CN103122098A - 风力发电耐扭曲软电缆用eva弹性体护套料及其制备方法 - Google Patents

风力发电耐扭曲软电缆用eva弹性体护套料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料及其制备方法，其中各成分及其重量份为：EVA 60-70、CPE 30-40、乙炔炭黑20-25、改性纳米SiO2 10-15、滑石粉30-50、五氧化二锑5-10、聚三甲基二氢喹啉1-2、邻苯二甲酸二环己酯10-15、硬脂酸铅2-3、二盐基邻苯二甲酸铅3-5、乙烯基三乙氧基硅烷1-2、DCP 6-8。本发明生产出来的护套料不仅具有优良的物理机械性能，而且同时还具有良好的耐高低温性、耐油、耐溶剂、耐磨性、耐臭氧、耐老化、阻燃低烟、柔软耐扭等优点，经久耐用，环保无污染，完全能够满足风力发电软电缆的要求。

Description

风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆用护套料，具体涉及一种风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料及其制备方法。
背景技术
风力发电是可再生能源领域最为成熟、最具大规模开发和商业开发条件的发电方式之一，同时风能是一种清洁的、可再生的绿色能源，对于调整能源结构、减轻环境污染、实现可持续发展等有着重要的推动作用。随着我国新能源开发力度的不断加大，风能专用电缆的需求量不断增加，但是风力发电用的电缆附件却跟不上风力发电的要求。目前市场上使用的风力发电电缆使用效果不太理想，主要是风力发电电缆的护套材料选择的是聚乙烯或聚氨酯等具有塑料特性的高分子结晶性材料，导致风力发电电缆在户外使用时经自然界的低温环境开裂、紫外线老化变脆开裂以及酸碱腐蚀后护套的物理机械性能变差，造成电缆报废，给使用单位造成极大损失。所以，目前市面上使用的风力发电电缆用护套的耐气候性、物理机械性能以及柔软性和耐油性需有待改善。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐扭、耐寒、耐油、耐紫外线、柔软可移动的风力发电电缆用EVA弹性体护套料及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料，其中各成分及其重量份为：
EVA 60-70
CPE 30-40
乙炔炭黑20-25
改性纳米Si02 10-15
滑石粉 30-50
五氧化二锑5-10
聚三甲基二氢喹啉 1-2
邻苯二甲酸二环己酯10-15
硬脂酸铅2-3
二盐基邻苯二甲酸铅3-5
乙烯基三乙氧基硅烷1-2
DCP 6-8。
优选地，风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料，其中各成分及其重量份为：
    EVA 70
CPE 30
乙炔炭黑20    
改性纳米Si02 12
滑石粉 35
五氧化二锑8
聚三甲基二氢喹啉 1
邻苯二甲酸二环己酯15
硬脂酸铅2
二盐基邻苯二甲酸铅5
乙烯基三乙氧基硅烷1
DCP 7。
所述EVA的VA含量为60-70%；所述CPE的含氯量为35-38%。
所述的改性纳米Si02由以下方法制得：（1）按摩尔比1：2-3取三聚氰胺、甲醛加入到反应釜中，用10-15%碳酸氢钠溶液调节PH值至8.5-9.0，水浴加热至70-80℃，以2500-3000rpm的速度恒温搅拌25-30min，得透明溶液即三聚氰胺甲醛树脂预聚物溶液；（2）取10-15份纳米Si02 、40-50份蒸馏水、2-4份木质素磺酸钠，超声分散20-30min，再加入0.5-1份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和5-10份三聚氰胺甲醛树脂预聚物溶液，调PH至5.5-6.0，在50-60℃恒温水浴中搅拌2-3h，冷却，抽滤，水洗，在100-110℃下烘干1-2h，即得三聚氰胺甲醛树脂包覆改性的纳米Si02。
风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将滑石粉干燥后与乙烯基三乙氧基硅烷加入高速混合机中，在95-115℃下以500-800rpm的速度搅拌混合20-30min，然后将经硅烷偶联剂处理过滑石粉投入螺杆双挤出机中，再加入EVA，挤出机熔融段温度控制在160-190℃，在400-600r/min的转速下熔融共混10-20min，然后挤出造粒，即得EVA包覆滑石粉颗粒；
（2）将CPE烘干后与上述制得的EVA包覆滑石粉颗粒加入到混炼机上混炼10-20min，温度为110-120℃，得到混炼胶；
（3）将上述制得的混炼胶与邻苯二甲酸二环己酯、聚三甲基二氢喹啉投入密炼机中，混炼2-3min后加入乙炔炭黑、改性纳米Si02、五氧化二锑继续混炼4-5min，最后加入余下各种助剂混炼1-2min, 密炼机转速150-200r/min, 温度控制在85-105℃；
（4）将密炼后得到的混和料经双锥剪切输送入螺杆挤出机挤出加工，挤出时的机身温度为140±10℃，机头温度为110±10℃，挤出后在平板硫化机上进行硫化，在140-160℃下热压8-10min，常温冷压4-6min，硫化压力6-10MPa，出线速度为12-15m/min。
本发明的有益效果：
本发明通过对纳米Si02进行三聚氰胺甲醛树脂包覆改性，可有效改善纳米Si02在聚合物中的分散性及其与聚合物间的相容性，从而提高电缆护套料的耐高低温性、耐油性、阻燃性以及物理机械性能。本发明制得的EVA包覆滑石粉颗粒改善了EVA的气密性,延缓老化,阻碍热量进入橡胶内层,从而改善护套的耐热老化性能。本发明生产出来的护套料不仅具有优良的物理机械性能，而且同时还具有良好的耐高低温性、耐油、耐溶剂、耐磨性、耐臭氧、耐老化、阻燃低烟、柔软耐扭等优点，经久耐用，环保无污染，完全能够满足风力发电软电缆的要求。
具体实施方式
风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料，其中各成分及其重量份为：
    含醋酸酯70%的EVA 70份
    含氯36%的CPE 30份
    乙炔炭黑20份    
    改性纳米Si02 12份
滑石粉 35份 
五氧化二锑8份
聚三甲基二氢喹啉 1份
邻苯二甲酸二环己酯15份
硬脂酸铅2份
二盐基邻苯二甲酸铅5份
乙烯基三乙氧基硅烷1份
DCP 7份。
其中，所述的改性纳米Si02由以下方法制得：（1）按摩尔比1：2.5取三聚氰胺、甲醛加入到反应釜中，用10%碳酸氢钠溶液调节PH值至8.5，水浴加热至80℃，以3000rpm的速度恒温搅拌25min，得透明溶液即三聚氰胺甲醛树脂预聚物溶液；（2）取10份纳米Si02 、45份蒸馏水、3份木质素磺酸钠，超声分散30min，再加入0.8份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和6份三聚氰胺甲醛树脂预聚物溶液，调PH至6.0，在60℃恒温水浴中搅拌3h，冷却，抽滤，水洗，在105℃下烘干2h，即得三聚氰胺甲醛树脂包覆改性的纳米Si02。
风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将滑石粉干燥后与乙烯基三乙氧基硅烷加入高速混合机中，在110℃下以800rpm的速度搅拌混合20min，然后将经硅烷偶联剂处理过滑石粉投入螺杆双挤出机中，再加入EVA，挤出机熔融段温度控制在175℃，在600r/min的转速下熔融共混15min，然后挤出造粒，即得EVA包覆滑石粉颗粒；
（2）将CPE烘干后与上述制得的EVA包覆滑石粉颗粒加入到混炼机上混炼20min，温度为110℃，得到混炼胶；
（3）将上述制得的混炼胶与邻苯二甲酸二环己酯、聚三甲基二氢喹啉投入密炼机中，混炼2min后加入乙炔炭黑、改性纳米Si02、五氧化二锑继续混炼4min，最后加入余下各种助剂混炼2min, 密炼机转速150r/min, 温度控制在95℃；
    （4）将密炼后得到的混和料经双锥剪切输送入螺杆挤出机挤出加工，挤出时的机身温度为140℃，机头温度为105℃，挤出后在平板硫化机上进行硫化，在155℃下热压10min，常温冷压5min，硫化压力10MPa，出线速度为15m/min。
本发明生产出来的护套料的主要性能指标如下表：
序号 性能项目 单位 技术指标
1 抗张强度  N/mm2 ≥16.0
2 断裂伸长率 % ≥300
3 110℃×240h老化后抗张强度最大变化率 % -30
4 110℃×240h老化后断裂伸长率 % ≥300
5 110℃×240h老化后断裂伸长率最大变化率 % -30
6 浸油100℃×24h后张强度最大变化率 % -30
7 浸油100℃×24h后断裂伸长率最大变化率 % -30
8 90℃高温压力试验压痕深度 % ≤50
9 150℃×1h后抗开裂性能 - 无裂纹
10 -30℃×16h后低温拉伸伸长率 % ≥30
11 -25℃×16h后低温冲击试验 - 无裂纹

Claims (5)

1.风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料，其特征在于，其中各成分及其重量份为：
    EVA 60-70
    CPE 30-40
    乙炔炭黑20-25
    改性纳米Si02 10-15
    滑石粉 30-50
    五氧化二锑5-10
    防老剂聚三甲基二氢喹啉  1-2
    邻苯二甲酸二环己酯10-15
    硬脂酸铅2-3
    二盐基邻苯二甲酸铅3-5
    乙烯基三乙氧基硅烷1-2
DCP 6-8。
2.风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料，其特征在于，其中各成分及其重量份为：
    EVA 70
    CPE 30
乙炔炭黑20    
改性纳米Si02 12
    滑石粉 35
    五氧化二锑8
聚三甲基二氢喹啉  1
邻苯二甲酸二环己酯15
硬脂酸铅2
二盐基邻苯二甲酸铅5
    乙烯基三乙氧基硅烷1
DCP 7。
3.根据权利要求1所述的风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料，其特征在于，所述EVA的VA含量为60-70%；所述CPE的含氯量为35-38%。
4.根据权利要求1所述的风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料，其特征在于，所述的改性纳米Si02由以下方法制得：（1）按摩尔比1：2-3取三聚氰胺、甲醛加入到反应釜中，用10-15%碳酸氢钠溶液调节PH值至8.5-9.0，水浴加热至70-80℃，以2500-3000rpm的速度恒温搅拌25-30min，得透明溶液即三聚氰胺甲醛树脂预聚物溶液；（2）取10-15份纳米Si02 、40-50份蒸馏水、3-5份聚乙烯醇，搅拌20-30min，再加入0.5-1份乳化剂OP-10和5-10份三聚氰胺甲醛树脂预聚物溶液，调PH至5.5-6.0，在50-60℃恒温水浴中搅拌2-3h，再加入2-3份聚乙烯醇，搅拌3-4min，调PH至8.0-9.0，抽滤，水洗，在100-110℃下烘干1-2h，即得三聚氰胺甲醛树脂包覆改性的纳米Si02。
5.一种如权利要求1所述的风力发电耐扭曲软电缆用EVA弹性体护套料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将滑石粉干燥后与乙烯基三乙氧基硅烷加入高速混合机中，在95-115℃下以500-800rpm的速度搅拌混合20-30min，然后将经硅烷偶联剂处理过滑石粉投入螺杆双挤出机中，再加入EVA，挤出机熔融段温度控制在160-190℃，在400-600r/min的转速下熔融共混10-20min，然后挤出造粒，即得EVA包覆滑石粉颗粒；
（2）将CPE烘干后与上述制得的EVA包覆滑石粉颗粒加入到混炼机上混炼10-20min，温度为110-120℃，得到混炼胶；
（3）将上述制得的混炼胶与邻苯二甲酸二环己酯、聚三甲基二氢喹啉投入密炼机中，混炼2-3min后加入乙炔炭黑、改性纳米Si02、五氧化二锑继续混炼4-5min，最后加入余下各种助剂混炼1-2min, 密炼机转速150-200r/min, 温度控制在85-105℃；
（4）将密炼后得到的混和料经双锥剪切输送入螺杆挤出机挤出加工，挤出时的机身温度为140±10℃，机头温度为110±10℃，挤出后在平板硫化机上进行硫化，在140-160℃下热压8-10min，常温冷压4-6min，硫化压力6-10MPa，出线速度为12-15m/min。
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Denomination of invention: EVA elastomer sheath material for twist-resistant flexible cable of wind power generation and preparation method thereof

Effective date of registration: 20220906

Granted publication date: 20160120

Pledgee: Gaogou Branch of Anhui Wuwei Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: ANHUI HUAJIN CABLE GROUP Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980014537

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