[发明专利]长寿命环保聚烯烃绝缘料及制备方法和在柔软储能电缆中的用途

说明书

一种长寿命环保聚烯烃绝缘料，原料的质量份数为：乙烯‑醋酸乙烯共聚物10‑30，乙烯‑丙烯酸丁酯共聚物10‑30，低密度聚乙烯10‑25，热塑性弹性体15‑30，乙丙橡胶弹性体10‑30，马来酸酐接枝物5‑12，硅酮母粒3‑8，无卤阻燃剂50‑120，有机硅阻燃剂2‑10，纳米协效剂3‑8，表面处理剂0.5‑2，抗氧剂1‑4，交联敏化剂0.8‑2，润滑剂0.5‑1.5和光稳定剂0.3‑1.5。绝缘料用于柔软储能电缆，由先制成阻燃填料，再与其它原料混合制成。本发明具有优异的机械性能、高柔软性、电气绝缘性能、阻燃性能、低烟性能、寿命老化性能、耐酸碱性能、耐低温性能以及良好的加工工艺性能。

技术领域

本发明涉及一种长寿命环保聚烯烃绝缘料及制备方法和在柔软储能电缆中的用途，是一种低烟无卤聚烯烃绝缘料及其制备方法，该绝缘料适用于储能电缆。

背景技术

随着社会的不断发展以及电气化技术的普遍应用，各行各业对电线电缆的质量和性能要求也越来越高。一直以来，传统电缆的作用仅仅为电力传输，然而在一些特殊领域，如电力储能系统(以电池为储能载体，通过变流器进行可循环电能存储与释放的设备系统)需要特殊的储能电缆在该系统中直流侧的电池模块之间、电池簇之间、电池簇与汇流箱或电池簇与储能变流器之间形成连接，从而实现多余能量的存储与利用。储能电缆最高电压等级DC 1500V，导体最高连续工作温度125℃，在使用过程中需要面临电池酸、碱；严寒；扭转；弯曲等苛刻的条件，经受更加严峻的考验，因此对储能电缆用绝缘材料不仅要求安全、环保、无卤、低烟、绝缘性好等常规性能，还对高阻燃、耐酸碱、耐低温、耐高温老化、长寿命、柔软度等特殊性能提出了更高的要求。

针对该类特殊领域对电缆提出的苛刻需求，相应的电缆绝缘材料需要满足各个性能要求。但各性能存在难以平衡的矛盾点，如要提高材料的阻燃性能则需填入大量的阻燃剂，其机械性能、电性能、耐低温性能和柔软度势必会受到影响；要满足高温寿命、耐酸碱等需要有足够的交联度，交联度增加又会使其韧性下降，影响机械性能和柔软度等性能。如何满足该类电缆所需的各理化性能以及良好的加工工艺性能是电缆料领域的一大难题。

发明内容

本发明针对电缆料现有不足，提供一种长寿命柔软型储能电缆用低烟无卤聚烯烃绝缘料及其制备方法，所得电缆料具有优异的机械性能、高柔软度、电气绝缘性能、阻燃性能、低烟性能、寿命老化性能、耐酸碱性能、耐低温性能以及良好的加工工艺性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种长寿命环保聚烯烃绝缘料，包括如下重量份数的原料组分：

上述份数为质量份数；其中：乙烯-醋酸乙烯共聚物为醋酸乙烯的质量含量为28％的乙烯-醋酸乙烯共聚物与醋酸乙烯的质量含量为40％的乙烯-醋酸乙烯共聚物质量比为(1:2)-(2:1)的混合物；乙烯-丙烯酸丁酯共聚物为丙烯酸丁酯的质量含量为17％的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物与丙烯酸丁酯的质量含量为27％的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物质量比为1：1的混合物；无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和氮磷系阻燃剂质量比为(1:1:1)-(4:1:2)的混合物。

上述采用高低VA(醋酸乙烯)含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物以及高低丙烯酸丁酯含量的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物复配的方式，既可保证材料的机械性能，又可通过极性基团提高与阻燃填料的相容性，同时根据极性基团亲水疏油的特性可提高材料耐油性能，高醋酸乙烯与高丙烯酸丁酯含量可为材料柔软度提供支撑，同时乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的加入可延长材料的使用寿命；

用热塑性弹性体与乙丙橡胶弹性体作为增韧改性剂，可在树脂基料与填料粉体之间形成一层致密的缓冲层，从而改善了粉体在基料体系中的分散性，有利于机械性能的提高，同时根据能量吸收和银纹-剪切带理论，当材料受到力的作用时，橡胶相颗粒起了应力集中物的作用，此过程中它可引发大量的银纹，产生的大量银纹可吸收大量的冲击能，从而保护了材料不受破坏，即提高了材料的韧性与柔软度，同时材料耐低温性能可大幅度提高；