CN110903534A - 一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料及其制备方法 - Google Patents

一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：聚烯烃35‑55份；相容剂3‑10份；无卤阻燃剂20‑40份；抗氧剂0.5‑3份；抗紫外线剂0.1‑1；交联促进剂0.5‑5份；抑烟剂1‑5份；润滑剂2‑6份；其中，所述聚烯烃为EVA、POE和LLDPE的混合物。以聚烯烃为基体，与无机阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、抗紫外线剂、抑烟剂等配合而成，材料经过12‑14Mrad辐照后，绝缘电阻、机械性能、耐老化性能、低温性能、烟密度透光率等方面性能优异。在满足EN50618的标准要求。

Description

一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料及其制备方法
技术领域
本发明属于电线电缆材料技术领域，具体涉及一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料及其制备方法。
背景技术
自从上世纪70年代全球发生石油危机以来，太阳能光伏发电技术在西方发达国家引起极大重视，各国政府从环境保护和能源可持续发展战略角度出发，纷纷制定政策，鼓励和支持太阳能光伏发电技术。
我国政府把发展新能源作为振兴经济的重要手段。太阳能技术势必成为未来的绿色能源技术之一，光伏发电的产业化和规模化也成为热门话题。光伏系统中光伏电缆作为重要电工部件，工作环境常常很恶劣，比如高低温、紫外线照射、臭氧等等。综合以上因素，要求电缆材料具有耐高低温、耐紫外线照射、阻燃性能高、燃烧发烟量低等特点。
传统的光伏电缆在耐紫外线、阻燃以及烟密度等方面表现欠佳，光伏线缆工作环境恶劣，紫外线照射强烈，并且温度高，这对材料的抗老化以及阻燃性能提出严格要求，对绝缘料的电绝缘性以及加工性能提出更高要求，本发明可以达到EN50618-2014标准要求，电绝缘性能和加工性能优异，抗紫外线能力强，并且燃烧烟密度透光率大于85％，满足实际需求，且对环境友好。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的之一在于提供一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料。
本发明的目的之二在于所述125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料的制备方法。
为了实现本发明的目的之一，所采用的技术方案是：
一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，按重量份计，包括如下组分：
聚烯烃35-55份；
相容剂3-10份；
无卤阻燃剂20-40份；
抗氧剂0.5-3份；
抗紫外线剂0.1-1；
交联促进剂0.5-5份；
抑烟剂1-5份；
润滑剂2-6份；
其中，
所述聚烯烃为EVA、POE和LLDPE的混合物。
在本发明的一个优选实施例中，所述EVA的VA含量20-35％，优选28％。
在本发明的一个优选实施例中，所述聚烯烃当中的EVA、POE和LLDPE的比例优选为3：1：1。
在本发明的一个优选实施例中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯或马来酸酐接枝苯乙烯中的任意一种或多种。
在本发明的一个优选实施例中，所述相容剂马来酸酐的接枝率为0.8％-2％。
在本发明的一个优选实施例中，所述无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的任意一种或多种。
在本发明的一个优选实施例中，所述抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯或硫代二丙酸二月桂酯中的任意一种或多种。
在本发明的一个优选实施例中，所述抗紫外线剂是2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯中的任意一种或多种。
在本发明的一个优选实施例中，所述交联促进剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
在本发明的一个优选实施例中，所述抑烟剂为硼酸锌、碳酸钙、碳酸镁或氧化钼中的任意一种或多种。
在本发明的一个优选实施例中，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、PE蜡或硅母粒中的任意一种或多种。
为了实现本发明的目的之二，所采用的技术方案是：
一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料的制备方法，包括如下步骤：
将所述聚烯烃、相容剂、无卤阻燃剂、抗氧剂、抗紫外线剂、交联促进剂、抑烟剂和润滑剂加入密炼机中混合均匀得母料；
将所述母料挤出造粒，风冷后筛选包装的产品。
在本发明的一个优选实施例中，所述密炼的温度为120-130℃，时间为20-35分钟；所述挤出采用双螺杆挤出机或单螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机各段温度，依次为110-120℃、115-125℃、105-115℃、100-110℃、90-100℃、90-100℃、90-100℃，单螺杆挤出机各段温度90-100℃，80-90℃，80-90℃，机头温度90-100℃。
本发明的有益效果在于：
以聚烯烃为基体，与无机阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、抗紫外线剂、抑烟剂等配合而成，材料经过12-14Mrad辐照后，绝缘电阻、机械性能、耐老化性能、低温性能、烟密度透光率等方面性能优异，尤其是电绝缘性能，满足EN50618的标准要求。
具体实施方式
下面通过实施例对发明做进一步说明：
实施例1
称取原料：聚烯烃树脂60份，相容剂10份，无卤阻燃剂20份，抗氧剂1.8份，抗紫外线剂0.6份，交联促进剂1份，抑烟剂3份，润滑剂3.6份。
聚烯烃是EVA,POE，LLDPE的混合物，比例为3:1:1.
EVA的VA含量是33％。
相容剂是马来酸酐接枝PE。
无卤阻燃剂是氢氧化镁和氢氧化铝混合物，比例为1:1.
抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、硫代二丙酸二月桂酯，比例为3:1:2。
抗紫外线剂是2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮。
交联促进剂是三烯丙基异三聚氰酸酯。
抑烟剂是硼酸锌、碳酸钙，比例为1:2。
润滑剂是硬脂酸锌和硅母粒，比例为1:2。
制备步骤如下：
混合：将聚烯烃树脂和阻燃剂以及添加剂粉料分别加入密炼机密炼20-35分钟，各组分混合均匀。
造粒：使用双锥喂料机将混合好的母料经过双螺杆/单螺杆双阶混炼机组挤出机塑炼，造粒，风冷却，振动筛分选，包装。
实施例2
称取原料：聚烯烃树脂55份，相容剂10份，无卤阻燃剂25份，抗氧剂1.8份，抗紫外线剂0.6份，交联促进剂1份，抑烟剂3份，润滑剂3.6份。
聚烯烃是EVA,POE，LLDPE的混合物，比例为3:1:1.
EVA的VA含量是30％。
相容剂是马来酸酐接枝PE。
无卤阻燃剂是氢氧化镁和氢氧化铝混合物，比例为1:1.
抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、硫代二丙酸二月桂酯，比例为3:1:2。
抗紫外线剂是2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮。
交联促进剂是三烯丙基异三聚氰酸酯。
抑烟剂是硼酸锌、碳酸钙，比例为1:2。
润滑剂是硬脂酸锌和硅母粒，比例为1:2。
制备步骤如下：
混合：将聚烯烃树脂和阻燃剂以及添加剂粉料分别加入密炼机密炼20-35分钟，各组分混合均匀。
造粒：使用双锥喂料机将混合好的母料经过双螺杆/单螺杆双阶混炼机组挤出机塑炼，造粒，风冷却，振动筛分选，包装。
实施例3
称取原料：聚烯烃树脂45份，相容剂10份，无卤阻燃剂35份，抗氧剂1.8份，抗紫外线剂0.6份，交联促进剂1份，抑烟剂3份，润滑剂3.6份。
聚烯烃是EVA,POE，LLDPE的混合物，比例为3:1:1.
EVA的VA含量是28％。
相容剂是马来酸酐接枝PE。
无卤阻燃剂是氢氧化镁和氢氧化铝混合物，比例为1:1.
抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、硫代二丙酸二月桂酯，比例为3:1:2。
抗紫外线剂是2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮。
交联促进剂是三烯丙基异三聚氰酸酯。
抑烟剂是硼酸锌、碳酸钙，比例为1:2。
润滑剂是硬脂酸锌和硅母粒，比例为1:2。
制备步骤如下：
混合：将聚烯烃树脂和阻燃剂以及添加剂粉料分别加入密炼机密炼20-35分钟，各组分混合均匀。
造粒：使用双锥喂料机将混合好的母料经过双螺杆/单螺杆双阶混炼机组挤出机塑炼，造粒，风冷却，振动筛分选，包装。
实施例4
称取原料：聚烯烃树脂40份，相容剂10份，无卤阻燃剂40份，抗氧剂1.8份，抗紫外线剂0.6份，交联促进剂1份，抑烟剂3份，润滑剂3.6份。
聚烯烃是EVA,POE，LLDPE的混合物，比例为3:1:1.
EVA的VA含量是28％。
相容剂是马来酸酐接枝PE。
无卤阻燃剂是氢氧化镁和氢氧化铝混合物，比例为1:1.
抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、硫代二丙酸二月桂酯，比例为3:1:2。
抗紫外线剂是2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮。
交联促进剂是三烯丙基异三聚氰酸酯。
抑烟剂是硼酸锌、碳酸钙，比例为1:2。
润滑剂是硬脂酸锌和硅母粒，比例为1:2。
制备步骤如下：
混合：将聚烯烃树脂和阻燃剂以及添加剂粉料分别加入密炼机密炼20-35分钟，各组分混合均匀。
造粒：使用双锥喂料机将混合好的母料经过双螺杆/单螺杆双阶混炼机组挤出机塑炼，造粒，风冷却，振动筛分选，包装。
实施例5
称取原料：聚烯烃树脂30份，相容剂10份，无卤阻燃剂50份，抗氧剂1.8份，抗紫外线剂0.6份，交联促进剂1份，抑烟剂3份，润滑剂3.6份。
聚烯烃是EVA,POE，LLDPE的混合物，比例为3:1:1.
EVA的VA含量是20％。
相容剂是马来酸酐接枝PE。
无卤阻燃剂是氢氧化镁和氢氧化铝混合物，比例为1:1.
抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、硫代二丙酸二月桂酯，比例为3:1:2。
抗紫外线剂是2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮。
交联促进剂是三烯丙基异三聚氰酸酯。
抑烟剂是硼酸锌、碳酸钙，比例为1:2。
润滑剂是硬脂酸锌和硅母粒，比例为1:2。
制备步骤如下：
混合：将聚烯烃树脂和阻燃剂以及添加剂粉料分别加入密炼机密炼20-35分钟，各组分混合均匀。
造粒：使用双锥喂料机将混合好的母料经过双螺杆/单螺杆双阶混炼机组挤出机塑炼，造粒，风冷却，振动筛分选，包装。
对实施例1至5的材料进行物理性能测试，所得结果见表1，作为对比，将市售的光伏线缆绝缘材料做同样测试(对比例)：
表1辐照后性能测试结果
Figure BDA0002281121740000091
对实施例1至5的材料和市售的材料进行老化对比测试，具体方法如下：将这些材料按照GB/T2951裁样，样片至于空气老化箱中进行老化，老化温度为158℃，老化时间为168h，然后测试样条机械性能；测试结果如表2所示：
表2样条老化后性能测试结果
Figure BDA0002281121740000092
由数据可知，本发明125℃辐照交联光伏线缆用绝缘材料机械性能优异，特别在绝缘电阻、抗UV、烟密度透光率、耐老化性能方面较现有技术有较大改观，同时材料加工工艺简单，环保。通过数据可以看出，绝缘电阻、抗老化性、烟密度透光率等优于对比例。
以上显示和描述了本发明的主要特征以及优点。本行业技术人员应该了解本发明不受上述实施案例限制，上述实施例和说明书只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：
聚烯烃35-55份；
相容剂3-10份；
无卤阻燃剂20-40份；
抗氧剂0.5-3份；
抗紫外线剂0.1-1；
交联促进剂0.5-5份；
抑烟剂1-5份；
润滑剂2-6份；
其中，
所述聚烯烃为EVA、POE和LLDPE的混合物。
2.如权利要求1所述的一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，其特征在于，所述EVA的VA含量20-35％。
3.如权利要求1所述的一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯或马来酸酐接枝苯乙烯中的任意一种或多种；所述相容剂的马来酸酐接枝率为0.8％-2％。
4.如权利要求1所述的一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，其特征在于，所述无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的任意一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，其特征在于，所述抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯或硫代二丙酸二月桂酯中的任意一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，其特征在于，所述抗紫外线剂是2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯中的任意一种或多种。
7.如权利要求1所述的一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，其特征在于，所述交联促进剂为三烯丙基异三聚氰酸酯；所述抑烟剂为硼酸锌、碳酸钙、碳酸镁或氧化钼中的任意一种或多种。
8.如权利要求1所述的一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、PE蜡或硅母粒中的任意一种或多种。
9.如权利要求1-8当中任意一项所述的一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述聚烯烃、相容剂、无卤阻燃剂、抗氧剂、抗紫外线剂、交联促进剂、抑烟剂和润滑剂加入密炼机中混合均匀得母料；
将所述母料挤出造粒，风冷后筛选包装的产品。
10.如权利要求9所述的一种125℃辐照交联光伏线缆用绝缘料的制备方法，其特征在于，所述密炼的温度为120-130℃，时间为20-35分钟；所述挤出采用双螺杆挤出机或单螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机各段温度，依次为110-120℃、115-125℃、105-115℃、100-110℃、90-100℃、90-100℃、90-100℃，单螺杆挤出机各段温度90-100℃，80-90℃，80-90℃，机头温度90-100℃。
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