本發(fā)明涉及一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜及其制備方法與應(yīng)用，屬于光伏電纜技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

自2003年以來，我國光伏產(chǎn)業(yè)迅速增長，現(xiàn)已經(jīng)躋身成為世界最大的光伏電池組件生產(chǎn)國，但90％以上的產(chǎn)品均銷往國外。從2006年1月1日起，我國開始施行可再生能源法，國家部委、地方政府相繼出臺財政補助和科技支持等措施以促進光伏產(chǎn)業(yè)和光伏應(yīng)用市場的增長。產(chǎn)業(yè)界也在不斷進行關(guān)鍵材料和關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，到2020年，我國光伏發(fā)電裝機容量極有可能突破3000～5000萬千瓦，光伏制造成本也在不斷下降，光伏發(fā)電并網(wǎng)電價可望與常規(guī)電力持平。隨著光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，用于連接太陽能電池與交直流逆變器間的光伏電纜的市場需求量也在快速增長。

太陽能設(shè)備的使用壽命長達20～30年，在太陽能設(shè)備中必須使用專用的太陽能電纜(即光伏電纜)，否則會影響整個系統(tǒng)的使用壽命。太陽能系統(tǒng)經(jīng)常處于惡劣的環(huán)境條件，若使用普通電纜，則電纜護套容易碎裂并導(dǎo)致絕緣層的降解和失效，很容易引起電纜短路，造成火災(zāi)或人員傷害。由于光伏電纜主要用于戶外環(huán)境，使用環(huán)境溫度在-40℃～90℃之間，導(dǎo)體最高長期工作溫度甚至達120℃，且要求使用壽命不小于25年，因此光伏電纜必須具備優(yōu)異的耐高低溫、抗紫外線、耐潮濕、抗臭氧、抗化學(xué)腐蝕等性能，同時，為避免發(fā)生火災(zāi)和對環(huán)境造成影響，光伏電纜還必須具有優(yōu)異的阻燃性能，且要求綠色環(huán)保。

公開號為CN 101845174A的中國專利公開了一種太陽能光伏電纜護套材料及電纜，制備得到的電纜耐高低溫，阻燃性能良好，但其耐候性較差，易發(fā)生老化降解，使用壽命短。

公開號為CN101295562B的中國專利公開了一種太陽能光伏發(fā)電設(shè)備用電纜制造方法，其制備步驟包括隔離層繞包、絕緣層擠出、絕緣層輻照交聯(lián)處理、外護套擠出和外護套輻照交聯(lián)處理，生產(chǎn)工藝須經(jīng)過兩次擠出和兩次輻照，生產(chǎn)工藝過于復(fù)雜，生產(chǎn)成本及技術(shù)成本偏高。

綜上所述，現(xiàn)有的光伏電纜要么性能不能滿足實際需求，要么生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，均無法大規(guī)模推廣使用。因此，很有必要開發(fā)一種各方面性能優(yōu)異，能完全滿足2Pfg1169/08.2007標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)工藝簡單，成本較低，使用壽命長，安全環(huán)保的光伏電纜產(chǎn)品。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜，包括導(dǎo)電芯線、設(shè)置在導(dǎo)電芯線外的絕緣層和設(shè)置在絕緣層外的護套層；所述的絕緣層和護套層由以下質(zhì)量份的原料制備而成：聚烯烴樹脂：100份；相容劑：5～15份；復(fù)配阻燃劑：40～100份；潤滑劑：1～3份；抗氧劑：0.5～2.5份；敏化劑：1～2.5份；改性硅酮：0.5～2份；鈦白粉：3～5份。

所述的聚烯烴樹脂為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚烯烴彈性體、三元乙丙橡膠中的至少一種。

所述的相容劑為馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯-馬來酸酐三元共聚物和乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物中的至少一種。

所述的復(fù)配阻燃劑由磷氮系阻燃劑和無機阻燃劑按質(zhì)量比(1～3)：1復(fù)配得到。

所述的潤滑劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸酯、硬脂酸、乙撐雙硬脂酰胺、硅酮粉中的至少一種。

所述的抗氧劑由受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑按質(zhì)量比1：(1～3)復(fù)配得到。

所述的敏化劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯、二甲基丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一種。

所述的改性硅酮為聚酯接枝改性硅酮。

上述輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜的制備方法包括以下步驟：

1)將各原料加入高速攪拌機，混合混勻，再加入密練造粒機，100～140℃擠出，拉絲，風(fēng)冷，切粒，得到絕緣層電纜料；

2)將各原料加入高速攪拌機，混合混勻，再加入密練造粒機，100～140℃擠出，拉絲，風(fēng)冷，切粒，得到護套層電纜料；

3)將導(dǎo)電芯線、絕緣層電纜料和護套層電纜料加入雙層共擠出機，100～150℃共擠出，再進行輻照交聯(lián)，輻照劑量為3～8Mrad，得到輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜阻燃性能優(yōu)異，無鹵環(huán)保，耐高低溫、紫外線、霉菌、濕熱、鹽霧，顏色穩(wěn)定性高，產(chǎn)品力學(xué)性能和耐候性能優(yōu)異，使用壽命長，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，符合德國技術(shù)監(jiān)督協(xié)會發(fā)布的 2Pfg 1169/08.2007標(biāo)準(zhǔn)，且符合歐洲RoHS環(huán)保指令的要求，可廣泛用于光伏產(chǎn)業(yè)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)識說明：1、導(dǎo)電芯線；2、絕緣層；3、護套層。

具體實施方式

如圖1所示，一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜，包括導(dǎo)電芯線1、設(shè)置在導(dǎo)電芯線1外的絕緣層2和設(shè)置在絕緣層2外的護套層3；所述的絕緣層2和護套層3由以下質(zhì)量份的原料制備而成：聚烯烴樹脂：100份；相容劑：5～15份；復(fù)配阻燃劑：40～100份；潤滑劑：1～3份；抗氧劑：0.5～2.5份；敏化劑：1～2.5份；改性硅酮：0.5～2份；鈦白粉：3～5份。

優(yōu)選的，所述的聚烯烴樹脂為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚烯烴彈性體、三元乙丙橡膠中的至少一種。

優(yōu)選的，所述的相容劑為馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯-馬來酸酐三元共聚物和乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物中的至少一種。

進一步優(yōu)選的，所述的相容劑為馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

優(yōu)選的，所述的復(fù)配阻燃劑由磷氮系阻燃劑和無機阻燃劑按質(zhì)量比(1～3):1復(fù)配得到。

優(yōu)選的，所述的磷氮系阻燃劑的磷含量為16％～20％，氮含量為19％～23％，50％D為5.0μm，90％D為11.0μm，分解溫度大于270℃。

進一步優(yōu)選的，所述的磷氮系阻燃劑為株式會社ADEKA的FP-2200。

優(yōu)選的，所述的無機阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅、蒙脫土、三氧化二銻中的至少一種。

優(yōu)選的，所述的潤滑劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸酯、硬脂酸、乙撐雙硬脂酰胺、硅酮粉中的至少一種。

優(yōu)選的，所述的抗氧劑由受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑按質(zhì)量比1：(1～3)復(fù)配得到。

優(yōu)選的，所述的受阻酚類抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098、抗氧劑264、抗氧劑2246、抗氧劑300中的至少一種。

優(yōu)選的，所述的亞磷酸酯類抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑RC PEP 36、抗氧劑626、抗氧劑618、抗氧劑619、抗氧劑TPP、抗氧劑TNPP、抗氧劑PDOP中的至少一種。

優(yōu)選的，所述的敏化劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯、二甲基丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一種。

優(yōu)選的，所述的改性硅酮為聚酯接枝改性硅酮。

優(yōu)選的，所述的導(dǎo)電芯線為鍍錫銅導(dǎo)線。

上述輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜的制備方法包括以下步驟：

1)將各原料加入高速攪拌機，混合混勻，再加入密練造粒機，100～140℃擠出，拉絲，風(fēng)冷，切粒，得到絕緣層電纜料；

2)將各原料加入高速攪拌機，混合混勻，再加入密練造粒機，100～140℃擠出，拉絲，風(fēng)冷，切粒，得到護套層電纜料；

3)將導(dǎo)電芯線、絕緣層電纜料和護套層電纜料加入雙層共擠出機，100～150℃共擠出，再進行輻照交聯(lián)，輻照劑量為3～8Mrad，得到輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜。

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的解釋和說明。

實施例1：

一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜，其絕緣層和護套層的原料組成如表1所示：

表1一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜的絕緣層和護套層的原料組成表

實施例2：

一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜，其絕緣層和護套層的原料組成如表2所示：

表2一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜的絕緣層和護套層的原料組成表

實施例3：

一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜，其絕緣層和護套層的原料組成如表3所示：

表3一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜的絕緣層和護套層的原料組成表

實施例4：

一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜，其絕緣層和護套層的原料組成如表4所示：

表4一種輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜的絕緣層和護套層的原料組成表

測試例：

對實施例1～4制備得到的輻照交聯(lián)無鹵阻燃光伏電纜進行性能測試，其測試結(jié)果均滿足2Pfg 1169/08.2007標(biāo)準(zhǔn)的要求，且符合EN1122、EPA3050B、EPA3052、EN14582等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及歐盟RoHS環(huán)保指令的要求。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。