一種制作光伏電纜的低煙無鹵阻燃絕緣材料及制作方法與流程

文檔序號：12343213閱讀：406來源：國知局

本發(fā)明涉及一種制作大功率太陽能發(fā)電裝置使用的電纜的低煙無鹵阻燃絕緣材料及其制作方法。

背景技術：

大功率光伏發(fā)電作為一種環(huán)保、可持續(xù)的綠色新能源己得到國內外的普遍重視，而光伏電站對光伏電纜有較高的技術性能要求，產(chǎn)品應符合歐盟光伏電纜標準EN50618標準要求的耐熱、耐濕熱、耐低溫、耐化學腐蝕、耐氣候、耐臭氧、耐磨、耐直流電壓、250℃熱延伸和低煙無鹵阻燃等性能，并且使用壽命達到25年。

現(xiàn)有技術中的電纜材料，在耐直流電壓和250℃熱延伸方面尚有不足，由于現(xiàn)在使用的生產(chǎn)設備中的雙螺桿輸送裝置的混煉效果不好，納米級材料不能與含量為28%以上的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA樹脂材料混煉均勻，只能使用微米級阻燃劑和含量為18%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA，要達到同樣的阻燃效果微米級阻燃劑添加量是納米級阻燃劑的2-3倍，單獨一種絕緣材料要達到阻燃要求和耐氣候性能需要添加大量的阻燃劑和添加劑，導致樹脂含量低，絕緣性能大幅下降，需要加裝內層絕緣，由于內層絕緣對耐熱、耐濕熱、耐低溫、耐化學腐蝕、耐氣候、耐臭氧、耐磨和低煙無鹵阻燃等性能要求低，所以，其所使用的絕緣材料內添加的阻燃劑和添加劑的使用量可以減少，增加了樹脂含量，提高了其絕緣性能；也就是要想達到光伏電站對光伏電纜上述性能指標的要求都要采用雙層絕緣結構，內層絕緣保障絕緣性能，外層絕緣保障耐熱、耐濕熱、耐低溫、耐化學腐蝕、耐氣候、耐臭氧、耐磨、耐直流電壓、250℃熱延伸和低煙無鹵阻燃等性能。雙層絕緣結構的絕緣體積大，成本高，綜合性能還是較差；且制作繁瑣，工藝控制繁瑣，在擠外層絕緣時需要在兩層絕緣中間涂抹滑石粉，滑石粉均勻度控制不好會在輻照工序受熱外層絕緣出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，使成品電纜報廢，成品率低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提供一種制作光伏電纜的低煙無鹵阻燃絕緣材料及制作方法，該阻燃絕緣材料制成的電纜單層絕緣就能夠滿足歐盟光伏電纜標準EN50618標準要求的耐熱、耐濕熱、耐低溫、耐化學腐蝕、耐氣候、耐臭氧、耐磨、耐直流電壓、250℃熱延伸和低煙無鹵阻燃等性能，綜合性能好，使用壽命達到25年。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是：一種制作光伏電纜的低煙無鹵阻燃絕緣材料，其是由以下原料制成的，按重量比計算：30～40的VA含量為28%以上的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA，10～20的高密度聚乙烯HDPE，20～30的無鹵阻燃劑1，10～20的聚磷腈阻燃劑，1～5的功能化聚烯烴樹脂，1～2的抗氧劑，1～2的光穩(wěn)定劑，1～2的紫外線吸收劑，0.1～0.3的Ir 1024抗銅劑，1～2的潤滑劑和1～2的交聯(lián)敏化劑。

上述所述的VA含量為28%以上的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為美國杜邦生產(chǎn)的型號為40W的EVA、型號為11D542的EVA、型號為880的EVA、日本旭化成生產(chǎn)的型號為 RF7830 的EVA或日本尤尼卡生產(chǎn)的型號為 NUC8450 的EVA。

上述所述的高密度聚乙烯HDPE為邵氏硬度為95A或97A的高密度聚乙烯HDPE。

上述所述的無鹵阻燃劑1為納米級的碳酸鈣和納米級氧化鈣中的一種與有機硅烷處理的納米級氫氧化鎂和有機硅烷處理的納米級氫氧化鋁按照1：1：1的組合。

上述所述的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聚乙烯。

上述所述的潤滑劑為所述的潤滑劑為甲基硅油、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅中的一種和聚乙烯蠟按照1:3的組合。

上述所述的抗氧劑為264抗氧劑2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol、2246抗氧劑2,2'-亞甲基雙-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1135抗氧劑β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸異辛醇酯中的一種與BHT抗氧劑2,6-二叔丁基對甲酚按照1：1的組合。

上述所述的交聯(lián)敏化劑為異氰尿酸三烯丙酯或1,1,1-三羥甲基丙烯三甲基丙烯酸酯。

上述所述的光穩(wěn)定劑為3,3'-碳酰二(4-羥基-6-甲氧基苯磺酸)二鈉鹽、二苯甲酮-9或2,2'-二羥基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮-5,5'-二磺酸鈉。

上述所述的紫外線吸收劑為UV 944或UV 531紫外線吸收劑。

上述所述的制作光伏電纜的低煙無鹵阻燃絕緣材料的制作方法，其包括以下步驟：

按照所述量稱取以下原料：VA含量為28%以上的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA，高密度聚乙烯HDPE，無鹵阻燃劑1，聚磷腈阻燃劑，功能化聚烯烴樹脂，抗氧劑，光穩(wěn)定劑，紫外線吸收劑，Ir 1024抗銅劑，潤滑劑和交聯(lián)敏化劑；將稱取的原料一次性加入高速捏合機內，加熱溫度為60-80℃，捏合30min放料，經(jīng)雙螺桿擠出機塑化擠出；雙螺桿擠出機入料口處為進料區(qū)1區(qū)，向出料口方向每段加熱片為一區(qū)，依次為2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)、5區(qū)，出料口處為機頭6區(qū)，各區(qū)域溫度設置為進料區(qū)1區(qū)150-160℃、2區(qū)145-155℃、3區(qū)140-150℃、4區(qū)140-150℃、5區(qū)130-140℃、機頭6區(qū)130-140℃；單螺桿擠出機擠出造粒，單螺桿擠出機入料口處為進料區(qū)1區(qū)，向出料口方向每段加熱片為一區(qū)，依次為2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)，出料口處為機頭模具5區(qū)，各區(qū)域溫度設置為進料區(qū)1區(qū)120-130℃、2區(qū)125-135℃、3區(qū)135-145℃、4區(qū)140-150℃、機頭模具5區(qū)155-165℃；再經(jīng)風送篩網(wǎng)分離冷卻，灌袋包裝即可。

上述所述的制作光伏電纜的低煙無鹵阻燃絕緣材料的另一種制作方法，其包括以下步驟：

按照所述量稱取以下原料：VA含量為28%以上的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA，高密度聚乙烯HDPE，無鹵阻燃劑1，聚磷腈阻燃劑，功能化聚烯烴樹脂，抗氧劑，光穩(wěn)定劑，紫外線吸收劑，Ir 1024抗銅劑，潤滑劑和交聯(lián)敏化劑；將稱取的原料一次性加入密煉機內，加熱溫度為90-150℃，密煉30min放料，經(jīng)雙螺桿擠出機塑化擠出；密煉出來的料團溫度為160℃，雙螺桿擠出機入料口處為進料區(qū)1區(qū)，向出料口方向每段加熱片為一區(qū)，依次為2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)、5區(qū)，出料口處為機頭6區(qū)，各區(qū)域溫度設置為1區(qū)不加溫、2區(qū)145-155℃、3區(qū)140-150℃、4區(qū)135-145℃、5區(qū)130-140℃、機頭6區(qū)120-130℃；單螺桿擠出機擠出造粒，單螺桿擠出機入料口處為進料區(qū)1區(qū)，向出料口方向每段加熱片為一區(qū)，依次為2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)，出料口處為機頭模具5區(qū)，各區(qū)域溫度設置為進料區(qū)1區(qū)130-140℃、2區(qū)135-145℃、3區(qū)145-155℃、4區(qū)150-160℃、機頭模具5區(qū)160-165℃，再經(jīng)風送篩網(wǎng)分離冷卻，灌袋包裝即可。

按照本發(fā)明制作的光伏電纜的低煙無鹵阻燃絕緣材料將納米級的無鹵阻燃劑1和聚磷腈阻燃劑混合使用，納米級的無鹵阻燃劑1分散效果好，聚磷腈阻燃劑阻燃效果好，如添加10份聚磷腈阻燃劑與20份納米級的無鹵阻燃劑1配合使用可替代普通阻燃劑70-80份，這樣用較少的阻燃劑就能達到很好的阻燃效果，其它助劑所用量微乎其微，這樣配方中的樹脂含量高，在保證其耐熱、耐濕熱、耐低溫、耐化學腐蝕、耐氣候、耐臭氧、耐磨、耐直流電壓、250℃熱延伸和低煙無鹵阻燃等性能要求的情況下，能達到良好的阻燃性能。采用本發(fā)明制作的低煙無鹵阻燃絕緣材料制作的單層電纜絕緣就能達到歐盟光伏電纜標準EN50618標準對大功率光伏電纜的性能要求，且減小了絕緣的體積，綜合性能好，使用壽命達到25年；減少了制作工序，節(jié)省60%的人工成本，降低了生產(chǎn)成本，不會出現(xiàn)輻照工序的鼓包現(xiàn)象，降低了廢品率。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。

實施例1，一種制作光伏電纜的低煙無鹵阻燃絕緣材料，其是由以下原料制成的，按重量比計算：30的VA含量為28%以上的美國杜邦生產(chǎn)的型號為40W的EVA；20的邵氏硬度為95A的高密度聚乙烯HDPE；20的納米級的碳酸鈣與有機硅烷處理的納米級氫氧化鎂和有機硅烷處理的納米級氫氧化鋁按照1：1：1的組合；20的聚磷腈阻燃劑；2的馬來酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物；2的264抗氧劑2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol與BHT抗氧劑2,6-二叔丁基對甲酚按照1：1的組合；2的3,3'-碳酰二(4-羥基-6-甲氧基苯磺酸)二鈉鹽；2的UV 944紫外線吸收劑；0.1的Ir 1024抗銅劑；1的甲基硅油和聚乙烯蠟按照1:3的組合；2的異氰尿酸三烯丙酯。

上述所述低煙無鹵阻燃絕緣材料第一種制作方法包括以下步驟：

按照所述量稱取以上的原料，將稱取的原料一次性加入高速捏合機內，加熱溫度為60℃，捏合30min放料，經(jīng)雙螺桿擠出機塑化擠出；雙螺桿擠出機入料口處為進料區(qū)1區(qū)，向出料口方向每段加熱片為一區(qū)，依次為2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)、5區(qū)，出料口處為機頭6區(qū)，各區(qū)域溫度設置為進料區(qū)1區(qū)150℃、2區(qū)150℃、3區(qū)145℃、4區(qū)140℃、5區(qū)140℃、機頭6區(qū)130℃；單螺桿擠出機擠出造粒，單螺桿擠出機入料口處為進料區(qū)1區(qū)，向出料口方向每段加熱片為一區(qū)，依次為2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)，出料口處為機頭模具5區(qū)，各區(qū)域溫度設置為進料區(qū)1區(qū)120℃、2區(qū)125℃、3區(qū)140℃、4區(qū)140℃、機頭模具5區(qū)155℃；再經(jīng)風送篩網(wǎng)分離冷卻，灌袋包裝即可。