一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料及其制备方法，方法包括以下步骤：球磨、二次球磨、将所述混料进行混炼和造粒，最终得到所述电缆料。利用球磨法进行共混，实现石墨烯生成的同时，还保证了石墨烯和聚乙烯树脂充分且均匀的混合，无需加入有机或无机溶剂，生产过程安全环保，所得电缆料产品无挥发性有机分子或小分子有害物质挥发绿色环保。此外，石墨烯改性之后提高了电缆料的力学和机械性能，避免电缆料制备成电缆护套时应力分布不匀局部集中导致的电缆开裂的问题，延长使用寿命，方法简单，成本低，且无需有机溶剂，环境友好型生产过程。

A Crack Resistant Environmental Protection Polyethylene Photovoltaic Cable Material and Its Preparation Method

The invention discloses an anti-cracking environment-friendly polyethylene photovoltaic cable material and a preparation method thereof. The method comprises the following steps: ball milling, secondary ball milling, mixing and granulating the mixture, and finally obtaining the cable material. The ball milling method is used to blend graphene, which ensures that graphene and polyethylene resin are fully and uniformly mixed without adding organic or inorganic solvents. The production process is safe and environmentally friendly. The resulting cable material products are free from volatile organic molecules or small harmful substances. In addition, graphene modification improves the mechanical and mechanical properties of cable materials, avoids the cable cracking caused by uneven local concentration of stress distribution when cable materials are prepared into cable sheaths, prolongs the service life of cables, and has the advantages of simple method, low cost, no need of organic solvents, and environmentally friendly production process.

【技术实现步骤摘要】
一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料及其制备方法
本专利技术涉及电缆的
，尤其涉及一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料及其制备方法。
技术介绍
随着经济的高速发展，电缆护套材料的需求量越来越大，要求越来越高，传统的电缆材料正面临着巨大的挑战，电线电缆作为电能和信息传输体，在交通运输、工业矿山、电气通讯等生活的各个领域都能见到各式各样的电缆，随着电缆在生活中地位的增加，其护套质量也越来越受到人们的重视，我国仅由电缆引起的火灾损失，每年高达几十亿元人民币，电线电缆的阻燃问题越来越引起人们的关注，保护火灾中人身和财产安全是人们关心的大事，尤其是耐高温、热稳定性好、物理综合性能优异、使用寿命长具有特殊性质的电缆护套的研发受到各领域专业人士的高度关注，如何制备一种抗开裂强度、撕裂强度及耐磨性能好的电缆护套材料成为目前需要解决的技术问题。石墨是一种层状材料,具有优良的润滑性能,在剥离的状态下拥有非常高的形状系数,石墨烯是比强度最高的材料之一,而且拥有独特的功能特性,例如优异的导热性、高比表面积等。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料及其制备方法，制备过程无需有机溶剂，环保健康，且所制电缆料抗开裂性能高，使用寿命长。本专利技术采用以下技术方案：一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料，由以下重量份原料组成：一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)球磨：将石墨放于球磨罐中，加入球磨珠，再依次加入干冰和液氮，最后加入聚乙烯树脂，密封球磨罐，进行球磨反应，得到石墨烯修饰的聚乙烯树脂；采用球磨法共混石墨和聚乙烯树脂，在快速转动的机械作用力下，层状石墨剥离成片状的纳米石墨烯结构，表面还有大量的缺陷和自由基，同时球磨法增强了石墨烯和聚乙烯树脂的界面作用，促进两者充分混合。球磨罐中装有干冰和液氮，为石墨烯的制备提供了氧和氮源，在石墨烯表面及边缘生成大量氨基和含氧官能团，如羧基和羟基，极大增加了石墨烯的极性，由此石墨烯在生成的同时通过羧基和氨基与聚乙烯树脂侧链上的羧基基团反应发生氢键作用，原位生长在聚乙烯树脂上，增强了石墨烯和聚乙烯树脂的界面作用，有利于应力传递，避免电缆料制备成电缆护套时应力分布不匀局部集中导致的电缆开裂的问题，延长使用寿命，方法简单，成本低，且无需有机溶剂，环境友好型生产过程；(2)二次球磨：待步骤(1)中球磨反应结束后，向球磨罐中加入EVA、水滑石、蒙脱土、钛酸四丁酯、抗氧剂、润滑剂和交联剂，再次密封球磨罐进行二次球磨，得到混料；将其余组分加入后于球磨罐内再次进行共混，在石墨烯表面大量缺陷和自由基作用下，增加了石墨烯和聚乙烯树脂的界面作用，促进聚乙烯树脂与各组分的交联反应，增加电缆料力学性能，提高其抗开裂性，从而进一步延缓使用寿命；(3)将所述混料进行混炼和造粒，最终得到成品。作为优选，按重量份计，各原料组成如下：作为优选，所述干冰和液氮的重量份和为100-120份，干冰和液氮的重量比为2-10。作为优选，步骤(1)中，球磨法共混反应结束后，将球磨罐打开于空气中放置1.5-7小时后，再进行二次球磨。作为优选，步骤(1)中球磨罐以500-1000rpm的转速反应2-8小时；步骤(2)中球磨罐以80-500rpm的转速反应1-2.5小时。作为优选，步骤(3)中在130-150℃下进行。作为优选，所述石墨为5-100目的天然鳞片石墨。作为优选，各组分和球磨珠总体积占球磨罐容积的1/5-4/5。采用本专利技术技术方案，利用球磨法进行共混，实现石墨烯生成的同时，还保证了石墨烯和聚乙烯树脂充分且均匀的混合，无需加入有机或无机溶剂，生产过程安全环保，所得电缆料产品无挥发性有机分子或小分子有害物质挥发绿色环保。此外，石墨烯改性之后提高了电缆料的力学和机械性能，避免电缆料制备成电缆护套时应力分布不匀局部集中导致的电缆开裂的问题，延长使用寿命，方法简单，成本低，且无需有机溶剂，环境友好型生产过程。具体实施方式本专利技术实施例中所用试剂均为常规实验或市购所得。实施例1：一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料，按重量份计，各原料组成如下：一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料的制备方法，包括以下步骤：：(1)球磨：将100目的天然鳞片石墨放于球磨罐中，加入球磨珠，再依次加入干冰和液氮，干冰和液氮的重量份和为120份，干冰和液氮的重量比为10，最后加入聚乙烯树脂，密封球磨罐，进行球磨反应，球磨罐以1000rpm的转速反应8小时，得到石墨烯修饰的聚乙烯树脂，球磨法共混反应结束后，将球磨罐打开于空气中放置7小时，各组分和球磨珠总体积占球磨罐容积的4/5；(2)二次球磨：待步骤(1)中球磨反应结束后，向球磨罐中加入EVA、水滑石、蒙脱土、钛酸四丁酯、抗氧剂、润滑剂和交联剂，再次密封球磨罐进行二次球磨，球磨罐以500rpm的转速反应2.5小时，得到混料；(3)将所述混料在150℃下进行进行混炼和造粒，最终得到成品。将所得电缆料按照相关标准进行性能测试，所得光伏电缆料拉伸强度为15.6Mpa(标准值≥12.5Mpa)，裂伸长率为550％(标准值≥300％)。实施例2：一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料，按重量份计，各原料组成如下：一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料的制备方法，包括以下步骤：：(1)球磨：将5目的天然鳞片石墨放于球磨罐中，加入球磨珠，再依次加入干冰和液氮，干冰和液氮的重量份和为100份，干冰和液氮的重量比为2，最后加入聚乙烯树脂，密封球磨罐，进行球磨反应，球磨罐以500rpm的转速反应2小时，得到石墨烯修饰的聚乙烯树脂，球磨法共混反应结束后，将球磨罐打开于空气中放置1.5小时，各组分和球磨珠总体积占球磨罐容积的1/5；(2)二次球磨：待步骤(1)中球磨反应结束后，向球磨罐中加入EVA、水滑石、蒙脱土、钛酸四丁酯、抗氧剂、润滑剂和交联剂，再次密封球磨罐进行二次球磨，球磨罐以80rpm的转速反应1小时，得到混料；(3)将所述混料在130℃下进行进行混炼和造粒，最终得到成品。将所得电缆料按照相关标准进行性能测试，所得光伏电缆料拉伸强度为15.9pa(标准值≥12.5Mpa)，裂伸长率为520％(标准值≥300％)。实施例3：一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料，按重量份计，各原料组成如下：一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料的制备方法，包括以下步骤：：(1)球磨：将50目的天然鳞片石墨放于球磨罐中，加入球磨珠，再依次加入干冰和液氮，干冰和液氮的重量份和为110份，干冰和液氮的重量比为6，最后加入聚乙烯树脂，密封球磨罐，进行球磨反应，球磨罐以750rpm的转速反应5小时，得到石墨烯修饰的聚乙烯树脂，球磨法共混反应结束后，将球磨罐打开于空气中放置5小时，各组分和球磨珠总体积占球磨罐容积的2/5；(2)二次球磨：待步骤(1)中球磨反应结束后，向球磨罐中加入EVA、水滑石、蒙脱土、钛酸四丁酯、抗氧剂、润滑剂和交联剂，再次密封球磨罐进行二次球磨，球磨罐以350rpm的转速反应2小时，得到混料；(3)将所述混料在140℃下进行进行混炼和造粒，最终得到成品。将所得电缆料按照相关标准进行性能测试，所得光伏电缆料拉伸强度为15.4Mpa(标准值≥12.5Mpa)，裂伸长率为510％(标准值≥300％)。以上所述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料，其特征在于，由以下重量份原料组成：

【技术特征摘要】
1.一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料，其特征在于，由以下重量份原料组成：2.一种抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)球磨：将石墨放于球磨罐中，加入球磨珠，再依次加入干冰和液氮，最后加入聚乙烯树脂，密封球磨罐，进行球磨反应，得到石墨烯修饰的聚乙烯树脂；(2)二次球磨：待步骤(1)中球磨反应结束后，向球磨罐中加入EVA、水滑石、蒙脱土、钛酸四丁酯、抗氧剂、润滑剂和交联剂，再次密封球磨罐进行二次球磨，得到混料；(3)将所述混料进行混炼和造粒，最终得到所述电缆料。3.根据权利要求2所述的抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料的制备方法，其特征在于，按重量份计，各原料组成如下：4.根据权利要求2所述的抗开裂环保型聚乙烯光伏电缆料的制备方法，其特征在于，所述干冰和液氮的重量份和为100-120份，干冰和液氮的重量比为2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫春生，张家文，徐志敏，
申请(专利权)人：安徽渡江电缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34