[发明专利]一种绝缘耐寒电缆材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种绝缘耐寒电缆材料及其制备方法和应用，所述绝缘耐寒电缆材料的制备原料包括如下组分：高密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙烯‑辛烯共聚物、三氧化二锑、马来酸酐接枝EVA、二氧化硅、环氧硬脂酸辛酯和硅橡胶；所述绝缘耐寒电缆材料具有优异的阻燃性能，且能通过单根燃烧实验；添加硅橡胶和环氧硬脂酸辛酯提高了所述绝缘耐寒电缆材料的耐寒性，使其在‑40℃下使用不会产生裂痕，完全满足IEC62930标准中的性能要求，可以应用于光伏电缆领域。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种绝缘耐寒电缆材料及其制备方法和应用。

背景技术

光伏发电是一种新型的绿色能源获得途径，具有无污染、可持续、简单易得的特点，光伏发电系统用电缆是光伏发电系统中的能量传输元件，在光伏发电组件中起着至关重要的作用。高密度聚乙烯具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，耐环境应力开裂性亦较好，化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；作为低压电力电缆的绝缘材料目前在我国电线电缆行业中已成为低压交联电缆用绝缘的主导材料。

但是，高密度聚乙烯阻燃性不好，属于易燃材料，因此需要对其进行阻燃改性处理以扩大其应用范围。其次，高密度聚乙烯的空间电荷集聚、体积电阻率和击穿强度都有待提高，目前高压直流电缆一般采用传统方法来改性聚乙烯绝缘料。其中，共混技术是提高聚乙烯介电性能使用最多的一种方法，将高密度聚乙烯应用到光伏发电系统中的报道有很多。CN110016172A公开了一种电缆护套料用高密度聚乙烯组合物及高密度聚乙烯电缆护套料的制备方法，该组合物含有基础树脂，所述基础树脂包括高密度聚乙烯，所述高密度聚乙烯的熔体流动速率为0.2～0.8g/10min，密度为0.94～0.96g/cm³；通过将基础树脂高密度聚乙烯的熔体流动速率和密度控制在特定范围内能够制备出具有优异性能的电缆护套料，优选将上述高密度聚乙烯与炭黑母粒配合使用，能够降低助剂的使用量，产品稳定性好。CN105131406A公开了一种耐低温高密度聚乙烯电力电缆保护管，所述耐低温高密度聚乙烯电力电缆保护管由高密度聚乙烯、增韧剂、填充剂、偶联剂、增塑剂以及架桥剂，所述增韧剂为液体丙烯酸酯橡胶，所述填充剂为云母粉，所述偶联剂为γ-巯丙基三乙氧基硅烷，所述增塑剂为马来酸二辛酯，所述架桥剂为三甲基六亚甲基二胺。由高密度聚乙烯、增韧剂、填充剂、偶联剂、增塑剂以及架桥剂，具有韧性高、耐磨性好、强度大、质量稳定、加工生产方便、耐低温性好、使用寿命长的特点。CN105623043A公开了一种改性高密度聚乙烯阻燃电缆护套料，其原料包括改性高密度聚乙烯、氯丁橡胶、丁基橡胶、过氧化二异丙苯、高耐磨碳黑、三氧化二锑、纳米碳酸钙、碳酸镁、滑石粉、炉渣粉、明矾粉、氯化石蜡、偏苯三酸三辛酯、三聚磷酸铝、硬脂酸铝、防老剂ODA、促进剂TMTM、硫化剂DCBP、抗氧剂和苯并三氮唑。该电缆护套料通过采用改性后的高密度聚乙烯作为主料，并通过添加填料和助剂制备得到，具有优异的阻燃性能，韧性好，硬度高。

但是，在寒冷的冬天或者严寒地区，一般的电缆、工具线等在低温下会开裂，失去对输电的保护作用而失效，所以就对电缆的柔软性要求高，特别是极低温度下的柔软性要求高，同时要求产品具有很好的耐寒性。

因此，开发一种具有柔性以及优异耐寒温性能的绝缘耐寒电缆材料，具有重要的研究意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种绝缘耐寒电缆材料及其制备方法和应用，所述绝缘耐寒电缆材料通过选择茂金属聚乙烯和高密度聚乙烯作为基体，添加三氧化二锑、二氧化硅、硅橡胶和环氧硬脂酸辛酯，使其在具有优异的阻燃和绝缘性能的基础上，还具有优异的耐寒性，可以应用在严寒地区，不会开裂，满足电缆正常工作的要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：