一种绝缘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绝缘电缆材料及其制备方法和应用，所述绝缘电缆材料的制备原料按照重量份包括如下组分：茂金属聚乙烯10～30重量份、乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种绝缘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
，具体涉及一种绝缘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，并且因光伏电缆的特殊应用环境，要求其不含有任何有毒物质，还应具有储能、散热、防潮、防霉、防腐蚀、防辐照、机械支撑和固定、保护导体等作用。
[0003]关于光伏电缆相关标准中，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，为了满足这些标准的要求，针对于光伏发电系统用电缆材料的研究和报道有很多。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，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、绝缘性好、具有优异的耐水性、耐酸碱腐蚀性、耐高低温性。然而，上述两种电缆料的绝缘电阻较低，并不能满足光伏电缆的使用要求。
[0004]CN102731833A公开了一种电缆用提高浸水绝缘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℃。该阻燃材料能够提高光伏电缆材料的绝缘性能，但是这种电缆材料的使用方法较为复杂，不利于大规模生产。
[0005]因此，开发一种使用方便、具有高阻燃和高绝缘性的电缆材料，有助于保证光伏发电系统的稳定运行，助力绿色能源快速发展。

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绝缘电缆材料及其制备方法和应用。通过在茂金属聚乙烯基体中添加复合阻燃剂，使得所述绝缘电缆材料具有优异的阻燃性能；同时添加改性二氧化硅微球，在保证机械性能的同时，提高了所述绝缘电缆材料的绝缘性。
[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绝缘电缆材料，所述绝缘电缆材料的制备原料按照重量份包括如下组分：茂金属聚乙烯10～30重量份、乙烯-辛烯共聚物5～10重量份、复合阻燃剂40～60重量份、马来酸酐接枝EVA 5～10重量份和改性二氧化硅1～3重量份。
[0009]所述茂金属聚乙烯可以为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]所述乙烯-辛烯共聚物可以为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份等。
[0011]优选地，所述复合阻燃剂包括42重量份、44重量份、46重量份、48重量份、50重量份、52重量份、54重量份、56重量份或58重量份等。
[0012]优选地，所述马来酸酐接枝EVA可以为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份等。
[0013]优选地，所述改性二氧化硅可以为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重量份等。
[0014]本专利技术提供的绝缘电缆材料中，茂金属聚乙烯是使用茂金属(MAO)为聚合催化剂生产出来的线性聚乙烯，其分子量分布较窄，分子链结构规整，加工性能较好，抗张强度较低，断裂伸长率较大。选用茂金属聚乙烯与乙烯-辛烯共聚物配合，有助于使电缆材料具有合适的机械性能；加入马来酸酐接枝EVA能够提高茂金属聚乙烯与其他材料的相容性；另外加入复合阻燃剂，使得所述绝缘电缆材料具有优异的阻燃性能，同时添加改性二氧化硅微球，在保证机械性能不下降的同时提高了所述绝缘电缆材料的绝缘性。
[0015]本专利技术提供的光伏线缆绝缘材料，其绝缘性能和阻燃性能较好，完全满足IEC62930标准中的性能要求，可以应用于光伏电缆领域。
[0016]优选地，所述茂金属聚乙烯的熔融指数为0.08～2g/10min，例如0.08g/10min、0.1g/10min、0.5g/10min、1g/10min、1.5g/10min或2g/10min等。
[0017]优选地，所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为1～5g/10min，例如1g/10min、1.5g/10min、2g/10min、2.5g/10min、3g/10min、3.5g/10min、4g/10min、4.5g/10min或5g/10min，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，所述复合阻燃剂包括氢氧化铝和改性次磷酸铝。
[0019]优选地，所述绝缘电缆材料中氢氧化铝的含量为30～40重量份，例如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，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。
[0020]优选地，所述氢氧化铝的粒径为1～2μm，例如1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm或1.9μm，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。
[0021]优选地，所述绝缘电缆材料中改性次磷酸铝的含量为10～20重量份，例如11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份或19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。
[0022]作为本专利技术的优选技术方案，选择氢氧化铝和改性次磷酸铝作为复合阻燃剂，并且调整二者用量比，使二者相互协同，可以使得所述绝缘电缆材料具有优异的阻燃性能。
[0023]优选地，所述改性次磷酸铝为硅烷偶联剂改性次磷酸铝。
[0024]优选地，所述马来酸酐接枝EVA的接枝率为1～3％，例如1.2％、1.4％、1.6％、
1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％或2.8％，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。
[0025]优选地，所述改性二氧化硅为聚多巴胺改性二氧化硅；
[0026]优选地，所述聚多巴胺改性二氧化硅通过如下方法制备得到，所述方法包括：将二氧化硅和多巴胺水溶液混合，调节pH进行反应，得到所述聚多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝缘电缆材料，其特征在于，所述绝缘电缆材料的制备原料按照重量份包括如下组分：茂金属聚乙烯10～30重量份、乙烯-辛烯共聚物5～10重量份、复合阻燃剂40～60重量份、马来酸酐接枝EVA 5～10重量份和改性二氧化硅1～3重量份。2.根据权利要求1所述的绝缘电缆材料，其特征在于，所述茂金属聚乙烯的熔融指数为0.08～2g/10min；优选地，所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为1～5g/10min。3.根据权利要求1或2所述的绝缘电缆材料，其特征在于，所述复合阻燃剂包括氢氧化铝和改性次磷酸铝；优选地，所述绝缘电缆材料中氢氧化铝的含量为30～40重量份；优选地，所述氢氧化铝的粒径为1～2μm；优选地，所述绝缘电缆材料中改性次磷酸铝的含量为10～20重量份；优选地，所述改性次磷酸铝为硅烷偶联剂改性次磷酸铝。4.根据权利要求1～3任一项所述的绝缘电缆材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝EVA的接枝率为1～3％。5.根据权利要求1～4任一项所述的绝缘电缆材料，其特征在于，所述改性二氧化硅为聚多巴胺改性二氧化硅；优选地，所述聚多巴胺改性二氧化硅通过如下方法制备得到，所述方法包括：将二氧化硅和多巴胺水溶液混合，调节pH进行反应，得到所述聚多巴胺改性二氧化硅；优选地，以所述多巴胺水溶液为1L计，所述多巴胺的质量为1～4g；优选地，所述二氧化硅和多巴胺的质量比为1:(0.04～0.5)；优选地，所述二氧化硅的粒径为10～20nm；优选地，所述调节pH值后体系的pH值为3～10；优选地，所述反应的时间为0.5～2h。6.根据权利要求1～5任一项所述的绝缘电缆材料，其特征在于，所述绝缘电缆材料还包括硅酮母粒、安定剂或硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述绝缘电缆材料中硅酮母粒的含量为1～5重量份；优选地，所述绝缘电缆材料中安定剂的含量为1～5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...

【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：