本发明属于光伏材料加工
技术领域：
，具体地，涉及一种用于光伏系统的新型阻燃电缆材料及制备方法。
背景技术：
：电缆使用量随着光伏发电系统设施建设的增加，在不断增加。传统的含卤素电缆料因其燃烧发烟量大，产生有毒致癌物质等，已逐步被无卤低烟电缆料所取代。现有的无卤低烟电缆料一类是，聚烯烃添加无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂，但要想达到较好的阻燃效果需要至少添加到60％以上，这样就大大降低了电缆料的机械性能，影响挤出性能。尤其是此类电缆料在用于电线时阻燃通不过vw-1垂直燃烧实验。另一类是，聚烯烃中添加磷氮膨胀型阻燃剂，此类电缆料要达到较好的阻燃性能也需要添加量大，一是成本高，二是易析出，大大影响阻燃性能。因此，为了克服上述不足，需要对光伏电缆的选材及工艺进行进一步地改进。技术实现要素：针对现有技术中的缺陷，本发明的目的一方面是提供一种用于光伏系统的新型阻燃电缆材料，一方面还提供一种制备该用于光伏系统的新型阻燃电缆材料的方法。根据本发明一方面提供的一种用于光伏系统的新型阻燃电缆材料，所述用于光伏系统的新型阻燃电缆材料包括如下重量份数的原料：顺丁橡胶38-53份、氯丁橡胶28-41份、古马隆树脂5-12份、玻璃纤维2-8份、阻燃剂2-12份、羧甲基纤维素7-15份、交联剂0.7-1.8份、增塑剂0.7-2.1份、聚四氟乙烯2-8份、聚酰胺蜡2-15份、莫来石粉末3-9份和耐老化组合物13-19份；所述阻燃剂包含含碳阻燃剂和碳素化合物，所述含碳阻燃剂和碳素化合物由聚碳硅烷作为结合剂进行结合；所述耐老化组合物的成分包括：纳米石墨烯、成膜剂、溶剂、助剂，所述成膜剂为聚醚酰亚胺、聚氨酯和环氧树脂的混合物，所述溶剂为氮甲基吡咯烷酮、水和正丁醇的混合物，所述助剂为邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺和甲乙基酮肟的混合物。优选地，所述耐老化组合物的成分包括：成膜剂20-60份、溶剂10-20份、纳米石墨烯0.1-20份、助剂0.1-5份。优选地，所述耐老化组合物的制备方法为：将所述纳米石墨烯、成膜剂、溶剂、助剂混合后，超声分散5-20min，即可。优选地，所述含碳阻燃剂为铝碳阻燃剂、镁碳阻燃剂和锆碳阻燃剂的混合物。优选地，所述铝碳阻燃剂为氧化铝骨料和氧化铝粉料的混合物，所述氧化铝骨料和氧化铝粉料的质量比为10-13:1。优选地，所述镁碳阻燃剂为氧化镁骨料和氧化镁粉料的混合物，所述氧化镁骨料和氧化镁粉料的质量比为11-15:1。优选地，所述锆碳阻燃剂为氧化锆骨料和氧化锆粉料的混合物，所述氧化锆骨料和氧化锆粉料的质量比为13-17:1。根据本发明的另一方面提供的所述的用于光伏系统的新型阻燃电缆材料的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）：按照重量份数配比称取原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、古马隆树脂、玻璃纤维、阻燃剂、羧甲基纤维素、交联剂、增塑剂、聚四氟乙烯、聚酰胺蜡、莫来石粉末和耐老化组合物；步骤（2）：将顺丁橡胶、氯丁橡胶、古马隆树脂、玻璃纤维、阻燃剂、羧甲基纤维素、交联剂、增塑剂、聚四氟乙烯、聚酰胺蜡、莫来石粉末和耐老化组合物进行混合；步骤（3）：所述步骤（2）混合后进行密炼，密炼温度为100-110℃，密炼时间为25-30min，得到均匀的混合胶体；步骤（4）：对混合胶体进行开炼，并加入过氧化苯甲酰以及过氧化二异丙苯，所述过氧化苯甲酰以及过氧化二异丙苯的加入量分别为混合胶体量的2-7%，混炼10-20min，即可。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、本发明提供的一种用于光伏系统的新型阻燃电缆材料，本发明的电缆材料以顺丁橡胶、氯丁橡胶为主料，辅以古马隆树脂、玻璃纤维、阻燃剂、羧甲基纤维素、交联剂、增塑剂、聚四氟乙烯、聚酰胺蜡、莫来石粉末和耐老化组合物，并合理配置相互之间的重量比。其中，相对于现有的电缆材料配方不同的是，本发明在配方中着重加入了包含含碳阻燃剂和碳素化合物的阻燃剂，含碳阻燃剂和碳素化合物通过聚碳硅烷结合，因极高的结合强度，可有效改善电缆材料的阻燃性能，比现有电缆材料具有更好的耐热性能。2、本发明提供的一种用于光伏系统的新型阻燃电缆材料，配方中加入耐老化组合物，该耐老化组合物以纳米石墨烯为主料，辅以成膜剂、溶剂和助剂。由于石墨烯的准二维结构有着独特物理化学及生物等方面的性能，因此使其具有很好的热稳定性，在高温条件下能保持稳定，因此，将其与其他成分配合后加入到电缆材料配方中，显著地提高了电缆材料的阻燃性能。3、本发明提供的一种用于光伏系统的新型阻燃电缆材料，电缆材料配方中添加了聚酰胺蜡，聚酰胺蜡是一种触变性添加剂，其通过溶剂有效的活化，在电缆材料溶剂系统中形成强大的网络结构，因其具有优异的防流挂能力、防沉降能力，使得电缆材料溶液系统中各均匀分布，均一性高，进而使得制备得到的产品品质高。此外，聚酰胺蜡有非常好的强度和耐热性，提高电缆材料的阻燃性能。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例1本实施例一方面提供的一种用于光伏系统的新型阻燃电缆材料，所述用于光伏系统的新型阻燃电缆材料包括如下重量份数的原料：顺丁橡胶53份、氯丁橡胶28份、古马隆树脂12份、玻璃纤维2份、阻燃剂12份、羧甲基纤维素7份、交联剂1.8份、增塑剂0.7份、聚四氟乙烯8份、聚酰胺蜡2份、莫来石粉末9份和耐老化组合物13份；所述阻燃剂包含含碳阻燃剂和碳素化合物，所述含碳阻燃剂和碳素化合物由聚碳硅烷作为结合剂进行结合；所述耐老化组合物的成分包括：纳米石墨烯、成膜剂、溶剂、助剂，所述成膜剂为聚醚酰亚胺、聚氨酯和环氧树脂的混合物，所述溶剂为氮甲基吡咯烷酮、水和正丁醇的混合物，所述助剂为邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺和甲乙基酮肟的混合物。作为优选方案，所述耐老化组合物的成分包括：成膜剂60份、溶剂10份、纳米石墨烯20份、助剂0.1份。作为优选方案，所述耐老化组合物的制备方法为：将所述纳米石墨烯、成膜剂、溶剂、助剂混合后，超声分散20min，即可。作为优选方案，所述含碳阻燃剂为铝碳阻燃剂、镁碳阻燃剂和锆碳阻燃剂的混合物。作为优选方案，所述铝碳阻燃剂为氧化铝骨料和氧化铝粉料的混合物，所述氧化铝骨料和氧化铝粉料的质量比为13:1。作为优选方案，所述镁碳阻燃剂为氧化镁骨料和氧化镁粉料的混合物，所述氧化镁骨料和氧化镁粉料的质量比为15:1。作为优选方案，所述锆碳阻燃剂为氧化锆骨料和氧化锆粉料的混合物，所述氧化锆骨料和氧化锆粉料的质量比为17:1。根据本发明的另一方面提供的所述的用于光伏系统的新型阻燃电缆材料的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）：按照重量份数配比称取原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、古马隆树脂、玻璃纤维、阻燃剂、羧甲基纤维素、交联剂、增塑剂、聚四氟乙烯、聚酰胺蜡、莫来石粉末和耐老化组合物；步骤（2）：将顺丁橡胶、氯丁橡胶、古马隆树脂、玻璃纤维、阻燃剂、羧甲基纤维素、交联剂、增塑剂、聚四氟乙烯、聚酰胺蜡、莫来石粉末和耐老化组合物进行混合；步骤（3）：所述步骤（2）混合后进行密炼，密炼温度为110℃，密炼时间为25min，得到均匀的混合胶体；步骤（4）：对混合胶体进行开炼，并加入过氧化苯甲酰以及过氧化二异丙苯，所述过氧化苯甲酰以及过氧化二异丙苯的加入量分别为混合胶体量的7%，混炼10-20min，即可。实施例2所述用于光伏系统的新型阻燃电缆材料包括如下重量份数的原料：顺丁橡胶38份、氯丁橡胶41份、古马隆树脂5份、玻璃纤维8份、阻燃剂2份、羧甲基纤维素15份、交联剂0.7份、增塑剂2.1份、聚四氟乙烯2份、聚酰胺蜡15份、莫来石粉末3份和耐老化组合物19份；所述阻燃剂包含含碳阻燃剂和碳素化合物，所述含碳阻燃剂和碳素化合物由聚碳硅烷作为结合剂进行结合；所述耐老化组合物的成分包括：纳米石墨烯、成膜剂、溶剂、助剂，所述成膜剂为聚醚酰亚胺、聚氨酯和环氧树脂的混合物，所述溶剂为氮甲基吡咯烷酮、水和正丁醇的混合物，所述助剂为邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺和甲乙基酮肟的混合物。作为优选方案，所述耐老化组合物的成分包括：成膜剂20份、溶剂20份、纳米石墨烯0.1份、助剂5份。作为优选方案，所述耐老化组合物的制备方法为：将所述纳米石墨烯、成膜剂、溶剂、助剂混合后，超声分散5-20min，即可。作为优选方案，所述含碳阻燃剂为铝碳阻燃剂、镁碳阻燃剂和锆碳阻燃剂的混合物。作为优选方案，所述铝碳阻燃剂为氧化铝骨料和氧化铝粉料的混合物，所述氧化铝骨料和氧化铝粉料的质量比为10:1。作为优选方案，所述镁碳阻燃剂为氧化镁骨料和氧化镁粉料的混合物，所述氧化镁骨料和氧化镁粉料的质量比为11:1。作为优选方案，所述锆碳阻燃剂为氧化锆骨料和氧化锆粉料的混合物，所述氧化锆骨料和氧化锆粉料的质量比为13:1。根据本发明的另一方面提供的所述的用于光伏系统的新型阻燃电缆材料的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）：按照重量份数配比称取原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、古马隆树脂、玻璃纤维、阻燃剂、羧甲基纤维素、交联剂、增塑剂、聚四氟乙烯、聚酰胺蜡、莫来石粉末和耐老化组合物；步骤（2）：将顺丁橡胶、氯丁橡胶、古马隆树脂、玻璃纤维、阻燃剂、羧甲基纤维素、交联剂、增塑剂、聚四氟乙烯、聚酰胺蜡、莫来石粉末和耐老化组合物进行混合；步骤（3）：所述步骤（2）混合后进行密炼，密炼温度为100℃，密炼时间为30min，得到均匀的混合胶体；步骤（4）：对混合胶体进行开炼，并加入过氧化苯甲酰以及过氧化二异丙苯，所述过氧化苯甲酰以及过氧化二异丙苯的加入量分别为混合胶体量的2%，混炼20min，即可。实施例3所述用于光伏系统的新型阻燃电缆材料包括如下重量份数的原料：顺丁橡胶43份、氯丁橡胶31份、古马隆树脂7份、玻璃纤维6份、阻燃剂5份、羧甲基纤维素11份、交联剂0.9份、增塑剂1.1份、聚四氟乙烯5份、聚酰胺蜡8份、莫来石粉末7份和耐老化组合物16份；所述阻燃剂包含含碳阻燃剂和碳素化合物，所述含碳阻燃剂和碳素化合物由聚碳硅烷作为结合剂进行结合；所述耐老化组合物的成分包括：纳米石墨烯、成膜剂、溶剂、助剂，所述成膜剂为聚醚酰亚胺、聚氨酯和环氧树脂的混合物，所述溶剂为氮甲基吡咯烷酮、水和正丁醇的混合物，所述助剂为邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺和甲乙基酮肟的混合物。作为优选方案，所述耐老化组合物的成分包括：成膜剂30份、溶剂14份、纳米石墨烯6份、助剂2份。作为优选方案，所述耐老化组合物的制备方法为：将所述纳米石墨烯、成膜剂、溶剂、助剂混合后，超声分散10min，即可。作为优选方案，所述含碳阻燃剂为铝碳阻燃剂、镁碳阻燃剂和锆碳阻燃剂的混合物。作为优选方案，所述铝碳阻燃剂为氧化铝骨料和氧化铝粉料的混合物，所述氧化铝骨料和氧化铝粉料的质量比为12:1。作为优选方案，所述镁碳阻燃剂为氧化镁骨料和氧化镁粉料的混合物，所述氧化镁骨料和氧化镁粉料的质量比为14:1。作为优选方案，所述锆碳阻燃剂为氧化锆骨料和氧化锆粉料的混合物，所述氧化锆骨料和氧化锆粉料的质量比为15:1。根据本发明的另一方面提供的所述的用于光伏系统的新型阻燃电缆材料的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）：按照重量份数配比称取原料：顺丁橡胶、氯丁橡胶、古马隆树脂、玻璃纤维、阻燃剂、羧甲基纤维素、交联剂、增塑剂、聚四氟乙烯、聚酰胺蜡、莫来石粉末和耐老化组合物；步骤（2）：将顺丁橡胶、氯丁橡胶、古马隆树脂、玻璃纤维、阻燃剂、羧甲基纤维素、交联剂、增塑剂、聚四氟乙烯、聚酰胺蜡、莫来石粉末和耐老化组合物进行混合；步骤（3）：所述步骤（2）混合后进行密炼，密炼温度为105℃，密炼时间为26min，得到均匀的混合胶体；步骤（4）：对混合胶体进行开炼，并加入过氧化苯甲酰以及过氧化二异丙苯，所述过氧化苯甲酰以及过氧化二异丙苯的加入量分别为混合胶体量的5%，混炼14min，即可。性能测试：将实施例1-3的电缆材料用常规方法制备成电缆后测定性能，同时取市售的普通电缆作对比例，测试结果见表1。由本发明的电缆材料制得的电缆阻燃性能通过vw-1垂直燃烧测试。表1测试结果一览表项目vw-1垂直燃烧实施例1合格实施例2合格实施例3合格对比例不合格由此可见，本发明提供的电缆材料，比一般的电缆材料阻燃性能好，具有显著的阻燃作用，值得推广应用。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。当前第1页12