯α相來說，2θ＝14.1°和16.9°(例如參見大分子化學，75 134(1964)，Jones T.等和23 4114(1990)有關聚丙烯α相和γ相分別的衍射峰的詳細內容)。
在多相共聚物中，至少第一和第二結晶相產生兩組明顯不同的晶胞，它們可根據(jù)上述分析方法中至少一種來測定。例如，這兩個不同組的晶胞的存在既可通過上述DSC分析來測定，在這里兩種結晶相有對應各自熔點的兩個不同熔化峰；在兩種結晶相有類似熔點的情況下(在DSC圖中可能產生重疊峰)，也可通過X射線衍射來測定，在這里結晶相可通過各自的特征反射角來區(qū)分。
例如，不同結晶相的實例為由不同α烯烴例如乙烯、丙烯或1-丁烯的基本上均聚序列得到的結晶相。
為了聚合物材料有適合的加工性以及給予緩沖管所需的柔軟性，無定形相的數(shù)量為多相共聚物總重的至少約50％。但是，例如為了給予材料所需的加工性，所述的無定形相的數(shù)量優(yōu)選低于聚合物總重的約90％。所述無定形相的優(yōu)選數(shù)量可為多相共聚物總重的約60至約90％、更優(yōu)選約65至約85％。
為了使至少兩種不同結晶相之間有效地相互作用，已觀測到，至少兩種結晶相中每種的數(shù)量優(yōu)選為聚合物總重的至少約2％。更優(yōu)選的是，至少兩種結晶相中每種的數(shù)量為聚合物總重的至少約5％直到例如約25％。
為了不過度增加緩沖管的勁度，結晶相的總量，即多相聚合物存在的不同結晶相的和優(yōu)選為聚合物總重的約50％或更低、更優(yōu)選約40％或更低。所述的結晶相總量優(yōu)選為多相聚合物總重的至少約15％、更優(yōu)選至少18％。。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述的結晶相的總量為多相聚合物總重的約20至約30％。
優(yōu)選的是，第一結晶相和第二結晶相之間的相對重量比為約1∶2至約7∶1、更優(yōu)選2∶3至約3∶1。
如果需要，所述共聚物中結晶相的相對數(shù)量可分別通過將一定數(shù)量的含有所述結晶相的第二種聚合物與它機械混合加到多相共聚物中來提高。例如，對應于形成要增加的多相共聚物結晶相的均聚物，可加入至少部分結晶的均聚物。
多相烯烴共聚物可由至少兩種不同烯烴單體共聚合來制得，所述的烯烴單體為C2-C12烯烴，優(yōu)選在α碳原子上不飽和。優(yōu)選的是，所述的烯烴 單體為分子式CH2＝CH-R的化合物，其中R為氫或直鏈或支鏈C1-C10烷基。適用烯烴的實例例如為乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-十二烯等。
例如，可使用乙烯-丙烯共聚物，它含有確定第一結晶相的丙烯的均聚序列，確定第二結晶相的乙烯均聚序列和確定無定形相的乙烯-丙烯共聚序列。優(yōu)選的是，適合用于制備本發(fā)明緩沖管或保護護管的多相聚合物材料為乙烯-丙烯共聚物，任選含有不同于聚丙烯的α烯烴，還任選含有少量二烯烴單體。
作為實例，適用于制備本發(fā)明緩沖管的多相聚合物可含有其總重約60至約75％的無定形相(例如EPR)，約5至約25％的第一結晶相(例如均聚的丙烯序列)和約5至約25％的第二結晶相(例如均聚的乙烯序列)，結晶相的總量小于約40％(重量)。
多相共聚物的結晶相的熔點優(yōu)選高于約100℃、更優(yōu)選高于約110℃。
基本上不含熔點低于100℃、優(yōu)選低于110℃的結晶相使聚合物材料在隨后的制造步驟中部分熔融的危險大大下降，例如當聚合物外護管必需擠壓在本發(fā)明的聚合物管狀元件周圍時。
優(yōu)選的是，至少所述的第一結晶相的熔點為至少140℃或更高、優(yōu)選至少150℃或更高。在這種情況下，聚合物材料的熱穩(wěn)定性可進一步提高，從而進一步防止當聚合物外護管在更高的溫度下擠壓在含有所述聚合物材料的元件周圍時材料的部分熔融。
適合的多相烯烴共聚物可通過以下順序共聚合來制得(a)任選含有少量不同烯烴共聚單體(例如乙烯)的α烯烴單體(例如丙烯)共聚合；然后(b)與步驟(a)的烯烴共聚單體相同或不同的烯烴單體的混合物與α烯烴單體(例如丙烯)以及任選與少量二烯烴共聚合。
術語烯烴指乙烯或α烯烴。術語“α烯烴”指分子式CH2-CH-R的烯烴，其中R為直鏈的或支鏈的C1-C10烷基。α烯烴例如可選自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-十二烯等。
任選作為共聚單體存在的二烯通常含有4-20個碳原子，優(yōu)選選自直鏈的、共軛的或非共軛的二烯烴，例如1，3-丁二烯、1，4-己二烯、1，6-辛二烯等；單環(huán)的或多環(huán)的二烯烴，例如1，4-環(huán)己二烯、5-亞乙基-2-降冰片烯、5-亞甲基-2-降冰片烯等。無定形相的組成通常如下15-85％(摩爾)乙烯、15-85％(摩爾)α烯烴、0-5％(摩爾)二烯烴。
同樣，優(yōu)選的多相乙烯-丙烯共聚物可通過以下順序共聚合來制得(a)任選含有少量至少一種選自乙烯和不同于丙烯的α烯烴的烯烴共聚單體的丙烯共聚合；然后(b)乙烯與α烯烴特別是丙烯以及任選少量二烯烴的混合物共聚合。
這類產物通常還稱為“熱塑性的反應彈性體”。
所述多相共聚物的制備通常在鹵化鈦化合物/氯化鎂為基礎的齊格勒-納塔催化劑存在下通過相應單體的共聚合來進行。有關這些共聚物制備的詳細內容例如在EP 400333中公開。
關于乙烯-丙烯多相共聚物的制備，在上述方法的步驟(a)中，生成由丙烯均聚物或丙烯與選自乙烯和不同于丙烯的α烯烴的烯烴共聚單體的結晶共聚物組成的結晶(熱塑性的)相。烯烴共聚單體優(yōu)選為乙烯。為了對結晶相的生成沒有不良影響，按熱塑性相的摩爾總數(shù)計，送入這第一步驟的烯烴共聚單體的數(shù)量優(yōu)選小于10％(摩爾)。
所述的熱塑性相含具有相對高全同立構指數(shù)的丙烯均聚物或共聚物(對于均聚物，通常高于約90，而對于共聚物，通常高于約85)，從而得到多相聚合物的所需第一結晶相。
按多相共聚物的總重計，主要在上述方法的步驟(b)中生產的多相烯烴共聚物的無定形相優(yōu)選為至少50％(重量)、更優(yōu)選至少60％(重量)、甚至更優(yōu)選至少65％(重量)，它由乙烯與如上規(guī)定的α烯烴以及任選與二烯烴的彈性共聚物組成。所述的α烯烴優(yōu)選為丙烯。任選存在的二烯烴優(yōu)選為1，3-丁二烯。無定形相的組成通常如下15-85％(摩爾)、15-85％(摩爾)α烯烴、0-5％(摩爾)二烯烴。
在所述的方法的第二步驟(b)中，還生成主要由均聚的乙烯序列得到的第二結晶相。所述的第二結晶相的數(shù)量取決于在所述方法的步驟(b)中送入的乙烯和α烯烴的混合物中存在的乙烯相對數(shù)量。通常，如果乙烯的相對數(shù)量小于混合物總重的約40％，那么在最終的共聚物中，由乙烯均聚部分得到的結晶相可忽略。為了在最終的多相共聚物中存在有效數(shù)量的由均聚的乙烯序列產生的結晶相，在所述的混合物中乙烯的數(shù)量因此為混合物總重的至少40％、優(yōu)選約45至約75％。
在一個優(yōu)選的實施方案中，用于所述的方法步驟(b)中的混合物因此富含乙烯單元，按所述步驟(b)中反應的混合物總重計，乙烯單元的數(shù)量優(yōu)選為40-80％(重量)、更優(yōu)選45-75％(重量)。
為了避免擠壓的組件勁度過高，在最終的共聚物中結晶聚丙烯的數(shù)量優(yōu)選小于共聚物總重的約20％(重量)、更優(yōu)選約10至約18％(重量)。另一方面，為了提供所希望的易撕裂性，結晶聚丙烯的數(shù)量優(yōu)選為共聚物總重的至少2％、更優(yōu)選約5至約12％。
正如以前提到的，兩種結晶相中一種的數(shù)量，特別是由均聚的乙烯序列得到的結晶相的數(shù)量可通過一定數(shù)量各自的部分結晶的均聚物與多相共聚物機械混合來提高。例如，可將部分結晶的低密度聚乙烯加到多相乙烯-丙烯共聚物中(例如按共聚物的數(shù)量計，其重量為約50至約120％)，以便提高結晶PE相的數(shù)量。
適用于制備本發(fā)明的電信電纜組件的含有兩種不同結晶相(特別是結晶PP和PE)的多相烯烴共聚物可在市場上找到，其中例如由Basell以商品名Hifax銷售的所謂“聚丙烯反應性混合物”。
雖然不希望受任何特定理論的限制，本申請人有這樣的看法，分散在多相共聚物的無定形基質中的兩種結晶相的存在給予制成本發(fā)明管狀元件的聚合物材料許多特殊的優(yōu)點。例如，與含有單一結晶相的多相共聚物相比，兩種結晶相的同時存在為含有所述聚合物的組件提供了改進的“易撕裂的”性質，可能是由于兩種不同的結晶相之間的相對不相容性。另一方面，據(jù)認為兩種結晶相在多相共聚物中的“就地”生成使無定形相中的結晶相得到更好的相容作用。這一更好的相容作用例如可能產生最佳的材料加工性。另外，大量的無機填充劑可結合到聚合物材料中，而不會對聚合物組合物的機械性質產生不希望的損害，特別是避免在撕裂操作中護管產生不希望的斷裂。
正如以前提到的，結晶相的數(shù)量可用DSC分析來確定。例如，可使用Mettler-Toledo的DSC儀器，它有DSC 30設備、PC11型處理器和Graphware TA72AT.1軟件。首先將聚合物加熱到熔點以上(例如乙烯-丙烯共聚物為約200℃)，以便消除其熱史；然后在10℃緩慢冷卻，以升溫速率10℃/分再次加熱到熔點以上。然后積分生成的熱圖中每一熔融峰產生的面積，因此計算每一峰的熔融焓(對應于各自的結晶相)。每一結晶相的數(shù)量通過用各自理論上100％結晶聚合物的參考熔融焓除對應熔融峰測得的熔融焓來確定(為整個聚合物的重量百分數(shù))。例如，理論上100％結晶聚乙烯的參考熔融焓為290焦/克，而理論上100％結晶聚丙烯的參考熔融焓為190焦/克。
可在許多參考書和DSC儀器的操作手冊中找到聚合物結晶度的計算方法和理論上100％結晶聚合物的參考數(shù)值，例如Mettler-ToledoGmbH的應用公報，“收集的應用、熱分析、熱塑性塑料，1997年3月”。
優(yōu)選將無機填充劑加到聚合物組合物中，以便適當改變聚合物材料的機械性質，特別是降低聚合物材料的斷裂伸長率，從而進一步改進聚合物組件的手工撕裂性。無機填充劑的加入，特別是按聚合物組合物的總重計，等于或高于約50％(重量)的數(shù)量的加入，還可給聚合物組合物提供有利的阻燃性。
通?？墒褂玫臒o機填充劑為金屬特別是鈣、鎂或鋁的氫氧化物、水合的氧化物、鹽或水合的鹽，還可與其他無機填充劑例如硅酸鹽混合。適合的無機填充劑的實例是氫氧化鎂(包括天然的氫氧化鎂，例如由研磨的水鎂石礦得到的)、氫氧化鋁、氧化鋁(包括高嶺土，例如水合的硅酸鋁)、三水合氧化鋁、水合碳酸鎂、碳酸鎂、水合碳酸鎂鈣、碳酸鎂鈣或其混合物。特別優(yōu)選氫氧化鎂、氫氧化鋁、三水合氧化鋁(Al2O3.3H2O)及其混合物。最好可將少量(通常小于25％(重量))一種或多種無機氧化物或鹽例如CoO、TiO2、Sb2O3、ZnO、Fe2O3、CaCO3或其混合物加到這些化合物中。優(yōu)選使用顆粒形式的上述金屬氫氧化物特別是氫氧化鎂和氫氧化鋁，其粒度為0.1-20微米、優(yōu)選0.5-10微米。
可最好使用涂覆過的顆粒形式的無機填充劑。優(yōu)選使用的涂覆用材料為C8-C24飽和的或不飽和的脂肪酸及其金屬鹽，例如油酸、棕櫚酸、硬脂酸、異硬脂酸、月桂酸；鎂或鋅的硬脂酸鹽或油酸鹽等。
無機填充劑的數(shù)量優(yōu)選為聚合物組合物總重的約40至約90％、更優(yōu)選約50至約85％、甚至更優(yōu)選約60至約80％。
如果需要，可將少量偶合劑加到混合物中，以便提高無機填充劑和聚合物材料之間的相容性。加到混合物中的偶合劑的數(shù)量可主要隨所用的偶合劑類型和加入的阻燃劑填充劑的數(shù)量變化。但是，為了不對聚合物組合物的加工性有不良影響，當偶合劑存在時，按基礎聚合物混合物的總重計，其數(shù)量通常保持在5％(重量)以下、優(yōu)選0.01-3％、甚至更優(yōu)選0.02-1％。
所述的偶合劑例如選自飽和的硅烷化合物或含有至少一個乙烯屬不飽和性的硅烷化合物；含有乙烯屬不飽性的環(huán)氧化合物；有機鈦酸鹽；含有至少一個乙烯屬不飽性的一元或二元羧酸或其衍生物，例如酸酐或酯。
組合物優(yōu)選含有抗氧化添加劑，優(yōu)選選自聚合的三甲基二氫醌、4，4’-硫代雙(3-甲基-6-叔丁基)苯酚；四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，2’-硫代二亞乙基雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸酯]等或其混合物。
其他傳統(tǒng)組分例如加工輔助劑、潤滑劑、顏料、其他填充劑等也可加到本發(fā)明的聚合物組合物中。
通常加到聚合物組合物中的加工輔助劑例如為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸、石蠟、硅橡膠等，或其混合物。
聚合物組合物可按本專業(yè)已知的技術通過將聚合物組分、填充劑和添加劑混合來制備。例如可用帶有切線轉子(Banbury)或互穿轉子的內混合器進行混合，或在連續(xù)混合器例如Ko-Kneader(Buss)或共旋轉的或反旋轉的雙螺桿混合器中進行混合。
組合物因此可用作象本專業(yè)已知的管狀元件，例如可將它擠壓成封裝光纖維的緩沖管。
為了使安裝者易于手工撕裂元件，例如封裝在其中的光纖維沒有絞合的危險，形成管狀元件的聚合物組合物優(yōu)選應有低的斷裂伸長率。因此，所述的聚合物材料的斷裂伸長率優(yōu)選低于約500％、更優(yōu)選低于約400％，降到例如約100％。但是，當試圖撕裂元件時，材料的撕裂不應使材料斷裂成較短的碎片；而優(yōu)選一旦護管的撕裂開始(例如當緩沖管的端部被夾緊并分開成兩個不同部分時)，用單一的操作作為長度例如至少10厘米的單一材料條取出聚合物護管。
由上述聚合物組合物制成的本發(fā)明的緩沖管因此可很容易被操作人員手工取出，以便檢修封裝在其中的光纖維。特別是，上述聚合物組合物能使聚合物護管不僅在緩沖管各自的端部，而且也在緩沖管任何中間位置(即所謂的中跨區(qū))易于手工取出。
雖然已用制備易于封裝至少一根光纖維在其中的特別是有相對薄容器壁的緩沖管的具體例子來說明上述聚合物組合物的應用，但是應當認識到，所述的聚合物組合物可在任何種類需要用手工撕裂易于取出的光學電纜中用于制備任何聚合物管狀元件，例如管子或護管。特別是，可以認識到，本發(fā)明涉及由所述的聚合物組合物制成的任何管子或護管，以及涉及包含所述管子或護管的任何電纜，不管管子或護管的尺寸如何，也不管管子或護管在電纜結構內的排列如何。
以下實施例用來更好地說明本發(fā)明。
實施例實施例1-聚合物材料使用以下聚合物、共聚物或聚合物混合物Cop.A(Hifax CA10A，Basell)含有EPR無定形相和PP單一結晶相的乙烯-丙烯多相共聚物；Cop.B(Hifax KS081，Basell)含有EPR無定形相和PP單一結晶相的乙烯-丙烯多相共聚物；Cop.1(Hifax 7320，Basell)含有EPR無定形相、PP結晶相和PE結晶相的乙烯-丙烯多相共聚物；
Cop.2含有EPR無定形相、PP結晶相和PE結晶相的乙烯-丙烯多相共聚物；Cop.3(Hifax CA12A，Basell)含有EPR無定形相、PP結晶相和PE結晶相的乙烯-丙烯多相共聚物；PE1(Flexirene CL10，Polimeri Europa)部分結晶的線性聚乙烯；MIX1Cop.3和PE1的1∶1(重/重)機械混合物；用Mettle提供的DSC儀器(包含DSC 30儀、PC11型處理器和Graphware TA72AT.1軟件)，按以前說明的方法測定上述聚合物材料的結晶度。圖5和6表示上述一些材料的相關DSC圖。特別是，圖5表示Cop.A和Cop.B的DSC圖(分別為線A和B)，而圖6表示Cop.1和Cop.2的DSC圖(分別為線1和2)；圖7表示Cop.3的DSC圖(線3)，而圖8表示聚合物混合物Mix2的DSC圖。圖8還表示峰的例證性積分。為了清楚起見，在圖中僅示出溫度軸。
下表1列出上述每一聚合物材料計算的結晶相的相關數(shù)量表1DSC分析

(*)對比正如上表和DSC圖所示，顯然聚合物材料Cop.A和Cop.B有單一結晶相(即PP，對應于圖中單一熔融峰)，而其余的或測試的聚合物材料存在兩種不同的結晶相，其結晶相的總量為20-30％。此外，從圖6和7的DSC圖也可看出，第二結晶相(PP)的熔點高于150℃。
從DSC圖也可看出，相對于其他較寬的峰，結晶相的某些熔融峰相對較窄(例如Cop.1和Cop.2的PE熔融峰，Mix的PE熔融峰或Cop.A的單一PP熔融峰)。在低于結晶PE或結晶PP熔融峰的最高溫度，或多或少的明顯“拖尾”歸因于假設分別由僅能達到有限結晶度的較短乙烯或丙烯單元組成的相有較低結晶度。
上述某些材料的結晶度也用X射線衍射分析來測定，使用Phillips粉末衍射儀，Ni過濾的Cu的Kα射線，掃描速率為0.05°，2θ范圍為4-40°。由于不同的分析方法，測定了每一結晶相的增加值。除了計算的結晶度百分數(shù)增加外，X射線衍射分析的結果類似DSC分析的結果，證實測試的材料中單一結晶相(Cop.A和Cop.B)或兩種結晶相(Cop.1、Cop.2和Mix)的存在，有類似的相對重量比。
表2X射線衍射分析

在190℃下預熱10-15分，將列入表1的聚合物材料的顆粒壓制，制得1毫米厚的試樣，為了測定各自的撕裂強度，按標準CEI20-11Par.B4測試。結果列入表3。
表3聚合物材料的撕裂試驗

正如上表3表明的，與有單一結晶相的聚合物材料相比，有兩種結晶相的多相聚合物材料有較低的撕裂強度。
實施例2-聚合物組合物和性質表1的聚合物材料用于制備8個用于測試的聚合物組合物。
用以下步驟制備組合物將表4所列的組分在8升Werner型封閉混合器中(體積填充比為約0.74)與脫氣時間2分的水混合，隨后加入配方所需的氧化鈣。
然后將混合物造粒并儲存在塑料袋中，備以后使用。
使用以下添加劑，其數(shù)量如表3所示Hydrofy GS1.5(Sima)硬脂酸涂覆的氫氧化鎂；Kezadol GR(Kettliz)氧化鈣彈性體母料，脫水劑；Rhodorsil MF175U(Rhone Poulenc)硅橡膠，加工輔助劑，潤滑劑；Millad 3988(Milliken Chemicals)3，4-二(甲基亞芐基)山梨醇，有機成核劑；Irganox PS 802和Irganox1010(Ciba Geigy)抗氧化劑；Atomfor S(Omya)硬脂酸涂覆的碳酸鈣。
下表3列出要測試的8個聚合物組合物中每一個的配方(數(shù)量為份重)。
表4聚合物組合物

(*)對比的將如上制備的聚合物組合物顆粒在190℃、10-15分預熱下壓制，得到1毫米厚的試樣，將它們按標準CEI20-11Par.B4測試，以便測定各自的撕裂強度。結果列入表5。
表5聚合物組合物的撕裂試驗

正如上表5所示，與含有單一結晶相的聚合物組合物相比，含有兩種結晶相的多相材料的聚合物組合物有改進的撕裂性。
實施例4-緩沖管的制備和撕裂試驗(譯注原文缺實施例3)
用牽伸比為約2的制管模頭，將實施例2制備的聚合物組合物顆粒用于制造裝有12根光纖維(每一的直徑為250微米)的緩沖管，所述緩沖管的外徑為約1.4毫米，厚度為約0.12毫米。將線速設定為約50米/分，在擠壓機出口處聚合物組合物的溫度為約220℃，而冷卻水的溫度為約20℃。
然后測試緩沖管，以便在模擬的安裝條件下測量擠壓組合物的斷裂伸長率和撕裂性。
根據(jù)CEI標準20-34，par.5.1，所有測試的組合物1-4表明其斷裂伸長率都低于約500％。
關于撕裂試驗，將300毫米長的管子置于圖9所示的設備中。所述的設備包含直徑稍大于緩沖管(約2毫米)的第一鋼管81以及直徑稍大于一根光纖維捆(約1.5毫米)的第二鋼管82，兩鋼管的長度為約100毫米。首先通過開口A將緩沖管插入第一鋼管81，并通過開口B拉出。此后，將緩沖管的聚合物護管撕裂，并將暴露的光纖維捆從開口C插入鋼管82，并通過開口D拉出。將開口C和D之間的距離調節(jié)到約7-8毫米，然后用螺桿83和84將管子堵塞。然后將設備置于測力計中(例如INSTRON型4502)，然后將約4-5厘米長的撕裂聚合物護管(留在開口C和D之間)插入夾具中，連接測力傳感器，它以15毫米/分的速度垂直向上運動。當夾具開始移動時，護管撕裂，隨著護管撕裂進行，強制緩沖管和光纖維捆(由于開口C和D之間距離短)通過各自的鋼管81和82從開口A向開口B運動。應撕裂至少10厘米護管長度，而護管不斷裂。
試驗的結果列入下表6。該表列出初撕裂力，即測力計測量的聚合物護管的初撕裂的峰值力，以及“平衡撕裂力”，即在初撕裂峰值以后聚合物護管撕裂過程中測力計測量的力。
表6撕裂試驗結果

正如上表所示，與含有單一結晶相的多相聚合物制成的緩沖管相比，本發(fā)明的緩沖管有較低的撕裂力。試驗1和3的緩沖管被剝離10厘米以上的長度，而聚合物護管沒有斷裂。
權利要求
1.一種包含聚合物材料的管狀元件和至少一個封裝在所述管狀元件內的傳輸元件的電信電纜，其中所述的聚合物材料由含有多相烯烴共聚物的聚合物組合物制成，所述的多相烯烴共聚物包含a)至少一種包含至少兩種不同烯烴單體共聚產生的序列的無定形相；b)至少一種包含由第一烯烴單體的均聚產生的序列的第一結晶相；以及c)至少一種由第二烯烴單體的均聚產生的序列的第二結晶相。
2.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的無定形相的至少兩種不同的單體分別為第一和第二結晶相的第一單體和第二單體。
3.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的無定形相的每一烯烴單體以及所述的第一和第二結晶相的每一烯烴單體各自獨立選自在α碳上有不飽和性的C2-C12烯烴。
4.根據(jù)權利要求3的電信電纜，其中所述的烯烴為分子式CH2-CH-R的化合物，其中R為氫或直鏈的或支鏈的C1-C10烷基。
5.根據(jù)權利要求3的電信電纜，其中所述的烯烴選自乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯和1-十二烯等。
6.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的第一和第二結晶相的熔點高于約100℃。
7.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的第一和第二結晶相的熔點高于約110℃。
8.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的第一結晶相的熔點為至少140℃或更高。
9.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的第一結晶相的熔點為至少150℃或更高。
10.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中無定形相的數(shù)量為多相共聚物總重的約50至約90％。
11.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中無定形相的數(shù)量為多相共聚物總重的約60至約90％。
12.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中無定形相的數(shù)量為多相共聚物總重的約65至約85％。
13.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述第一和第二結晶相各自的數(shù)量為聚合物總重的至少約2％。
14.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中在多相共聚物中所含的至少兩種結晶相中任一種的數(shù)量為聚合物總重的約5至約25％。
15.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的第一結晶相和所述的第二結晶相的相對重量比為約1∶2至約7∶1。
16.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的第一結晶相和所述的第二結晶相的相對重量比為約2∶3至約3∶1。
17.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的多相共聚物為乙烯-丙烯為基礎的共聚物，含有聚丙烯均聚物的結晶相和聚乙烯均聚物的結晶相。
18.根據(jù)權利要求17的電信電纜，其中乙烯-丙烯為基礎的共聚物還含有α烯烴共聚單體。
19.根據(jù)權利要求17的電信電纜，其中乙烯-丙烯為基礎的共聚物還含有二烯烴共聚單體。
20.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的聚合物組合物還含有所述的第一或第二烯烴單體的均聚物，所述的均聚物含有所述的各自第一或第二單體均聚得到的序列的結晶相。
21.根據(jù)權利要求20的電信電纜，其中所述的均聚物中的結晶相數(shù)量為均聚物總重的約20至約50％。
22.根據(jù)權利要求20的電信電纜，其中所述均聚物和所述多相共聚物之間的重量比為約1∶2至約1∶1。
23.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中所述的聚合物組合物還含有分散在其中的無機填充劑。
24.根據(jù)權利要求23的電信電纜，其中無機填充劑的數(shù)量為聚合物組合物總重的約40至約90％。
25.根據(jù)權利要求23的電信電纜，其中無機填充劑的數(shù)量為約50至約85％。
26.根據(jù)權利要求23的電信電纜，其中無機填充劑的數(shù)量為約60至約80％。
27.根據(jù)權利要求1的電信電纜，其中制成所述護管的聚合物組合物的斷裂伸長率為500％或更低。
28.根據(jù)權利要求1-27中任一項的電信電纜，其中所述的管狀元件封裝在外聚合物護管中。
29.根據(jù)權利要求28的電信電纜，其中所述的管狀元件為其中封裝至少一根光纖維的光學子單元。
30.根據(jù)權利要求28的電信電纜，其中所述的管狀元件為其中封裝至少一個光學子單元的光學單元。
31.根據(jù)權利要求1-23中任一項的電信電纜，其中所述的管狀元件為封裝至少一根光纖維的緩沖管。
32.根據(jù)權利要求31的電信電纜，其中所述的緩沖管由厚度約0.05至約0.5毫米的圓周壁確定。
全文摘要
電信電纜包含一個管狀元件，特別是封裝至少一個傳輸元件的緩沖管，所述的組件包含易于撕裂所述元件的聚合物組合物，以便檢修封裝在其中的傳輸元件。所述的管狀元件由含有多相烯烴共聚物的聚合物組合物制成，所述的多相烯烴共聚物含有至少一種含至少兩種不同烯烴單體共聚得到的序列的無定形相、至少一種含第一烯烴單體均聚得到的序列的第一結晶相以及至少一種含第二烯烴單體均聚得到的序列的第二結晶相。優(yōu)選的是，多相共聚物為乙烯－丙烯共聚物。優(yōu)選的是，聚合物組合物還含有無機填充劑。所述聚合物組合物的應用使管狀元件易于進行撕裂操作。
文檔編號G02B6/44GK1558929SQ01823829
公開日2004年12月29日 申請日期2001年11月28日 優(yōu)先權日2001年11月28日
發(fā)明者L·卡斯特拉尼, G·布蘭迪, M·帕萬, L 卡斯特拉尼, 嫉 申請人:皮雷利＆C·有限公司, 皮雷利＆C 有限公司