專利名稱：一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料。
背景技術(shù)：
近年來，由于國內(nèi)外石油、煤炭等資源緊張的趨勢，各國大力發(fā)展新型能源，風(fēng)能作為一種潔凈能源，即節(jié)能又環(huán)保，有著取之不盡的來源。但是風(fēng)能發(fā)電的電纜附件卻跟不上風(fēng)能發(fā)電的要求，風(fēng)能發(fā)電用電纜由于維修困難，使用條件苛刻，所以電纜性能和壽命要求較高，在北方地區(qū)要承受低溫的考驗，同時電纜在運(yùn)行過程中不斷被扭轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在市售的風(fēng)能發(fā)電用電纜的效果不太理想，主要是因為風(fēng)能電纜的護(hù)套材料選擇的是聚乙烯或聚氨酯等具有塑料特性的高分子結(jié)晶性材料，導(dǎo)致風(fēng)能電纜在戶外適應(yīng)時經(jīng)自然界的低溫環(huán)境開裂、紫外線老化變脆開裂以及酸堿腐蝕后護(hù)套的物理機(jī)械性能均變差。申請?zhí)枮?01643563A的專利公開了一種用氯化聚乙烯基的風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料， 用氯化聚乙烯作為基礎(chǔ)膠，加入大量的增塑劑，能夠在-40°C正常使用，但不適合我國北方冬季更低溫度環(huán)境的使用。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了解決上述技術(shù)難題，本發(fā)明提供具有極好低溫柔順性、良好機(jī)械強(qiáng)度、耐油和阻燃性能好的風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料。本發(fā)明的另一個目的是提供該風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料的制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料，其原料組分的重量配比為氯磺化聚乙烯100份、硫化劑5-20份、硫化促進(jìn)劑1-5份、硫化助劑1-5份、酸吸收劑 10-30份、補(bǔ)強(qiáng)劑30-50份、防老劑1-3份、增塑劑20-80份、阻燃劑20-60份、偶聯(lián)劑1-5 份、加工助劑2-6份作為優(yōu)選，所述的所述的硫化劑為I^bO、MgO及兩者配合使用或者過氧化物，硫化促進(jìn)劑為秋蘭姆類、噻唑類，硫化助劑為N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺，補(bǔ)強(qiáng)劑為高分散白炭黑，防老劑為N，N- 二丁基二硫代氨基甲酸鎳，加工助劑為凡士林、硬脂酸，阻燃劑為三氧化二銻和十溴聯(lián)苯醚，氫氧化鋁或者氫氧化鎂并用，其所述的三氧化二銻和十溴聯(lián)苯醚質(zhì)量比為 0.3 1-2。作為優(yōu)選，所述的秋蘭姆類為六硫化雙五甲撐秋蘭姆，所述的噻唑類為2、2’ - 二硫代二苯并噻唑。作為優(yōu)選，將所述的硫化劑、硫化促進(jìn)劑和硫化助劑組成硫化體系，該硫化體系的組分質(zhì)量比為此0、六硫化雙五甲撐秋蘭姆、2、2’ - 二硫代二苯并噻唑、N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺的質(zhì)量比為5-15 1-3 0. 2-0.8 0.5-1.5。作為優(yōu)選，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二辛酯(DOS)、氯化石蠟、己二酸二辛酯(DOA)。作為優(yōu)選，所述的偶聯(lián)劑為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、γ -氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。一種制備上述風(fēng)力發(fā)電用電纜護(hù)套材料的方法，包括如下步驟1、混煉先將所述的生膠基體放入扭矩流變儀中，并將該生膠基體混合均勻 ’然后在所述扭矩流變儀中加入補(bǔ)強(qiáng)劑、偶聯(lián)劑、防老劑、加工助劑、阻燃劑、酸吸收劑、硫化助劑、硫化促進(jìn)劑、硫化劑，將上述組份混合均勻，制成混煉膠體。2、用開煉機(jī)將所述混煉膠體出片停放。3、用硫化儀測得所述混煉膠體的硫化參數(shù)。4、在平板硫化機(jī)上制取試片，取t90+aiiin為正硫化時間，壓力為14MPa，溫度為 170°C。有益效果本發(fā)明風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料具有耐嚴(yán)寒、耐扭曲電纜護(hù)套材料具有良好的低溫柔性、機(jī)械性能、老化性能、耐濕性能、熱延伸性能、耐油性能和阻燃性能。拉伸強(qiáng)度彡13Mpa，斷裂伸長率彡400%，-55 °C拉伸斷裂伸長率彡50%，氧指數(shù)彡35%，耐 IRM902油拉伸強(qiáng)度變化率< 40%。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下面的實(shí)施例。先將所述的生膠基體放入扭矩流變儀中，并將該生膠基體混合均勻；然后在所述扭矩流變儀中加入補(bǔ)強(qiáng)劑、偶聯(lián)劑、防老劑、加工助劑、阻燃劑、酸吸收劑、硫化助劑、硫化促進(jìn)劑、硫化劑、增塑劑，將上述組份混合均勻，制成混煉膠體。其中生膠基體用氯磺化聚乙烯；補(bǔ)強(qiáng)劑用高分散白炭黑，具體為SiO2，偶聯(lián)劑用Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 (KH560)，防老劑用N，N-二丁基二硫代氨基甲酸鎳，加工助劑用工業(yè)凡士林、硬脂酸，阻燃劑用三氧化二銻和十溴聯(lián)苯醚，酸吸收劑用MgO，硫化助劑用N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺， 硫化促進(jìn)劑用六硫化雙五甲撐秋蘭姆、2、2’ - 二硫代二苯并噻唑，硫化劑用I^bO，增塑劑用癸二酸二辛酯(DOS)。將上述組份混合均勻，制成混煉膠體。然后用開煉機(jī)將所述混煉膠體出片停放；用硫化儀測得所述混煉膠體的硫化參數(shù)；最后在平板硫化機(jī)上制取試片，取t90+aiiin為正硫化時間，壓力為14MPa，溫度為170°C。實(shí)施例1取氯磺化聚乙烯橡膠100份、PbO 15份、六硫化雙五甲撐秋蘭姆2份、六硫化雙五甲撐秋蘭姆1份、硫化助劑N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺1份、Mg020份、補(bǔ)強(qiáng)劑Si&40份、 防老劑N，N-二丁基二硫代氨基甲酸鎳2份、增塑劑癸二酸二辛酯(D0Q (30、40、50、60)份、 阻燃劑三氧化二銻30份、協(xié)同阻燃劑十溴聯(lián)苯醚20份、偶聯(lián)劑Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560) 4份、加工助劑凡士林3份，硬脂酸2份。實(shí)施結(jié)果見表1。實(shí)施例2取氯磺化聚乙烯橡膠100份、Pb015份、六硫化雙五甲撐秋蘭姆2份、六硫化雙五甲撐秋蘭姆、硫化助劑N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺1份、Mg020份、補(bǔ)強(qiáng)劑Si&40份、防老劑N，N-二丁基二硫代氨基甲酸鎳2份、增塑劑癸二酸二辛酯(D0Q 60份、阻燃劑三氧化二銻20、30、40份、協(xié)同阻燃劑十溴聯(lián)苯醚10、20、30份、偶聯(lián)劑Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)4份、加工助劑凡士林3份，硬脂酸2份。實(shí)施結(jié)果見表2實(shí)施例3取氯磺化聚乙烯橡膠100份、Pb015份、六硫化雙五甲撐秋蘭姆2份、六硫化雙五甲撐秋蘭姆1份、硫化助劑N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺1份、Mg020份、補(bǔ)強(qiáng)劑Si&30、40、 60份、防老劑N，N-二丁基二硫代氨基甲酸鎳2份、增塑劑癸二酸二辛酯(D0Q60份、阻燃劑三氧化二銻40份、協(xié)同阻燃劑十溴聯(lián)苯醚30份、偶聯(lián)劑Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560) 4份、加工助劑凡士林3份，硬脂酸2份。實(shí)施結(jié)果見表3。上述實(shí)施例中氯磺化聚乙烯具有完全飽和的主鏈和側(cè)基，所以氯磺化聚乙烯的硫化膠的抗臭氧性和耐老化性能極好，并且具有極好耐熱性、耐油性、耐化學(xué)藥品和耐老化性能。又由于側(cè)基Cl的存在氯磺化聚乙烯具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、阻燃性能和耐非極性油。由于氯磺酰基的存在使氯磺化聚乙烯可以采用任何硫化方法。本發(fā)明采用的硫化體系采用硫化劑、秋蘭姆類、噻唑類硫化促進(jìn)劑和硫化助劑組成的硫化體系，PbO 六硫化雙五甲撐秋蘭姆2、2’ - 二硫代二苯并噻唑N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺的比例為10 2 0.5 1。使用PbO作為硫化劑硫化速度較快，并且硫化膠的耐濕性能優(yōu)良，通過秋蘭姆類、噻唑類硫化促進(jìn)劑和硫化助劑的組合使用具有較快的硫化速度，并且能夠防止焦燒。本發(fā)明采用的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)或者癸二酸二辛酯(DOS)，增塑劑能夠改善膠料的工藝性能、硫化膠的低溫性能，以及提高其彈性和降低硬度。本發(fā)明采用的補(bǔ)強(qiáng)劑為高分散白炭黑，能夠在膠料中更好的分散，這樣就能提高硫化膠的強(qiáng)度。本發(fā)明采用的偶聯(lián)劑為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)。這樣能夠提高高分散白炭黑與膠料之間的結(jié)合力，能夠提高硫化膠的強(qiáng)度。本發(fā)明采用的阻燃劑選用三氧化二銻和十溴聯(lián)苯醚并用，其比例為0.3 1-2，優(yōu)選比例0.3 1，通過兩者的協(xié)同作用能夠極大的提高阻燃性能。本發(fā)明采用的酸吸收劑氧化鎂能夠使本發(fā)明的材料在生產(chǎn)操作中具有優(yōu)越的安全性，吸收在操作中從基礎(chǔ)橡膠析出的氯氣，起到安全穩(wěn)定的作用，優(yōu)選量為10-20份。本發(fā)明采用的加工助劑凡士林能夠避免混煉膠與機(jī)器的粘連，這樣能夠很好的改善加工性能，優(yōu)選量為2-5份。本發(fā)明采用的防老劑NBC能夠極大的提高硫磺化聚乙烯的耐候性和耐老化性能。本發(fā)明從風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料的性能進(jìn)行綜合考慮，最終確定了耐嚴(yán)寒、耐扭曲電纜護(hù)套材料的最佳配方體系。表 權(quán)利要求
1.一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料，其特征在于其原料組分的質(zhì)量配比為生膠基體 100份、硫化劑5-20份、硫化促進(jìn)劑1-5份、硫化助劑1-5份、酸吸收劑10-30份、補(bǔ)強(qiáng)劑 30-50份、防老劑1-3份、增塑劑20-80份、阻燃劑20-60份、偶聯(lián)劑1-5份、加工助劑2-6份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料，其特征在于所述的生膠基體為氯磺化聚乙烯，所述的硫化劑為I^bO、MgO及兩者配合使用或者過氧化物，硫化促進(jìn)劑為秋蘭姆類、噻唑類，硫化助劑為N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺，補(bǔ)強(qiáng)劑為高分散白炭黑， 防老劑為N，N-二丁基二硫代氨基甲酸鎳，加工助劑為凡士林、硬脂酸；阻燃劑為三氧化二銻和十溴聯(lián)苯醚，氫氧化鋁或者氫氧化鎂并用，所述的三氧化二銻和十溴聯(lián)苯醚質(zhì)量比為 0. 3 1-2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料，其特征在于所述的秋蘭姆類為六硫化雙五甲撐秋蘭姆，所述的噻唑類為2、2’ - 二硫代二苯并噻唑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料，其特征在于將所述的硫化劑、硫化促進(jìn)劑和硫化助劑組成硫化體系，該硫化體系I3KK六硫化雙五甲撐秋蘭姆、2、2’ - 二硫代二苯并噻唑、N, N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺的組分質(zhì)量比為 5-15 1-3 0. 2-0.8 0.5-1.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料，其特征在于所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二辛酯(DOS)、氯化石蠟、己二酸二辛酯(DOA)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 (KH570)、γ -氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。
7.一種制備如權(quán)利要求1所述的風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料的方法，其特征在于包括如下步驟(1)混煉先將所述的生膠基體放入扭矩流變儀中，并將該生膠基體混合均勻；然后在所述扭矩流變儀中加入補(bǔ)強(qiáng)劑、偶聯(lián)劑、防老劑、加工助劑、阻燃劑、酸吸收劑、硫化助劑、硫化促進(jìn)劑、硫化劑，將上述組份混合均勻，制成混煉膠體；(2)用開煉機(jī)將所述混煉膠體出片停放；(3)用硫化儀測得所述混煉膠體的硫化參數(shù)；(4)在平板硫化機(jī)上制取試片，取t90+aiiin為正硫化時間，壓力為14MPa，溫度為 170°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料及其制備方法，該材料的組分為生膠基體100份、硫化劑5-20份、硫化促進(jìn)劑1-5份、硫化助劑1-5份、酸吸收劑10-30份、補(bǔ)強(qiáng)劑30-50份、防老劑1-3份、增塑劑30-60份、阻燃劑20-40份、協(xié)同阻燃劑10-50份、偶聯(lián)劑1-5份、加工助劑2-6份。本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電用電纜外護(hù)套材料在-55℃具有良好的耐扭曲性能、極好的機(jī)械性能，具有很好的耐候性、阻燃性、耐油性等特性為本發(fā)明的最大特點(diǎn)，能夠滿足風(fēng)能發(fā)電用電纜護(hù)套材料的性能要求，適合低溫環(huán)境中的使用。
文檔編號H01B7/17GK102417668SQ20111035989
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者張漫, 張立群, 李嶸, 李海全, 田明, 解向前, 鄒華, 陳興武, 陳培 申請人:中天科技裝備電纜有限公司