[发明专利]一种光伏电缆用无卤阻燃绝缘料

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆用绝缘料，尤其涉及一种新型光伏电缆用可辐照交联无卤阻燃绝缘料，属于耐高温电缆材料技术领域。

背景技术

太阳能技术将成为未来的绿色能源技术之一，太阳能或光伏（PV）在中国应用日渐广泛，尤其近几年随着太阳能电池原料多晶硅生产成本的大幅降低，太阳能电池生产技术的日臻完善，最近几年全世界太阳能电池的产量增加非常快，可以说是极其有前景的工业。据统计，2007年全世界太阳能电池的年产量为2568兆瓦，2008年为4892兆瓦，2009年为6800兆瓦，2010年为9104兆瓦，年增幅达到30%～100%，虽然近两年许多国家政府对光伏市场不再进行补贴，导致光伏市场遭到一次大的低谷，但是只要是开发新的能源，太阳能永远是最好的可再生资源，这两年市场开始慢慢恢复，太阳能电池的光伏电缆的市场需求量在稳步上升。

光伏电缆时常暴露在阳光之下，太阳能系统常常会在恶劣环境条件下使用，如高温和紫外线辐射。在欧洲，晴天时将导致太阳能系统的现场温度高达100℃。如果电缆材料达不到要求，将导致电缆易碎，甚至会分解电缆护层，所有这些情况都会直接增加电缆系统损失，同时发生电缆短路的风险也会增大，从中长期看，发生火灾或人员伤害的可能性也更高，所以用于太阳能系统的光伏电缆就必须采用高性能材料。

目前对太阳能光伏电缆提出无卤素要求，而且要求120℃使用寿命达到25年以上，同时产品还必须具有绝缘性能好、耐低温、耐臭氧、耐候、耐直流电压、耐动态穿透、阻燃等性能。目前，可采用的各种材料有PVC、橡胶、TPE和高质量交叉链接材料，这些材料在长期热老化作用下和环境作用下，分子间化学键会发生断裂，产生活性自由基或活性离子，并会进一步发生以下化学反应：活性自由基或活性离子引发大分子链的交联反应，活性自由基或活性离子引发大分子链的降解反应、氧化反应、异构化反应，其它如产生气体产物等，最终的结果是聚合物材料的分子量愈来愈小，甚至失去聚合物的性质，使电缆绝缘材料的各项性能都大幅度下降。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，提供一种耐高温和寿命大幅度提高的的光伏电缆用无卤阻燃绝缘料，符合标准UL4703-2010的要求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实施的：

一种光伏电缆用无卤阻燃绝缘料，包括以下重量份的组分：

其中所述的基础树脂为高密度聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的组合物。

在本发明的一个优选实施例中，所述的基础树脂还包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；

所述的阻燃剂为氢氧化铝、二氧化硅、氢氧化镁、硼酸锌中的一种或两种以上的混合，且阻燃剂中必须含有氢氧化铝。

所述的稳定剂为受阻胺稳定剂与硬脂酸金属盐的混合；

所述的交联敏化剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯中的一种。

本发明光伏电缆用无卤阻燃绝缘料制成的绝缘层在经过180℃/168h长期热老化后断裂伸长率保留率仍可达到97%。由于热降解的过程始于分子链端或分子中的其它薄弱环节，相连的单体链节逐个失去，为了控制降解速率，本发明引入了高效混合稳定剂，能吸收大分子分解产生的自由基，并且清除游离的氧，隔断自由基作为中间物和聚合物反应生成新的自由基，单线态氧猝灭剂，过氧化物作用去除自由基，阻止降解反应和氧化反应进一步发展，从而使材料的耐老化性能得到很大程度的提高。通过阿累尼乌斯公式推算，该无卤阻燃绝缘料挤出制成的光伏电缆绝缘层在130℃使用寿命可达30年以上，高于光伏电缆120℃的使用要求。

基础树脂通过与高效稳定剂共同作用对绝缘材料进行有效防护，提高了材料的耐候性、耐臭氧性能和耐直流电压性能。在常规情况下高密度聚乙烯和乙烯一甲基丙烯酸甲酯共聚物易燃烧，但本发明在基础树脂中加入一定量阻燃剂后，使本电缆绝缘材料具有一定的阻燃性，保证了光伏电缆的阻燃性能达到使用要求。三烯丙基异氰脲酸酯作为交联敏化剂和基础树脂进行配合可以防止降解反应，增大交联反应的比例，提高交联反应的速度。