CN107141650A - 一种抗老化光伏电缆及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光伏材料加工技术领域，提供了一种抗老化光伏电缆及制备方法，所述抗老化光伏电缆包括如下组分：聚氯乙烯18‑33份、氯酯化顺丁橡胶10‑30份、交联剂1‑7份、改性叶蜡石2‑8份、阻燃剂27‑41份、抗老化剂3‑9份、马来酸酐接枝相容剂5‑9份、Ca/Zn复合稳定剂2‑6份、硬脂酸镁1‑4份、亚磷酸三辛酯0.1‑0.2份。原料经过混合、密炼、造粒制得。本发明制备的抗老化光伏电缆抗老化，耐高温、阻燃性强。本发明生产工艺简单，生产成本低，制备的光伏电缆抗老化，耐高温、阻燃性强。

Description

一种抗老化光伏电缆及制备方法
技术领域
本发明属于光伏材料加工技术领域，具体地，涉及一种抗老化光伏电缆及制备方法。
背景技术
太阳能技术成为未来的绿色能源技术之一，太阳能或光伏（PV）在中国应用日渐广泛，尤其近几年随着太阳能电池原料多晶硅生产成本的大幅降低，太阳能电池生产技术的日臻完善。
光伏电缆时常暴露在阳光之下，太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用，如高温和紫外线辐射。在欧洲，晴天时将导致太阳能系统的现场温度高达100℃。如果电缆材料达不到要求，将导致电缆易碎，甚至会分解电缆护层，所有这些情况都会直接增加电缆系统损失，同时发生电缆短路的风险也会增大，从中长期看，发生火灾或人员伤害的可能性也更高，所以用于太阳能系统的光伏电缆就必须采用高性能材料。
目前，可采用的各种材料有PVC、橡胶、TPE和高质量交叉链接材料，这些材料在长期热老化作用下和环境作用下，分子间化学键会发生断裂，产生活性自由基或活性离子，并会进一步发生以下化学反应：活性自由基或活性离子引发大分子链的交联反应，活性自由基或活性离子引发大分子链的降解反应、氧化反应、异构化反应，其它如产生气体产物等，最终的结果是聚合物材料的分子量愈来愈小，甚至失去聚合物的性质，使电缆绝缘材料的各项性能都大幅度下降，光伏电缆寿命降低，因此急需研发一种，抗老化，耐高温、阻燃性强的光伏电缆。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的一方面是提供一种抗老化光伏电缆，一方面还提供一种制备该抗老化光伏电缆的方法。
本发明制备的抗老化光伏电缆抗老化，耐高温、阻燃性强。
本发明生产工艺简单，生产成本低，制备的光伏电缆抗老化，耐高温、阻燃性强。
根据本发明一方面提供的一种抗老化光伏电缆，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯18-33份、氯酯化顺丁橡胶10-30份、交联剂1-7份、改性叶蜡石2-8份、阻燃剂27-41份、抗老化剂3-9份、马来酸酐接枝相容剂5-9份、Ca/Zn复合稳定剂2-6份、硬脂酸镁1-4份、亚磷酸三辛酯0.1-0.2份。
优选地，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯19-33份、氯酯化顺丁橡胶10-20份、交联剂1-6份、改性叶蜡石2-5份、阻燃剂27-31份、抗老化剂3-6份、马来酸酐接枝相容剂5-8份、Ca/Zn复合稳定剂2-5份、硬脂酸镁1-3份、亚磷酸三辛酯0.1-0.2份。
优选地，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯23份、氯酯化顺丁橡胶15份、交联剂5份、改性叶蜡石3份、阻燃剂29份、抗老化剂5份、马来酸酐接枝相容剂7份、Ca/Zn复合稳定剂4份、硬脂酸镁2份、亚磷酸三辛酯0.1份。
优选地，所述氯酯化顺丁橡胶氯含量为5-8%。
优选地，所述改性叶蜡石的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或两种混合物。
优选地，所述改性叶蜡石包括如下重量份数的原料：叶腊石 90-100份、凝灰岩15-24份、球土12-16份、废弃动植物油脂3-5、八乙酸蔗糖酯7-11、醋酸丁酸纤维素6-10、聚羟基丁酸酯40-50、氯醚树脂25-30、聚乙烯醇缩丁醛17-22、乙酰柠檬酸三丁酯10-13。
优选地，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
一项所述的抗老化光伏电缆的制备方法，所述抗老化光伏电缆的制备方法包括如下步骤：
步骤（1）：将改性叶蜡石、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸镁按照比例混合，在高速混合机中以1800r/min的转速高速混合10-15min，混合完成后出料放置；
步骤（2）：与聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶、交联剂、阻燃剂、抗老化剂、马来酸酐接枝相容剂、亚磷酸三辛酯按配比使用密炼机共混10-15分钟出料；
步骤（3）：出料趁热用双螺杆挤出造粒机挤出造粒，造粒过程中双螺杆的四个温度段为：加料段115-120℃，输送段128-135℃，熔融段137-145℃，机头145-150℃，真空转鼓温度为45℃，得到母料；
步骤（4）：母料再与交联剂按比例用水加热真空转鼓混合1.2h，即可。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明本发明采用了聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶主要基础树脂，并且精心筛选了交联剂、稳定剂作为组分制备的光伏电缆抗老化，耐高温、阻燃性强，130℃使用寿命达30年以上；
（2）本发明的抗老化光伏电缆由于其组分分配合理，制作得到的抗老化光伏电缆抗老化效果好，且耐高温、阻燃性强；
（3）本发明在常温、常压条件下交联，生产工艺简单，所需的设备较少，降低了生产成本；
（4）本发明配方中加入叶蜡石，叶蜡石主要用作耐火材料，作为掺合剂，使橡胶表面光滑，增加耐磨性和强度。用于电缆能防止沥青粘连。叶腊石通过一定的改性处理，机械强度和耐火性显著提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明的目的一方面是提供一种抗老化光伏电缆，一方面还提供一种制备该抗老化光伏电缆的方法。
本发明制备的抗老化光伏电缆抗老化，耐高温、阻燃性强。
本发明生产工艺简单，生产成本低，制备的光伏电缆抗老化，耐高温、阻燃性强。
根据本发明一方面提供的一种抗老化光伏电缆，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯18-33份、氯酯化顺丁橡胶10-30份、交联剂1-7份、改性叶蜡石2-8份、阻燃剂27-41份、抗老化剂3-9份、马来酸酐接枝相容剂5-9份、Ca/Zn复合稳定剂2-6份、硬脂酸镁1-4份、亚磷酸三辛酯0.1-0.2份。
优选地，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯19-33份、氯酯化顺丁橡胶10-20份、交联剂1-6份、改性叶蜡石2-5份、阻燃剂27-31份、抗老化剂3-6份、马来酸酐接枝相容剂5-8份、Ca/Zn复合稳定剂2-5份、硬脂酸镁1-3份、亚磷酸三辛酯0.1-0.2份。
优选地，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯23份、氯酯化顺丁橡胶15份、交联剂5份、改性叶蜡石3份、阻燃剂29份、抗老化剂5份、马来酸酐接枝相容剂7份、Ca/Zn复合稳定剂4份、硬脂酸镁2份、亚磷酸三辛酯0.1份。
优选地，所述氯酯化顺丁橡胶氯含量为5-8%。
优选地，所述改性叶蜡石的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或两种混合物。
优选地，所述改性叶蜡石包括如下重量份数的原料：叶腊石 90-100份、凝灰岩15-24份、球土12-16份、废弃动植物油脂3-5、八乙酸蔗糖酯7-11、醋酸丁酸纤维素6-10、聚羟基丁酸酯40-50、氯醚树脂25-30、聚乙烯醇缩丁醛17-22、乙酰柠檬酸三丁酯10-13。
优选地，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
一项所述的抗老化光伏电缆的制备方法，所述抗老化光伏电缆的制备方法包括如下步骤：
步骤（1）：将改性叶蜡石、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸镁按照比例混合，在高速混合机中以1800r/min的转速高速混合10-15min，混合完成后出料放置；
步骤（2）：与聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶、交联剂、阻燃剂、抗老化剂、马来酸酐接枝相容剂、亚磷酸三辛酯按配比使用密炼机共混10-15分钟出料；
步骤（3）：出料趁热用双螺杆挤出造粒机挤出造粒，造粒过程中双螺杆的四个温度段为：加料段115-120℃，输送段128-135℃，熔融段137-145℃，机头145-150℃，真空转鼓温度为45℃，得到母料；
步骤（4）：母料再与交联剂按比例用水加热真空转鼓混合1.2h，即可。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明采用了聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶主要基础树脂，并且精心筛选了交联剂、稳定剂作为组分制备的光伏电缆抗老化，耐高温、阻燃性强，130℃使用寿命达30年以上；
（2）本发明的抗老化光伏电缆由于其组分分配合理，制作得到的抗老化光伏电缆抗老化效果好，且耐高温、阻燃性强；
（3）本发明在常温、常压条件下交联，生产工艺简单，所需的设备较少，降低了生产成本；
（4）本发明配方中加入叶蜡石，叶蜡石主要用作耐火材料，作为掺合剂，使橡胶表面光滑，增加耐磨性和强度。用于电缆能防止沥青粘连。叶腊石通过一定的改性处理，机械强度和耐火性显著提高。
实施例1
本实施例一方面提供的一种抗老化光伏电缆，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯33份、氯酯化顺丁橡胶10份、交联剂7份、改性叶蜡石2份、阻燃剂41份、抗老化剂3份、马来酸酐接枝相容剂9份、Ca/Zn复合稳定剂2份、硬脂酸镁4份、亚磷酸三辛酯0.1份。
所述氯酯化顺丁橡胶氯含量为8%。
所述改性叶蜡石的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或两种混合物。
所述改性叶蜡石包括如下重量份数的原料：叶腊石100份、凝灰岩15份、球土16份、废弃动植物油脂3、八乙酸蔗糖酯11、醋酸丁酸纤维素6、聚羟基丁酸酯50、氯醚树脂25、聚乙烯醇缩丁醛22、乙酰柠檬酸三丁酯10。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
一项所述的抗老化光伏电缆的制备方法，所述抗老化光伏电缆的制备方法包括如下步骤：
步骤（1）：将改性叶蜡石、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸镁按照比例混合，在高速混合机中以1800r/min的转速高速混合15min，混合完成后出料放置；
步骤（2）：与聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶、交联剂、阻燃剂、抗老化剂、马来酸酐接枝相容剂、亚磷酸三辛酯按配比使用密炼机共混10分钟出料；
步骤（3）：出料趁热用双螺杆挤出造粒机挤出造粒，造粒过程中双螺杆的四个温度段为：加料段120℃，输送段128℃，熔融段145℃，机头145℃，真空转鼓温度为45℃，得到母料；
步骤（4）：母料再与交联剂按比例用水加热真空转鼓混合1.2h，即可。
实施例2
本实施例一方面提供的一种抗老化光伏电缆，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯18份、氯酯化顺丁橡胶30份、交联剂1份、改性叶蜡石8份、阻燃剂27份、抗老化剂9份、马来酸酐接枝相容剂5份、Ca/Zn复合稳定剂6份、硬脂酸镁1份、亚磷酸三辛酯0.2份。
所述氯酯化顺丁橡胶氯含量为5%。
所述改性叶蜡石的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或两种混合物。
所述改性叶蜡石包括如下重量份数的原料：叶腊石 90份、凝灰岩24份、球土12份、废弃动植物油脂5、八乙酸蔗糖酯7、醋酸丁酸纤维素10、聚羟基丁酸酯40、氯醚树脂30、聚乙烯醇缩丁醛17、乙酰柠檬酸三丁酯13。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
一项所述的抗老化光伏电缆的制备方法，所述抗老化光伏电缆的制备方法包括如下步骤：
步骤（1）：将改性叶蜡石、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸镁按照比例混合，在高速混合机中以1800r/min的转速高速混合12min，混合完成后出料放置；
步骤（2）：与聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶、交联剂、阻燃剂、抗老化剂、马来酸酐接枝相容剂、亚磷酸三辛酯按配比使用密炼机共混13分钟出料；
步骤（3）：出料趁热用双螺杆挤出造粒机挤出造粒，造粒过程中双螺杆的四个温度段为：加料段115℃，输送段135℃，熔融段137℃，机头150℃，真空转鼓温度为45℃，得到母料；
步骤（4）：母料再与交联剂按比例用水加热真空转鼓混合1.2h，即可。
实施例3
本实施例一方面提供的一种抗老化光伏电缆，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯33份、氯酯化顺丁橡胶10份、交联剂6份、改性叶蜡石2份、阻燃剂31份、抗老化剂3份、马来酸酐接枝相容剂8份、Ca/Zn复合稳定剂2份、硬脂酸镁3份、亚磷酸三辛酯0.1份。
所述氯酯化顺丁橡胶氯含量为6%。
所述改性叶蜡石的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或两种混合物。
所述改性叶蜡石包括如下重量份数的原料：叶腊石 95份、凝灰岩18份、球土14份、废弃动植物油脂4、八乙酸蔗糖酯8、醋酸丁酸纤维素8、聚羟基丁酸酯45氯醚树脂29、聚乙烯醇缩丁醛19、乙酰柠檬酸三丁酯12。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
一项所述的抗老化光伏电缆的制备方法，所述抗老化光伏电缆的制备方法包括如下步骤：
步骤（1）：将改性叶蜡石、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸镁按照比例混合，在高速混合机中以1800r/min的转速高速混合13min，混合完成后出料放置；
步骤（2）：与聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶、交联剂、阻燃剂、抗老化剂、马来酸酐接枝相容剂、亚磷酸三辛酯按配比使用密炼机共混12分钟出料；
步骤（3）：出料趁热用双螺杆挤出造粒机挤出造粒，造粒过程中双螺杆的四个温度段为：加料段115-120℃，输送段128-135℃，熔融段137-145℃，机头145-150℃，真空转鼓温度为45℃，得到母料；
步骤（4）：母料再与交联剂按比例用水加热真空转鼓混合1.2h，即可。
实施例4
本实施例一方面提供的一种抗老化光伏电缆，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯19份、氯酯化顺丁橡胶20份、交联剂1份、改性叶蜡石5份、阻燃剂27份、抗老化剂6份、马来酸酐接枝相容剂5份、Ca/Zn复合稳定剂5份、硬脂酸镁1份、亚磷酸三辛酯0.2份。
所述氯酯化顺丁橡胶氯含量为7%。
所述改性叶蜡石的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或两种混合物。
所述改性叶蜡石包括如下重量份数的原料：叶腊石98份、凝灰岩19份、球土15份、废弃动植物油脂4、八乙酸蔗糖酯9、醋酸丁酸纤维素8、聚羟基丁酸酯48氯醚树脂27、聚乙烯醇缩丁醛19、乙酰柠檬酸三丁酯11。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
一项所述的抗老化光伏电缆的制备方法，所述抗老化光伏电缆的制备方法包括如下步骤：
步骤（1）：将改性叶蜡石、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸镁按照比例混合，在高速混合机中以1800r/min的转速高速混合10min，混合完成后出料放置；
步骤（2）：与聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶、交联剂、阻燃剂、抗老化剂、马来酸酐接枝相容剂、亚磷酸三辛酯按配比使用密炼机共混12分钟出料；
步骤（3）：出料趁热用双螺杆挤出造粒机挤出造粒，造粒过程中双螺杆的四个温度段为：加料段115-120℃，输送段128-135℃，熔融段137-145℃，机头145-150℃，真空转鼓温度为45℃，得到母料；
步骤（4）：母料再与交联剂按比例用水加热真空转鼓混合1.2h，即可。
实施例5
本实施例一方面提供的一种抗老化光伏电缆，所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯23份、氯酯化顺丁橡胶15份、交联剂5份、改性叶蜡石3份、阻燃剂29份、抗老化剂5份、马来酸酐接枝相容剂7份、Ca/Zn复合稳定剂4份、硬脂酸镁2份、亚磷酸三辛酯0.1份。
所述氯酯化顺丁橡胶氯含量为5-8%。
所述改性叶蜡石的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或两种混合物。
所述改性叶蜡石包括如下重量份数的原料：叶腊石100份、凝灰岩24份、球土16份、废弃动植物油脂3、八乙酸蔗糖酯11、醋酸丁酸纤维素6、聚羟基丁酸酯40、氯醚树脂25、聚乙烯醇缩丁醛17、乙酰柠檬酸三丁酯13。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
一项所述的抗老化光伏电缆的制备方法，所述抗老化光伏电缆的制备方法包括如下步骤：
步骤（1）：将改性叶蜡石、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸镁按照比例混合，在高速混合机中以1800r/min的转速高速混合14min，混合完成后出料放置；
步骤（2）：与聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶、交联剂、阻燃剂、抗老化剂、马来酸酐接枝相容剂、亚磷酸三辛酯按配比使用密炼机共混14分钟出料；
步骤（3）：出料趁热用双螺杆挤出造粒机挤出造粒，造粒过程中双螺杆的四个温度段为：加料段115-120℃，输送段128-135℃，熔融段137-145℃，机头145-150℃，真空转鼓温度为45℃，得到母料；
步骤（4）：母料再与交联剂按比例用水加热真空转鼓混合1.2h，即可。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种抗老化光伏电缆，其特征在于：所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯18-33份、氯酯化顺丁橡胶10-30份、交联剂1-7份、改性叶蜡石2-8份、阻燃剂27-41份、抗老化剂3-9份、马来酸酐接枝相容剂5-9份、Ca/Zn复合稳定剂2-6份、硬脂酸镁1-4份、亚磷酸三辛酯0.1-0.2份。
2.根据权利要求1所述的抗老化光伏电缆，其特征在于：所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯19-33份、氯酯化顺丁橡胶10-20份、交联剂1-6份、改性叶蜡石2-5份、阻燃剂27-31份、抗老化剂3-6份、马来酸酐接枝相容剂5-8份、Ca/Zn复合稳定剂2-5份、硬脂酸镁1-3份、亚磷酸三辛酯0.1-0.2份。
3.根据权利要求1所述的抗老化光伏电缆，其特征在于：所述抗老化光伏电缆包括如下重量份数的组分：聚氯乙烯23份、氯酯化顺丁橡胶15份、交联剂5份、改性叶蜡石3份、阻燃剂29份、抗老化剂5份、马来酸酐接枝相容剂7份、Ca/Zn复合稳定剂4份、硬脂酸镁2份、亚磷酸三辛酯0.1份。
4.根据权利要求1所述的抗老化光伏电缆，其特征在于：所述氯酯化顺丁橡胶氯含量为5-8%。
5.根据权利要求1所述的抗老化光伏电缆，其特征在于：所述改性叶蜡石的偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或两种混合物。
6.根据权利要求5所述的抗老化光伏电缆，其特征在于：所述改性叶蜡石包括如下重量份数的原料：叶腊石 90-100份、凝灰岩15-24份、球土12-16份、废弃动植物油脂3-5、八乙酸蔗糖酯7-11、醋酸丁酸纤维素6-10、聚羟基丁酸酯40-50、氯醚树脂25-30、聚乙烯醇缩丁醛17-22、乙酰柠檬酸三丁酯10-13。
7.根据权利要求1所述的抗老化光伏电缆，其特征在于：所述交联剂为过氧化二异丙苯。
8.如权利要求1-7任一项所述的抗老化光伏电缆的制备方法，其特征在于：所述抗老化光伏电缆的制备方法包括如下步骤：
步骤（1）：将改性叶蜡石、Ca/Zn复合稳定剂、硬脂酸镁按照比例混合，在高速混合机中以1800r/min的转速高速混合10-15min，混合完成后出料放置；
步骤（2）：与聚氯乙烯、氯酯化顺丁橡胶、交联剂、阻燃剂、抗老化剂、马来酸酐接枝相容剂、亚磷酸三辛酯按配比使用密炼机共混10-15分钟出料；
步骤（3）：出料趁热用双螺杆挤出造粒机挤出造粒，造粒过程中双螺杆的四个温度段为：加料段115-120℃，输送段128-135℃，熔融段137-145℃，机头145-150℃，真空转鼓温度为45℃，得到母料；
步骤（4）：母料再与交联剂按比例用水加热真空转鼓混合1.2h，即可。
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