一种低烟无卤电缆材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种低烟无卤电缆材料及其制备方法和应用，所述低烟无卤电缆按照重量份包括如下组分：高密度聚乙烯10～30重量份、热塑性弹性体5～20重量份、三元乙丙橡胶0.5～10重量份、氢氧化铝30～40重量份、镁铝水滑石2～10重量份。所述低烟无卤电缆材料以高密度聚乙烯和热塑性弹性体为基体材料，添加氢氧化铝和镁铝水滑石作为阻燃剂，通过各物质之间合理配比，提高了所述低烟无卤电缆材料的物理性能和阻燃效果，使其具有较好的阻燃性和机械性能，提高了所述低烟无卤电缆在使用过程中的安全性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种低烟无卤电缆材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光伏发电材料
，具体涉及一种低烟无卤电缆材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光伏发电是一种新型的绿色能源获得途径，具有无污染、可持续、简单易得的特点。光伏发电系统用电缆是光伏发电系统中的能量传输元件，在光伏发电组件中起着至关重要的作用。如今，在光伏发电系统中使用光伏专用电缆已经成为一种趋势，现行的光伏电缆相关标准，最新推出的为IEC62930和UL4703双认证标准，使用较为成熟的是欧洲的EN50618-2014标准。光伏电缆除了要满足电性能、机械性能和阻燃性能等通用要求之外，还必须满足护套表面电阻试验、湿热试验、耐酸耐碱试验、热寿命试验、低烟无卤电阻等特殊要求。
[0003]目前，关于光伏发电系统用电缆材料的报道有很多。CN103881166A公开了一种适用于光伏电缆的低烟无卤阻燃材料及其制造方法，包括橡胶30～35％、聚烯烃树脂6～10％、填充油6～10％、无卤阻燃剂48～56％、疏水改性剂0.5～3％和抗氧剂0.1～1％的组合；工艺简单，易于工业化推广生产，生产出的材料为低烟环保产品，不含卤素、重金属及其他环境有害的物质，而且材料表面性能良好、低烟无卤性好、具有优异的耐水性、耐酸碱腐蚀性、耐高低温性。CN102731833A公开了一种电缆用提高浸水低烟无卤电阻性能的阻燃材料，原料配方包括阻燃料、偶联剂、协效偶联剂、催化剂、稀释剂；制备时将阻燃料在高混机内低速混炼，将偶联剂、协效偶联剂、催化剂和稀释剂混合均匀后分不少于三次加入正在高混机内低速混炼的阻燃料中，加完后高混机启动高速混炼，高速混炼温度30～80℃，高速混炼10～30分钟后取出，放入烘箱中烘干，烘箱温度100～150℃。本方案与普通电缆用阻燃材料相比，添加到电缆料中后，可明显提高电缆料的浸水低烟无卤电阻性能，且成本低。CN106832610A公开了一种低成本耐撕裂高层建筑电力电缆橡胶料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶40～80份，丁腈橡胶15～35份，丁苯橡胶20～40份，碳纤维5～15份，粉煤灰10～20份，麦饭石4～16份，沸石粉20～30份，硫磺2～4份，复合增塑剂2～5份，促进剂1～1.8份，抗氧剂1～2份，防老剂1～2份，润滑剂1～2份等。制备得到的橡胶料耐撕裂性好，防水与耐老化性能优异，且不含卤素，适用于高层建筑对电力电缆的要求。
[0004]上述材料虽然都获得了性能优良的电缆材料，但仍不能满足IEC标准光伏低烟无卤材料的要求，制备得到的电缆材料的阻燃性能仍有待提高。
[0005]因此，开发并生产一种具有高物理性能、高阻燃性的低烟无卤电缆材料，具有重要意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种低烟无卤电缆材料及其制备方法和应用；所述低烟无卤电缆材料通过选择高密度聚乙烯和热塑性弹性体作为基材，添加
三元乙丙橡胶，并且选择氢氧化铝和镁铝水滑石搭配作为阻燃剂，使得所述低烟无卤电缆材料还具有优异的阻燃性能，可以满足低烟无卤电缆对物理性能和阻燃性能的需求，具有很高的应用价值。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种低烟无卤电缆材料，所述低烟无卤电缆材料的制备原料按照重量份包括如下组分：高密度聚乙烯10～30重量份、热塑性弹性体5～20重量份、三元乙丙橡胶0.5～10重量份、氢氧化铝30～40重量份、镁铝水滑石2～10重量份。
[0009]所述高密度聚乙烯可以为12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份或28重量份等。
[0010]所述热塑性弹性体可以为7重量份、9重量份、11重量份、13重量份、15重量份、17重量份或19重量份等。
[0011]所述三元乙丙橡胶可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份等。
[0012]所述氢氧化铝可以为31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份或39重量份等。
[0013]所述镁铝水滑石可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份等。
[0014]本专利技术提供的低烟无卤电缆材料通过选择高密度聚乙烯和热塑性弹性体作为基材，添加三元乙丙橡胶，使得所述低烟无卤电缆材料具有较好的稳定性和弹性。
[0015]其次，添加镁铝水滑石和氢氧化铝作为阻燃剂；镁铝水滑石起始分解温度既有高温段又有低温段，可以拓宽阻燃的温度范围，同时还具有阻燃、消烟功能，与氢氧化铝配合使用可提高材料的阻燃性；在加热过程中，镁铝水滑石和氢氧化铝可形成碳泡沫层，对聚合物起保护作用，绝热隔氧，燃烧时的烟密度和毒性气体可以大幅减少，同时不产生卤化氢气体；另外，本专利技术中，通过氢氧化铝和镁铝水滑石的合理配比，得到了一种物理性能和阻燃性能优异的低烟无卤电缆材料。
[0016]优选地，所述热塑性弹性体为乙烯-辛烯共聚物。
[0017]优选地，所述乙烯-辛烯共聚物的邵氏A硬度为80～90，例如81、82、83、84、85、86、87、88或89，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0018]优选地，所述氢氧化铝的粒径为1～2μm，例如1μm、1.2μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.8μm、1.9μm或2μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0019]优选地，所述镁铝水滑石中铝和镁的摩尔比为1:(2.5～3)，例如1:2.55、1:2.6、1:2.65、1:2.7、1:2.75、1:2.8、1:2.85、1:2.9或1:2.95等。
[0020]作为本专利技术的优选技术方案，本专利技术所选择的镁铝水滑石中的铝和镁的摩尔比为1:(2.5～3)时，可以使得制备得到的低烟无卤电缆材料具有优异的阻燃性能，这是因为添加到聚合物基体中的镁铝水滑石阻燃剂在热分解时，会放出二氧化碳和水汽来稀释可燃气体的浓度，同时分解产生的氧化镁和氧化铝可形成隔热层，分解时还会吸收热量，降低所述聚合物基体的表面温度，起到阻燃的效果；如果镁铝水滑石中铝和镁的摩尔比超出或者低
于1:(2.5～3)，则分解时吸收热量会降低，进而导致阻燃效果略差。
[0021]优选地，所述低烟无卤电缆材料还包括安定剂、硅酮母粒或抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合。
[0022]优选地，所述低烟无卤电缆材料中安定剂的含量为1～3重量份，例如1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0023]优选地，所述安定剂包括硬脂酸钙、硬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低烟无卤电缆材料，其特征在于，所述低烟无卤电缆材料的制备原料按照重量份包括如下组分：高密度聚乙烯10～30重量份、热塑性弹性体5～20重量份、三元乙丙橡胶0.5～10重量份、氢氧化铝30～40重量份、镁铝水滑石2～10重量份。2.根据权利要求1所述的低烟无卤电缆材料，其特征在于，所述热塑性弹性体为乙烯-辛烯共聚物；优选地，所述乙烯-辛烯共聚物的邵氏A硬度为80～90。3.根据权利要求1或2所述的低烟无卤电缆材料，其特征在于，所述氢氧化铝的粒径为1～2μm。4.根据权利要求1～3任一项所述的低烟无卤电缆材料，其特征在于，所述镁铝水滑石中铝和镁的摩尔比为1:(2.5～3)。5.根据权利要求1～4任一项所述的低烟无卤电缆材料，其特征在于，所述低烟无卤电缆材料还包括安定剂、硅酮母粒或抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述低烟无卤电缆材料中安定剂的含量为1～3重量份；优选地，所述安定剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述低烟无卤电缆材料中硅酮母粒的含量为1～3重量份；优选地，所述低烟无卤电缆材料中抗氧剂的含量为1～2重量份。6.根据权利要求1～5任一项所述的低烟无卤电缆材料，其特征在于，所述低烟无卤电缆材料按照重量份包括如下组分：高密度聚乙烯10～30重量份、热塑性弹性体5～20重量份、三元乙丙橡胶0.5～10重量份、氢氧化铝30～40重量份、镁铝水滑石2～10重量份、安定剂1～3重量份、硅酮母粒1...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘卫东，郑建，周方方，
申请(专利权)人：江苏达胜高聚物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：