CN105034186B - 光伏线缆护套层材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种光伏线缆护套层材料的制备方法，包括：将原料放入密炼机中密炼，熔融共混，得到塑化后的原料；其中密炼的温度为160‑175℃，密炼时间为15‑25min；将所述塑化后的原料加入双轴喂料机中通过单螺杆挤出机制粒，得到胶料；将所述胶料通过电线押出机挤出，然后通过电子加速器辐照，即得光伏线缆护套层材料。发明采用在密炼机中进行密炼，使得原料能够搅拌均匀，塑化更充分；而现有技术是在双螺杆中进行，塑化情况不彻底。用电子加速器辐照改性，使得护套层材料更加耐热、耐老化，耐油，形成了热固性高分子合金，不含任何卤素及磷氮元素；完全环保，降低了成本，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及护套层材料制备技术领域，特别是指一种光伏线缆护套层材料的制备方法。
背景技术
随着人们对环保和安全意识的增强，对电缆护套层材料的要求越来越高。现有的制备工艺中一般采用单螺杆密炼，这样的搅拌不充分，原料很难充分塑化，影响制得的护套层材料的性能。在后序工艺中一般采用硫化或其他化学交联，此种交联方式需要蒸汽，而蒸汽是由烧煤来制得，烧煤不环保，而且所需时间长，使得成本大大上升，工作效率大大降低。
有鉴于此，一种能够塑化充分、交联效率高的光伏线缆护套层材料的制备方法的出现就很有必要了。
发明内容
本发明提出一种光伏线缆护套层材料的制备方法，解决了现有技术中无法对原料塑化不充分以及交联效率低下的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种光伏线缆护套层材料的制备方法，包括：
将原料放入密炼机中密炼，熔融共混，得到塑化后的原料；其中密炼的温度为160-175℃，密炼时间为15-25min；
将所述塑化后的原料加入双轴喂料机中通过单螺杆挤出机制粒，得到胶料；
将所述胶料通过电线押出机挤出，然后通过电子加速器辐照，即得光伏线缆护套层材料。
作为优选的技术方案，所述密炼的具体步骤如下：
所述原料放入密炼缸里，压下重锤进行密炼；所述原料开始塑化时，提起重锤，清理密炼的缸壁，再次放下重锤进行密炼；温度每升高4-8℃，提起重锤搅拌所述原料，直至175℃，所述原料充分塑化。
作为优选的技术方案，所述单螺杆挤出机分为七个区，各区的工作温度为：
第一区110-115℃，第二区115-120℃，第三区115-120℃，第四区120-125℃，第五区120-125℃，第六区120-130℃，第七区125-130℃。此温度区间能够保证胶料在螺杆内充分的塑化。
作为优选的技术方案，所述单螺杆挤出机的单螺杆的长径比为15:1。该螺杆比利于胶料的充分塑化。
作为优选的技术方案，所述电线押出机分为四个区，各区的工作温度为：第一区150-160℃，第二区165-175℃，第三区165-175℃，第四区170-180℃。
作为优选的技术方案，所述电子加速器辐照是通过高能量电子照射使材料改性，辐照剂量通过热延伸，热延伸负载下伸长率≦100％，永久性伸长率≦25％
作为优选的技术方案，所述原料包括：三元乙丙橡胶(EPDM)：10-20份，低密度聚乙烯(LDPE)10-20份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)10～20份，氢氧化铝40-50份，交联剂1～7份，相容剂4～8份，抗氧剂1～3份以及润滑剂1～3份。
作为优选的技术方案，所述三元乙丙橡胶(EPDM)的乙烯丙烯比为60/40-70/30，第三单体为乙叉冰片烯，含量1-3％，分子量为5-15万，门尼粘度(100℃)30-70，硬度邵氏A20-50。EPDM可以增加防油。
作为优选的技术方案，所述低密度聚乙烯(LDPE)，其相对分子量分布指数为5.0～7.0，在这个范围的聚乙烯材料的流动性、加工性能较好。
作为优选的技术方案，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的乙酸乙烯酯质量百分含量为28％。
作为优选的技术方案，所述氢氧化铝为硅烷偶联剂表面改性氢氧化铝，目数6000目。
作为优选的技术方案，所述相容剂为马来酸酐接枝EVA，接枝率为1.5％。所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。
作为优选的技术方案，所述润滑剂为硅酮粉；所述硅酮粉由硅油和二氧化硅组成，其中硅油与二氧化硅的重量比为3:2。
有益效果
(1)本发明采用在密炼机中进行密炼，使得原料能够搅拌均匀，塑化更充分；而现有技术是在双螺杆中进行，塑化情况不彻底、不均匀。
(2)本发明用电子加速器辐照改性，使得护套层材料更加耐热、耐老化，耐油，形成了热固性高分子合金，不含任何卤素及磷氮元素；完全环保，降低了成本，提高了工作效率。
(3)制得的光伏线缆护套层具有以下优点：
31)可通过UL44中的耐油要求，属于行业首创；
32)高阻燃性：采用表面改性后的氢氧化铝作为阻燃剂，阻燃效果能达到UL标准中VW-1级别，一般公司难以达到，处于行业领先水平；
33)无卤低烟：产品燃烧时烟释放量极低，烟中透光率达到90％以上，同时具有优良的力学性能和耐气候性，完全满足UL4703和TUV 2Pfg 1169的技术要求；
34)不良率低。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种光伏线缆护套层材料的制备方法，包括：
S1，准备原料：
三元乙丙橡胶(EPDM)：10份，该三元乙丙橡胶(EPDM)中的乙烯丙烯的质量比为70/30，第三单体乙叉冰片烯含量1-3％(重量)，分子量为5-15万，门尼粘度(100℃)30-70，硬度邵氏A20-50；
低密度聚乙烯(LDPE) 20份；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 15份，其的乙酸乙烯酯质量百分含量为28％；
硅烷偶联剂表面改性氢氧化铝 45份，目数6000目；
交联剂 1份；
马来酸酐接枝EVA，接枝率为1.5％ 8份；
四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯 3份以及
硅酮粉 2份。其中硅酮粉中的硅油与二氧化硅的重量比为3:2。
S2，将上述原料放入密炼机中密炼，压下重锤进行密炼；述密炼的具体步骤为：在原料开始塑化时，提起重锤，清理密炼的缸壁，再次放下重锤进行密炼；温度每升高5℃左右，提起重锤搅拌该原料，直至175℃，原料充分塑化，密炼时间为20分钟。
S3，将步骤S2塑化后的原料加入双轴喂料机中通过单螺杆挤出机制粒，得到胶料；单螺杆挤出机分为七个区，各区的工作温度为：第一区110-115℃，第二区115-120℃，第三区115-120℃，第四区120-125℃，第五区120-125℃，第六区120-130℃，第七区125-130℃。此温度区间能够保证胶料在螺杆内充分的塑化。单螺杆挤出机的单螺杆的长径比为15:1。该螺杆比利于胶料的充分塑化。
S4，将胶料通过电线押出机挤出，然后通过电子加速器辐照，得到光伏线缆护套层材料。辐照剂量通过热延伸，热延伸负载下伸长率≦100％，永久性伸长率≦25％。押出机分为四个区，各区的工作温度为：第一区150-160℃，第二区165-175℃，第三区165-175℃，第四区170-180℃。
实施例2
一种光伏线缆护套层材料的制备方法，包括：
S1，准备原料：
三元乙丙橡胶(EPDM)：15份，该三元乙丙橡胶(EPDM)中的乙烯丙烯的质量比为60/40，第三单体乙叉冰片烯含量1-3％(重量)，分子量为5-15万，门尼粘度(100℃)30-70，硬度邵氏A20-50；
低密度聚乙烯(LDPE) 15份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 10份，氢氧化铝50份，马来酸酐接枝EVA 5份，相容剂6份，抗氧剂2份以及硅酮粉3份。其中硅酮粉中的硅油与二氧化硅的重量比为3:2。
S2，将上述原料放入密炼机中密炼，压下重锤进行密炼；述密炼的具体步骤为：在原料开始塑化时，提起重锤，清理密炼的缸壁，再次放下重锤进行密炼；温度每升高4℃左右，提起重锤搅拌该原料，直至175℃，原料充分塑化，密炼时间为15分钟。
S3，将步骤S2塑化后的原料加入双轴喂料机中通过单螺杆挤出机制粒，得到胶料；单螺杆挤出机分为七个区，各区的工作温度为：第一区110-115℃，第二区115-120℃，第三区115-120℃，第四区120-125℃，第五区120-125℃，第六区120-130℃，第七区125-130℃。此温度区间能够保证胶料在螺杆内充分的塑化。单螺杆挤出机的单螺杆的长径比为13:1。
S4，将胶料通过电线押出机挤出，然后通过电子加速器辐照，得到光伏线缆护套层材料。押出机分为四个区，各区的工作温度为：第一区150-160℃，第二区165-175℃，第三区165-175℃，第四区170-180℃。
实施例3
一种光伏线缆护套层材料的制备方法，包括：
S1，准备原料：
三元乙丙橡胶(EPDM)：20份，该三元乙丙橡胶(EPDM)中的乙烯丙烯的质量比为65/35，第三单体乙叉冰片烯含量1-3％(重量)，分子量为5-15万，门尼粘度(100℃)30-70，硬度邵氏A20-50；
低密度聚乙烯(LDPE) 10份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 20份，氢氧化铝40份，马来酸酐接枝EVA 7份，相容剂4份，抗氧剂1份以及硅酮粉1份。其中硅酮粉中的硅油与二氧化硅的重量比为3:2。
S2，将上述原料放入密炼机中密炼，压下重锤进行密炼；述密炼的具体步骤为：在原料开始塑化时，提起重锤，清理密炼的缸壁，再次放下重锤进行密炼；温度每升高8℃左右，提起重锤搅拌该原料，直至175℃，原料充分塑化，密炼时间为25分钟。
S3，将步骤S2塑化后的原料加入双轴喂料机中通过单螺杆挤出机制粒，得到胶料；单螺杆挤出机分为七个区，各区的工作温度为：第一区110-115℃，第二区115-120℃，第三区115-120℃，第四区120-125℃，第五区120-125℃，第六区120-130℃，第七区125-130℃。此温度区间能够保证胶料在螺杆内充分的塑化。单螺杆挤出机的单螺杆的长径比为15:1。
S4，将胶料通过电线押出机挤出，然后通过电子加速器辐照，得到光伏线缆护套层材料。押出机分为四个区，各区的工作温度为：第一区150-160℃，第二区165-175℃，第三区165-175℃，第四区170-180℃。
上述实施例制得的护套层材料具有的优点为：可通过UL44中的耐油要求，属于行业首创；高阻燃性：阻燃性能达到VW-1级别，一般公司难以达到，处于行业领先水平；无卤低烟：产品燃烧时烟释放量极低，烟中透光率达到90％以上，一般公司很难达到，处于行业领先水平；不良率低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光伏线缆护套层材料的制备方法，其特征在于，包括：将原料放入密炼机中密炼，熔融共混，得到塑化后的原料；其中密炼的温度为160-175℃，密炼时间为15-25min；将所述塑化后的原料加入双轴喂料机中通过单螺杆挤出机制粒，得到胶料；将所述胶料通过电线押出机挤出，然后通过电子加速器辐照，即得光伏线缆护套层材料；
所述单螺杆挤出机分为七个区，各区的工作温度为：第一区110-115℃，第二区115-120℃，第三区115-120℃，第四区120-125℃，第五区120-125℃，第六区120-130℃，第七区125-130℃；
所述电线押出机分为四个区，各区的工作温度为：第一区150-160℃，第二区165-175℃，第三区165-175℃，第四区170-180℃。
2.根据权利要求1所述的一种光伏线缆护套层材料的制备方法，其特征在于，所述密炼的具体步骤如下：所述原料放入密炼缸里，压下重锤进行密炼；所述原料开始塑化时，提起重锤，清理密炼的缸壁，再次放下重锤进行密炼；温度每升高4-8℃，提起重锤搅拌所述原料，直至175℃，所述原料充分塑化。
3.根据权利要求1所述的一种光伏线缆护套层材料的制备方法，其特征在于，所述单螺杆挤出机的单螺杆的长径比为15:1。
4.根据权利要求1所述的一种光伏线缆护套层材料的制备方法，其特征在于，所述原料包括以重量份数计的：三元乙丙橡胶10-20份，低密度聚乙烯10-20份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10～20份，氢氧化铝40-50份，交联剂1～7份，相容剂4～8份，抗氧剂1～3份以及润滑剂1～3份。
5.根据权利要求4所述的一种光伏线缆护套层材料的制备方法，其特征在于，所述三元乙丙橡胶的乙烯丙烯质量比为60/40-70/30，第三单体为乙叉冰片烯，质量分数为1-3％，分子量为5-15万，门尼粘度30-70，硬度邵氏A20-50。
6.根据权利要求5所述的一种光伏线缆护套层材料的制备方法，其特征在于，所述低密度聚乙烯，其相对分子量分布指数为5.0～7.0；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯酯质量百分含量为28％；所述氢氧化铝为硅烷偶联剂表面改性氢氧化铝；所述相容剂为马来酸酐接枝EVA，接枝率为1.5％；所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯；所述润滑剂为硅酮粉；所述硅酮粉由硅油和二氧化硅组成，其中硅油与二氧化硅的重量比为3:2。
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