阅读说明：本技术 一种光伏线缆用辐照交联料，其制备方法及光伏线缆 (Irradiation crosslinking material for photovoltaic cable, preparation method of irradiation crosslinking material and photovoltaic cable ) 是由 徐宏伟 张露 周子钰 于 2021-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种光伏线缆用辐照交联料,其特征在于,包括按重量份计的如下组分：POP树脂40-70份、PE树脂10-30份、阻燃剂100-150份、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物20-40份、阻燃协效剂5-15份、润滑剂0.5-2份、抗氧剂0.5-2份和辐照敏化剂1-2份；其中,所述POP树脂为邵氏硬度90A以上的POP树脂；所述PE树脂为LLDPE树脂,熔融指数为2。本发明还公开了所述光伏线缆用辐照交联料及由其制备的光伏线缆。本发明的光伏线缆用辐照交联料,具有良好的物理机械性能、透光性、阻燃性和耐老化性能,且TUV与EN标准双认证通过,降低了下游线缆厂家的成本。(The invention discloses an irradiation crosslinking material for a photovoltaic cable, which is characterized by comprising the following components in parts by weight: 40-70 parts of POP resin, 10-30 parts of PE resin, 150 parts of flame retardant, 20-40 parts of ethylene-acrylate-maleic anhydride copolymer, 5-15 parts of flame retardant synergist, 0.5-2 parts of lubricant, 0.5-2 parts of antioxidant and 1-2 parts of radiation sensitizer; the POP resin is a POP resin with the Shore hardness of more than 90A; the PE resin is LLDPE resin, and the melt index is 2. The invention also discloses the irradiation crosslinking material for the photovoltaic cable and the photovoltaic cable prepared from the irradiation crosslinking material. The irradiation crosslinking material for the photovoltaic cable has good physical and mechanical properties, light transmission, flame retardance and aging resistance, and the TUV and EN standards pass through double certification, so that the cost of downstream cable manufacturers is reduced.)

一种光伏线缆用辐照交联料，其制备方法及光伏线缆

技术领域

本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种光伏线缆用辐照交联料，其制备方法及光伏线缆。

背景技术

太阳能发电作为一种可再生的清洁能源，它不排放有害气体，对大气环境没有污染，清洁安全，与风能、海洋能、地热能等新能源一样在全球范围内得以迅速发展。光伏电缆用于太阳能发电系统的电气线路连接，具备优良的电气性能与物理机械性能，各种用途的光伏电缆产品，也将越来越多地应用于光伏发电系统，有着广阔的发展前景。

由于光伏电缆常常在恶劣环境条件下使用，如高低温(温度可高达100℃)、强烈的紫外线照射、高臭氧浓度、化学腐蚀等，如果电缆材料的性能达不到要求，将导致电缆护套层破损、分解，从而造成电缆损坏，同时发生电缆短路的风险也会增大。所以光伏线缆必须采用高性能材料。

目前，对于光伏电缆，要求120℃使用寿命达到25年以上，同时产品还必须具有耐低温、耐臭氧、耐候、耐直流电压、耐动态穿透、阻燃等性能。现有的光伏电缆用无卤阻燃护套料主要以聚乙烯、聚烯烃等为基料，无法满足上述要求。例如公开号为CN1763129A的中国专利申请公开了一种热塑性无卤低烟阻燃电缆护套料及加工工艺，该护套料基材选用聚烯烃类树脂，无机阻燃剂选用超细氢氧化镁或氢氧化铝，同时选用镁盐晶须。该护套料的新料虽然具有良好的机械性能、加工性能以及热变形、热老化及热冲击性能。但是在长期热老化和环境作用下，聚合物材料的分子量愈来愈小，使电缆护套料的各项性能都大幅度下降。另外，现有技术中还公开了可辐射交联的聚烯烃电缆料。例如公开号为CN10128 6377A的中国专利申请公开了一种辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，该电缆料的组成为：乙烯～醋酸乙烯酯共聚物：30～50％，高密度聚乙烯：0～20％，氢氧化镁：30～60％，红磷：0～10％，偶联剂：1～5％，交联剂：0.1～1.5％，相容剂：1～5％，抗氧剂：0.1～1.5％和润滑剂：0.1～1.5％。该辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料虽然克服了传统卤系阻燃剂阻燃聚烯烃材料对环境和对人体的危害，具有无毒绿色环保的特点。但是其制备而成的护套料的拉伸强度、断裂伸长率等机械性能仍比较差，而且其耐热老化性能也比较差，特别是在高温条件下的使用寿命较短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光伏线缆用辐照交联料，具有良好的物理机械性能、透光性、阻燃性和耐老化性能，且TUV与EN标准双认证通过，降低了下游线缆厂家的成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种光伏线缆用辐照交联料，包括按重量份计的如下组分：

其中，所述POP树脂为邵氏硬度90A以上的POP树脂；所述PE树脂为LLDPE树脂，其在190℃×2.16kg条件下的熔融指数为2～4。

进一步地，所述POP树脂在190℃×2.16kg条件下的熔融指数＞3。

本发明中，采用邵氏硬度90A以上的POP树脂，能够有利于提高交联料的抗冲击性能和热稳定性，而限定PE树脂的熔融指数为2～4，POP树脂的熔融指数＞3，有利于提高交联料的加工性能。

本发明中，在交联料的配方中引入了一种特殊的相容剂—乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物，相比于常规的LLDPE马来酸酐相容剂，乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物能够提高交联料的成缆透光率、拉伸强度、断裂延伸率、热延伸以及耐老化性能，提高使用寿命。

优选地，所述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物包括一种或多种乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物。更优选地，所述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物中，丙烯酸酯(MA)的含量＞3％。其中，MA的含量越高，该相容剂对于阻燃剂的粘结性和相容性更好，有利于提高交联料的综合性能。

本发明中，所述阻燃剂可选用本领域常用的无机阻燃剂，优选地选自氢氧化铝和氢氧化镁中的一种或两种的组合。阻燃协效剂的加入，能够进一步提高交联料的阻燃性能。本发明中，所述阻燃协效剂选自磷氮复合阻燃剂中的一种或多种的组合。优选地，所述磷氮复合阻燃剂的磷含量为16％以上，更优选地，所述磷氮复合阻燃剂的磷含量为23％以上。

进一步地，所述的润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种或多种的组合；所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷中的组合；所述辐照敏化剂选自三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、邻苯二甲酸二烯丙脂中的组合。

本发明还提供了所述的一种光伏线缆用辐照交联料的制备方法，包括以下步骤：

1)将POP树脂、PE树脂、阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、辐照敏化剂置于高速捏合机中进行低速混合，同时将乙烯丙烯酸酯马来酸酐共聚物分两至三次加入，待完全加入后启动高速混合至混合均匀；

2)启动低速混合，在低速混合的情况下先加入阻燃协效剂混合均匀，获得混合料；

3)采用双螺杆挤出机对步骤2)混合均匀的原料进行挤出造粒，控制挤出温度为150～190℃，拉条挤出切粒的颗粒烘干后获得所述辐照交联料。

进一步地，所述低速混合的转速为500～1000rpm，所述高速混合的转速为1500～3000rpm，所述烘干温度为60～70℃。

本发明还提供了一种光伏线缆，所述光伏线缆的护套层由所述的光伏线缆用辐照交联料制备得到的。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明的光伏线缆用辐照交联料，具有良好的物理机械性能，其阻燃性能满足了TUV与EN标准的要求，透光率满足了EN标准的＞60％的要求。通过耐湿热实验(85℃、85％湿度×168h)和185℃*100h快速老化试验，该辐照交联料的拉伸强度保留率和断裂伸长率保留率在80％以上。该光伏线缆用辐照交联料具有良好的耐候性能，尤其适用于炎热与寒冷的自然环境下，使用寿命可达到25年。

2.本发明的光伏线缆用辐照交联料，TUV与EN标准双认证通过，可以方便下游线缆厂家，减少光伏线缆库存种类，降低成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下各实施例中，POP树脂购自sabic；乙烯丙烯酸酯马来酸酐共聚物购自陶氏；氢氧化铝，购自中铝；氢氧化镁，购自KAUSTIK；阻燃协效剂，购自科莱恩；抗氧剂购自巴斯夫；润滑剂购自上海高桥石化。

实施例1～3，对比例1：制备光伏线缆用辐照交联料

1)按照表1所示的配方，将POP树脂、PE树脂、阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、辐照敏化剂置于高速捏合机中进行低速混合，同时将乙烯丙烯酸酯马来酸酐共聚物分两至三次加入，待完全加入后启动高速混合；

2)高速混合至均匀后，再次启动低速混合，在低速混合的情况下先加入阻燃协效剂混合均匀，获得混合料；

3)将步骤2)混合均匀的原料直接采用双螺杆挤出机进行挤出造料，控制挤出温度为150～190℃，拉条挤出切粒的颗粒烘干后获得辐照交联料。挤出造料的成品60～70℃烘干，即得光伏线缆用辐照交联料。

表1实施例1～3，对比例1的辐照交联料的配方

性能测试

对实施例1～3，对比例1制得的辐照交联料进行性能测试，其结果如表2所示。

表2实施例1～3，对比例1的辐照交联料的性能测试结果

请参见表1-2，对比例1制备的辐照交联料，由于选用LLDPE马来酸酐作为相容剂，产品的机械性能低，经辐照老化后，断裂伸长率、交联热延伸和成缆透光率均不合格。

请参见实施例1-3的性能检测结果，采用乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物作为相容剂后，辐照交联料具有良好的物理机械性能，阻燃性能满足了TUV与EN标准的要求，透光率满足了EN标准的＞60％的要求。通过耐湿热实验后(85℃、85％湿度×168h)，交联料的拉伸强度保留率和断裂伸长率保留率在80％以上；通过185℃*100h快速老化试验后，交联料的拉伸强度保留率和断裂伸长率保留率在80％以上。其中，实施例3制备的辐照交联料，其各项性能均优于实施例1～2，为最佳实施例。

本发明的辐照交联料，具有良好的耐候性能，尤其适用于炎热与寒冷的自然环境下，使用寿命可达到25年。并且由于TUV与EN标准双认证通过，可以方便下游线缆厂家，减少光伏线缆库存种类，降低成本，具有广泛的应用前景。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。