CN101838424A - 耐扭曲风力发电电缆护套材料及电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐扭曲风力发电电缆护套材料及电缆，护套材料包含下述重量比组分：氯化聚乙烯100份，非结晶性共聚物10～30份，耐寒增塑剂10～20份，补强填充剂40～80份，纳米级无机活性剂5～15份，交联剂2.5～5份，助交联剂2～5份，抗氧防老剂1～2.5份，无机阻燃剂10～30份。所述非结晶性共聚物是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和氯化聚乙烯弹性体的混合物；所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁；本发明电缆具有耐低温(-60℃)抗扭曲性能，具有良好的柔软性；加入纳米级无机活性材料提高了其它材料的分散均匀性，改善分子结构，抗紫外线性能使电缆柔软性更好，具有抗扭、耐严寒、耐油、耐腐蚀等特性。

Description

耐扭曲风力发电电缆护套材料及电缆

技术领域

本发明涉及一种电缆护套材料，特别涉及一种耐扭曲风力发电电缆护套材料；本发明还涉及上述材料制作的电缆。

背景技术

风力发电用电缆工作在特殊的环境，对其低温弯曲性能、扭转性能、抗开裂性能、耐腐蚀性能等性能有较高的要求，耐高低温、耐扭曲等高性能的风能电缆是势在必行。现有风力电缆的结构主要采用多股复交，导体表面有镀锡层该层外设有复合无纺布隔离层，隔离层表面的绝缘材料为橡胶复合物，外挤橡胶复合物护套。如：一般采用低温(-40℃或-45℃硅胶绝缘)橡胶的风能电缆虽然符合挠性可扭转风能电缆的性能要求，但电缆的抗撕裂性较差、有效使用寿命较短并且低温安装时受到环境限制，因而电缆的扭曲性能仍然不能满足风力发电用扭曲性能比较苛刻的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好的抗扭、耐严寒、耐紫外线、耐腐蚀等特性的耐扭曲风力发电电缆护套材料以及利用上述材料制造的电缆。

为解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种耐扭曲风力发电电缆护套材料，其包含下述重量比组分：

氯化聚乙烯                100份

非结晶性共聚物            10～30份

耐寒增塑剂                10～20份

补强填充剂                40～80份

纳米级无机活性剂          5～15份

交联剂                    2.5～5份

助交联剂                  2～5份

抗氧防老剂                1～2.5份

无机阻燃剂                10～30份

所述非结晶性共聚物是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和氯化聚乙烯弹性体的混合物；所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。

绝缘材料中加入纳米级无机活性材料：氧化锌和氧化镁，使电缆具有良好的抗紫外线性能和耐臭氧的功能；两种超细无机材料的加入，提高了其他材料的分散均匀性，改善分子结构，使电缆柔软性好。上述两种材料的选择和应用，不仅提升了电缆的电性能和安全性能，而且属于环保型材料，对电缆本身和周围环境无任何影响。非结晶性的聚烯烃热塑性弹性体的加入，它具备以下之物性：良好的柔韧性和可塑性，优越的低温性能产品具备很好的性价比且大大提高了抗撕裂性能。

护套材料采用非结晶性共聚物与氯化聚乙烯弹性体材料结合的复合材料，使电缆具有抗扭、耐严寒、耐油、耐腐蚀等特性。

一种耐扭曲风力发电电缆，包括导体外包覆的护套，所述护套包含下述重量比组分：

氯化聚乙烯                100份

非结晶性共聚物            10～30份

耐寒增塑剂                10～20份

补强填充剂                40～80份

纳米级无机活性剂          5～15份

交联剂                    2.5～5份

助交联剂                  2～5份

抗氧防老剂                1～2.5份

无机阻燃剂                10～30份

所述非结晶性共聚物是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和氯化聚乙烯弹性体的混合物；所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。

为保证电缆的耐低温(-60℃)抗扭曲性能，对电缆橡胶绝缘层的材料进行了改进：A.绝缘材料以乙丙橡胶为主，加入低温型增塑剂，使电缆在-60℃的低温环境下扭转不开裂，又保证电缆的柔软性，其电性能变化也很小，并且具有优良的低温性能；加入过氧化物配合剂，使电缆具有耐腐蚀性；B.绝缘层的材料中加入纳米级无机活性材料(氧化锌和氧化镁)，使电缆具有良好的抗紫外线性能和耐臭氧的功能；两种超细无机材料的加入，提高了其他材料的分散均匀性，改善分子结构，使电缆柔软性好。以上两种材料的选择和应用，不仅提升了电缆的电性能和安全性能，而且属于环保型材料，对电缆本身和周围环境无任何影响；C.护套材料采用二元乙丙胶与氯化聚乙烯弹性体材料结合的复合材料，使电缆具有抗扭、耐寒、耐油、耐腐蚀等特性。

本发明与现有技术相比，在低温弯曲性能、扭转性能、抗开裂性能、耐腐蚀性能等方面都有明显的优点，并且符合环保要求。本发明的电缆具有耐低温(-60℃)抗扭曲性能，具有良好的柔软性；加入纳米级无机活性材料提高了其它材料的分散均匀性，改善分子结构，抗紫外线性能使电缆柔软性更好，可满足电缆在-60℃的低温环境下，能经受正、反各四转为一次、扭转角度为360°，次数不少于5000次的抗扭转后护套表面不产生裂纹，适用于风力发电用耐扭曲电缆、拖链电缆、控制电缆。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

附图为本发明电缆的结构示意图。

具体实施方式

本发明的耐扭曲风力发电电缆护套材料，采用一般的加工工艺方法，为了进一步改善其加工工艺和一些相关性能，选用氯化聚乙烯与非结晶性共聚物并用加入阻燃剂、填充剂、增塑剂等进行共混其共混设备宜采用密闭式密炼机，当温度达到110℃～115℃时加入过氧化物硫化剂，约30S～40S后即可下料。胶料下片后通过冷却，折叠下片。直接采用冷喂料挤出，挤出成型的工艺条件为D150mm挤出机，螺杆长径比为17∶1，模口温度125～135℃，机头温度85～100℃，机头压力3.0～4.0MPa，机身温度70～80℃，螺杆温度35～45℃，胶料融体温度90～95℃，挤出机各部位及螺杆均用模温机调节温度，蒸汽压力1.2～1.7MPa，硫化管有效长度120m，冷却水段32m，线材挤出速度以电缆的外径而定。

下表为本发明的胶料和成品电缆线材的部分性能

实施例1

耐扭曲风力发电电缆护套材料，其包含下述重量比组分：

氯化聚乙烯                    100份

非结晶性共聚物                10份

耐寒增塑剂                    20份

补强填充剂                    70份

纳米级无机活性剂              10份

交联剂                        4.5份

助交联剂                      3份

抗氧防老剂                    1份

无机阻燃剂                    15份

实施例2

耐扭曲风力发电电缆护套材料，其包含下述重量比组分：

氯化聚乙烯                    100份

非结晶性共聚物                30份

耐寒增塑剂                    15份

补强填充剂                    40份

纳米级无机活性剂              5份

交联剂                        2.5份

助交联剂                      2份

抗氧防老剂                    2份

无机阻燃剂                    10份

实施例3

耐扭曲风力发电电缆护套材料，其包含下述重量比组分：

氯化聚乙烯                    100份

非结晶性共聚物                20份

耐寒增塑剂                    10份

补强填充剂                    60份

纳米级无机活性剂              15份

交联剂                        5份

助交联剂                      5份

抗氧防老剂                    2.5份

无机阻燃剂                    20份

实施例4

耐扭曲风力发电电缆护套材料，其包含下述重量比组分：

氯化聚乙烯                    100份

非结晶性共聚物                25份

耐寒增塑剂                18份

补强填充剂                80份

纳米级无机活性剂          10份

交联剂                    3份

助交联剂                  4份

抗氧防老剂                1.5份

无机阻燃剂                30份

上述实施例1、2、3、4中，所述非结晶性共聚物是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和氯化聚乙烯弹性体的混合物；所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。

一种耐扭曲风力发电电缆，如附图所示，包括单线1、股线2、包带3、绝缘层4、护套5。

绝缘线芯分别由导体单线1、导体股线2、包带3和绝缘层4组成，导体采用更柔软的(第六类导体)多股软圆铜绞线并用同向绞合技术，这种结构除能保证电缆的弯曲性能和柔软性外，还可以减少多股绞线的绞合直径，使得多股软圆铜绞线更紧密，从而可以降低整个电缆的成本。

电缆的绝缘层4和护套5采用双层共挤技术，提高绝缘4和护套5之间的结合性，可以增强电缆的抗扭转性能和生产效率。

导体外包覆有护套5，所述护套5包含实施例1、2、3、4中重量比组分。

上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种耐扭曲风力发电电缆护套材料，其特征在于包含下述重量比组分：

氯化聚乙烯        100份

非结晶性共聚物    10～30份

耐寒增塑剂        10～20份

补强填充剂        40～80份

纳米级无机活性剂  5～15份

交联剂            2.5～5份

助交联剂          2～5份

抗氧防老剂        1～2.5份

无机阻燃剂        10～30份

所述非结晶性共聚物是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和氯化聚乙烯弹性体的混合物；所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。

2.一种耐扭曲风力发电电缆，包括导体外包覆的护套，其特征在于：所述护套包含下述重量比组分：

氯化聚乙烯        100份

非结晶性共聚物    10～30份

耐寒增塑剂        10～20份

补强填充剂        40～80份

纳米级无机活性剂  5～15份

交联剂            2.5～5份

助交联剂          2～5份

抗氧防老剂        1～2.5份

无机阻燃剂        10～30份

所述非结晶性共聚物是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和氯化聚乙烯弹性体的混合物；所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。