熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料，其特別之處在于：包含的各組分及各組分的重量百分比為：基體樹脂：50%～60%，膨脹型阻燃劑：25%～35%，阻燃協(xié)效劑：1.5%～3.0%，相容劑：5.0%～10%，表面改性劑：0.4%～0.6%，抗滴落劑：0.1%～0.3%，抗氧劑：0.4%～0.7%，潤滑劑：1.2%～1.5%，交聯(lián)劑：1.5～3.0%，光穩(wěn)定劑1.0%～2.0%。本發(fā)明采用的多種阻燃協(xié)效劑與膨脹型阻燃劑進(jìn)行復(fù)配使用，進(jìn)一步提升了阻燃體系的阻燃效率，同時(shí)也使得材料燃燒的發(fā)煙量大大降低。
【專利說明】
熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種光伏線纜材料，具體是一種具有高阻燃、高耐候性能的熱固性光 伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國內(nèi)在解決電線電纜的阻燃問題上大多采用阻燃聚氯乙烯(PVC)改性料作為 外被層，這是因?yàn)镻VC不但價(jià)格低廉，加工簡單，而且由于含鹵素的緣故使得它原本就具有 一定的阻燃性能。然而鹵系阻燃材料在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙和有毒且具有腐蝕性的氣 體，可導(dǎo)致單純由火所不能引起的對(duì)金屬物件的腐蝕及對(duì)人體呼吸道和其他器官造成危害 的嚴(yán)重缺點(diǎn)。曾有研究表明，火災(zāi)事故的死亡原因中，85%以上與材料產(chǎn)生的濃煙和有毒氣 體有關(guān)。
[0003] 在追求環(huán)保、安全阻燃劑的大環(huán)境下，無機(jī)阻燃材料作為一種無鹵系阻燃材料，因 其有效地克服了鹵系阻燃材料的缺點(diǎn)而引起了人們的普遍關(guān)注。無機(jī)阻燃材料的最大優(yōu)點(diǎn) 是低毒、低煙、低腐蝕、且價(jià)格低廉。近年來，國內(nèi)外電線電纜外被料市場上陸續(xù)推出了一些 新型的無機(jī)阻燃聚合物材料品種，使無機(jī)阻燃電纜料得到更為廣泛的應(yīng)用。然而由于鋁鎂 基等無機(jī)阻燃劑阻燃效率低，需添加60%以上才能達(dá)到期望的阻燃效果。這樣給阻燃劑的分 散、材料加工成型和主要的機(jī)械性能等帶來了一系列的問題，很難滿足一些高端電器裝配 線纜、通信電纜等對(duì)材料的指標(biāo)要求。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)報(bào)告，到2020年，全球光伏發(fā)電容量將比 現(xiàn)在提高4-5倍，光伏發(fā)電作為可再生的清潔能源將會(huì)一直得到高速發(fā)展。作為光伏組件的 重要組成部分之一的光伏電纜也將持續(xù)得到穩(wěn)定增長。目前，中國的光伏線纜占據(jù)全球的 60%以上產(chǎn)能，從此意義上來說，開發(fā)出滿足各種標(biāo)準(zhǔn)要求的光伏線纜用材料將會(huì)非常的意 義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種高效阻燃、低 煙無毒、不含鹵素、抗開裂性好、力學(xué)電學(xué)性能優(yōu)良的光伏發(fā)電線纜專用護(hù)交聯(lián)護(hù)套材料。
[0005] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)： 熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料，其特別之處在于:包含的各組分及各組分的重量百分 比為：基體樹脂：50%~60%，膨脹型阻燃劑：25%~35%，阻燃協(xié)效劑：1.5%~3.0%，相容劑： 5.0%~10%，表面改性劑:0.4%~0.6%，抗滴落劑:0.1%~0.3%，抗氧劑:0.4%~0.7%，潤滑劑： 1.2%~1.5%，交聯(lián)劑：1.5~3.0%，光穩(wěn)定劑1.0%~2.0%?；w樹脂為聚烯烴熱塑性彈性體 (ΤΡ0)、三元乙丙橡膠(ETOM)、聚丙烯彈性體中的一種或任意組合。膨脹型阻燃劑為改性聚 磷酸銨與一種三嗪系高分子成炭發(fā)泡劑以3:1~4:1(質(zhì)量比）復(fù)配而成。阻燃協(xié)效劑為3A分 子篩、4A分子篩、5A分子篩、二氧化硅、二氧化鈦、納米蒙脫土中的一種或多種組合。相容劑 為乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝聚烯烴熱塑性彈性體、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油脂中的一種或多種組合。表面改性劑為乙烯基三甲氧乙氧基硅烷。交 聯(lián)劑為三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)中的一種或 兩種。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明專利，特采用下述生產(chǎn)工藝： 一、 原料預(yù)處理:將膨脹型阻燃劑中的兩組分分別進(jìn)行超細(xì)粉碎并進(jìn)行高速混合及表 面改性處理得預(yù)混料A和B，將抗滴落劑、抗氧劑、潤滑劑一起與基體樹脂進(jìn)行均混得到預(yù)混 料C; 二、 原材料的計(jì)量:采用失重計(jì)量系統(tǒng)以準(zhǔn)確、穩(wěn)定的速率分別將預(yù)混料A、B、C及其他 輔料輸入至擠出系統(tǒng)中； 三、 混煉加工:采用往復(fù)式單螺桿混煉機(jī)對(duì)物料進(jìn)行加工，加工溫度為:進(jìn)料段：130 °C ~140 °C ;塑化段:160 °C~170 °C ;計(jì)量段:150 °C~160 °C ;模頭溫度：160 °C~170 °C ; 四、 造粒:采用風(fēng)冷模面切粒。
[0007] 混煉加工步驟中的塑化段采用強(qiáng)剪切的螺桿組合。造粒步驟中粒子為0 3X3mm柱 狀顆粒。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備如下優(yōu)點(diǎn)：采用的多種阻燃協(xié)效劑與膨脹型阻燃劑 進(jìn)行復(fù)配使用，進(jìn)一步提升了阻燃體系的阻燃效率，同時(shí)也使得材料燃燒的發(fā)煙量大大降 低。同時(shí)基體樹脂經(jīng)過多次優(yōu)化后，相互間能達(dá)到很好的相容性，同時(shí)還可以滿足柔軟、耐 環(huán)境應(yīng)力開裂和耐熱性能的要求。而且通過多種潤滑劑的配合使用可解決材料的加工分 散，同時(shí)還可以提高電線電纜的生產(chǎn)效率和提升線纜的表面光潔度，并通過選擇合適的抗 氧劑和光穩(wěn)定劑以達(dá)到材料具有很好的耐日光老化和耐紫外老化的目的，這樣可滿足電線 電纜戶外使用的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面針對(duì)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0010] 實(shí)施例一 先將240g改性聚磷酸銨與80g三嗪系大分子成炭發(fā)泡劑（CFA)分別進(jìn)行超細(xì)粉碎并 進(jìn)行高速混合及表面改性處理得預(yù)混料A和B，再將2g抗滴落劑、5g抗氧劑、13g潤滑劑與 520g聚烯烴熱塑性彈性體(ΤΡ0)進(jìn)行均混得到預(yù)混料C，然后采用失重計(jì)量系統(tǒng)以準(zhǔn)確、穩(wěn) 定的速率分別將預(yù)混料A、B、C及24g3A分子篩、85g乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物、6g乙烯 基三甲氧乙氧基硅烷、20g三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)、10g光穩(wěn)定劑輸入至擠出系統(tǒng)中， 采用往復(fù)式單螺桿混煉機(jī)對(duì)物料進(jìn)行加工，加工溫度為:進(jìn)料段：130°C ;塑化段：160°C ;計(jì) 量段:150°C ;模頭溫度:160°C，擠出機(jī)采用風(fēng)冷模面進(jìn)行切粒。
[0011] 采用本技術(shù)方案制得的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料具備如下性能：
本表為第三方機(jī)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)。 實(shí)施例二 先將248g改性聚磷酸銨與62g三嗪系大分子成炭發(fā)泡劑（CFA)分別進(jìn)行超細(xì)粉碎并 進(jìn)行高速混合及表面改性處理得預(yù)混料A和B，再將3g抗滴落劑、5g抗氧劑、14g潤滑劑與 540g聚烯烴熱塑性彈性體(TPO)進(jìn)行均混得到預(yù)混料C，然后采用失重計(jì)量系統(tǒng)以準(zhǔn)確、穩(wěn) 定的速率分別將預(yù)混料A、B、C及25g4A分子篩、70g馬來酸酐接枝聚烯烴熱塑性彈性體、5g乙 烯基三甲氧乙氧基硅烷、28g三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA)、10g光穩(wěn)定劑輸入至 擠出系統(tǒng)中，采用往復(fù)式單螺桿混煉機(jī)對(duì)物料進(jìn)行加工，加工溫度為:進(jìn)料段：140°C ;塑化 段:170°C ;計(jì)量段:160°C ;模頭溫度：170°C，擠出機(jī)采用風(fēng)冷模面進(jìn)行切粒。
[0012] 采用本技術(shù)方案制得的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料具備如下性能：
本表為第三方機(jī)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備如下優(yōu)點(diǎn)：采用的多種阻燃協(xié)效劑與膨脹型阻燃劑 進(jìn)行復(fù)配使用，進(jìn)一步提升了阻燃體系的阻燃效率，同時(shí)也使得材料燃燒的發(fā)煙量大大降 低。同時(shí)基體樹脂經(jīng)過多次優(yōu)化后，相互間能達(dá)到很好的相容性，同時(shí)還可以滿足柔軟、耐 環(huán)境應(yīng)力開裂和耐熱性能的要求。而且通過多種潤滑劑的配合使用可解決材料的加工分 散，同時(shí)還可以提高電線電纜的生產(chǎn)效率和提升線纜的表面光潔度，并通過選擇合適的抗 氧劑和光穩(wěn)定劑以達(dá)到材料具有很好的耐日光老化和耐紫外老化的目的，這樣可滿足電線 電纜戶外使用的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料，其特別之處在于:包含的各組分及各組分的重量百 分比為:基體樹脂:50%~60%，膨脹型阻燃劑:25%~35%，阻燃協(xié)效劑：1.5%~3.0%，相容劑： 5.0%~10%，表面改性劑:0.4%~0.6%，抗滴落劑:0.1%~0.3%，抗氧劑:0.4%~0.7%，潤滑劑： 1 · 2%~1 · 5%，交聯(lián)劑：1 · 5~3 · 0%，光穩(wěn)定劑1 · 0%~2 · 0%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料，其特征在于所述基體樹脂為 聚烯烴熱塑性彈性體(TPO)、三元乙丙橡膠(EPDM)、聚丙烯彈性體中的一種或任意組合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料，其特征在于所述膨脹型阻燃 劑為改性聚磷酸銨與一種三嗪系高分子成炭發(fā)泡劑以3:1~4:1(質(zhì)量比)復(fù)配而成。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料，其特征在于所述阻燃協(xié)效劑 為3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、二氧化娃、二氧化鈦、納米蒙脫土中的一種或多種組合。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料，其特征在于所述相容劑為乙 烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物、馬來酸酐接枝聚烯烴熱塑性彈性體、乙烯-丙烯酸酯-甲基 丙烯酸縮水甘油脂中的一種或多種組合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料，其特征在于所述表面改性劑 為乙烯基三甲氧乙氧基硅烷。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料，其特征在于所述交聯(lián)劑為三 烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)中的一種或兩種。8. 熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料生產(chǎn)方法，包括以下步驟： 一、 原料預(yù)處理:將膨脹型阻燃劑中的兩組分分別進(jìn)行超細(xì)粉碎并進(jìn)行高速混合及表 面改性處理得預(yù)混料A和B，將抗滴落劑、抗氧劑、潤滑劑一起與基體樹脂進(jìn)行均混得到預(yù)混 料C; 二、 原材料的計(jì)量:采用失重計(jì)量系統(tǒng)以準(zhǔn)確、穩(wěn)定的速率分別將預(yù)混料A、B、C及其他 輔料輸入至擠出系統(tǒng)中； 三、 混煉加工:采用往復(fù)式單螺桿混煉機(jī)對(duì)物料進(jìn)行加工，加工溫度為:進(jìn)料段：130°C ~140 °C ;塑化段:160 °C~170 °C ;計(jì)量段:150 °C~160 °C ;模頭溫度：160 °C~170 °C ; 四、 造粒:采用風(fēng)冷模面切粒。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料生產(chǎn)方法，其特征在于所述混 煉加工步驟中的塑化段采用強(qiáng)剪切的螺桿組合。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱固性光伏線纜交聯(lián)護(hù)套材料生產(chǎn)方法，其特征在于所述造 粒步驟中粒子為0 3 X 3mm柱狀顆粒。
【文檔編號(hào)】C08K5/5425GK105906893SQ201610336906
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】張軍
【申請(qǐng)人】蘇州美冠塑膠材料有限公司