[发明专利]一种电磁屏蔽作用的光伏电缆及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电缆技术领域，具体涉及一种电磁屏蔽作用的光伏电缆及制备方法。

背景技术

太阳能技术将成为未来的绿色能源技术之一，太阳能或光伏（PV）在中国应用日渐广泛，尤其近几年随着太阳能电池原料多晶硅生产成本的大幅降低，太阳能电池生产技术的日臻完善，最近几年全世界太阳能电池的产量增加非常快，可以说是极其有前景的工业。

在金融危机的影响下，我国政府把发展新能源作为振兴经济的重要手段。无疑太阳能技术将成为未来的绿色能源技术之一，太阳能或光伏（PV）在中国应用日渐广泛，建造经济高效的盈利性的光伏发电厂，代表了所有太阳能制造商最重要的目标和核心竞争力，而其盈利能力不仅仅取决于太阳能组件自身的效率或高性能，也离不开其重要的输电工具--光伏电缆，但是光伏发电厂大多建造于荒漠地带，环境极其恶略，而现有的光伏电缆，在这种环境下，其耐风雨性、耐紫外线、耐臭氧腐蚀和抵抗较大的温度变化等能力仍表现的差强人意，光伏发电厂需要频繁更换电缆线以保证自身的高效稳定，大大增加了生产成本，同时也造成了较大的环境污染。且现有的光伏电缆的电磁屏蔽效果较差，随着光伏电缆应用的增加，会带来越来越多的电磁辐射，不仅对人体产生一定的危害，且电磁干扰还会影响信号的传输。

因此，研究开发一种具有较好的额电磁屏蔽效果的光伏电缆成为目前研究的重点，也具有较好的应用前景及使用价值。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电磁屏蔽作用的光伏电缆及制备方法，所述光伏电缆不仅具有较好的电磁屏蔽效果，还具有较好的阻燃性及耐水性能，大大提高了光伏电缆的使用寿命，具有较好的应用价值及前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明涉及一种电磁屏蔽作用的光伏电缆，包括电缆线体，所述电缆线体包括多股镀锡铜丝绞合成的线芯和包覆在线芯外的防护层，所述防护层由内到外依次为电磁屏蔽层、绝缘防护层和耐磨防水层；

所述电磁屏蔽层为石墨烯改性天然橡胶纳米复合材料制成，包括如下重量份的各组分：天然橡胶60~80份、石墨烯0.5~1.2份、维生素C 5~10份、防老剂3~8份；

所述绝缘防护层180℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃料构成；

所述耐磨防水层为石墨烯改性聚氨酯涂层，包括如下重量份的各组分：聚氨酯50~70份、氧化石墨烯0.5~2份、异氟尔酮二异氰酸酯10~15份、水合肼3~10份，还包括溶剂N,N-二甲基甲酰胺适量。

优选地，所述电磁屏蔽层包括如下重量份的各组分：天然橡胶75份、石墨烯0.8份、维生素C 6份、防老剂5份。

优选地，所述耐磨防水层包括如下重量份的各组分：聚氨酯60份、氧化石墨烯1.6份、异氟尔酮二异氰酸酯13份、水合肼8份，还包括溶剂N,N-二甲基甲酰胺适量。

本发明还涉及一种电磁屏蔽作用的光伏电缆的制备方法，包括如下步骤：

（1）石墨烯改性天然橡胶纳米复合材料的制备：将石墨烯分散在水相中，再与橡胶胶乳混合，然后加入维生素C和防老剂搅拌混合均匀，再经过絮凝、烘干、混炼配合制备得到复合材料，备用；

（2）石墨烯改性聚氨酯涂料的制备：按照配比称取氧化石墨烯和N,N-二甲基甲酰胺200~500mL，混合后置于超声波中超声分散10~20min，再加入异氟尔酮二异氰酸酯，于70~80℃反应3~5h，再升温至90~100℃，加入水合肼还原，反应结束后用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，干燥，得到功能化的石墨烯；然后将功能化的石墨烯与水性聚氨酯混合均匀，并置于超声波中超声20~30min，即得所述石墨烯改性聚氨酯涂料，备用；

（3）通过束绞单丝模具将多根镀锡铜单丝绞合成导电线芯，使得所述导电线芯最外层的节径比为 9，所述导电线芯各层的节径比按照从外到内的顺序依次加 2；

（4）在所述导电线芯外包覆电磁屏蔽层，然后在用电缆绝缘挤塑机将180℃无卤阻燃光伏电缆辐照绝缘料挤包到所述电磁屏蔽层上，并进行辐照交联，形成绝缘防护层；

（5）在绝缘防护层表面均匀涂覆石墨烯改性聚氨酯涂层，干燥，即得所述光伏电缆。

优选地，所述步骤（2）功能化石墨烯的制备是在氮气的保护环境下进行反应制备。

优选地，所述步骤（2）中在升温至90~100℃之前，需先将混合物调节PH至9~10。

优选地，所述步骤（5）中干燥温度为70~80℃，干燥1~2h。

优选地，所述步骤（5）干燥过程中，电缆处于伸直并不断转动的状态。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：