一种储能线缆
阅读说明：本技术 一种储能线缆 (Energy storage cable ) 是由 孔德庆 王东启 杨建廷 陈井森 于 2021-07-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及线缆生产技术领域,尤其涉及一种储能线缆,包括从内到外依次设置的空心管、导体、绝缘层以及防护外层,绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯35～45份、氧化镁20～30份、双二五硫化剂3～5份、色母料7～9份、苯二甲酸11～13份、硬脂酸镉9～11份；防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶5～7份、双二五硫化剂3～5份、KH560硅烷偶联剂6～10份、耐紫外老化剂7～9份和防潮添加剂6～8份。本发明不仅能够提高线缆对紫外光的吸收能力,从而提高该线缆的耐紫外老化效果,而且还能使其表面形成疏水界面,提高防水防湿的效果。(The invention relates to the technical field of cable production, in particular to an energy storage cable which comprises a hollow tube, a conductor, an insulating layer and a protective outer layer which are sequentially arranged from inside to outside, wherein the insulating layer comprises the following raw materials in parts by mass: 35-45 parts of polyvinyl chloride, 20-30 parts of magnesium oxide, 3-5 parts of a bis-penta vulcanizing agent, 7-9 parts of a color master batch, 11-13 parts of phthalic acid and 9-11 parts of cadmium stearate; the protective outer layer comprises the following raw materials in parts by mass: 5-7 parts of vinyl silicone rubber, 3-5 parts of dipenta-vulcanizing agent, 6-10 parts of KH560 silane coupling agent, 7-9 parts of ultraviolet aging resistant agent and 6-8 parts of moisture-proof additive. The invention not only can improve the ultraviolet light absorption capacity of the cable, thereby improving the ultraviolet aging resistant effect of the cable, but also can form a hydrophobic interface on the surface of the cable, thereby improving the waterproof and moisture-proof effects.)
技术领域
本发明涉及线缆生产
技术领域
，尤其涉及一种储能线缆。背景技术
目前世界上的许多发达国家都在大力发展储能，把新能源电能利用设备储存起来，光伏发电站、风力发电站以及海上发电站等都是可以应用于储能的设备，而在这些设备中，电缆的使用量也是急剧增加，好的质量的电缆能够保障设备的安全运行，是这些设备的一大重点需求。
但是在线缆的储存和使用的过程中，仍会发现以下问题，例如，在潮湿空气下线缆易潮湿，导致线缆后期无法使用，而且长期在户外被太阳中的紫外线照射，易使得线缆的表皮老化，因此，这些问题也是我们亟需解决的。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种储能线缆。
一种储能线缆，包括从内到外依次设置的空心管、导体、绝缘层以及防护外层；
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯35～45份、氧化镁20～30份、双二五硫化剂3～5份、色母料7～9份、苯二甲酸11～13份、硬脂酸镉9～11份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶5～7份、双二五硫化剂3～5份、KH560硅烷偶联剂6～10份、耐紫外老化剂7～9份和防潮添加剂6～8份。
优选的，所述耐紫外老化剂的原料包括丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯，其中，丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯的混合质量比为5:2:2:1。
优选的，所述耐紫外老化剂的制备方法为：向丙烯酸树脂中加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌，并加入适量的填料，搅拌，混合，分散均匀后，继续添加乙酸乙酯，并加入DCP交联剂继续搅拌至混匀，即得耐紫外老化剂。
优选的，所述填料为炭黑，且其用量为丙烯酸树脂用量的3％～5％，DCP交联剂为丙烯酸树脂的2％～3％。
优选的，所述防潮添加剂为松香、石蜡和异辛醇水溶液按2:2:1质量比混合而成的混合液。
优选的，所述异辛醇水溶液是由异辛醇和水按体积比3:7混合而成。
一种储能线缆的制作方法，包括以下步骤：
S1、利用拉丝机对铜杆进行拉丝，再令铜单线经过2.80mm、2.56mm、2.53mm多次线模拉制成2.53mm的铜单线，然后通过管绞机将铜单线缠绕在空心管的外壁上，形成导体；
S2、称取绝缘层的原料，将其倒入混炼机中，混合充分后，再送入挤出机内，使其挤出后在导体外挤包形成绝缘层，得绝缘导体；
S3、称取防护外层的原料，将其倒入混炼机中，混合充分后，再送入挤出机内，使其挤出后在绝缘导体外挤包形成防护层，即得储能线缆。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
1、在本发明中，通过添加由丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯制备的耐紫外老化剂，无机材料纳米二氧化钛和纳米氧化锌具有较高的化学稳定性和热稳定性，可见光的透过率大，而且添加的乙酸乙酯中含有-COOC2H5基团，可在紫外区进一步提高对紫外光的吸收能力，从而提高该线缆的耐紫外老化效果。
2、在本发明中，通过添加由松香、石蜡和异辛醇水溶液按比例混合制得的防潮添加剂，松香和石蜡可以在线缆的表面形成疏水膜，避免线缆潮湿，此外，异辛醇水溶液则可以降低表面的张力，增大其接触角，从而使得线缆表面变为疏水界面，进而达到提高防水防湿的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
下述实施例、对比例以及参照例中所制备的一种储能线缆，均为以下结构：包括从内到外依次设置的空心管、导体、绝缘层以及防护外层。
实施例1：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯35份、氧化镁20份、双二五硫化剂3份、色母料7份、苯二甲酸11份、硬脂酸镉9份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶5份、双二五硫化剂3份、KH560硅烷偶联剂6份、耐紫外老化剂7份和防潮添加剂6份。
实施例2：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯40份、氧化镁25份、双二五硫化剂4份、色母料8份、苯二甲酸12份、硬脂酸镉10份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶6份、双二五硫化剂4份、KH560硅烷偶联剂8份、耐紫外老化剂8份和防潮添加剂7份。
实施例3：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯45份、氧化镁30份、双二五硫化剂5份、色母料9份、苯二甲酸13份、硬脂酸镉11份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶7份、双二五硫化剂5份、KH560硅烷偶联剂10份、耐紫外老化剂9份和防潮添加剂8份。
在上述实施例1～3中，耐紫外老化剂的原料包括丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯，其中，丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯的混合质量比为5:2:2:1；且其制备方法为：向丙烯酸树脂中加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌，并加入丙烯酸树脂用量3％的炭黑，搅拌，混合，分散均匀后，继续添加乙酸乙酯，并加入丙烯酸树脂用量2％的DCP交联剂继续搅拌至混匀，即得耐紫外老化剂。
另外，防潮添加剂为松香、石蜡和异辛醇水溶液按2:2:1质量比混合而成的混合液，其中，异辛醇水溶液是由异辛醇和水按体积比3:7混合而成。
上述实施例1～3均通过下述步骤进行制备储能线缆：
S1、利用拉丝机对铜杆进行拉丝，再令铜单线经过2.80mm、2.56mm、2.53mm多次线模拉制成2.53mm的铜单线，然后通过管绞机将铜单线缠绕在空心管的外壁上，形成导体；
S2、称取绝缘层的原料，将其倒入混炼机中，混合充分后，再送入挤出机内，使其挤出后在导体外挤包形成绝缘层，得绝缘导体；
S3、称取防护外层的原料，将其倒入混炼机中，混合充分后，再送入挤出机内，使其挤出后在绝缘导体外挤包形成防护层，即得储能线缆。
试验一：对线缆的耐紫外老化性能的测定
对比例1：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯35份、氧化镁20份、双二五硫化剂3份、色母料7份、苯二甲酸11份、硬脂酸镉9份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶5份、双二五硫化剂3份、KH560硅烷偶联剂6份、耐紫外老化剂7份和防潮添加剂6份。
对比例2：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯40份、氧化镁25份、双二五硫化剂4份、色母料8份、苯二甲酸12份、硬脂酸镉10份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶6份、双二五硫化剂4份、KH560硅烷偶联剂8份、耐紫外老化剂8份和防潮添加剂7份。
对比例3：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯45份、氧化镁30份、双二五硫化剂5份、色母料9份、苯二甲酸13份、硬脂酸镉11份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶7份、双二五硫化剂5份、KH560硅烷偶联剂10份、耐紫外老化剂9份和防潮添加剂8份。
在上述对比例1～3中，耐紫外老化剂的原料包括丙烯酸树脂、纳米二氧化钛和纳米氧化锌，其中，丙烯酸树脂、纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合质量比为5:2:2；且其制备方法为：向丙烯酸树脂中加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌，并加入丙烯酸树脂用量3％的炭黑，搅拌，混合，分散均匀后，加入丙烯酸树脂用量2％的DCP交联剂继续搅拌至混匀，即得耐紫外老化剂。
另外，防潮添加剂为松香、石蜡和异辛醇水溶液按2:2:1质量比混合而成的混合液，其中，异辛醇水溶液是由异辛醇和水按体积比3:7混合而成。
上述对比例1～3制备线缆过程与实施例一致。
参照例1：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯35份、氧化镁20份、双二五硫化剂3份、色母料7份、苯二甲酸11份、硬脂酸镉9份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶5份、双二五硫化剂3份、KH560硅烷偶联剂6份和防潮添加剂6份。
参照例2：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯40份、氧化镁25份、双二五硫化剂4份、色母料8份、苯二甲酸12份、硬脂酸镉10份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶6份、双二五硫化剂4份、KH560硅烷偶联剂8份和防潮添加剂7份。
参照例3：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯45份、氧化镁30份、双二五硫化剂5份、色母料9份、苯二甲酸13份、硬脂酸镉11份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶7份、双二五硫化剂5份、KH560硅烷偶联剂10份和防潮添加剂8份。
在上述参照例1～3中，防潮添加剂为松香、石蜡和异辛醇水溶液按2:2:1质量比混合而成的混合液，其中，异辛醇水溶液是由异辛醇和水按体积比3:7混合而成。
上述参照例1～3制备线缆过程与实施例一致。
取上述实施例1～3、对比例1～3以及参照例1～3中的线缆，分别对其进行下述试验：
①采用CLM-UV紫外光老化试验箱对线缆进行测试，用等强度的紫外光对其持续照射一周来检测线缆表面的变化，据此评价该线缆的性能；
②通过试验箱的透明窗口，观察线缆的表面变化，并记录下试验结果，表面变化根据线缆表面的龟裂程度来判定。
注：试验箱工作室安装两排荧光灯(每排4支)；
龟裂等级可分为0～4级：0级-没有裂纹；1级-轻微裂纹；2级-显著裂纹；3级-严重裂纹；4级-临断裂纹
试验结果如下表所示：
由上表试验结果可知，
实施例1～3中，耐紫外老化剂中包含有丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯；
对比例1～3中，耐紫外老化剂中包含有丙烯酸树脂、纳米二氧化钛和纳米氧化锌，不含乙酸乙酯；
参照例1～3中，不添加任何耐紫外老化剂；
其中，实施例1～3中的线缆在长时间的紫外光照射下并无任何老化现象，对比例1～3中的线缆在长时间的紫外光照射下，随着时间的延长，逐渐出现了轻微的裂纹老化现象，而参照例1～3中的线缆在长时间的紫外光照射下，前期阶段内就开始出现了轻微的裂纹老化现象，而且随着时间的延长，该裂纹老化现象也越来越严重；
由此可见，添加适量的耐紫外老化剂可以有效地起到缓解紫外老化的作用，而在耐紫外老化剂中额外添加适量的乙酸乙酯，可以更进一步的提高线缆的抗紫外老化能力。
试验二：对线缆的防水防潮性能的测定
对比例4：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯35份、氧化镁20份、双二五硫化剂3份、色母料7份、苯二甲酸11份、硬脂酸镉9份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶5份、双二五硫化剂3份、KH560硅烷偶联剂6份、耐紫外老化剂7份和防潮添加剂6份。
对比例5：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯40份、氧化镁25份、双二五硫化剂4份、色母料8份、苯二甲酸12份、硬脂酸镉10份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶6份、双二五硫化剂4份、KH560硅烷偶联剂8份、耐紫外老化剂8份和防潮添加剂7份。
对比例6：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯45份、氧化镁30份、双二五硫化剂5份、色母料9份、苯二甲酸13份、硬脂酸镉11份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶7份、双二五硫化剂5份、KH560硅烷偶联剂10份、耐紫外老化剂9份和防潮添加剂8份。
在上述对比例4～6中，耐紫外老化剂的原料包括丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯，其中，丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯的混合质量比为5:2:2:1；且其制备方法为：向丙烯酸树脂中加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌，并加入丙烯酸树脂用量3％的炭黑，搅拌，混合，分散均匀后，继续添加乙酸乙酯，并加入丙烯酸树脂用量2％的DCP交联剂继续搅拌至混匀，即得耐紫外老化剂。
另外，防潮添加剂为松香、石蜡1:1质量比混合而成的混合液。
上述对比例4～6制备线缆过程与实施例一致。
参照例4：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯35份、氧化镁20份、双二五硫化剂3份、色母料7份、苯二甲酸11份、硬脂酸镉9份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶5份、双二五硫化剂3份、KH560硅烷偶联剂6份、耐紫外老化剂7份。
参照例5：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯40份、氧化镁25份、双二五硫化剂4份、色母料8份、苯二甲酸12份、硬脂酸镉10份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶6份、双二五硫化剂4份、KH560硅烷偶联剂8份、耐紫外老化剂8份。
参照例6：
绝缘层包括以下质量份的原料：聚氯乙烯45份、氧化镁30份、双二五硫化剂5份、色母料9份、苯二甲酸13份、硬脂酸镉11份；
防护外层包括以下质量份的原料：乙烯基硅橡胶7份、双二五硫化剂5份、KH560硅烷偶联剂10份、耐紫外老化剂9份。
在上述参照例4～6中，耐紫外老化剂的原料包括丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯，其中，丙烯酸树脂、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和乙酸乙酯的混合质量比为5:2:2:1；且其制备方法为：向丙烯酸树脂中加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌，并加入丙烯酸树脂用量3％的炭黑，搅拌，混合，分散均匀后，继续添加乙酸乙酯，并加入丙烯酸树脂用量2％的DCP交联剂继续搅拌至混匀，即得耐紫外老化剂。
上述参照例4～6制备线缆过程与实施例一致。
对上述实施例1～3、对比例4～6以及参照例4～6中的线缆进行测试，测量水在其表面的接触角大小，并记录于下表：
由上表试验结果可知，
实施例1～3中，防潮添加剂包含有松香、石蜡和异辛醇水溶液；
对比例4～6中，防潮添加剂包含有松香和石蜡，但不含异辛醇水溶液；
参照例4～6中，不添加任何防潮添加剂；
其中，实施例1～3中的接触角最大，其次为对比例4～6中的接触角，且实施例和对比例中的接触角均大于90°，均呈疏水性质，而参照例4～6中的接触角均低于90°，其亲水性要高于疏水性；
由此可见，添加适量的防潮添加剂可以起到增大液体接触角的作用，从而起到防水防潮的效果，而配合异辛醇水溶液使用，可以进一步地提高线缆的防水防潮能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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