一种线缆护套材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种线缆护套材料及其制备方法和应用，所述线缆护套材料包括：高密度聚乙烯10～30重量份、热塑性弹性体5～20重量份、酚胺改性氢氧化铝30～40重量份、硅烷偶联剂1～2重量份和二氧化硅1～3重量份；在所述高密度聚乙烯中加入酚胺改性氢氧化铝作为阻燃剂，不仅使得所述线缆护套材料具有优异的阻燃效果，且所述酚胺改性氢氧化铝表面形成的酚胺改性包覆层还使得所述线缆材料具有良好的绝缘性，可以减少二氧化硅的添加份数，进而有利于提高所述线缆护套材料的机械性能。

【技术实现步骤摘要】
一种线缆护套材料及其制备方法和应用
本专利技术属于光伏发电
，具体涉及一种线缆护套材料及其制备方法和应用。
技术介绍
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。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、相容性试验、耐臭氧试验、耐气候性试验、动态穿透试验、耐凹痕试验、热寿命试验和绝缘电阻等特殊要求。因此，对线缆材料综合性能进行整体的提升至关重要，目前也有很多关于这方面研究的报道。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。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，电缆料的绝缘电阻和烟密度透光率较低，并不能满足光伏电缆的使用要求。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，但是其使用方法较为复杂，不利于大规模生产。因此，开发一种制备方法简单、成本低且能绝缘、阻燃性能优异，能够满足IEC62930标准要求的线缆护套材料，十分有必要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种线缆护套材料及其制备方法和应用，所述线缆护套材料包括高密度聚乙烯、热塑性弹性体、酚胺改性氢氧化铝、硅烷偶联剂和二氧化硅的组合；其中，酚胺改性氢氧化铝作为阻燃剂的加入，不仅使得所述线缆护套材料具有优异的阻燃效果，且所述酚胺改性氢氧化铝表面形成的酚胺改性包覆层还使得所述线缆材料具有良好的绝缘性，可以减少二氧化硅的添加份数，进而有利于提高所述线缆护套材料的机械性能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种线缆护套材料，所述线缆护套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、酚胺改性氢氧化铝30～40重量份、硅烷偶联剂1～2重量份和二氧化硅1～3重量份。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。所述热塑性弹性体可以为6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份或18重量份等。所述酚胺改性氢氧化铝可以为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。所述硅烷偶联剂可以为1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份或1.9重量份等。所述二氧化硅可以为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。本专利技术提供的线缆护套材料通过在高密度聚乙烯基体中加入酚胺改性氢氧化铝，制备得到了绝缘、阻燃以及机械性能都很优异的线缆护套材料；氢氧化铝作为一种无卤素阻燃剂，具有优异的阻燃效果，但同时作为一种无机阻燃剂，与基体的相容性很差，添加份数较多时会严重影响材料的机械性能；因此本专利技术采用酚胺改性氢氧化铝，可以大幅度提高其与基体的相容性，进而可以在保证所述线缆护套材料机械性能不下降的同时，大幅度提高其阻燃性能；另外一方面，酚胺改性氢氧化铝表面包覆了一层酚胺络合物，提高了氢氧化铝和基体的界面电阻，进而提高了所述线缆护套材料的绝缘性。因此，酚胺改性氢氧化铝的加入，可以同时提高所述线缆护套材料的绝缘和阻燃性能。优选地，所述酚胺改性氢氧化铝通过如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：(1)将氢氧化铝加入多酚水溶液中，得到多酚-氢氧化铝混合溶液；(2)将多胺加入步骤(1)得到的多酚-氢氧化铝混合溶液中，调节pH，搅拌，得到所述酚胺改性氢氧化铝。优选地，所述多酚包括邻苯二酚和/或邻苯三酚。优选地，所述多胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺或六乙烯七胺中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述多酚水溶液中多酚的浓度为5～25mM，例如7mM、9mM、11mM、13mM、15mM、18mM、20mM、22mM或24mM，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。优选地，所述氢氧化铝和多酚的摩尔比为1:(1～3)，例如1:1、1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.4、1:2.6或1:2.8等。优选地，所述多酚和多胺的摩尔比为1:(0.3～3)，例如1:0.5、1:1.7、1:0.9、1:1.1、1:1.3、1:1.6、1:1.9、1:2、1:2.3、1:2.6或1:2.9等。优选地，所述调节pH值后体系的pH值为7～9，例如7.2、7.4、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.6或8.8，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。作为本专利技术的优选技术方案，本专利技术提供的酚胺改性氢氧化铝的制备方法中，所述反应体系的pH值为7～9时，所述多酚和多胺可以快速络合在氢氧化铝表面形成络合层。优选地，所述搅拌的转速为30～100r/min，例如40r/min、50r/min、60r/min、70r/min、80r/min或90r/min，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。优选地，所述搅拌的时间为5～60min，例如10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min或55min，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线缆护套材料，其特征在于，所述线缆护套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、酚胺改性氢氧化铝30～40重量份、硅烷偶联剂1～2重量份和二氧化硅1～3重量份。/n

【技术特征摘要】
1.一种线缆护套材料，其特征在于，所述线缆护套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、酚胺改性氢氧化铝30～40重量份、硅烷偶联剂1～2重量份和二氧化硅1～3重量份。


2.根据权利要求1所述的线缆护套材料，其特征在于，所述酚胺改性氢氧化铝通过如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：
(1)将氢氧化铝加入多酚水溶液中，得到多酚-氢氧化铝混合溶液；
(2)将多胺加入步骤(1)得到的多酚-氢氧化铝混合溶液中，调节pH，搅拌，得到所述酚胺改性氢氧化铝；
优选地，所述多酚包括邻苯二酚和/或邻苯三酚；
优选地，所述多胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺或六乙烯七胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述多酚水溶液中多酚的浓度为5～25mM；
优选地，所述氢氧化铝和多酚的摩尔比为1:(1～3)；
优选地，所述多酚和多胺的摩尔比为1:(0.3～3)；
优选地，所述调节pH值后体系的pH值为7～9；
优选地，所述搅拌的转速为30～100r/min；
优选地，所述搅拌的时间为5～60min。


3.根据权利要求1或2所述的线缆护套材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷或γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。


4.根据权利要求1～3任一项所述的线缆护套材料，其特征在于，所述二氧化硅的粒径为30～300nm。


5.根据权利要求1～4任一项所述的线缆护套材料，其特征在于，所述线缆护套材料还包括安定剂、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，所述线缆护套材料中安定剂的含量为1～3重量份；

【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：江苏;32