[发明专利]风力发电用耐扭曲软电缆护套材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于电缆制造领域，具体涉及一种耐温-55℃的低烟无卤风力发电用耐扭曲软电缆护套材料及其制备方法和应用。

背景技术

在众多可再生能源中，目前发展最快、商业化最广泛、经济上最适用的，当属风力发电。风力发电机的运行环境极端恶劣，它不像其他设备、家电、自行车有间歇的时间，而是一直在户外，经受大风大雨的洗礼，烈日阳光的暴晒，不能有丝毫的懈怠；而且常年累月不停运转。作为风能之一的风能电缆由于风力发电的环境恶劣，风机使用年限较长，且电缆随风机不断旋转，对电缆的性能要求较高，我国风能电缆一直依赖进口，高端风能电缆国产化道路任重道远。风能电缆用的软电缆往往需要具备耐扭、耐寒、耐盐雾、耐油、柔软等性能。风力发电机组为了迎合最大风力的风向，追风器需要频繁转动，故风力发电用专用电缆须具有优异的柔韧性耐扭曲性能。由于我国的风力资源基本集中在东北部、西北部，皆属于高寒地区，具有良好的耐寒特性也是低烟无卤（环保型）风力发电用耐寒（耐严寒）耐扭曲软电缆必须具备的特性之一。

现有用于风力发电的电缆主要采用的是聚氨酯弹性体护套材料，但是，现有聚氨酯弹性体护套材料存在着以下几点不足：1、不能在低温-55℃的环境下工作；2、耐扭曲性能不能符合风力发电用耐扭转软电缆的标准要求；3、工艺操作相对较难，操作温度难以控制；4、在有水的环境下材料极容易分解，性能急剧下降。现有聚氨酯弹性体的性能不能满足以上几点的主要原因是：1、现有聚氨酯弹性体护套料采用包括二异氰酸酯和大分子二醇以及丁二醇的三元嵌段共聚物，采取化学合成的方法；2、现有技术配方结构不合理，各组细料搭配不合理等原因。现有的电缆料是以上述所述基础材料配制的电缆料，现有的聚氨酯弹性体护套料耐低温-55℃满足不了客户耐低温要求，同时现有材料耐油性、耐水解性、耐扭曲性能不是很好，给使用单位在使用过程中带来不便，电缆在低温环境下使用后电气性能很难符合国家标准。现有聚氨酯弹性体护套料采用包括二异氰酸酯和大分子二醇以及丁二醇的三元嵌段共聚物为基料的配方一般组成：共聚物100份，粘度调节剂5-30份，阻燃剂15-40份，消光剂2-10份，抗氧剂0.5-5份，润滑剂1-5份，其它助剂1-8份，但是现有聚氨酯弹性体护套料存在：在-55℃的超低温的环境下电缆绝缘护套开裂以及在有水的的环境下老化等问题，其性能无法满足客户要求。

目前关于耐扭转的电缆改进的报道大多专注于利用现有材料通过对电缆进行结构改造实现其耐扭转的发明目的，比如公告号为CN201522879U、CN201522879U、CN201477976U等一系列的中国实用新型专利等报道的耐扭曲软电缆；虽然也有材料改造的报道，如公开号为C101580606NA的中国发明，提供了一种适用于风电塔筒电缆用护套橡胶，其橡胶基料由30-50WT%天然胶与50-70WT%顺丁胶混合组成；橡胶配合剂中硫化体系为：低硫磺高促进剂硫化体系，硫磺加入量为橡胶基料的0.3-0.6WT%，促进剂二硫化四甲基秋兰姆1.0～1.3WT%，促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.8～2.2WT%，促进剂二硫化二苯骈噻唑0.6～0.9WT%。但是，此发明提供的材料最低工作温度只能到-50℃，不能解决在-55℃严寒环境及有水环境下电缆的适应性问题。

发明内容

为克服上述现有技术存在的缺点和不足，本发明旨在提供一种轨风力发电用耐扭曲软电缆护套材料，使其具备耐温-55℃、低烟、无卤、阻燃、耐水解、耐磨和耐扭转等特点，以满足风力发电电缆的发展需求，提供更广的应用空间。同时本发明还提供所述的风力发电用耐扭曲软电缆护套材料的制备方法及其在电缆上的应用。

为实现本发明的目的，发明人提供下述技术方案：

发明人首先提供了一种风力发电用耐扭曲软电缆护套材料，其主要是由下述重量份的原料制备获得：

聚氨酯弹性体   100份、

醋酸乙烯酯     20-40份、

阻燃剂         30-50份、

增塑剂         10-20份、

防老剂         0.5-3份、

操作剂         5-15份、

抗水解剂       1-3份、

其它助剂       1-5份。