一种耐高低温阻燃型风能电缆及制备方法与流程

1.本发明属于电缆技术领域，尤其涉及一种耐高低温阻燃型风能电缆及制备方法。


背景技术：

2.全球变暖是人类的行为造成地球气候变化的后果。为了减缓全球变暖的步伐及降低极端恶劣天气的出现，人类的环保意识逐渐增强，在众多的新能源中，风力发电得到了快速的发展，且绿色环保，得到了人们的青睐。
3.风力电缆主要用于风机的连接线，使用环境非常恶劣，特别是高温和低温环境对电缆的影响非常大，所述电缆一般包括导体和绝缘材料，现有的电缆的绝缘材料在高温和低温的环境下易开裂，不利于使用。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种耐高低温阻燃型风能电缆及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供一种耐高低温阻燃型风能电缆，包括导体和绝缘材料，所述导体采用第5种裸铜导体结构形式，所述导体单绞和复绞制备而成，所述导体绞合中的单绞是以14
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18倍外径的绞合节距进行绞合，复绞是以10
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14倍外径的绞合节距进行绞合，所述绝缘材料包括以下重量份的组分：pvc树脂粉50
‑
60份、增塑剂30
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40份、稳定剂2
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5份、阻燃剂3
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6份、加工助剂0.1
‑
1份、色粉0.1
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1份。
6.优选地，所述绝缘材料包括以下重量份的组分：pvc树脂粉53
‑
58份、增塑剂33
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37份、稳定剂3.5
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4.5份、阻燃剂4.5
‑
5.5份、加工助剂0.5
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0.7份、色粉0.4
‑
0.6份。
7.一种基于上述一种耐高低温阻燃型风能电缆的制备方法，包括以下步骤；
8.导体预处理：导体进行预热，使得预热温度为95
‑
105℃，用于提高绝缘材料的附着力以及机械性能；
9.制备绝缘材料：计量、混合、混炼、挤出造粒；
10.绝缘材料和导体结合后的电缆冷却处理。
11.优选地，绝缘材料的混合操作步骤如下：
12.把计量好的pvc树脂粉、稳定剂、加工助剂，搅拌分散均匀，使得在转速为20～30rpm下，混合3～5min后，使得转速为40
‑
50rpm，混合温度为120～130℃下混合15～20min，然后加增塑剂，待增塑剂吸干后，加阻燃剂和色粉，搅拌均匀，转移至冷却缸冷却，冷却至75
‑
85℃，得到混合料，供混炼用。
13.优选地，绝缘材料的挤出造粒操作步骤如下：
14.使得混炼后的物料输入挤塑机中，挤塑机采用6段塑化温区及4个机头温区，然后挤出绝缘材料。
15.优选地，所述6段塑化温区和的4个机头温区的温度分别为：140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃、175℃、175℃、170℃、170℃。
16.优选地，混炼后的绝缘材料在输入挤塑机之前要烘干，在80℃烘箱中烘1
‑
2h，使得烘干后的含水率需要达到≤0.2％。
17.优选地，所述绝缘材料和导体结合后的电缆冷却处理包括以下步骤；
18.使得电缆通过三段水槽，第一段水槽采用40℃的温水水槽，第二段水槽使得温度为30℃，第三段水槽使得温度为20℃。
19.优选地，所述增塑剂为癸二酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯中的一种或两种。
20.优选地，所述稳定剂为钙锌环保稳定剂。
21.优选地，所述阻燃剂为三氧化二锑或硼酸锌中的一种或两种。
22.优选地，所述加工助剂为硬脂酸。
23.综上所述，由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
24.本发明实施例提供了一种耐高低温阻燃型风能电缆及制备方法，本发明实施例中的绝缘材料可耐105℃高温及
‑
40℃低温冲击和弯曲，并且本发明实施例中的配方具有阻燃性高的特性，可以达到ul标准要求的vw
‑
1阻燃测试要求；为保证电缆本身的柔软性，导体绞合中单绞是以14
‑
18倍外径的绞合节距进行绞合，复绞时以10
‑
14倍外径的绞合节距进行绞合。
具体实施方式
25.为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例。
26.实施例1
27.按照配方分别称量绝缘材料的各组分；pvc树脂粉500g、增塑剂300g、稳定剂20g、阻燃剂30g、加工助剂1g、色粉1g；所述增塑剂为癸二酸二辛酯，所述稳定剂为钙锌环保稳定剂，所述阻燃剂为三氧化二锑，所述加工助剂为硬脂酸。
28.把计量好的pvc树脂粉、稳定剂、加工助剂，搅拌分散均匀，使得在转速为20rpm下，混合3min后，使得转速为40rpm，混合温度为120℃下混合15min，然后加增塑剂，待增塑剂吸干后，加阻燃剂和色粉，搅拌均匀，转移至冷却缸冷却，冷却至75℃，得到混合料，供混炼用.
29.混炼后的绝缘材料在输入挤塑机之前要烘干，在80℃烘箱中烘1h，使得烘干后的含水率需要达到≤0.2％。
30.使得烘干后的物料输入挤塑机中，挤塑机采用6段塑化温区及4个机头温区，所述6段塑化温区和的4个机头温区的温度分别为：140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃、175℃、175℃、170℃、170℃。
31.导体预处理：导体进行预热，使得预热温度为95℃，用于提高绝缘材料的附着力以及机械性能；绝缘材料和导体结合后的电缆冷却处理，使得电缆通过三段水槽，第一段水槽采用40℃的温水水槽，第二段水槽使得温度为30℃，第三段水槽使得温度为20℃。
32.实施例2
33.按照配方分别称量绝缘材料的各组分；pvc树脂粉530g、增塑剂330g、稳定剂35g、阻燃剂45g、加工助剂5g、色粉4g；所述增塑剂为癸二酸二辛酯，所述稳定剂为钙锌环保稳定剂，所述阻燃剂为三氧化二锑，所述加工助剂为硬脂酸。
34.把计量好的pvc树脂粉、稳定剂、加工助剂，搅拌分散均匀，使得在转速为23rpm下，混合3.5min后，使得转速为43rpm，混合温度为123℃下混合156min，然后加增塑剂，待增塑剂吸干后，加阻燃剂和色粉，搅拌均匀，转移至冷却缸冷却，冷却至78℃，得到混合料，供混炼用。
35.混炼后的绝缘材料在输入挤塑机之前要烘干，在80℃烘箱中烘1h，使得烘干后的含水率需要达到≤0.2％。
36.使得烘干后的物料输入挤塑机中，挤塑机采用6段塑化温区及4个机头温区，所述6段塑化温区和的4个机头温区的温度分别为：140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃、175℃、175℃、170℃、170℃。
37.导体预处理：导体进行预热，使得预热温度为95
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105℃，用于提高绝缘材料的附着力以及机械性能；绝缘材料和导体结合后的电缆冷却处理，使得电缆通过三段水槽，第一段水槽采用40℃的温水水槽，第二段水槽使得温度为30℃，第三段水槽使得温度为20℃。
38.实施例3
39.按照配方分别称量绝缘材料的各组分；pvc树脂粉550g、增塑剂350g、稳定剂40g、阻燃剂50g、加工助剂6g、色粉5g；所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯，所述稳定剂为钙锌环保稳定剂，所述阻燃剂为硼酸锌，所述加工助剂为硬脂酸。
40.把计量好的pvc树脂粉、稳定剂、加工助剂，搅拌分散均匀，使得在转速为25rpm下，混合4min后，使得转速为45rpm，混合温度为125℃下混合17min，然后加增塑剂，待增塑剂吸干后，加阻燃剂和色粉，搅拌均匀，转移至冷却缸冷却，冷却至80℃，得到混合料，供混炼用
41.混炼后的绝缘材料在输入挤塑机之前要烘干，在80℃烘箱中烘1.5h，使得烘干后的含水率需要达到≤0.2％。
42.使得烘干后的物料输入挤塑机中，挤塑机采用6段塑化温区及4个机头温区，所述6段塑化温区和的4个机头温区的温度分别为：140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃、175℃、175℃、170℃、170℃。
43.导体预处理：导体进行预热，使得预热温度为100℃，用于提高绝缘材料的附着力以及机械性能；绝缘材料和导体结合后的电缆冷却处理，使得电缆通过三段水槽，第一段水槽采用40℃的温水水槽，第二段水槽使得温度为30℃，第三段水槽使得温度为20℃。
44.实施例4
45.按照配方分别称量绝缘材料的各组分；pvc树脂粉580g、增塑剂370g、稳定剂45g、阻燃剂55g、加工助剂7g、色粉6g；所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯，所述稳定剂为钙锌环保稳定剂，所述阻燃剂为硼酸锌，所述加工助剂为硬脂酸。
46.把计量好的pvc树脂粉、稳定剂、加工助剂，搅拌分散均匀，使得在转速为27rpm下，混合4.5min后，使得转速为48rpm，混合温度为128℃下混合18in，然后加增塑剂，待增塑剂吸干后，加阻燃剂和色粉，搅拌均匀，转移至冷却缸冷却，冷却至83℃，得到混合料，供混炼用。
47.混炼后的绝缘材料在输入挤塑机之前要烘干，在80℃烘箱中烘1.5h，使得烘干后的含水率需要达到≤0.2％。使得烘干后的物料输入挤塑机中，挤塑机采用6段塑化温区及4个机头温区，所述6段塑化温区和的4个机头温区的温度分别为：140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃、175℃、175℃、170℃、170℃。
48.导体预处理：导体进行预热，使得预热温度为103℃，用于提高绝缘材料的附着力以及机械性能；绝缘材料和导体结合后的电缆冷却处理，使得电缆通过三段水槽，第一段水槽采用40℃的温水水槽，第二段水槽使得温度为30℃，第三段水槽使得温度为20℃。
49.实施例5
50.按照配方分别称量绝缘材料的各组分；pvc树脂粉600g、增塑剂400g、稳定剂50g、阻燃剂60g、加工助剂10g、色粉10g；所述增塑剂为癸二酸二辛酯，所述稳定剂为钙锌环保稳定剂，所述阻燃剂为三氧化二锑，所述加工助剂为硬脂酸。
51.把计量好的pvc树脂粉、稳定剂、加工助剂，搅拌分散均匀，使得在转速为30rpm下，混合5min后，使得转速为50rpm，混合温度为130℃下混合20min，然后加增塑剂，待增塑剂吸干后，加阻燃剂和色粉，搅拌均匀，转移至冷却缸冷却，冷却至85℃，得到混合料，供混炼用。
52.混炼后的绝缘材料在输入挤塑机之前要烘干，在80℃烘箱中烘2h，使得烘干后的含水率需要达到≤0.2％。
53.使得烘干后的物料输入挤塑机中，挤塑机采用6段塑化温区及4个机头温区，所述6段塑化温区和的4个机头温区的温度分别为：140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃、175℃、175℃、170℃、170℃。
54.导体预处理：导体进行预热，使得预热温度为105℃，用于提高绝缘材料的附着力以及机械性能；绝缘材料和导体结合后的电缆冷却处理，使得电缆通过三段水槽，第一段水槽采用40℃的温水水槽，第二段水槽使得温度为30℃，第三段水槽使得温度为20℃。
55.实施例6
56.按照配方分别称量绝缘材料的各组分；pvc树脂粉550g、增塑剂350g、稳定剂40g、阻燃剂50g、加工助剂6g、色粉5g；所述增塑剂为癸二酸二辛酯和偏苯三酸三辛酯之间的混合物，且癸二酸二辛酯和偏苯三酸三辛酯之间的质量比为1.2：1，所述稳定剂为钙锌环保稳定剂，所述阻燃剂为三氧化二锑和硼酸锌之间的混合物，所述三氧化二锑和硼酸锌之间的质量比为1.3：1，所述加工助剂为硬脂酸。
57.把计量好的pvc树脂粉、稳定剂、加工助剂，搅拌分散均匀，使得在转速为25rpm下，混合4min后，使得转速为45rpm，混合温度为125℃下混合17min，然后加增塑剂，待增塑剂吸干后，加阻燃剂和色粉，搅拌均匀，转移至冷却缸冷却，冷却至80℃，得到混合料，供混炼用。
58.混炼后的绝缘材料在输入挤塑机之前要烘干，在80℃烘箱中烘1.5h，使得烘干后的含水率需要达到≤0.2％。
59.使得烘干后的物料输入挤塑机中，挤塑机采用6段塑化温区及4个机头温区，所述6段塑化温区和的4个机头温区的温度分别为：140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃、175℃、175℃、170℃、170℃。
60.导体预处理：导体进行预热，使得预热温度为100℃，用于提高绝缘材料的附着力以及机械性能；绝缘材料和导体结合后的电缆冷却处理，使得电缆通过三段水槽，第一段水槽采用40℃的温水水槽，第二段水槽使得温度为30℃，第三段水槽使得温度为20℃。
61.由实施例1
‑
6分别所制备而成的25mm2成品绝缘材料的基本性能如下表1：
62.表1
[0063][0064][0065]
综上所述，本发明实施例提供了一种耐高低温阻燃型风能电缆及制备方法，本发明实施例中的绝缘材料可耐105℃高温及
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40℃低温冲击和弯曲，且本发明实施例中可以通过增塑剂来调节低温，通过稳定剂及增塑剂来调节高温，并且本发明实施例中的配方具有阻燃性高的特性，可以达到ul标准要求的vw
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1阻燃测试要求。
[0066]
工作原理：所述的电缆导体采用第5种裸铜导体结构形式，在较小的弯曲半径安装时，也能轻松安装成功；电缆的绝缘材料采用耐105℃高温及
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40℃低温冲击和弯曲的环保pvc材料，并且这个配方具有阻燃性高的特性，可以达到ul标准要求的vw
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1阻燃测试要求；为保证电缆本身的柔软性，导体绞合中单绞是以14
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18倍外径的绞合节距进行绞合，复绞时以10
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14倍外径的绞合节距进行绞合；导体进行预热，提高了绝缘的附着力，最主要是提高了绝缘材料的机械性能，防止绝缘材料急速冷却导致塑化不良，出现易开裂的情况；绝缘材料挤出前要充分烘干，尤其是防止低温性能降低过多；挤塑机采用6段塑化温区及机头4个温区，保证绝缘材料在整个挤出过程中温度精准控制，提高其物理性能稳定；绝缘材料和导
体结合后的电缆冷却处理，使得电缆通过三段水槽，保证电缆在冷却过程中分子链结合紧密，性能稳定。
[0067]
对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明实施例内。
[0068]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。