热固性光伏线缆交联护套材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及热固性光伏线缆交联护套材料，其特别之处在于：包含的各组分及各组分的重量百分比为：基体树脂：50%～60%，膨胀型阻燃剂：25%～35%，阻燃协效剂：1.5%～3.0%，相容剂：5.0%～10%，表面改性剂：0.4%～0.6%，抗滴落剂：0.1%～0.3%，抗氧剂：0.4%～0.7%，润滑剂：1.2%～1.5%，交联剂：1.5～3.0%，光稳定剂1.0%～2.0%。本发明采用的多种阻燃协效剂与膨胀型阻燃剂进行复配使用，进一步提升了阻燃体系的阻燃效率，同时也使得材料燃烧的发烟量大大降低。
【专利说明】
热固性光伏线缆交联护套材料
技术领域
[0001] 本发明涉及一种光伏线缆材料，具体是一种具有高阻燃、高耐候性能的热固性光 伏线缆交联护套材料。
【背景技术】
[0002] 目前国内在解决电线电缆的阻燃问题上大多采用阻燃聚氯乙烯(PVC)改性料作为 外被层，这是因为PVC不但价格低廉，加工简单，而且由于含卤素的缘故使得它原本就具有 一定的阻燃性能。然而卤系阻燃材料在燃烧时会产生大量的烟和有毒且具有腐蚀性的气 体，可导致单纯由火所不能引起的对金属物件的腐蚀及对人体呼吸道和其他器官造成危害 的严重缺点。曾有研究表明，火灾事故的死亡原因中，85%以上与材料产生的浓烟和有毒气 体有关。
[0003] 在追求环保、安全阻燃剂的大环境下，无机阻燃材料作为一种无卤系阻燃材料，因 其有效地克服了卤系阻燃材料的缺点而引起了人们的普遍关注。无机阻燃材料的最大优点 是低毒、低烟、低腐蚀、且价格低廉。近年来，国内外电线电缆外被料市场上陆续推出了一些 新型的无机阻燃聚合物材料品种，使无机阻燃电缆料得到更为广泛的应用。然而由于铝镁 基等无机阻燃剂阻燃效率低，需添加60%以上才能达到期望的阻燃效果。这样给阻燃剂的分 散、材料加工成型和主要的机械性能等带来了一系列的问题，很难满足一些高端电器装配 线缆、通信电缆等对材料的指标要求。据权威机构报告，到2020年，全球光伏发电容量将比 现在提高4-5倍，光伏发电作为可再生的清洁能源将会一直得到高速发展。作为光伏组件的 重要组成部分之一的光伏电缆也将持续得到稳定增长。目前，中国的光伏线缆占据全球的 60%以上产能，从此意义上来说，开发出满足各种标准要求的光伏线缆用材料将会非常的意 义重大。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种高效阻燃、低 烟无毒、不含卤素、抗开裂性好、力学电学性能优良的光伏发电线缆专用护交联护套材料。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案来实现： 热固性光伏线缆交联护套材料，其特别之处在于:包含的各组分及各组分的重量百分 比为：基体树脂：50%~60%，膨胀型阻燃剂：25%~35%，阻燃协效剂：1.5%~3.0%，相容剂： 5.0%~10%，表面改性剂:0.4%~0.6%，抗滴落剂:0.1%~0.3%，抗氧剂:0.4%~0.7%，润滑剂： 1.2%~1.5%，交联剂：1.5~3.0%，光稳定剂1.0%~2.0%。基体树脂为聚烯烃热塑性弹性体 (ΤΡ0)、三元乙丙橡胶(ETOM)、聚丙烯弹性体中的一种或任意组合。膨胀型阻燃剂为改性聚 磷酸铵与一种三嗪系高分子成炭发泡剂以3:1~4:1(质量比）复配而成。阻燃协效剂为3A分 子筛、4A分子筛、5A分子筛、二氧化硅、二氧化钛、纳米蒙脱土中的一种或多种组合。相容剂 为乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚烯烃热塑性弹性体、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油脂中的一种或多种组合。表面改性剂为乙烯基三甲氧乙氧基硅烷。交 联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)中的一种或 两种。
[0006] 为了实现本发明专利，特采用下述生产工艺： 一、 原料预处理:将膨胀型阻燃剂中的两组分分别进行超细粉碎并进行高速混合及表 面改性处理得预混料A和B，将抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂一起与基体树脂进行均混得到预混 料C; 二、 原材料的计量:采用失重计量系统以准确、稳定的速率分别将预混料A、B、C及其他 辅料输入至挤出系统中； 三、 混炼加工:采用往复式单螺杆混炼机对物料进行加工，加工温度为:进料段：130 °C ~140 °C ;塑化段:160 °C~170 °C ;计量段:150 °C~160 °C ;模头温度：160 °C~170 °C ; 四、 造粒:采用风冷模面切粒。
[0007] 混炼加工步骤中的塑化段采用强剪切的螺杆组合。造粒步骤中粒子为0 3X3mm柱 状颗粒。
[0008] 本发明与现有技术相比，具备如下优点：采用的多种阻燃协效剂与膨胀型阻燃剂 进行复配使用，进一步提升了阻燃体系的阻燃效率，同时也使得材料燃烧的发烟量大大降 低。同时基体树脂经过多次优化后，相互间能达到很好的相容性，同时还可以满足柔软、耐 环境应力开裂和耐热性能的要求。而且通过多种润滑剂的配合使用可解决材料的加工分 散，同时还可以提高电线电缆的生产效率和提升线缆的表面光洁度，并通过选择合适的抗 氧剂和光稳定剂以达到材料具有很好的耐日光老化和耐紫外老化的目的，这样可满足电线 电缆户外使用的要求。
【具体实施方式】
[0009] 下面针对具体实施例对本发明做进一步阐述。
[0010] 实施例一 先将240g改性聚磷酸铵与80g三嗪系大分子成炭发泡剂（CFA)分别进行超细粉碎并 进行高速混合及表面改性处理得预混料A和B，再将2g抗滴落剂、5g抗氧剂、13g润滑剂与 520g聚烯烃热塑性弹性体(ΤΡ0)进行均混得到预混料C，然后采用失重计量系统以准确、稳 定的速率分别将预混料A、B、C及24g3A分子筛、85g乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、6g乙烯 基三甲氧乙氧基硅烷、20g三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、10g光稳定剂输入至挤出系统中， 采用往复式单螺杆混炼机对物料进行加工，加工温度为:进料段：130°C ;塑化段：160°C ;计 量段:150°C ;模头温度:160°C，挤出机采用风冷模面进行切粒。
[0011] 采用本技术方案制得的热固性光伏线缆交联护套材料具备如下性能：
本表为第三方机构检测数据。 实施例二 先将248g改性聚磷酸铵与62g三嗪系大分子成炭发泡剂（CFA)分别进行超细粉碎并 进行高速混合及表面改性处理得预混料A和B，再将3g抗滴落剂、5g抗氧剂、14g润滑剂与 540g聚烯烃热塑性弹性体(TPO)进行均混得到预混料C，然后采用失重计量系统以准确、稳 定的速率分别将预混料A、B、C及25g4A分子筛、70g马来酸酐接枝聚烯烃热塑性弹性体、5g乙 烯基三甲氧乙氧基硅烷、28g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA)、10g光稳定剂输入至 挤出系统中，采用往复式单螺杆混炼机对物料进行加工，加工温度为:进料段：140°C ;塑化 段:170°C ;计量段:160°C ;模头温度：170°C，挤出机采用风冷模面进行切粒。
[0012] 采用本技术方案制得的热固性光伏线缆交联护套材料具备如下性能：
本表为第三方机构检测数据。
[0013] 本发明与现有技术相比，具备如下优点：采用的多种阻燃协效剂与膨胀型阻燃剂 进行复配使用，进一步提升了阻燃体系的阻燃效率，同时也使得材料燃烧的发烟量大大降 低。同时基体树脂经过多次优化后，相互间能达到很好的相容性，同时还可以满足柔软、耐 环境应力开裂和耐热性能的要求。而且通过多种润滑剂的配合使用可解决材料的加工分 散，同时还可以提高电线电缆的生产效率和提升线缆的表面光洁度，并通过选择合适的抗 氧剂和光稳定剂以达到材料具有很好的耐日光老化和耐紫外老化的目的，这样可满足电线 电缆户外使用的要求。
【主权项】
1. 热固性光伏线缆交联护套材料，其特别之处在于:包含的各组分及各组分的重量百 分比为:基体树脂:50%~60%，膨胀型阻燃剂:25%~35%，阻燃协效剂：1.5%~3.0%，相容剂： 5.0%~10%，表面改性剂:0.4%~0.6%，抗滴落剂:0.1%~0.3%，抗氧剂:0.4%~0.7%，润滑剂： 1 · 2%~1 · 5%，交联剂：1 · 5~3 · 0%，光稳定剂1 · 0%~2 · 0%。2. 根据权利要求1所述的热固性光伏线缆交联护套材料，其特征在于所述基体树脂为 聚烯烃热塑性弹性体(TPO)、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚丙烯弹性体中的一种或任意组合。3. 根据权利要求1所述的热固性光伏线缆交联护套材料，其特征在于所述膨胀型阻燃 剂为改性聚磷酸铵与一种三嗪系高分子成炭发泡剂以3:1~4:1(质量比)复配而成。4. 根据权利要求1所述的热固性光伏线缆交联护套材料，其特征在于所述阻燃协效剂 为3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、二氧化娃、二氧化钛、纳米蒙脱土中的一种或多种组合。5. 根据权利要求1所述的热固性光伏线缆交联护套材料，其特征在于所述相容剂为乙 烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚烯烃热塑性弹性体、乙烯-丙烯酸酯-甲基 丙烯酸缩水甘油脂中的一种或多种组合。6. 根据权利要求1所述的热固性光伏线缆交联护套材料，其特征在于所述表面改性剂 为乙烯基三甲氧乙氧基硅烷。7. 根据权利要求1所述的热固性光伏线缆交联护套材料，其特征在于所述交联剂为三 烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)中的一种或两种。8. 热固性光伏线缆交联护套材料生产方法，包括以下步骤： 一、 原料预处理:将膨胀型阻燃剂中的两组分分别进行超细粉碎并进行高速混合及表 面改性处理得预混料A和B，将抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂一起与基体树脂进行均混得到预混 料C; 二、 原材料的计量:采用失重计量系统以准确、稳定的速率分别将预混料A、B、C及其他 辅料输入至挤出系统中； 三、 混炼加工:采用往复式单螺杆混炼机对物料进行加工，加工温度为:进料段：130°C ~140 °C ;塑化段:160 °C~170 °C ;计量段:150 °C~160 °C ;模头温度：160 °C~170 °C ; 四、 造粒:采用风冷模面切粒。9. 根据权利要求8所述的热固性光伏线缆交联护套材料生产方法，其特征在于所述混 炼加工步骤中的塑化段采用强剪切的螺杆组合。10. 根据权利要求8所述的热固性光伏线缆交联护套材料生产方法，其特征在于所述造 粒步骤中粒子为0 3 X 3mm柱状颗粒。
【文档编号】C08K5/5425GK105906893SQ201610336906
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】张军
【申请人】苏州美冠塑胶材料有限公司