本发明专利技术属于电缆制造领域，具体涉及一种耐温-55℃的低烟无卤风力发电用耐扭曲软电缆护套材料，主要是采用聚醚型热塑性聚氨酯弹性体与醋酸乙烯酯高分子材料作为本发明专利技术的基础材料，添加与之相应的阻燃剂体系，并加入增塑剂，防老剂，操作剂，抗水解剂以及其它助剂等，从而制备出低烟无卤阻燃风力发电用电缆护套材料，经检测，-55℃条件下，通过2000个周期扭转，其制备的电缆表面无裂纹及扭曲现象。本发明专利技术提供的材料符合耐超低温轨道风力发电用电缆的要求，可为风力发电电缆用户带来方便。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电缆制造领域，具体涉及一种耐温-55°c的低烟无卤风力发电用耐扭曲软电缆护套材料及其制备方法和应用。
技术介绍
在众多可再生能源中，目前发展最快、商业化最广泛、经济上最适用的，当属风力发电。风力发电机的运行环境极端恶劣，它不像其他设备、家电、自行车有间歇的时间，而是一直在户外，经受大风大雨的洗礼，烈日阳光的暴晒，不能有丝毫的懈怠；而且常年累月不停运转。作为风能之一的风能电缆由于风力发电的环境恶劣，风机使用年限较长，且电缆随风机不断旋转，对电缆的性能要求较高，我国风能电缆一直依赖进口，高端风能电缆国产化道路任重道远。风能电缆用的软电缆往往需要具备耐扭、耐寒、耐盐雾、耐油、柔软等性能。 风力发电机组为了迎合最大风力的风向，追风器需要频繁转动，故风力发电用专用电缆须具有优异的柔韧性耐扭曲性能。由于我国的风力资源基本集中在东北部、西北部，皆属于高寒地区，具有良好的耐寒特性也是低烟无卤(环保型)风力发电用耐寒(耐严寒)耐扭曲软电缆必须具备的特性之一。现有用于风力发电的电缆主要采用的是聚氨酯弹性体护套材料，但是，现有聚氨酯弹性体护套材料存在着以下几点不足1、不能在低温-55°C的环境下工作；2、耐扭曲性能不能符合风力发电用耐扭转软电缆的标准要求；3、工艺操作相对较难，操作温度难以控制；4、在有水的环境下材料极容易分解，性能急剧下降。现有聚氨酯弹性体的性能不能满足以上几点的主要原因是1、现有聚氨酯弹性体护套料采用包括二异氰酸酯和大分子二醇以及丁二醇的三元嵌段共聚物，采取化学合成的方法；2、现有技术配方结构不合理，各组细料搭配不合理等原因。现有的电缆料是以上述所述基础材料配制的电缆料，现有的聚氨酯弹性体护套料耐低温_55°C满足不了客户耐低温要求，同时现有材料耐油性、耐水解性、耐扭曲性能不是很好，给使用单位在使用过程中带来不便，电缆在低温环境下使用后电气性能很难符合国家标准。现有聚氨酯弹性体护套料采用包括二异氰酸酯和大分子二醇以及丁二醇的三元嵌段共聚物为基料的配方一般组成共聚物100份，粘度调节剂5-30份，阻燃剂 15-40份，消光剂2-10份，抗氧剂0. 5-5份，润滑剂1_5份，其它助剂1_8份，但是现有聚氨酯弹性体护套料存在在_55°C的超低温的环境下电缆绝缘护套开裂以及在有水的的环境下老化等问题，其性能无法满足客户要求。目前关于耐扭转的电缆改进的报道大多专注于利用现有材料通过对电缆进行结构改造实现其耐扭转的专利技术目的，比如公告号为CN201522879U、CN201522879U、 CN201477976U等一系列的中国技术专利等报道的耐扭曲软电缆；虽然也有材料改造的报道，如公开号为C101580606NA的中国专利技术，提供了一种适用于风电塔筒电缆用护套橡胶，其橡胶基料由30-5011%天然胶与50-70WT%顺丁胶混合组成；橡胶配合剂中硫化体系为低硫磺高促进剂硫化体系，硫磺加入量为橡胶基料的0. 3-0. 6WT%，促进剂二硫化四甲基秋兰姆1. 0 1. 3WT%，促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 8 2. 2WT%，促进剂二4硫化二苯骈噻唑0. 6 0. 9WT%。但是，此专利技术提供的材料最低工作温度只能到_50°C，不能解决在_55°C严寒环境及有水环境下电缆的适应性问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的缺点和不足，本专利技术旨在提供一种轨风力发电用耐扭曲软电缆护套材料，使其具备耐温_55°C、低烟、无卤、阻燃、耐水解、耐磨和耐扭转等特点， 以满足风力发电电缆的发展需求，提供更广的应用空间。同时本专利技术还提供所述的风力发电用耐扭曲软电缆护套材料的制备方法及其在电缆上的应用。为实现本专利技术的目的，专利技术人提供下述技术方案专利技术人首先提供了一种风力发电用耐扭曲软电缆护套材料，其主要是由下述重量份的原料制备获得聚氨酯弹性体100 份、醋酸乙烯酯20-40 份、阻燃剂30-50 份、增塑剂10-20 份、防老剂0. 5-3 份、操作剂5-15 份、抗水解剂1-3 份、其它助剂1-5 份。专利技术人通过大量实验研究和探索，发现采用聚醚型热塑性聚氨酯弹性体与醋酸乙烯酯高分子材料作为本专利技术的基础材料，聚醚型热塑性聚氨酯弹性体和醋酸乙烯酯的分子结构中含有二异氰酸酯以及醋酸基团，这些分子基团为极性基团且具备无毒、无卤、无污染的特点，这两种材料的并用，使得本专利技术得到的材料同时具有耐低温和耐高温水解的特性，添加与之配合的氢氧化铝、氢氧化镁、钙系阻燃剂、磷系阻燃剂和硼酸锌等组合物作为阻燃剂，并添加抗水解剂，以及与之相配合的防老剂、增塑剂、操作剂和其它助剂等，同时使得到的材料具备耐油、阻燃、耐磨、低烟无卤等特性，解决了现有技术不能制备耐温_55°C的低烟无卤风力发电用耐扭转软电缆的聚氨酯护套材料的问题。用本专利技术提供的电缆护套材料制备的电缆，经检测，_55°C条件下，通过2000个周期扭转，电缆表面无裂纹及扭曲现象。研究发现，100份聚氨酯弹性体中添加的醋酸乙烯酯低于20份，则对本专利技术的材料耐低温性能会产生影响；100份聚氨酯弹性体中添加醋酸乙烯酯高于40份，则对本专利技术材料的物理机械性能起到负面作用。100份聚氨酯弹性体中添加的阻燃剂低于30份，则对本专利技术材料的阻燃性性能产生较大影响，阻燃要求不能符合要求；100份聚氨酯弹性体中添加阻燃剂高于50份，虽然阻燃性能有一定幅度的上升，但是对本专利技术材料的其它性能产生负面影响较大，比如，物理机械性能下降，耐老化性能也将受到影响。100份聚氨酯弹性体中添加的增塑剂低于10份，则存在增速效果不明显、加工操作还有难度、断裂伸长率不够理想等问题；100份聚氨酯弹性体中添加增塑剂高于20份，则严重影响本专利技术材料的物理化学性能，原始抗张强度有变小的可能以及存在塑性过高将给挤出造成困难以及挤出后产品容易变形等问题。100份聚氨酯弹性体中添加的防老剂低于0. 5份，则对本专利技术材料的防老化起不到作用；100份聚氨酯弹性体中添加防老剂高于3份，则增加本专利技术材料的成本而且对本专利技术的防止老化起不到作用，反而影响本专利技术材料的物理化学性能。100份聚氨酯弹性体中添加的操作剂低于5份，则起不到操作方便的作用；100份聚氨酯弹性体中添加操作剂高于15份，则会产生喷霜或析出材料表面的现象从而影响材料外观。100份聚氨酯弹性体中添加的抗水解剂低于1份，则抗水性能不够理想；100份聚氨酯弹性体中添加抗水解剂高于3份，则，第一增加本专利技术材料成本，第二，影响本专利技术材料的物理机械性能。100份聚氨酯弹性体中添加的其它助剂低于1份，则本专利技术材料的颜色不鲜艳以及对金属钝化效果不理想；100份聚氨酯弹性体中添加其它助剂高于5份，则，第一，增加本专利技术材料成本，第二，对本专利技术材料的其它物性产生负面影响。本专利技术较现有技术，具有优良的耐超低温_55°C的特性，同时也具备耐水解的特性，优异的阻燃、耐油特性以及耐磨性能、柔软性能和优良的物理机械性能，符合RoHS物料管理规范，具有更加环保和绿色的特性。本专利技术材料应用在电缆上，在超低温_55°C下卷绕不开裂，做成哑铃试片在_55°C的低温下拉伸时，断裂伸长率不小于200%，常温下断裂伸长率不小于740%，在136°C X 168小时的高温烘箱老化后，断裂强度保留率大于105%，断本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏，朱云春，帅邵舜，刘凤华，丁金鑫，许军，
申请(专利权)人：浙江万马电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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