【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电缆材料制备，具体涉及一种高耐候光伏电缆及其制备方法。
技术介绍
1、光伏发电可利用太阳电池半导体材料的光伏效应以将太阳光辐射能直接转换为电能，除了日照外不需其它任何燃料，并且在太阳光直射和斜射的情况下都可以工作。从站址的选择来说，光伏发电也十分方便灵活，城市中的楼顶、空地都可以被应用。目前，能源及产业发展低碳化的大趋势已经形成，在各种内外条件作用下，全球太阳能光伏能源系统市场正快速增长。
2、在光伏电站中大量使用的直流电缆由于环境恶劣，其材料应具备抗紫外线、耐臭氧、耐高温和抗化学侵蚀的要求。为了满足光伏电缆的高温耐长期老化性，部分厂商选择在光伏电缆之中增设由金属材料制成的散热层加速散热或利用云母带配合玻璃纱进行隔热。然而，位于光伏电缆最外层的传统材质的外护套在此种较为恶劣的环境下长期使用时，容易出现碎裂的现象，甚至导致内部的绝缘层被分解，进而大大影响太阳能光伏发电系统的使用寿命。
3、目前常用电缆护套是以聚氯乙烯树脂为主，其降解是一个相对复杂的过程，在光辐射、温度(热)、氧、水及其他因素的影响下发生不同类型的光氧化反应，形成不同产物。但是在自然环境下，最主要的影响因素为热降解和光辐射降解，因此，需要改善聚氯乙烯电缆护套的热稳定性和光稳定性，以提高电缆的耐候性。
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中提到的不足，本专利技术的目的在于提供一种高耐候光伏电缆及其制备方法，通过添加改性水铝钙石，有效提高了护套材料的热稳定性，通过添加改性白炭黑，有效提
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种高耐候光伏电缆，包括缆芯和护套层，护套层包括以下重量份原料：pvc树脂100~120份、增塑剂35~50份、改性水铝钙石10~15份、改性白炭黑5~10份、偶联剂0.1~2份、润滑剂0.5~5份；所述改性水铝钙石为表面改性水铝钙石，所述改性白炭黑为环三磷腈衍生物接枝白炭黑，所述环三磷腈衍生物的结构式如下：
4、。
5、进一步优选地，增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种、偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆类偶联剂的一种、润滑剂为硬脂酸钠、石蜡、聚乙烯蜡中的一种。
6、进一步优选地，改性水铝钙石的制备方法包括以下步骤：将氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钙按一定比例加入去离子水中，搅拌加热至80~85℃，反应20~40min，再加入十二烷基苯磺酸钠，继续反应1h，最后将反应液于90℃静置18~24h，过滤洗涤干燥，得到改性水铝钙石。
7、进一步优选地，氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钙的摩尔比为4:2:1，所述十二烷基苯磺酸钠为溶液中固体总质量的6~10%。
8、进一步优选地，改性白炭黑的制备方法包括以下步骤：
9、a、在氮气氛围下将六氯环三磷腈加入四氢呋喃、三乙胺中，搅拌使六氯环三磷腈溶解，然后匀速滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，滴加完成后冰浴反应1~3h，再将2,2,6,6-四甲基哌啶胺加入反应体系，以10℃为一个梯度逐步加热至60℃，每个温度梯度保温反应1~2h；
10、b、反应完成后冷却、抽滤除去三乙胺盐酸盐，减压蒸馏除去四氢呋喃，用去离子水洗涤3~5次，在分离出的有机相中加入乙酸乙酯，干燥后抽滤，滤液减压蒸馏后得环三磷腈衍生物；
11、c、将白炭黑粉末加入到无水乙醇和去离子水的混合液中，超声分散10~15min，用盐酸水溶液调节溶液ph至4，然后将环三磷腈衍生物缓慢加入白炭黑溶液中，超声分散5~10min，加热至60~80℃保温反应3~5h，冷却后抽滤、洗涤、干燥得到改性白炭黑。
12、进一步优选地，步骤a中六氯环三磷腈、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2,2,6,6-四甲基哌啶胺的摩尔比为1:1:5~6。
13、进一步优选地，步骤b中无水乙醇和去离子水的体积比为8~10:1，所述白炭黑粉末和环三磷腈衍生物的质量比为3~5:1。
14、一种高耐候光伏电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
15、s1、将pvc树脂、增塑剂和润滑剂充分混合后经双螺杆挤出机熔融、塑化、共混，挤出造粒得到聚合物颗粒；
16、s2、将聚合物颗粒、改性水铝钙石、改性白炭黑和偶联剂充分混合后经双螺杆挤出机熔融、共混后挤出包覆在缆芯外壁，得到高耐候光伏电缆。
17、本专利技术的有益效果：
18、本专利技术通过添加改性水铝钙石，有效提高了护套材料的热稳定性，通过添加改性白炭黑，有效提高了护套材料的力学性能和光稳定性，从而使电缆具有良好的耐候性。其中改性水铝钙石通过表面改性剂十二烷基苯磺酸钠附着在水铝钙石表面，抑制水铝钙石粒子发生团聚现象，可以提高水铝钙石在pvc中的分散性和相容性，有利于提高改性水铝钙石对pvc的热稳定性能。改性白炭黑通过环三磷腈衍生物接枝改性白炭黑，提高了白炭黑的分散性，有利于提高材料的力学性能。环三磷腈衍生物中包含受阻胺结构，可以提高材料的光稳定性，通过白炭黑对环三磷腈衍生物固化，还能防止环三磷腈衍生物的迁移析出，同时环三磷腈衍生物中包含了磷腈环、硅氧烷结构，提供了丰富的p、n和si元素，在热裂解时促进聚合物脱水炭化，同时形成 si-o、si-c 的炭质保护层，可赋予材料良好的阻燃性能。
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1.一种高耐候光伏电缆，其特征在于，包括缆芯和护套层，所述护套层包括以下重量份原料：PVC树脂100~120份、增塑剂35~50份、改性水铝钙石10~15份、改性白炭黑5~10份、偶联剂0.1~2份、润滑剂0.5~5份；所述改性水铝钙石为表面改性水铝钙石，所述改性白炭黑为环三磷腈衍生物接枝白炭黑，所述环三磷腈衍生物的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的高耐候光伏电缆，其特征在于，增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种、偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆类偶联剂的一种、润滑剂为硬脂酸钠、石蜡、聚乙烯蜡中的一种。
3.根据权利要求1所述的高耐候光伏电缆，其特征在于，所述改性水铝钙石的制备方法包括以下步骤：将氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钙按一定比例加入去离子水中，搅拌加热至80~85℃，反应20~40min，再加入十二烷基苯磺酸钠，继续反应1h，最后将反应液于90℃静置18~24h，过滤洗涤干燥，得到改性水铝钙石。
4.根据权利要求3所述的高耐候光伏电缆，其特征在于，所述氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钙的摩尔
5.根据权利要求1所述的高耐候光伏电缆，其特征在于，所述改性白炭黑的制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的高耐候光伏电缆，其特征在于，所述步骤A中六氯环三磷腈、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2,2,6,6-四甲基哌啶胺的摩尔比为1:1:5~6。
7.根据权利要求5所述的高耐候光伏电缆，其特征在于，所述步骤B中无水乙醇和去离子水的体积比为8~10:1，所述白炭黑粉末和环三磷腈衍生物的质量比为3~5:1。
8.一种如权利要求1~7任一项所述高耐候光伏电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高耐候光伏电缆，其特征在于，包括缆芯和护套层，所述护套层包括以下重量份原料：pvc树脂100~120份、增塑剂35~50份、改性水铝钙石10~15份、改性白炭黑5~10份、偶联剂0.1~2份、润滑剂0.5~5份；所述改性水铝钙石为表面改性水铝钙石，所述改性白炭黑为环三磷腈衍生物接枝白炭黑，所述环三磷腈衍生物的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的高耐候光伏电缆，其特征在于，增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种、偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆类偶联剂的一种、润滑剂为硬脂酸钠、石蜡、聚乙烯蜡中的一种。
3.根据权利要求1所述的高耐候光伏电缆，其特征在于，所述改性水铝钙石的制备方法包括以下步骤：将氢氧化钙、氢氧化铝和碳酸钙按一定比例加入去离子水中，搅拌加热至80~85℃，反应20~40min，再加入十二烷基苯磺酸钠...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐志敏，牛学春，万长东，胡宏生，毕亮亮，
申请(专利权)人：安徽渡江电缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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