专利名称：耐扭曲风力发电电缆绝缘材料及电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电缆绝缘材料，特别涉及一种耐扭曲风力发电电缆绝缘材料；本 发明还涉及上述材料制作的电缆。
背景技术：
风力发电用电缆工作在特殊的环境，对其低温弯曲性能、扭转性能、抗开裂性能、 耐腐蚀性能等性能有较高的要求，耐高低温、耐扭曲等高性能的风能电缆是势在必行。现 有风力电缆的结构主要采用多股复交，导体表面有镀锡层该层外设有复合无纺布隔离层， 隔离层表面的绝缘材料为橡胶复合物，外挤橡胶复合物护套。如一般采用低温(-40°C 或-45°C硅胶绝缘)橡胶的风能电缆虽然符合挠性可扭转风能电缆的性能要求，但电缆的 抗撕裂性较差、有效使用寿命较短并且低温安装时受到环境限制，因而电缆的扭曲性能仍 然不能满足风力发电用扭曲性能要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好的耐恶劣环境性和柔软性的耐 扭曲风力发电电缆绝缘材料以及利用上述材料制造的电缆。为解决上述的技术问题，本发明的技术方案是一种耐扭曲风力发电电缆绝缘材 料，其包含下述重量比组分改性三元乙丙橡胶30 70份改性氯化聚乙烯20 70份耐寒增塑剂10 20份补强填充剂20 80份纳米级无机活性剂3 8份交联剂2. 5 5份助交联剂2 5份抗氧防老剂1 2.5份所述改性三元乙丙橡胶是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和乙丙橡胶的混合物； 所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。绝缘材料中加入纳米级无机活性材料氧化锌和氧化镁，使电缆具有良好的抗紫 外线性能和耐臭氧的功能；两种超细无机材料的加入，提高了其他材料的分散均勻性，改善 分子结构，使电缆柔软性好。上述两种材料的选择和应用，不仅提升了电缆的电性能和安全 性能，而且属于环保型材料，对电缆本身和周围环境无任何影响。非结晶性的聚烯烃热塑性 弹性体的加入，它具备以下之物性良好的柔韧性和可塑性，优越的低温性能产品具备很好 的性价比且大大提高了抗撕裂性能。一种耐扭曲风力发电电缆，包括导体外包覆的绝缘层，所述绝缘层包含下述重量 比组分
改性三元乙丙橡胶30 70份改性氯化聚乙烯20 70份耐寒增塑剂10 20份补强填充剂20 80份纳米级无机活性剂3 8份交联剂2. 5 5份
助交联剂2 5份抗氧防老剂1 2. 5份所述改性三元乙丙橡胶是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和乙丙橡胶的混合物； 所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。为保证电缆的耐低温(-60°C )抗扭曲性能，对电缆橡胶绝缘层的材料进行了改 进:A.绝缘材料以乙丙橡胶为主，加入低温型增塑剂，使电缆在-60°C的低温环境下扭转不 开裂，又保证电缆的柔软性，其电性能变化也很小，并且具有优良的低温性能；加入过氧化 物配合剂，使电缆具有耐腐蚀性；B.绝缘层的材料中加入纳米级无机活性材料(氧化锌和 氧化镁)，使电缆具有良好的抗紫外线性能和耐臭氧的功能；两种超细无机材料的加入，提 高了其他材料的分散均勻性，改善分子结构，使电缆柔软性好。以上两种材料的选择和应 用，不仅提升了电缆的电性能和安全性能，而且属于环保型材料，对电缆本身和周围环境无 任何影响。本发明与现有技术相比，在低温弯曲性能、扭转性能、抗开裂性能、耐腐蚀性能等 方面都有明显的优点，并且符合环保要求。本发明的电缆具有耐低温(-60°C )抗扭曲性 能，具有良好的柔软性；加入纳米级无机活性材料提高了其它材料的分散均勻性，改善分子 结构，抗紫外线性能使电缆柔软性更好，可满足电缆在-60°C的低温环境下，能经受正、反各 四转为一次、扭转角度为360°，次数不少于5000次的抗扭转，适用于风力发电用耐扭曲电 缆、拖链电缆、控制电缆。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。附图为本发明电缆的截面示意图。
具体实施例方式本发明的耐扭曲风力发电电缆绝缘材料，通过一般的工艺方法加工，对于粉未状 氯化聚乙烯来说，宜使用密炼机混炼，混炼时可先投入氯化聚乙烯粉料，再将其改性三元 乙丙橡胶与氯化聚乙烯混合均勻后再投入油料和其他助剂，此时密炼机的混炼功率迅速增 大，当温度达到110°C 115°C时加入硫化剂，约30S 40S后即可下料。胶料下片后通过 冷却，折叠下片。直接采用冷喂料挤出，挤出成型的工艺条件为D150mm挤出机，螺杆长径比 为17 1，模口温度125 135°C，机头温度85 100°C，机头压力3. 0 4. OMPa，机身温 度70 80°C，螺杆温度35 45°C，胶料融体温度90 95°C，挤出机各部位及螺杆均用模 温机调节温度，蒸汽压力1. 2 1. 7MPa，硫化管有效长度120m，冷却水段32m，线材挤出速度 以电缆的外径而定。
下表为本发明的胶料和成品电缆线材的部分性能 实施例1耐扭曲风力发电电缆绝缘材料，其包含下述重量比组分改性三元乙丙橡胶70份改性氯化聚乙烯20份耐寒增塑剂20份补强填充剂40份纳米级无机活性剂3份交联剂2. 5份助交联剂3份抗氧防老剂1.5份实施例2耐扭曲风力发电电缆绝缘材料，其包含下述重量比组分改性三元乙丙橡胶50份改性氯化聚乙烯50份耐寒增塑剂15份补强填充剂20份纳米级无机活性剂6份交联剂2. 5份助交联剂2份抗氧防老剂2. 5份
实施例3耐扭曲风力发电电缆绝缘材料，其包含下述重量比组分改性三元乙丙橡胶30份改性氯化聚乙烯70份耐寒增塑剂10份补强填充剂60份
纳米级无机活性剂8份交联剂3. 5份助交联剂4份抗氧防老剂2份实施例4耐扭曲风力发电电缆绝缘材料，其包含下述重量比组分改性三元乙丙橡胶40份改性氯化聚乙烯60份耐寒增塑剂20份补强填充剂80份纳米级无机活性剂5份交联剂5份助交联剂5份抗氧防老剂1份上述实施例1、2、3、4中，所述改性三元乙丙橡胶是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性 体和乙丙橡胶的混合物；所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。—种耐扭曲风力发电电缆，如附图所示，包括单线1、股线2、包带3、绝缘层4、护套 5。绝缘线芯分别由导体单线1、导体股线2、包带3和绝缘层4组成，导体采用更柔软 的(第六类导体)多股软圆铜绞线并用同向绞合技术，这种结构除能保证电缆的弯曲性能 和柔软性外，还可以减少多股绞线的绞合直径，使得多股软圆铜绞线更紧密，从而可以降低 整个电缆的成本。电缆的绝缘层4和护套5采用双层共挤技术，提高绝缘4和护套5之间的结合性， 可以增强电缆的抗扭转性能和生产效率。导体外包覆有绝缘层4，所述绝缘层4包含实施例1、2、3、4中重量比组分。上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得 的技术方案均落在本发明的保护范围内。
权利要求
一种耐扭曲风力发电电缆绝缘材料，其特征在于包含下述重量比组分改性三元乙丙橡胶30～70份改性氯化聚乙烯 20～70份耐寒增塑剂 10～20份补强填充剂 20～80份纳米级无机活性剂3～8份交联剂 2.5～5份助交联剂2～5份抗氧防老剂 1～2.5份所述改性三元乙丙橡胶是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和乙丙橡胶的混合物；所述纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。
2.一种耐扭曲风力发电电缆，包括导体外包覆的绝缘层，其特征在于所述绝缘层包 含下述重量比组分改性三元乙丙橡胶 30 70份 改性氯化聚乙烯 20 70份 耐寒增塑剂10 20份补强填充剂20 80份纳米级无机活性剂 3 8份 交联剂2. 5 5份助交联剂2 5份抗氧防老剂1 2. 5份所述改性三元乙丙橡胶是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和乙丙橡胶的混合物；所述 纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁。
全文摘要
本发明公开了一种耐扭曲风力发电电缆绝缘材料及电缆，绝缘材料包含下述重量比组分改性三元乙丙橡胶30～70份，改性氯化聚乙烯20～70份，耐寒增塑剂10～20份，补强填充剂20～80份，纳米级无机活性剂3～8份，交联剂2.5～5份，助交联剂2～5份，抗氧防老剂1～2.5份，改性三元乙丙橡胶是以非结晶性聚烯烃热塑性弹性体和乙丙橡胶的混合物；纳米级无机活性剂为纳米级氧化锌和氧化镁；本发明电缆具有耐低温(-60℃)抗扭曲性能，具有良好的柔软性；加入纳米级无机活性材料提高了其它材料的分散均匀性，改善分子结构，抗紫外线性能使电缆柔软性更好。
文档编号H01B7/04GK101845178SQ20101018835
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者姚章清, 李宜, 王卫东, 薛佳喜 申请人:江苏凯诺电缆集团有限公司