一种电缆护套胶料及其制备方法和应用与流程

本发明属于电缆材料，具体涉及一种电缆护套胶料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、储能电缆一般是指电池储能系统中电池间、电池组间、电池组到汇流箱或变流器间的连接电缆，该电缆应用于额定电压为dc600v、dc1000v及dc1500v直流系统，最高耐温等级为150℃。鉴于储能电缆的特殊使用环境，因此对电缆的热寿命、耐高温、耐低温、耐酸碱、耐盐雾、柔韧性、力学性能、低烟无卤以及燃烧性能等方面都有严格要求。

2、cn109401080a公开了一种电缆料及其制备方法和应用，所述电缆料包括如下重量份数的原料组分：三元乙丙橡胶10-30份、聚乙烯5-10份、聚氨酯弹性体2-5份、填料50-60份、相容剂0.1-2份、交联剂0.1-2份和伽马射线保护剂0.1-0.5份，该技术方案提供的电缆料具有较高的伸长率、耐撕裂性，良好的柔软度、绝缘性、耐热老化和耐寒性，但拉伸强度较低。

3、cn106543514a公开了一种低成本抗开裂阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法，所述低成本抗开裂阻燃聚乙烯电缆料，包括以下重量份的组分：聚乙烯树脂15-30份、相容剂10-30份、炭黑母料2-10份、阻燃剂20-50份、硅胶母料阻燃剂2-15份、抗氧剂0.2-2.0份、润滑剂0.2-2.0份，该技术方案提供的低成本抗开裂阻燃聚乙烯电缆料具有成本低，不含卤素、铅及其他重金属，并具有良好的机械性能、加工性能、抗开裂性能、阻燃性能的特点，但柔韧性、耐高温和耐低温性能有待进一步提高。

4、cn108250632a公开了一种高硬度阻燃电缆料及其制备方法，所述高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂20-30份、低密度聚乙烯17-28份、聚碳酸酯10-20份、三元乙丙橡胶5-12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6-11份、马来酸酐接枝物4-9份、氢氧化铝3-7份、硼酸锌2-5份、三氧化二锑2-4份、改性高岭土5-10份、羟甲基淀粉3-8份、增塑剂2-4份、润滑剂1-3份、紫外线吸收剂2-4份、交联剂1-4份、钙锌复合热稳定剂2-3份，该技术方案提供的高硬度阻燃电缆料具有优异的阻燃、绝缘性能、力学性能，但硬度高柔韧性差。

5、现有技术的聚氯乙烯材料、交联聚烯烃材料、交联弹性体等材料作为电缆的护套材料，均很难完全兼顾无卤阻燃、耐老化、耐高温、耐低温、高热寿命、耐候性、柔韧性和力学性能等各方面的需求。

6、因此，需要开发一种力学性能好、耐高温和耐低温性能好、柔韧性高、无卤阻燃且使用寿命长的储能电缆护套胶料。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电缆护套胶料及其制备方法和应用，所述电缆护套胶料具有力学性能好、耐高温和耐低温性能好、柔韧性高、无卤阻燃、耐候性好的特点。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种电缆护套胶料，所述电缆护套胶料包括聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、改性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、耐热填料、相容剂、助交联剂、阻燃改性剂、防老化剂、抗氧剂和润滑剂。

4、本发明中，通过添加氢化丁腈橡胶改善电缆护套胶料的耐热性能，提高强度和抗撕裂性能；通过添加改性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物改善电缆护套胶料的抗氧化性，提高强度和抗撕裂性能。所述聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、改性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、耐热填料和相容剂等组分的复配，制备得到的电缆护套胶料具有柔韧性高、力学性能好、耐高温和耐低温性能好、无卤阻燃、耐候性好的特点。

5、本发明中，所述高温意指120℃～150℃，所述低温意指-40℃～-20℃。

6、优选地，所述改性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物由无机填料和氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物混合、造粒制备而成。

7、优选地，所述无机填料包括蒙脱土和/或石墨烯。

8、优选地，所述无机填料包括蒙脱土和石墨烯。

9、本发明中，通过无机填料与氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物复合制备得到改性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，再与其他组分进行复合，增加了无机填料的分散均匀性，采用蒙脱土和石墨烯做无机填料，制得的电缆护套胶料的拉伸强度和撕裂强度更高。

10、优选地，所述蒙脱土和石墨烯的质量比为0.5-2:1，例如0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.5:1、1.7:1或1.9:1等。

11、本发明中，所述蒙脱土和石墨烯的质量比为0.5-2:1，若蒙脱土和石墨烯的质量比过低或过高，则力学性能下降。

12、优选地，以无机填料和氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的总质量为100％计，所述无机填料的质量百分比为30％-40％，例如31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％或39％等。

13、优选地，所述耐热填料包括水滑石、氮化硅或高岭土中的任意一种或至少两种的组合。

14、优选地，所述相容剂包括乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物和马来酸酐接枝聚乙烯。

15、本发明中，通过乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物和马来酸酐接枝聚乙烯复配做相容剂，增容效果好，制备得到的电缆护套胶料的力学性能更高。

16、优选地，所述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物和马来酸酐接枝聚乙烯的质量比为0.4-0.8:2，例如0.45:2、0.5:2、0.55:2、0.6:2、0.65:2、0.7:2或0.75:2等。

17、本发明中，所述乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物和马来酸酐接枝聚乙烯的质量比为0.4-0.8:2，若乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物和马来酸酐接枝聚乙烯的质量比过低或过高，则相容性下降，力学性能下降。

18、优选地，所述助交联剂包括三烯丙基异三聚氰酸酯、三烯丙基氰脲酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

19、优选地，所述阻燃改性剂包括氢氧化物阻燃剂、多聚磷酸酯类阻燃剂或八钼酸铵中的任意一种或至少两种的组合。

20、优选地，所述氢氧化物阻燃剂、多聚磷酸酯类阻燃剂和八钼酸铵的质量比为5-8:2.5-5:1，例如5.5:3:1、6:3:1、7:3:1、7.5:3:1、5.5:4:1、6:4:1、7:4:1、7.5:4:1、5.5:4.5:1、6:4.5:1、7:4.5:1或7.5:4.5:1等。

21、优选地，所述防老化剂包括防老剂4010na和/或防老剂rd。

22、优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂2246、抗氧剂1035、抗氧剂1024或抗氧剂264中的任意一种或至少两种的组合。

23、优选地，所述润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌或聚乙烯蜡中的任意一种或至少两种的组合。

24、优选地，所述电缆护套胶料包括按质量份数计的如下组分：聚氨酯弹性体20-30份(例如21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份或29份等)、乙烯-醋酸乙烯共聚物40-60份(例如41份、42份、44份、45份、48份、50份、52份、55份、57份或59份等)、氢化丁腈橡胶10-15份(例如10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份或14.5份等)、丁苯橡胶5-10份(例如5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份或9.5份等)、改性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物10-20份(例如11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份或19份等)、耐热填料5-10份(例如5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份或9.5份等)、相容剂6-8份(例如6.2份、6.5份、6.7份、6.9份、7份、7.2份、7.5份或7.8份等)、助交联剂3-6份(例如3.2份、3.5份、4份、4.2份、4.5份、5份、5.5份或5.8份等)、阻燃改性剂32-40份(例如33份、34份、35份、36份、37份、38份或39份等)、防老化剂0.5-2份(例如0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.7份或1.9份等)、抗氧剂0.1-1份(例如0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份等)和润滑剂0.1-1份(例如0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份等)。

25、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的电缆护套胶料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、改性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、耐热填料、相容剂、助交联剂、阻燃改性剂、防老化剂、抗氧剂和润滑剂混合，造粒，得到所述电缆护套胶料。

26、第三方面，本发明提供一种储能电缆，所述储能电缆包括中心导体、非吸湿性绕包带、绝缘层和护套层，所述护套层由如第一方面所述的电缆护套胶料经辐照交联制备而成。

27、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

28、本发明中，通过聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、改性氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、耐热填料、相容剂、助交联剂、阻燃改性剂、防老化剂、抗氧剂和润滑剂的复配，制备得到的电缆护套胶料具有柔韧性高、力学性能好、耐高温和耐低温性能好、无卤阻燃、耐候性好的特点。