CN110483881A - 一种纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，由以下重量份数的各组分组成：15～35份再生低烟无卤电缆料粒子，25～30份乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物，5～10份高密度聚乙烯，25～30份改性阻燃剂，1～8份协效阻燃剂，1.5～2份润滑剂，0.5～3份抗氧剂，0.8～1.3份光稳定剂，1～3份交联剂，0.5～1份两亲性聚合物表面活性剂，0.5～1.5份纳米金属氧化物。本发明的电缆料，不仅可以满足目前人们对电线电缆防火性能要求，而且可以使废旧电缆皮回收再利用，减少废旧电缆皮对环境的污染。同时，具有非常好的机械性能、耐热老化以及散热性能，强度≥15MPa，伸长率≥200％，比重在1.40‑1.55，氧指数≥40％，伸长老化变化率≥‑17％。

Description

一种纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用 电缆料及其制备方法

技术领域

本发明属于废旧低烟无卤电缆料回收再利用领域，具体涉及一种纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料及其制备方法。

背景技术

现有的辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，虽然克服了传统卤系阻燃剂阻燃聚烯烃材料对环境和对人体的危害，无毒绿色环保的特点。但是其拉伸强度、断裂伸长率等机械性能比较差，最为致命的是其耐热老化以及耐候性等更不能满足光伏电缆使用的环境，达不到规定的使用年限获寿命。

在中国专利申请CN106397997A中，公开了一种无卤热塑性弹性体电缆料，包含50-100重量份的橡胶、20-50重量份的聚烯烃、30-80重量份的阻燃剂和1-10重量份的硫化剂，其中所述阻燃剂包含纳米级水合金属氢氧化物。本发明还提供了制备上述无卤热塑性弹性体电缆料的方法。本发明的无卤热塑性弹性体电缆料在阻燃性能、力学性能和耐高温性能方面优良。

在中国专利申请CN108752763A中，公开了一种具有耐低温功能的EPDM电缆料，包括以下重量份的原料：改性EPDM 36-42份、聚砜树脂24-28份、改性纳米填料掺杂稻壳灰16-20份、过氧化物交联剂6-10份、交联助剂3-7份、钛酸酯偶联剂5-9份、芥酸酰胺硬脂酸锌3-6份、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯3-5份、稀土镧1-3份。本发明的目的是提供一种具有耐低温功能的EPDM电缆料，该EPDM电缆料相比现有技术得到进一步改善，具有较高的使用价值和良好的应用前景。

在上述两份专利中，均采用了纳米级水合金属氢氧化物或改性纳米填料掺杂稻壳灰，使得电缆料性能有了一定的改进，但其均为制备新的电缆料，在回收废旧电缆粒子中，还未见使用。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，不仅可以满足目前人们对电线电缆机械性能和耐热老化以及散热性能要求，而且可以使废旧电缆皮回收再利用，减少废旧电缆皮对环境的污染。本发明的另一目的是提供一种上述纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料的制备方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，由以下重量份数的各组分组成：15～35份再生低烟无卤电缆料粒子，25～30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5～10份高密度聚乙烯，25～30份改性阻燃剂，1～8份协效阻燃剂，1.5～2份润滑剂，0.5～3份抗氧剂，0.8～1.3份光稳定剂，1～3份交联剂，0.5～1份两亲性聚合物表面活性剂，0.5～1.5份纳米金属氧化物。

所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，由以下重量份数的各组分组成：20～25份再生低烟无卤电缆料粒子，28份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，8份高密度聚乙烯，28份改性阻燃剂，5份协效阻燃剂，1.8份润滑剂，2份抗氧剂，1.0份光稳定剂，2份交联剂，0.8份两亲性聚合物表面活性剂，1.0份纳米金属氧化物。

所述再生低烟无卤电缆料粒子为回收废旧低烟无卤电缆皮经过分拣，超声洗涤，粉碎，造粒，烘干工艺处理后的再生低烟无卤粒子。

所述改性阻燃剂为改性氢氧化镁，粒径≤1μm，氢氧化镁含量≥98％，水分≤0.2％。

所述改性氢氧化镁，由以下方法制得：称取聚乙烯粉和硅烷，稍加混合作为阻燃剂表面改性剂，将阻燃剂表面改性剂与纳米氢氧化镁加入高速混合机中，在40～45℃下高速搅拌20～25分钟进行表面活化处理；其中，聚乙烯粉为纳米氢氧化镁质量的4～6％，硅烷为纳米氢氧化镁质量的2～3％。

所述纳米金属氧化物为纳米氧化锌复配纳米氧化铝。

所述纳米氧化锌与纳米氧化铝的质量比为80：20。

所述协效阻燃剂为氢氧化镁复配氢氧化铝，润滑剂为硅酮母粒和PE蜡、抗氧剂为抗氧剂1010。

所述光稳定剂为紫外吸收剂UV。

一种制备所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料的方法，包括如下步骤：

1)再生低烟无卤电缆料粒子为回收废旧低烟无卤电缆皮经过分拣，超声洗涤，粉碎，造粒，烘干工艺处理后的再生低烟无卤粒子；

2)按配方称取各物料，放入高速混合机中低速搅拌4～6分钟；待物料混合均匀后，送入带有密炼系统的双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆各区温度介于120～150℃之间；

3)产品进行抽真空包装。

有益效果：与现有技术相比，本发明的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，不仅可以满足目前人们对电线电缆防火性能要求，而且可以使废旧电缆皮回收再利用，减少废旧电缆皮对环境的污染。同时，具有非常好的机械性能、耐热老化以及散热性能，强度≥15MPa，伸长率≥200％，比重在1.40-1.55，氧指数≥40％，伸长老化变化率≥-17％，导热系数不小于0.8W/(m·K)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，制备工艺为：按质量份数称各组分，将所称物质放入高速混合机中低速搅拌4～6分钟，放料，送入密炼机中密炼15分钟后，再送入带有锥形喂料装置的双螺杆机中造粒，最后抽真空包装，制得纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料。采用常规检测手段检测，产品配方和具体性能如表1所示。

表1典型产品配方及测定出的性能

以上实施例所使用的再生低烟无卤粒子，为回收废旧低烟无卤电缆皮经过分拣，超声洗涤，粉碎，造粒，烘干工艺处理获得。改性氢氧化镁，粒径≤1μm，氢氧化镁含量≥98％，水分≤0.2％，由以下方法制得：称取聚乙烯粉和硅烷，稍加混合作为阻燃剂表面改性剂，将阻燃剂表面改性剂与纳米氢氧化镁加入高速混合机中，在40～45℃下高速搅拌20～25分钟进行表面活化处理；其中，聚乙烯粉为纳米氢氧化镁质量的4～6％，硅烷为纳米氢氧化镁质量的2～3％。纳米金属氧化物为纳米氧化锌复配纳米氧化铝，质量比为80∶20。协效阻燃剂为氢氧化镁复配氢氧化铝，润滑剂为硅酮母粒和PE蜡、抗氧剂为。

Claims (10)

1.一种纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，其特征在于：由以下重量份数的各组分组成：15～35份再生低烟无卤电缆料粒子，25～30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5～10份高密度聚乙烯，25～30份改性阻燃剂，1～8份协效阻燃剂，1.5～2份润滑剂，0.5～3份抗氧剂，0.8～1.3份光稳定剂，1～3份交联剂，0.5～1份两亲性聚合物表面活性剂，0.5～1.5份纳米金属氧化物。

2.根据权利要求1所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，其特征在于：由以下重量份数的各组分组成：20～25份再生低烟无卤电缆料粒子，28份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，8份高密度聚乙烯，28份改性阻燃剂，5份协效阻燃剂，1.8份润滑剂，2份抗氧剂，1.0份光稳定剂，2份交联剂，0.8份两亲性聚合物表面活性剂，1.0份纳米金属氧化物。

3.根据权利要求1或2所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，其特征在于：所述再生低烟无卤电缆料粒子为回收废旧低烟无卤电缆皮经过分拣，超声洗涤，粉碎，造粒，烘干工艺处理后的再生低烟无卤粒子。

4.根据权利要求1或2所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，其特征在于：所述改性阻燃剂为改性氢氧化镁，粒径≤1μm，氢氧化镁含量≥98％，水分≤0.2％。

5.根据权利要求4所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，其特征在于：所述改性氢氧化镁，由以下方法制得：称取聚乙烯粉和硅烷，稍加混合作为阻燃剂表面改性剂，将阻燃剂表面改性剂与纳米氢氧化镁加入高速混合机中，在40～45℃下高速搅拌20～25分钟进行表面活化处理；其中，聚乙烯粉为纳米氢氧化镁质量的4～6％，硅烷为纳米氢氧化镁质量的2～3％。

6.根据权利要求1所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，其特征在于：所述纳米金属氧化物为纳米氧化锌复配纳米氧化铝。

7.根据权利要求1所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，其特征在于：所述纳米氧化锌与纳米氧化铝的质量比为80∶20。

8.根据权利要求1所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，其特征在于：所述协效阻燃剂为氢氧化镁复配氢氧化铝，润滑剂为硅酮母粒和PE蜡、抗氧剂为抗氧剂1010。

9.根据权利要求1所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料，其特征在于：所述光稳定剂为紫外吸收剂UV。

10.一种制备权利要求1-9任一项所述的纳米氧化物改性低烟无卤再生高性能绿色化光伏发电用电缆料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)再生低烟无卤电缆料粒子为回收废旧低烟无卤电缆皮经过分拣，超声洗涤，粉碎，造粒，烘干工艺处理后的再生低烟无卤粒子；

2)按配方称取各物料，放入高速混合机中低速搅拌4～6分钟；待物料混合均匀后，送入带有密炼系统的双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆各区温度介于120～150℃之间；

3)产品进行抽真空包装。