一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种光伏电缆料，具体为一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法。


背景技术：

2.光伏电缆是在太阳能光伏发电系统中低压直流输送部分使用的电缆。由于光伏电缆长期暴露在太阳光下，受到紫外线的照射，日久天长，外护套老化受损，甚至使绝缘缆芯暴露在外界环境下，造成光伏缆机械性能降低，这一问题是光伏电缆选材困难的限制因素。光伏电缆传输电流，但因为室外自然环境较潮湿，光伏电缆表面会引起漏泄电流，同时产生大量的热，逐渐积累的热量会损伤光伏电缆绝缘层，导致绝缘层过早老化，降低电性能，这就对光伏电缆用料的物理和化学性能提出了更高的要求。
3.现有技术中，光伏电缆料主要为低烟无卤阻燃电缆料，无卤阻燃护套料主要以聚乙烯、聚烯烃等为基料，辅以其他助剂制成，但在实际使用中，无卤阻燃聚烯烃材料作为绝缘层和护套层在耐环境性能上是达不到光伏电缆的高标准要求的，尚有很大发展空间，为此，我们提出了一种耐环境能力增强、使用寿命延长的光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法，采用多种聚烯烃树脂搭配使用，并添加表面处理的高效阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂、表面处理剂、润滑剂等助剂，使材料具有优异的耐温耐候性，抗紫外线老化以及阻燃性能，满足光伏电缆在严苛环境下使用寿命长，耐日光和耐候性好，高阻燃和无卤低烟等要求。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
6.一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，以重量份计，由以下原料组成：第一聚烯烃树脂53-62份、第二聚烯烃树脂14-22份、阻燃剂36-45份、阻燃增效剂5-8份、抗氧剂2-5份、表面处理剂2-3份、润滑剂2-4份和抗紫外光剂2-5份，其中，第一聚烯烃树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和高密度聚乙烯的混合物，第二聚烯烃树脂为乙烯丙烯酸共聚物、聚1-丁烯和低密度聚乙烯混合物。
7.优选的，所述第一聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物43-52份、乙烯-丁烯共聚物10-14份和高密度聚乙烯24-32份。
8.优选的，所述第二聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯丙烯酸共聚物35-42份、聚1-丁烯12-18份和低密度聚乙烯16-20份。
9.优选的，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氮磷膨胀阻燃剂、膨胀石墨、微胶囊化红磷中的多种混合。
10.优选的，所述阻燃增效剂为锑酸钠、偏锑酸钠、硼酸锌和三氧化二锑中的一种或多种。
11.优选的，所述抗氧剂为抗氧剂2246、抗氧剂ca、抗氧剂1010和抗氧剂1024中的一种或多种。
12.优选的，所述表面处理剂为硅氧烷类化合物。
13.优选的，所述润滑剂为pe蜡、eva蜡、硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种或多种。
14.优选的，所述抗紫外光剂为羟苯基苯并三唑类紫外吸收剂，为uv326或uv329。
15.一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
16.s1.将第一聚烯烃树脂加入高速混合机混合10-15分钟，投入温度为180-220℃的挤出机挤出造粒，备用；
17.s2.将第二聚烯烃树脂，加入高速混合机混合7-10分钟，投入温度为180-220℃的挤出机挤出造粒，备用；
18.s3.将s1中得到的颗粒和s2中得到的颗粒加入高速混合机混合6-10分钟，混合过程中均速加入阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂、表面处理剂、润滑剂和抗紫外光剂，均质后排入温度为200-220℃的平行双螺杆造粒机组塑化挤出冷风磨面切粒，然后经风冷却，分选后得到光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料。
19.本发明的有益效果：
20.1、本发明采用多种聚烯烃树脂搭配使用，并添加表面处理的高效阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂、表面处理剂、润滑剂等助剂，使材料具有优异的耐温耐候性，抗紫外线老化以及阻燃性能，满足光伏电缆在严苛环境下使用寿命长，耐日光和耐候性好，高阻燃和无卤低烟等要求。
21.2、本发明显著提高了电缆料的拉伸强度和断裂伸长率，成品线满足25年使用寿命，指标符合tuv光伏电缆标准2pfg1169/08.2007，还符合ul4703标准中耐油、vw-1燃烧、机械性能等指标，是一种符合ul854-2007以及ul4703双标准的光伏电缆料。
具体实施方式
22.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1
24.一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，以重量份计，由以下原料组成：第一聚烯烃树脂54份、第二聚烯烃树脂14份、阻燃剂38份、阻燃增效剂5份、抗氧剂2份、表面处理剂2份、润滑剂2份和抗紫外光剂2份，其中，第一聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物44份、乙烯-丁烯共聚物10份和高密度聚乙烯25份；第二聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯丙烯酸共聚物36份、聚1-丁烯13份和低密度聚乙烯17份。
25.其中，阻燃剂为氢氧化铝、氮磷膨胀阻燃剂和膨胀石墨混合；阻燃增效剂为锑酸钠；抗氧剂为抗氧剂2246和抗氧剂ca混合；表面处理剂为硅氧烷类化合物；润滑剂为pe蜡和eva蜡混合；抗紫外光剂为uv326。
26.实施例1所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
27.s1.将第一聚烯烃树脂加入高速混合机混合10分钟，投入温度为220℃的挤出机挤出造粒，备用；
28.s2.将第二聚烯烃树脂，加入高速混合机混合7分钟，投入温度为220℃的挤出机挤出造粒，备用；
29.s3.将s1中得到的颗粒和s2中得到的颗粒加入高速混合机混合6分钟，混合过程中均速加入阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂、表面处理剂、润滑剂和抗紫外光剂，均质后排入温度为220℃的平行双螺杆造粒机组塑化挤出冷风磨面切粒，然后经风冷却，分选后得到光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料。
30.实施例2
31.一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，以重量份计，由以下原料组成：第一聚烯烃树脂56份、第二聚烯烃树脂17份、阻燃剂39份、阻燃增效剂6份、抗氧剂3份、表面处理剂2份、润滑剂2份和抗紫外光剂3份，其中，第一聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物47份、乙烯-丁烯共聚物12份和高密度聚乙烯28份；第二聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯丙烯酸共聚物38份、聚1-丁烯15份和低密度聚乙烯18份。
32.其中，阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和膨胀石墨混合；阻燃增效剂为锑酸钠、偏锑酸钠和三氧化二锑混合；抗氧剂为抗氧剂2246、抗氧剂1010和抗氧剂1024混合；表面处理剂为硅氧烷类化合物；润滑剂为pe蜡、硬脂酸钙和硬脂酸锌混合；抗紫外光剂为uv326。
33.实施例2所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
34.s1.将第一聚烯烃树脂加入高速混合机混合12分钟，投入温度为210℃的挤出机挤出造粒，备用；
35.s2.将第二聚烯烃树脂，加入高速混合机混合8分钟，投入温度为210℃的挤出机挤出造粒，备用；
36.s3.将s1中得到的颗粒和s2中得到的颗粒加入高速混合机混合7分钟，混合过程中均速加入阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂、表面处理剂、润滑剂和抗紫外光剂，均质后排入温度为215℃的平行双螺杆造粒机组塑化挤出冷风磨面切粒，然后经风冷却，分选后得到光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料。
37.实施例3
38.一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，以重量份计，由以下原料组成：第一聚烯烃树脂58份、第二聚烯烃树脂20份、阻燃剂41份、阻燃增效剂7份、抗氧剂4份、表面处理剂3份、润滑剂3份和抗紫外光剂4份，其中，第一聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物50份、乙烯-丁烯共聚物13份和高密度聚乙烯29份；第二聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯丙烯酸共聚物39份、聚1-丁烯16份和低密度聚乙烯18份。
39.其中，阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和微胶囊化红磷混合；阻燃增效剂为锑酸钠、偏锑酸钠和硼酸锌混合；抗氧剂为抗氧剂ca、抗氧剂1010和抗氧剂1024混合；表面处理剂为硅氧烷类化合物；润滑剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌混合；抗紫外光剂为uv329。
40.实施例3所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
41.s1.将第一聚烯烃树脂加入高速混合机混合13分钟，投入温度为190℃的挤出机挤
出造粒，备用；
42.s2.将第二聚烯烃树脂，加入高速混合机混合9分钟，投入温度为200℃的挤出机挤出造粒，备用；
43.s3.将s1中得到的颗粒和s2中得到的颗粒加入高速混合机混合8分钟，混合过程中均速加入阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂、表面处理剂、润滑剂和抗紫外光剂，均质后排入温度为210℃的平行双螺杆造粒机组塑化挤出冷风磨面切粒，然后经风冷却，分选后得到光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料。
44.实施例4
45.一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，以重量份计，由以下原料组成：第一聚烯烃树脂61份、第二聚烯烃树脂22份、阻燃剂44份、阻燃增效剂8份、抗氧剂5份、表面处理剂3份、润滑剂4份和抗紫外光剂5份，其中，第一聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物51份、乙烯-丁烯共聚物14份和高密度聚乙烯31份；第二聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯丙烯酸共聚物42份、聚1-丁烯18份和低密度聚乙烯19份。
46.其中，阻燃剂为氮磷膨胀阻燃剂和膨胀石墨混合；阻燃增效剂为锑酸钠和三氧化二锑混合；抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1024混合；表面处理剂为硅氧烷类化合物；润滑剂为eva蜡、硬脂酸钙和硬脂酸锌混合；抗紫外光剂为uv329。
47.实施例4所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
48.s1.将第一聚烯烃树脂加入高速混合机混合15分钟，投入温度为180℃的挤出机挤出造粒，备用；
49.s2.将第二聚烯烃树脂，加入高速混合机混合10分钟，投入温度为180℃的挤出机挤出造粒，备用；
50.s3.将s1中得到的颗粒和s2中得到的颗粒加入高速混合机混合10分钟，混合过程中均速加入阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂、表面处理剂、润滑剂和抗紫外光剂，均质后排入温度为200℃的平行双螺杆造粒机组塑化挤出冷风磨面切粒，然后经风冷却，分选后得到光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料。
51.对比例1
52.市售的光伏电缆样品。
53.对比例2
54.市售的光伏电缆样品，其由无卤聚烯烃电缆料制成。
55.实验例1
56.分别对实施例1-4制备的低烟无卤聚烯烃电缆料制成的电缆样品和对比例1-2进行性能测试，实验方法参考gb/t 1040、gb/t 2406、gb/t 1033、gb/t 7141等。测试结果如表1。
[0057][0058]
表1
[0059]
从表1的测试结果中可以得出，本发明制备的低烟无卤聚烯烃电缆料制成的电缆样品在拉伸强度、断裂伸长率、极限氧指数、产烟总量等指标上都优于现有同类产品，有很大的应用空间。
[0060]
最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：第一聚烯烃树脂53-62份、第二聚烯烃树脂14-22份、阻燃剂36-45份、阻燃增效剂5-8份、抗氧剂2-5份、表面处理剂2-3份、润滑剂2-4份和抗紫外光剂2-5份，其中，第一聚烯烃树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和高密度聚乙烯的混合物，第二聚烯烃树脂为乙烯丙烯酸共聚物、聚1-丁烯和低密度聚乙烯混合物。。2.根据权利要求1所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述第一聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物43-52份、乙烯-丁烯共聚物10-14份和高密度聚乙烯24-32份。3.根据权利要求2所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述第二聚烯烃树脂，以重量份计，由以下原料组成：乙烯丙烯酸共聚物35-42份、聚1-丁烯12-18份和低密度聚乙烯16-20份。4.根据权利要求1所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氮磷膨胀阻燃剂、膨胀石墨、微胶囊化红磷中的多种混合。5.根据权利要求1所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述阻燃增效剂为锑酸钠、偏锑酸钠、硼酸锌和三氧化二锑中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂2246、抗氧剂ca、抗氧剂1010和抗氧剂1024中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述表面处理剂为硅氧烷类化合物。8.根据权利要求1所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述润滑剂为pe蜡、eva蜡、硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述抗紫外光剂为羟苯基苯并三唑类紫外吸收剂，为uv326或uv329。10.根据权利要求1-9任一所述的一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.将第一聚烯烃树脂加入高速混合机混合10-15分钟，投入温度为180-220℃的挤出机挤出造粒，备用；s2.将第二聚烯烃树脂，加入高速混合机混合7-10分钟，投入温度为180-220℃的挤出机挤出造粒，备用；s3.将s1中得到的颗粒和s2中得到的颗粒加入高速混合机混合6-10分钟，混合过程中均速加入阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂、表面处理剂、润滑剂和抗紫外光剂，均质后排入温度为200-220℃的平行双螺杆造粒机组塑化挤出冷风磨面切粒，然后经风冷却，分选后得到光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料。

技术总结
本发明涉及一种电缆料，具体为一种光伏电缆用低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法，以重量份计，由以下原料组成：第一聚烯烃树脂53-62份、第二聚烯烃树脂14-22份、阻燃剂36-45份、阻燃增效剂5-8份、抗氧剂2-5份、表面处理剂2-3份、润滑剂2-4份和抗紫外光剂2-5份，第一聚烯烃树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和高密度聚乙烯的混合物，第二聚烯烃树脂为乙烯丙烯酸共聚物、聚1-丁烯和低密度聚乙烯混合物。本发明采用多种聚烯烃树脂搭配使用，并添加阻燃剂、阻燃增效剂、抗氧剂、表面处理剂、润滑剂等助剂，使材料具有优异的耐温耐候性，抗紫外线老化以及阻燃性能，满足光伏电缆在严苛环境下使用寿命长，耐日光和耐候性好，高阻燃和无卤低烟等要求。燃和无卤低烟等要求。


技术研发人员：梁国伟 梁国超 肖红杰 夏星 麦国雁
受保护的技术使用者：广东祥利科技集团有限公司
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/8/9