專利名稱：太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料。適用于最高允許1.8kV(線芯對線芯，非接地系統(tǒng))直流電壓、在太陽能系統(tǒng)(光伏系統(tǒng))中DC側(cè)(光伏裝置中從光伏電池到光伏換流器直流端子之間的部分)使用的單芯軟電線。
背景技術(shù)：
太陽能作為一種環(huán)保、可持續(xù)的新能源已經(jīng)得到國內(nèi)外的重視，而太陽能電站的光伏系統(tǒng)建設(shè)對太陽能電纜有較高的技術(shù)要求，產(chǎn)品的性能要求具有良好的耐熱、耐濕熱、耐低溫、耐化學(xué)腐蝕、耐直流電壓和無鹵阻燃等性能，并且要求絕緣和護(hù)套材料的在導(dǎo)體最高工作溫度為120℃的情況下，使用壽命達(dá)到25年。另外，現(xiàn)有技術(shù)中，輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料的浸水耐直流電壓性能有所欠缺，為了達(dá)到以上的性能指標(biāo)，必須對輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料的配方和制備方法進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料及其制備方法。
本發(fā)明的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其中各組分名稱及各組分的重量份為 基礎(chǔ)樹脂 45～90份； 功能化聚烯烴樹脂 10～55份； 阻燃劑80～160份； 表面改性劑0.3～2份； 一級硬脂酸0.3～2份； 抗氧劑0.1～3份； 紫外線吸收劑 0.05～0.6份； 抗銅劑0.05～0.4份； 潤滑劑1～4份； 交聯(lián)敏化劑2～3份。
所述基礎(chǔ)樹脂選自乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)或乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)。
其中，所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)牌號要求為熔融指數(shù)為1～7g/10min，其中丙烯酸丁酯的質(zhì)量百分含量為14～33％；乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)的熔融指數(shù)為1～7g/10min，其中甲基丙烯酸酯的質(zhì)量百分含量為14～33％。由于太陽能電纜的壽命在120℃工作溫度下期望壽命要求大于25年，其工作環(huán)境要求材料應(yīng)耐候、耐高溫、耐濕熱的性能，而乙烯-丙烯酸丁酯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的熱穩(wěn)定性，再輔以抗氧劑，能夠保證電纜的使用壽命大于25年。
優(yōu)選的，所述太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料的顆粒為4mm×4mm×3mm圓柱狀顆粒。
所述功能化聚烯烴樹脂為馬來酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體或馬來酸酐接枝高密度聚乙烯。加入功能化聚烯烴樹脂可以提高填料在基礎(chǔ)樹脂中的分散性，并可提高材料的機(jī)械強(qiáng)度。
優(yōu)選的，所述阻燃劑為氫氧化鎂。
優(yōu)選的，所述表面改性劑為硅烷。
所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅或聚乙烯蠟。
所述抗氧劑為四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
優(yōu)選的，所述抗氧劑為瑞士汽巴公司生產(chǎn)的Irganox 1010。
所述交聯(lián)敏化劑為異氰尿酸三烯丙酯、1，1，1-三羥甲基丙烯三甲基丙烯酸酯或有機(jī)硅樹脂。
優(yōu)選的，所述交聯(lián)敏化劑為上海方銳達(dá)化學(xué)品有限公司的TAIC交聯(lián)敏化劑。
優(yōu)選的，所述抗銅劑為瑞士汽巴公司生產(chǎn)的Irganox MD1024。
優(yōu)選的，所述紫外線吸收劑為瑞士汽巴公司生產(chǎn)公司的UV944或UV531紫外線吸收劑。
本發(fā)明中，太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料的制備方法包括如下步驟 將阻燃劑在高速混合機(jī)中高速攪拌升溫至100℃，加入一級硬脂酸后攪拌5～8分鐘后再加入酸化處理的硅烷偶聯(lián)劑攪拌5～8分鐘，進(jìn)行二次包覆；然后投入除阻燃劑外的其他組分，在高速混合機(jī)中混合4～6分鐘后出料，使用喂料擠出造粒混煉型雙螺桿擠出造粒機(jī)擠出造粒，造粒后干燥，即制得太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料。
所述硅烷偶聯(lián)劑的酸化處理為每100kg硅烷偶聯(lián)劑加入8～10g的0.1M的鹽酸和50～200g的無水乙醇攪拌后靜置進(jìn)行酸化。
優(yōu)選的，所述高速混合機(jī)使用水平槳葉式混合機(jī)，混合機(jī)工作電流60-130A； 優(yōu)選的，使用混煉型雙螺桿擠出造粒機(jī)進(jìn)行擠出造粒，且擠出造粒過程中的四個溫度段為加料段130℃，混煉段150℃，擠出造粒段160℃，機(jī)頭部分165℃。
更優(yōu)選的，上述混煉型雙螺桿擠出造粒機(jī)為南京瑞亞聚合物裝備有限公司生產(chǎn)的，型號為TE-75的混煉型雙螺桿擠出造粒機(jī)。
本發(fā)明所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料具有如下優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，有些指標(biāo)超過一些國內(nèi)外企業(yè)產(chǎn)品，具體體現(xiàn)在(1)耐低溫性能提高，可以達(dá)到-40℃以上；(2)產(chǎn)品的浸水耐壓性能提高；(3)產(chǎn)品的耐高溫壓力變形性能提高；(3)產(chǎn)品的使用壽命提高。同時，本發(fā)明所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料的制備方法通過對填料進(jìn)行二次包覆，提高氫氧化鎂表面的包覆完整性，提高了氫氧化鎂填料的疏水性，保證了產(chǎn)品可通過浸水耐直流電壓測試。
附圖1本發(fā)明制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 EBA 17BA07(購自ARKWMA公司的Lotryl EBA 17BA07)80kg； 馬來酸酐接枝EBA(購自ARKWMA公司的LOTADER 3210)20kg； 氫氧化鎂 160kg； 硅烷(表面改性劑) 0.4kg； 一級硬脂酸 0.4kg； 抗氧劑 2kg； 紫外線吸收劑 0.2kg； 抗銅劑 0.1kg； 潤滑劑 2kg； 交聯(lián)敏化劑2kg。
制備方法將氫氧化鎂在高速混合機(jī)中高速攪拌升溫至100℃，加入一級硬脂酸后攪拌8分鐘后在加入酸化處理的硅烷偶聯(lián)劑攪拌5分鐘，進(jìn)行二次包覆，提高填料表面包覆的完整性。然后按照上述各組分的重量份數(shù)選擇原料在高速混合機(jī)投入除氫氧化鎂外的其他組分，混合4分鐘后出料，使用混煉型雙螺桿擠出造粒機(jī)(南京瑞亞聚合物裝備有限公司生產(chǎn)的，型號為TE-75)擠出造粒，造粒后干燥，得太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料。高速混合機(jī)機(jī)使用水平槳葉式混合機(jī)，混合機(jī)工作電流60-130A。
對本實(shí)施例中制得的產(chǎn)品進(jìn)行檢測，各性能數(shù)值表示如下，指標(biāo)值為國家規(guī)定應(yīng)當(dāng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)值，典型值為檢測的本實(shí)施例中制備的產(chǎn)品性能值。
表1實(shí)施例1制備產(chǎn)品的性能檢測結(jié)果
實(shí)施例2 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 EMA1125(購自美國杜邦公司的EMA1125)80kg； 馬來酸酐接枝EMA(購自ARKWMA公司的LOTADER 3430) 20kg； 氫氧化鎂 160kg； 硅烷(表面改性劑) 0.4kg； 一級硬脂酸0.4kg； 抗氧劑2kg； 紫外線吸收劑 0.2kg； 抗銅劑0.1kg； 潤滑劑2kg； 交聯(lián)敏化劑2kg。
制備方法將氫氧化鎂在高速混合機(jī)中高速攪拌升溫至100℃，加入一級硬脂酸后攪拌5分鐘后在加入酸化處理的硅烷偶聯(lián)劑攪拌8分鐘，進(jìn)行二次包覆，提高填料表面包覆的完整性。然后按照上述各組分的重量份數(shù)選擇原料在高速混合機(jī)投入除氫氧化鎂外的其他組分，混合6分鐘后出料，使用混煉型雙螺桿擠出造粒機(jī)(南京瑞亞聚合物裝備有限公司生產(chǎn)的，型號為TE-75)擠出造粒，造粒后干燥，得太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料。高速混合機(jī)機(jī)使用水平槳葉式混合機(jī)，混合機(jī)工作電流60-130A。
實(shí)施例3 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物80kg； 功能化聚烯烴樹脂 20kg； 阻燃劑 160kg； 硅烷(表面改性劑) 0.4kg； 一級硬脂酸0.4kg； 抗氧劑2kg； 紫外線吸收劑 0.2kg； 抗銅劑0.1kg； 潤滑劑2kg； 交聯(lián)敏化劑2kg。
制備方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例4 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物 80kg； 功能化聚烯烴樹脂 20kg； 阻燃劑160kg； 硅烷(表面改性劑) 0.4kg； 一級硬脂酸0.4kg； 抗氧劑2kg； 紫外線吸收劑 0.2kg； 抗銅劑0.1kg； 潤滑劑2kg； 交聯(lián)敏化劑2kg。
制備方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例5 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物 80kg； 功能化聚烯烴樹脂 20kg； 阻燃劑160kg； 硅烷(表面改性劑) 0.4kg； 一級硬脂酸0.4kg； 抗氧劑2kg； 紫外線吸收劑 0.2kg； 抗銅劑0.1kg； 潤滑劑2kg； 交聯(lián)敏化劑2kg。
制備方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例6 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物 80kg； 功能化聚烯烴樹脂 20kg； 阻燃劑160kg； 硅烷(表面改性劑) 0.4kg； 一級硬脂酸0.4kg； 抗氧劑2kg； 紫外線吸收劑 0.2kg； 抗銅劑0.1kg； 潤滑劑2kg； 交聯(lián)敏化劑2kg。
制備方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例7 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物45kg； 功能化聚烯烴樹脂 10kg； 阻燃劑 80kg； 硅烷(表面改性劑) 1kg； 一級硬脂酸 1kg； 抗氧劑 0.1kg； 紫外線吸收劑 0.05kg； 抗銅劑0.05kg； 聚乙烯蠟(購自上海高橋石化公司)(潤滑劑)1kg； 交聯(lián)敏化劑2.5kg。
制備方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例8 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物 90kg； 功能化聚烯烴樹脂 55kg； 阻燃劑120kg； 硅烷(表面改性劑) 2kg； 一級硬脂酸2kg； 抗氧劑3kg； 紫外線吸收劑 0.6kg； 抗銅劑0.4kg； 硬脂酸鋅(購自上海延安油脂廠)(潤滑劑) 4kg； 交聯(lián)敏化劑3kg。
制備方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例9 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物 90kg； 功能化聚烯烴樹脂 55kg； 阻燃劑120kg； 硅烷(表面改性劑) 0.3kg； 一級硬脂酸0.3kg； 抗氧劑3kg； 紫外線吸收劑 0.6kg； 抗銅劑0.4kg； 硬脂酸鎂(潤滑劑) 4kg； 交聯(lián)敏化劑3kg。
制備方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例10 各組分名稱及各組分重量份數(shù)配比為 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物 90kg； 功能化聚烯烴樹脂55kg； 阻燃劑 120kg； 硅烷(表面改性劑)2kg； 一級硬脂酸 2kg； 抗氧劑Irganox 1010(購自瑞士汽巴公司)3kg； 紫外線吸收劑0.6kg； 抗銅劑Irganox MD1024(購自瑞士汽巴公司) 0.4kg； 硬脂酸鈣(潤滑劑)4kg； 交聯(lián)敏化劑 3kg。
制備方法與實(shí)施例1相同。
上述實(shí)施例僅用于對本發(fā)明進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其他替代手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，各組分及其重量份為
基礎(chǔ)樹脂45～90份；
功能化聚烯烴樹脂10～55份；
阻燃劑 80～160份；
表面改性劑 0.3～2份；
一級硬脂酸 0.3～2份；
抗氧劑 0.1～3份；
紫外線吸收劑0.05～0.6份；
抗銅劑 0.05～0.4份；
潤滑劑 1～4份；
交聯(lián)敏化劑 2～3份。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其特征在于，所述基礎(chǔ)樹脂為乙烯-丙烯酸丁酯共聚物或乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的熔融指數(shù)為1～7g/10min，其中丙烯酸丁酯的質(zhì)量百分含量為14～33％；所述乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物的熔融指數(shù)為1～7g/10min，其中甲基丙烯酸酯的質(zhì)量百分含量為14～33％。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其特征在于，所述功能化聚烯烴樹脂為馬來酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體或馬來酸酐接枝高密度聚乙烯。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其特征在于，所述抗氧劑為四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其特征在于，所述交聯(lián)敏化劑為異氰尿酸三烯丙酯、1，1，1-三羥甲基丙烯三甲基丙烯酸酯或有機(jī)硅樹脂。
7.如權(quán)利要求1所述的所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其特征在于，所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂或聚乙烯蠟。
8.如權(quán)利要求1所述的所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其特征在于，所述阻燃劑為氫氧化鎂。
9.如權(quán)利要求1所述的所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其特征在于，所述表面改性劑為硅烷。
10.如權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料的制備方法，包括如下步驟將阻燃劑在高速混合機(jī)中高速攪拌升溫至100℃，加入一級硬脂酸后攪拌5～8分鐘后再加入酸化處理的硅烷偶聯(lián)劑攪拌5～8分鐘，進(jìn)行二次包覆；然后投入除阻燃劑外的其他組分，在高速混合機(jī)中混合4～6分鐘后出料，使用喂料擠出造粒混煉型雙螺桿擠出造粒機(jī)擠出造粒，造粒后干燥。
11.如權(quán)利要求10所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑的酸化處理步驟為每100kg硅烷偶聯(lián)劑加入8～10g的0.1M的鹽酸和50～200g的無水乙醇攪拌后靜置進(jìn)行酸化。
12.如權(quán)利要求10所述的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料的制備方法，其特征在于，所述的喂料擠出造粒混煉型雙螺桿擠出造粒機(jī)的四個溫度段為加料段130℃，混煉段150℃，擠出造粒段160℃，機(jī)頭部分165℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料，其特征在于以乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)或乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)為基礎(chǔ)樹脂，以功能化聚烯烴樹脂為相容劑，以氫氧化鎂、硅樹脂為阻燃劑，配以抗氧劑、紫外光吸收劑、抗銅劑、交聯(lián)敏化劑和加工助劑共混而成。本發(fā)明的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料具有較高的耐溫等級，長壽命，擠出加工性能優(yōu)異，同時具有優(yōu)異電氣絕緣性能，用本發(fā)明的太陽能電纜用輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃絕緣料與護(hù)套料擠制的太陽能電纜可通過浸水耐壓試驗(yàn)。
文檔編號B29C47/92GK101608033SQ20091005191
公開日2009年12月23日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者王僧山, 汪曉明, 健 項(xiàng) 申請人:上海凱波特種電纜料廠有限公司