一種抗老化光伏電纜及製備方法與流程

2023-06-25 19:13:11

本發明屬於光伏材料加工技術領域，具體地，涉及一種抗老化光伏電纜及製備方法。

背景技術：

太陽能技術成為未來的綠色能源技術之一，太陽能或光伏（pv）在中國應用日漸廣泛，尤其近幾年隨著太陽能電池原料多晶矽生產成本的大幅降低，太陽能電池生產技術的日臻完善。

光伏電纜時常暴露在陽光之下，太陽能系統常常會在惡劣環境條件下使用，如高溫和紫外線輻射。在歐洲，晴天時將導致太陽能系統的現場溫度高達100℃。如果電纜材料達不到要求，將導致電纜易碎，甚至會分解電纜護層，所有這些情況都會直接增加電纜系統損失，同時發生電纜短路的風險也會增大，從中長期看，發生火災或人員傷害的可能性也更高，所以用於太陽能系統的光伏電纜就必須採用高性能材料。

目前，可採用的各種材料有pvc、橡膠、tpe和高質量交叉連結材料，這些材料在長期熱老化作用下和環境作用下，分子間化學鍵會發生斷裂，產生活性自由基或活性離子，並會進一步發生以下化學反應：活性自由基或活性離子引發大分子鏈的交聯反應，活性自由基或活性離子引發大分子鏈的降解反應、氧化反應、異構化反應，其它如產生氣體產物等，最終的結果是聚合物材料的分子量愈來愈小，甚至失去聚合物的性質，使電纜絕緣材料的各項性能都大幅度下降，光伏電纜壽命降低，因此急需研發一種，抗老化，耐高溫、阻燃性強的光伏電纜。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的一方面是提供一種抗老化光伏電纜，一方面還提供一種製備該抗老化光伏電纜的方法。

本發明製備的抗老化光伏電纜抗老化，耐高溫、阻燃性強。

本發明生產工藝簡單，生產成本低，製備的光伏電纜抗老化，耐高溫、阻燃性強。

根據本發明一方面提供的一種抗老化光伏電纜，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯18-33份、氯酯化順丁橡膠10-30份、交聯劑1-7份、改性葉蠟石2-8份、阻燃劑27-41份、抗老化劑3-9份、馬來酸酐接枝相容劑5-9份、ca/zn複合穩定劑2-6份、硬脂酸鎂1-4份、亞磷酸三辛酯0.1-0.2份。

優選地，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯19-33份、氯酯化順丁橡膠10-20份、交聯劑1-6份、改性葉蠟石2-5份、阻燃劑27-31份、抗老化劑3-6份、馬來酸酐接枝相容劑5-8份、ca/zn複合穩定劑2-5份、硬脂酸鎂1-3份、亞磷酸三辛酯0.1-0.2份。

優選地，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯23份、氯酯化順丁橡膠15份、交聯劑5份、改性葉蠟石3份、阻燃劑29份、抗老化劑5份、馬來酸酐接枝相容劑7份、ca/zn複合穩定劑4份、硬脂酸鎂2份、亞磷酸三辛酯0.1份。

優選地，所述氯酯化順丁橡膠氯含量為5-8%。

優選地，所述改性葉蠟石的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑或矽烷類偶聯劑中的一種或兩種混合物。

優選地，所述改性葉蠟石包括如下重量份數的原料：葉臘石90-100份、凝灰巖15-24份、球土12-16份、廢棄動植物油脂3-5、八乙酸蔗糖酯7-11、醋酸丁酸纖維素6-10、聚羥基丁酸酯40-50、氯醚樹脂25-30、聚乙烯醇縮丁醛17-22、乙醯檸檬酸三丁酯10-13。

優選地，所述交聯劑為過氧化二異丙苯。

一項所述的抗老化光伏電纜的製備方法，所述抗老化光伏電纜的製備方法包括如下步驟：

步驟（1）：將改性葉蠟石、ca/zn複合穩定劑、硬脂酸鎂按照比例混合，在高速混合機中以1800r/min的轉速高速混合10-15min，混合完成後出料放置；

步驟（2）：與聚氯乙烯、氯酯化順丁橡膠、交聯劑、阻燃劑、抗老化劑、馬來酸酐接枝相容劑、亞磷酸三辛酯按配比使用密煉機共混10-15分鐘出料；

步驟（3）：出料趁熱用雙螺杆擠出造粒機擠出造粒，造粒過程中雙螺杆的四個溫度段為：加料段115-120℃，輸送段128-135℃，熔融段137-145℃，機頭145-150℃，真空轉鼓溫度為45℃，得到母料；

步驟（4）：母料再與交聯劑按比例用水加熱真空轉鼓混合1.2h，即可。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

（1）本發明本發明採用了聚氯乙烯、氯酯化順丁橡膠主要基礎樹脂，並且精心篩選了交聯劑、穩定劑作為組分製備的光伏電纜抗老化，耐高溫、阻燃性強，130℃使用壽命達30年以上；

（2）本發明的抗老化光伏電纜由於其組分分配合理，製作得到的抗老化光伏電纜抗老化效果好，且耐高溫、阻燃性強；

（3）本發明在常溫、常壓條件下交聯，生產工藝簡單，所需的設備較少，降低了生產成本；

（4）本發明配方中加入葉蠟石，葉蠟石主要用作耐火材料，作為摻合劑，使橡膠表面光滑，增加耐磨性和強度。用於電纜能防止瀝青粘連。葉臘石通過一定的改性處理，機械強度和耐火性顯著提高。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。

本發明的目的一方面是提供一種抗老化光伏電纜，一方面還提供一種製備該抗老化光伏電纜的方法。

本發明製備的抗老化光伏電纜抗老化，耐高溫、阻燃性強。

本發明生產工藝簡單，生產成本低，製備的光伏電纜抗老化，耐高溫、阻燃性強。

根據本發明一方面提供的一種抗老化光伏電纜，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯18-33份、氯酯化順丁橡膠10-30份、交聯劑1-7份、改性葉蠟石2-8份、阻燃劑27-41份、抗老化劑3-9份、馬來酸酐接枝相容劑5-9份、ca/zn複合穩定劑2-6份、硬脂酸鎂1-4份、亞磷酸三辛酯0.1-0.2份。

優選地，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯19-33份、氯酯化順丁橡膠10-20份、交聯劑1-6份、改性葉蠟石2-5份、阻燃劑27-31份、抗老化劑3-6份、馬來酸酐接枝相容劑5-8份、ca/zn複合穩定劑2-5份、硬脂酸鎂1-3份、亞磷酸三辛酯0.1-0.2份。

優選地，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯23份、氯酯化順丁橡膠15份、交聯劑5份、改性葉蠟石3份、阻燃劑29份、抗老化劑5份、馬來酸酐接枝相容劑7份、ca/zn複合穩定劑4份、硬脂酸鎂2份、亞磷酸三辛酯0.1份。

優選地，所述氯酯化順丁橡膠氯含量為5-8%。

優選地，所述改性葉蠟石的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑或矽烷類偶聯劑中的一種或兩種混合物。

優選地，所述改性葉蠟石包括如下重量份數的原料：葉臘石90-100份、凝灰巖15-24份、球土12-16份、廢棄動植物油脂3-5、八乙酸蔗糖酯7-11、醋酸丁酸纖維素6-10、聚羥基丁酸酯40-50、氯醚樹脂25-30、聚乙烯醇縮丁醛17-22、乙醯檸檬酸三丁酯10-13。

優選地，所述交聯劑為過氧化二異丙苯。

一項所述的抗老化光伏電纜的製備方法，所述抗老化光伏電纜的製備方法包括如下步驟：

步驟（1）：將改性葉蠟石、ca/zn複合穩定劑、硬脂酸鎂按照比例混合，在高速混合機中以1800r/min的轉速高速混合10-15min，混合完成後出料放置；

步驟（2）：與聚氯乙烯、氯酯化順丁橡膠、交聯劑、阻燃劑、抗老化劑、馬來酸酐接枝相容劑、亞磷酸三辛酯按配比使用密煉機共混10-15分鐘出料；

步驟（3）：出料趁熱用雙螺杆擠出造粒機擠出造粒，造粒過程中雙螺杆的四個溫度段為：加料段115-120℃，輸送段128-135℃，熔融段137-145℃，機頭145-150℃，真空轉鼓溫度為45℃，得到母料；

步驟（4）：母料再與交聯劑按比例用水加熱真空轉鼓混合1.2h，即可。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

（1）本發明採用了聚氯乙烯、氯酯化順丁橡膠主要基礎樹脂，並且精心篩選了交聯劑、穩定劑作為組分製備的光伏電纜抗老化，耐高溫、阻燃性強，130℃使用壽命達30年以上；

（2）本發明的抗老化光伏電纜由於其組分分配合理，製作得到的抗老化光伏電纜抗老化效果好，且耐高溫、阻燃性強；

（3）本發明在常溫、常壓條件下交聯，生產工藝簡單，所需的設備較少，降低了生產成本；

（4）本發明配方中加入葉蠟石，葉蠟石主要用作耐火材料，作為摻合劑，使橡膠表面光滑，增加耐磨性和強度。用於電纜能防止瀝青粘連。葉臘石通過一定的改性處理，機械強度和耐火性顯著提高。

實施例1

本實施例一方面提供的一種抗老化光伏電纜，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯33份、氯酯化順丁橡膠10份、交聯劑7份、改性葉蠟石2份、阻燃劑41份、抗老化劑3份、馬來酸酐接枝相容劑9份、ca/zn複合穩定劑2份、硬脂酸鎂4份、亞磷酸三辛酯0.1份。

所述氯酯化順丁橡膠氯含量為8%。

所述改性葉蠟石的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑或矽烷類偶聯劑中的一種或兩種混合物。

所述改性葉蠟石包括如下重量份數的原料：葉臘石100份、凝灰巖15份、球土16份、廢棄動植物油脂3、八乙酸蔗糖酯11、醋酸丁酸纖維素6、聚羥基丁酸酯50、氯醚樹脂25、聚乙烯醇縮丁醛22、乙醯檸檬酸三丁酯10。

所述交聯劑為過氧化二異丙苯。

一項所述的抗老化光伏電纜的製備方法，所述抗老化光伏電纜的製備方法包括如下步驟：

步驟（1）：將改性葉蠟石、ca/zn複合穩定劑、硬脂酸鎂按照比例混合，在高速混合機中以1800r/min的轉速高速混合15min，混合完成後出料放置；

步驟（2）：與聚氯乙烯、氯酯化順丁橡膠、交聯劑、阻燃劑、抗老化劑、馬來酸酐接枝相容劑、亞磷酸三辛酯按配比使用密煉機共混10分鐘出料；

步驟（3）：出料趁熱用雙螺杆擠出造粒機擠出造粒，造粒過程中雙螺杆的四個溫度段為：加料段120℃，輸送段128℃，熔融段145℃，機頭145℃，真空轉鼓溫度為45℃，得到母料；

步驟（4）：母料再與交聯劑按比例用水加熱真空轉鼓混合1.2h，即可。

實施例2

本實施例一方面提供的一種抗老化光伏電纜，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯18份、氯酯化順丁橡膠30份、交聯劑1份、改性葉蠟石8份、阻燃劑27份、抗老化劑9份、馬來酸酐接枝相容劑5份、ca/zn複合穩定劑6份、硬脂酸鎂1份、亞磷酸三辛酯0.2份。

所述氯酯化順丁橡膠氯含量為5%。

所述改性葉蠟石的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑或矽烷類偶聯劑中的一種或兩種混合物。

所述改性葉蠟石包括如下重量份數的原料：葉臘石90份、凝灰巖24份、球土12份、廢棄動植物油脂5、八乙酸蔗糖酯7、醋酸丁酸纖維素10、聚羥基丁酸酯40、氯醚樹脂30、聚乙烯醇縮丁醛17、乙醯檸檬酸三丁酯13。

所述交聯劑為過氧化二異丙苯。

一項所述的抗老化光伏電纜的製備方法，所述抗老化光伏電纜的製備方法包括如下步驟：

步驟（1）：將改性葉蠟石、ca/zn複合穩定劑、硬脂酸鎂按照比例混合，在高速混合機中以1800r/min的轉速高速混合12min，混合完成後出料放置；

步驟（2）：與聚氯乙烯、氯酯化順丁橡膠、交聯劑、阻燃劑、抗老化劑、馬來酸酐接枝相容劑、亞磷酸三辛酯按配比使用密煉機共混13分鐘出料；

步驟（3）：出料趁熱用雙螺杆擠出造粒機擠出造粒，造粒過程中雙螺杆的四個溫度段為：加料段115℃，輸送段135℃，熔融段137℃，機頭150℃，真空轉鼓溫度為45℃，得到母料；

步驟（4）：母料再與交聯劑按比例用水加熱真空轉鼓混合1.2h，即可。

實施例3

本實施例一方面提供的一種抗老化光伏電纜，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯33份、氯酯化順丁橡膠10份、交聯劑6份、改性葉蠟石2份、阻燃劑31份、抗老化劑3份、馬來酸酐接枝相容劑8份、ca/zn複合穩定劑2份、硬脂酸鎂3份、亞磷酸三辛酯0.1份。

所述氯酯化順丁橡膠氯含量為6%。

所述改性葉蠟石的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑或矽烷類偶聯劑中的一種或兩種混合物。

所述改性葉蠟石包括如下重量份數的原料：葉臘石95份、凝灰巖18份、球土14份、廢棄動植物油脂4、八乙酸蔗糖酯8、醋酸丁酸纖維素8、聚羥基丁酸酯45氯醚樹脂29、聚乙烯醇縮丁醛19、乙醯檸檬酸三丁酯12。

所述交聯劑為過氧化二異丙苯。

一項所述的抗老化光伏電纜的製備方法，所述抗老化光伏電纜的製備方法包括如下步驟：

步驟（1）：將改性葉蠟石、ca/zn複合穩定劑、硬脂酸鎂按照比例混合，在高速混合機中以1800r/min的轉速高速混合13min，混合完成後出料放置；

步驟（2）：與聚氯乙烯、氯酯化順丁橡膠、交聯劑、阻燃劑、抗老化劑、馬來酸酐接枝相容劑、亞磷酸三辛酯按配比使用密煉機共混12分鐘出料；

步驟（3）：出料趁熱用雙螺杆擠出造粒機擠出造粒，造粒過程中雙螺杆的四個溫度段為：加料段115-120℃，輸送段128-135℃，熔融段137-145℃，機頭145-150℃，真空轉鼓溫度為45℃，得到母料；

步驟（4）：母料再與交聯劑按比例用水加熱真空轉鼓混合1.2h，即可。

實施例4

本實施例一方面提供的一種抗老化光伏電纜，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯19份、氯酯化順丁橡膠20份、交聯劑1份、改性葉蠟石5份、阻燃劑27份、抗老化劑6份、馬來酸酐接枝相容劑5份、ca/zn複合穩定劑5份、硬脂酸鎂1份、亞磷酸三辛酯0.2份。

所述氯酯化順丁橡膠氯含量為7%。

所述改性葉蠟石的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑或矽烷類偶聯劑中的一種或兩種混合物。

所述改性葉蠟石包括如下重量份數的原料：葉臘石98份、凝灰巖19份、球土15份、廢棄動植物油脂4、八乙酸蔗糖酯9、醋酸丁酸纖維素8、聚羥基丁酸酯48氯醚樹脂27、聚乙烯醇縮丁醛19、乙醯檸檬酸三丁酯11。

所述交聯劑為過氧化二異丙苯。

一項所述的抗老化光伏電纜的製備方法，所述抗老化光伏電纜的製備方法包括如下步驟：

步驟（1）：將改性葉蠟石、ca/zn複合穩定劑、硬脂酸鎂按照比例混合，在高速混合機中以1800r/min的轉速高速混合10min，混合完成後出料放置；

步驟（2）：與聚氯乙烯、氯酯化順丁橡膠、交聯劑、阻燃劑、抗老化劑、馬來酸酐接枝相容劑、亞磷酸三辛酯按配比使用密煉機共混12分鐘出料；

步驟（3）：出料趁熱用雙螺杆擠出造粒機擠出造粒，造粒過程中雙螺杆的四個溫度段為：加料段115-120℃，輸送段128-135℃，熔融段137-145℃，機頭145-150℃，真空轉鼓溫度為45℃，得到母料；

步驟（4）：母料再與交聯劑按比例用水加熱真空轉鼓混合1.2h，即可。

實施例5

本實施例一方面提供的一種抗老化光伏電纜，所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：所述抗老化光伏電纜包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯23份、氯酯化順丁橡膠15份、交聯劑5份、改性葉蠟石3份、阻燃劑29份、抗老化劑5份、馬來酸酐接枝相容劑7份、ca/zn複合穩定劑4份、硬脂酸鎂2份、亞磷酸三辛酯0.1份。

所述氯酯化順丁橡膠氯含量為5-8%。

所述改性葉蠟石的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑或矽烷類偶聯劑中的一種或兩種混合物。

所述改性葉蠟石包括如下重量份數的原料：葉臘石100份、凝灰巖24份、球土16份、廢棄動植物油脂3、八乙酸蔗糖酯11、醋酸丁酸纖維素6、聚羥基丁酸酯40、氯醚樹脂25、聚乙烯醇縮丁醛17、乙醯檸檬酸三丁酯13。

所述交聯劑為過氧化二異丙苯。

一項所述的抗老化光伏電纜的製備方法，所述抗老化光伏電纜的製備方法包括如下步驟：

步驟（1）：將改性葉蠟石、ca/zn複合穩定劑、硬脂酸鎂按照比例混合，在高速混合機中以1800r/min的轉速高速混合14min，混合完成後出料放置；

步驟（2）：與聚氯乙烯、氯酯化順丁橡膠、交聯劑、阻燃劑、抗老化劑、馬來酸酐接枝相容劑、亞磷酸三辛酯按配比使用密煉機共混14分鐘出料；

步驟（3）：出料趁熱用雙螺杆擠出造粒機擠出造粒，造粒過程中雙螺杆的四個溫度段為：加料段115-120℃，輸送段128-135℃，熔融段137-145℃，機頭145-150℃，真空轉鼓溫度為45℃，得到母料；

步驟（4）：母料再與交聯劑按比例用水加熱真空轉鼓混合1.2h，即可。

以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。