一种高阻燃双层共挤辐照交联光伏电缆料及其制备方法与流程

本发明涉及电缆料，具体涉及一种高阻燃双层共挤辐照交联光伏电缆料及其制备方法。

背景技术：

1、随着全球环保意识的不断提高，新能源产业逐渐成为关注的焦点。光伏新能源作为其中的一大重要领域，不仅具有清洁、可再生的特点，还为全球可持续发展提供了有力支持,因此光伏电缆使用量大幅增长。但光伏电缆提供清洁能源同时也带来了火灾危险性，一旦电缆被引燃，所释放的大量有毒气体和腐蚀性气体对人员会造成危害，对环境物体会造成腐蚀，燃烧产生的烟雾，会降低能见度，妨碍人员逃生以及灭火救援,此外，在良好通风条件下，被引燃的电线电缆的燃烧火焰很容易沿着电缆的铺设方向快速蔓延，从而扩大火势，增大危害。

2、目前传统的光伏线缆标准中对成品电线只要求符合单根垂直燃烧即可，cpr指令为在欧盟全部成员国境内的所有类型建筑工程中安装的用于供电、控制、通信的电缆和光缆提供了统一遇火反应要求，遵循的标准为en50575。在欧盟境内用于建筑工程(例如建筑物、道路和桥梁)的所有线缆都必须有清晰的ce标志，只有带有ce标志的线缆才能进入欧盟市场，尤其是对户用光伏线缆提出更高阻燃要求。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本发明提供一种高阻燃双层共挤辐照交联光伏电缆料及其制备方法，制得的绝缘料和护套料通过挤出机挤出电线，挤出后通过电子加速器辐照后，成品电线中绝缘和护套各项性能均可符合欧盟en50618：2014和iec62930:2017标准要求，电线力学性能和电气性能优异，阻燃性能优异，电线燃烧后热释放量较低、碳化距离短，电线燃烧滴落物、微粒等级达到欧盟标准的d0级，可同时通过欧盟建筑产品指令(cpr)en50575中cca电缆防火测试等级和gb/t 18380中a类成束燃烧。本发明采用如下技术方案：

2、一种高阻燃双层共挤辐照交联光伏电缆料，该电缆料由绝缘材料和护套材料组成，其中，所述绝缘材料由以下重量份的原料制备而成：

3、

4、所述护套材料由以下重量份的原料制备而成：

5、

6、

7、所述马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(poe-g-mah)中辛烯含量为20-40％，接枝率为0.5-2.1％，熔融指数(190℃，2.16kg)为1-6g/10min。

8、所述聚乙烯(pe)为双峰线性聚乙烯和高密度聚乙烯的一种或两种组合，熔融指数(190℃，2.16kg)为0.2-4g/10min。

9、所述乙烯-辛烯共聚物(pop)中辛烯含量为5-15％，熔融指数(190℃，2.16kg)为3-6g/10min。

10、所述乙烯-辛烯共聚物(poe)中辛烯含量为20-35％，熔融指数(190℃，2.16kg)为1-6g/10min。

11、所述马来酸酐接枝聚乙烯(epdm-g-mah)的接枝率为0.5-1.5％，熔融指数(190℃，2.16kg)为0.5-3g/10min。

12、所述乙烯-醋酸乙烯共聚物物(evm)中醋酸乙烯含量为40-80％,熔融指数(190℃，2.16kg)为0.5-5g/10min。

13、所述阻燃剂为水合金属氧化物。

14、优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁中至少一种，阻燃剂平均粒径d50为1.0-2.0μm。

15、所述阻燃增效剂为硼酸锌、纳米蒙脱土、磷酸盐类、聚磷酸铵中的两种及以上任意比例组合。

16、所述金属钝化剂为受阻酚类抗铜剂。

17、所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、金属离子钝化剂中的一种及以上任意比例组合。

18、所述润滑剂由硅酮母粒、聚乙烯蜡、微晶石蜡中一种及以上任意比例组合。

19、所述多官能团交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三丙烯酸丙烷三甲醇酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯中的一种或多种任意比例组合。

20、一种高阻燃双层共挤辐照交联光伏电缆料的制备方法，包括绝缘材料的制备方法和护套材料的制备方法，所述绝缘材料的制备方法包括以下步骤：

21、s1-1、按规定质量配比称量各组分；

22、s1-2、将各组分通过高速搅拌机搅拌均匀；

23、s1-3、先后通过双螺杆挤出机和单螺杆挤出机挤出、热切、风冷后，得绝缘材料粒料；

24、所述护套材料的制备方法包括以下步骤：

25、s2-1、按规定质量配比称量各组分；

26、s2-2、将各组分通过高速搅拌机搅拌均匀；

27、s2-3、拌匀后加入密炼机，密炼至170-190℃，然后通过双螺杆、单螺杆挤出、热切、风冷后，得护套料粒料；

28、s3、再将上述制得的粒料通过绝缘料挤出机和护套料挤出机双层共挤挤出线材。

29、所述步骤s1-3中，双螺杆挤出机分为八个区，各区的工作温度为：第一区120-130℃，第二区130-140℃，第三区130-140℃，第四区140-145℃，第五区140-145℃，第六区150-155℃，第七区160-165℃，第八区170-175℃；单螺杆挤出机分为四个区，各区的工作温度为：第一区140-150℃，第二区150-160℃，第三区160-170℃，第四区170-175℃。

30、所述步骤s2-3中，双螺杆挤出机分为八个区，各区的工作温度为：第一区100-110℃，第二区110-120℃，第三区120-125℃，第四区125-130℃，第五区130-135℃，第六区140-145℃，第七区150-155℃，第八区160-165℃。单螺杆挤出机分为四个区，各区的工作温度为：第一区120-130℃，第二区130-140℃，第三区140-150℃，第四区150-155℃。

31、所述步骤s3中，绝缘料挤出机分为六个区，各区的工作温度为：第一区140-150℃，第二区150-155℃，第三区155-160℃，第四区165-170℃，第五区180-185℃，第六区190-195℃；护套料挤出机分为六个区，各区的工作温度为：第一区120-130℃，第二区130-135℃，第三区135-140℃，第四区145-150℃，第五区150-155℃，第六区160-165℃。

32、本发明技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：

33、阻燃性能和机械性能、加工性能之间的矛盾是高阻燃低烟无卤阻燃电缆料开发中的瓶颈。本发明通过阻燃剂的超细化和不同阻燃剂的复配，提高了阻燃效果；另外选用高性能聚合物通过基体树脂的改性等手段提高树脂的机械性能；通过超细化阻燃剂、添加增容剂、流变改性剂等方法改善基体树脂与阻燃剂之间的相容性，提高材料的机械性能和加工性能。绝缘材料优选特殊树脂与少量高效阻燃剂配合，保证其优异、稳定电气性能且不受潮气影响，并具有一定阻燃性能，护套材料优选阻燃剂与协效剂复配技术，保证其高阻燃性能。通过绝缘与护套完美相互配合，可同时符合欧盟以及国内对光伏电线高阻燃新要求。