一种光伏电缆及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种光伏电缆及制备方法，直接在导体线芯外表面挤包混炼胶形成保护层即可得到，本发明专利技术的主料包括乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物、腈硅橡胶和氯磺化聚乙烯橡胶，有机改性混合粉是将和田玉粉末、六环石粉、氮化硼粉末、纳米丙烯酸锌、海泡石粉等混合后经有机改性得到，没有复杂的分层挤包，工艺简单，所得光伏电缆具有良好的机械性能、阻燃性能以及耐高温低温性和耐候性。

A photovoltaic cable and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电缆及其制备方法
本专利技术涉及电缆
，特别是涉及一种光伏电缆及制备方法。
技术介绍
随着人类环保意识的增强，世界能源结构也正在发生着巨大的变化，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续新能源系统转变。由世界和我国各种可再生能源资源量来看，太阳能是最主要的能源资源，因此太阳能发电应是未来提供大规模发电的主力，是大规模发展的方向之一。大多数太阳能企业都在实施光伏发电模式，光伏发电是世界上增幅最快的企业之一。随着光伏产业的快速发展，用于连接太阳能电池与交直流逆变器间的光伏电缆的市场需求量也快速增长。太阳能设备的使用寿命应达到20～30年以上。在太阳能设备中必须使用专用的光伏电缆，否则会影响整个系统的使用寿命。太阳能系统经常处于恶劣的环境条件，如在该种环境下使用普通电缆，则电缆护套容易碎裂并导致绝缘层的降解和失效，从而直接增加电缆系统的损失，引起电缆短路，甚至造成火灾或人员伤害。因此光伏太阳能系统采用的光伏电缆要求具有优良的耐高低温、耐紫外线、耐潮湿、耐臭氧和耐候性，低烟无卤、低毒、阻燃。光伏电缆对电缆的柔软度、电气性能和阻燃性能都有着较高的要求。然而现有的光伏电缆在高温暴晒、日光辐射和腐蚀等苛刻环境条件下使用时，电缆护套易碎以及电缆绝缘层易分解，甚至发生短路，从而影响整个光伏系统的使用安全，无法满足光伏电缆应用的需求。专利CN105869713B公开了一种铝合金光伏电缆，包括电缆芯，电缆芯由多根铝合金芯线绞合构成，所述电缆芯的外侧包裹有绝缘外套，绝缘外套由内至外包括绝缘层、耐腐层和耐磨层，绝缘层和耐腐层之间设置有第一过渡层，耐腐层和耐磨层之间设置有第二过渡层。该专利将不同功能分层设置，比如绝缘、耐腐和耐磨由内至外依次设置，随着使用时间的增长，外层破损会导致外层功效的减弱甚至消失，严重影响了产品的使用寿命，另外，分层设置也增加了工艺难度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种光伏电缆及制备方法，工艺简单，所得光伏电缆具有良好的机械性能、阻燃性能以及长期耐高低温性能和耐候性。为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：一种光伏电缆的制备方法，在导体线芯外表面挤包混炼胶形成保护层即可，其中，以重量份计，混炼胶的制备方法如下：（1）先将1份和田玉粉末、2～3份六环石粉、2～3份氮化硼粉末、3～4份纳米丙烯酸锌、5～8份海泡石粉混合得到混合粉，有机改性，得到有机改性混合粉；（2）然后将有机改性混合粉与15～20份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20～25份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、38～45份腈硅橡胶、50～60份氯磺化聚乙烯橡胶、1～2份交联剂、1～2份表面包覆氢氧化镁的聚磷酸铵-珍珠岩粉末、2～3份抗老化剂、2～3份相容剂转移至密炼机中共混10～15分钟，然后加入1～2份硫化剂和0.2～0.3份硫化促进剂，加热混合，得混合料；（3）接着将混合料趁热转移至双螺杆挤出造粒机进行挤出造粒，溶胀处理，即得所述的混炼胶。优选的，所述导体线芯由20根直径0.5mm铜丝绞合组成，其中，5根铜丝同心绞合设置在内层，15根铜丝以同心的方式间隔绞合设置在外层。优选的，所述保护层的厚度为3～4mm。优选的，所述保护层的制备方法如下：将混炼胶挤出至导体线芯的外表面，硫化成型，冷却至室温（25℃）即得，其中，硫化成型的具体方法是：先在160～180℃硫化30～40分钟，然后在230～250℃硫化2～3小时。优选的，步骤（1）中，和田玉粉末的制备方法如下：将和田玉边角余料通过机械粉碎制成粒径≤5mm的和田玉粗粉；然后将和田玉粗粉倒入质量浓度10～15%的硅酸钠水溶液中，湿法研磨5～8分钟，真空冷冻干燥处理后，利用气流粉碎机进行粉碎处理，得到粒径≤1μm和田玉粉末。进一步优选的，所述的机械粉碎选自鄂式粉碎、圆锥粉碎、辊式粉碎、锤式粉碎或反击式粉碎中的任一种或几种；和田玉粗粉与硅酸钠水溶液的质量体积比为1g：8～10mL；所述湿法研磨采用胶体磨，胶体磨的两个磨盘之间间隙为0.03～0.04mm，转速10000～12000r/min；真空冷冻干燥的工艺条件为：降温至-25～-35℃，抽真空至15～20Pa，接着温度升至20～30℃，维持真空度处理5～6小时；气流粉碎机的工作条件是：气流压力为1100kPa，进料速度为180r/min，分级频率为35Hz，粉碎时间为5～6分钟。优选的，步骤（1）中，所述纳米丙烯酸锌是通过以下方法制备得到的：将丙烯酸与氢氧化钠溶液混合均匀，调整pH=8～10，边搅拌边加入氯化锌溶液，加完后继续搅拌反应30～40分钟，过滤，洗涤，即得；丙烯酸、氯化锌溶液的质量比为1：8～10，氢氧化钠溶液和氯化锌溶液的质量浓度分别为10～15%和5～8%。优选的，步骤（1）中，混合的具体方法是：在高速混合机中以2000～2500r/min的转速高速混合10～15分钟。优选的，步骤（1）中，有机改性的具体方法是：先将混合粉加入甲苯中，超声波分散20～30分钟，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷，80～90℃反应5～6小时，离心，真空干燥即得所述的有机改性混合粉；其中，混合粉、甲苯、乙烯基三甲氧基硅烷的质量体积比为1g：10～15mL：0.2～0.3g。优选的，步骤（2）中，表面包覆氢氧化镁的聚磷酸铵-珍珠岩粉末复合物的制备方法如下：以重量份计，将1份聚磷酸、0.1～0.2份磷酸、0.3～0.5份尿素、0.3～0.5份珍珠岩粉末混合加热至160～170℃，保温处理1～1.5小时，粉碎过300目筛，然后与2～3份硫酸镁一并加入10～15份水中，得到悬浮液，接着向该悬浮液中加入1.2～1.5份氢氧化钙，60～80℃搅拌1～2小时，过滤取滤渣，即得。优选的，步骤（2）中，所述交联剂选自三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或三聚氰酸三烯丙酯；所述抗老剂为MB与NBC以质量比1：2～3组成的混合物；所述相容剂选自马来酸酐接枝的聚乙烯、马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物；硫化剂为双酚AF，硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆。优选的，步骤（2）中，加入硫化剂和硫化促进剂后，于160～180℃加热处理2～3小时即可。优选的，步骤（3）中，造粒过程中双螺杆的五个温度段为：加料段125～130℃，熔融段149～153℃，输送段155～165℃，混炼段170～180℃，机头计量段180～185℃。优选的，步骤（3）中，溶胀处理的具体方法是：在体积比1：0.2～0.3：0.3～0.4乙醇-乙酸乙酯-二甲基亚砜混合液中静置浸泡3～5小时，过滤，真空干燥即可。利用上述制备方法得到的一种光伏电缆。本专利技术的有益效果是：本专利技术直接在导体线芯外表面挤包混炼胶形成保护层即可得到一种光伏电缆，没有复杂的分层挤包，工艺简单，所得光伏电缆具有良好的机械性能、阻燃性能以及耐高温低温性和耐候性。具体分析如下：1、本专利技术的主料包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电缆的制备方法，在导体线芯外表面挤包混炼胶形成保护层即可，其特征在于，以重量份计，混炼胶的制备方法如下：/n（1）先将1份和田玉粉末、2～3份六环石粉、2～3份氮化硼粉末、3～4份纳米丙烯酸锌、5～8份海泡石粉混合得到混合粉，有机改性，得到有机改性混合粉；/n（2）然后将有机改性混合粉与15～20份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20～25份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、38～45份腈硅橡胶、50～60份氯磺化聚乙烯橡胶、1～2份交联剂、1～2份表面包覆氢氧化镁的聚磷酸铵-珍珠岩粉末、2～3份抗老化剂、2～3份相容剂转移至密炼机中共混10～15分钟，然后加入1～2份硫化剂和0.2～0.3份硫化促进剂，加热混合，得混合料；/n（3）接着将混合料趁热转移至双螺杆挤出造粒机进行挤出造粒，溶胀处理，即得所述的混炼胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏电缆的制备方法，在导体线芯外表面挤包混炼胶形成保护层即可，其特征在于，以重量份计，混炼胶的制备方法如下：
（1）先将1份和田玉粉末、2～3份六环石粉、2～3份氮化硼粉末、3～4份纳米丙烯酸锌、5～8份海泡石粉混合得到混合粉，有机改性，得到有机改性混合粉；
（2）然后将有机改性混合粉与15～20份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20～25份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、38～45份腈硅橡胶、50～60份氯磺化聚乙烯橡胶、1～2份交联剂、1～2份表面包覆氢氧化镁的聚磷酸铵-珍珠岩粉末、2～3份抗老化剂、2～3份相容剂转移至密炼机中共混10～15分钟，然后加入1～2份硫化剂和0.2～0.3份硫化促进剂，加热混合，得混合料；
（3）接着将混合料趁热转移至双螺杆挤出造粒机进行挤出造粒，溶胀处理，即得所述的混炼胶。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导体线芯由20根直径0.5mm铜丝绞合组成，其中，5根铜丝同心绞合设置在内层，15根铜丝以同心的方式间隔绞合设置在外层。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保护层的制备方法如下：将混炼胶挤出至导体线芯的外表面，硫化成型，冷却至室温即得，其中，硫化成型的具体方法是：先在160～180℃硫化30～40分钟，然后在230～250℃硫化2～3小时。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，和田玉粉末的制备方法如下：将和田玉边角余料通过机械粉碎制成粒径≤5mm的和田玉粗粉；然后将和田玉粗粉倒入质量浓度10～15%的硅酸钠水溶液中，湿法研磨5～8分钟，真空冷冻干燥处理后，利用气流粉碎机进行粉碎处理，得到粒径≤1μm和田玉粉末。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴朝君，杨晓庆，
申请(专利权)人：东莞福川精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44