專利名稱：耐扭曲風力發電電纜絕緣材料及電纜的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電纜絕緣材料，特別涉及一種耐扭曲風力發電電纜絕緣材料；本 發明還涉及上述材料制作的電纜。
背景技術：
風力發電用電纜工作在特殊的環境，對其低溫彎曲性能、扭轉性能、抗開裂性能、 耐腐蝕性能等性能有較高的要求，耐高低溫、耐扭曲等高性能的風能電纜是勢在必行。現 有風力電纜的結構主要采用多股復交，導體表面有鍍錫層該層外設有復合無紡布隔離層， 隔離層表面的絕緣材料為橡膠復合物，外擠橡膠復合物護套。如一般采用低溫(-40°C 或-45°C硅膠絕緣)橡膠的風能電纜雖然符合撓性可扭轉風能電纜的性能要求，但電纜的 抗撕裂性較差、有效使用壽命較短并且低溫安裝時受到環境限制，因而電纜的扭曲性能仍 然不能滿足風力發電用扭曲性能要求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種具有良好的耐惡劣環境性和柔軟性的耐 扭曲風力發電電纜絕緣材料以及利用上述材料制造的電纜。為解決上述的技術問題，本發明的技術方案是一種耐扭曲風力發電電纜絕緣材 料，其包含下述重量比組分改性三元乙丙橡膠30 70份改性氯化聚乙烯20 70份耐寒增塑劑10 20份補強填充劑20 80份納米級無機活性劑3 8份交聯劑2. 5 5份助交聯劑2 5份抗氧防老劑1 2.5份所述改性三元乙丙橡膠是以非結晶性聚烯烴熱塑性彈性體和乙丙橡膠的混合物； 所述納米級無機活性劑為納米級氧化鋅和氧化鎂。絕緣材料中加入納米級無機活性材料氧化鋅和氧化鎂，使電纜具有良好的抗紫 外線性能和耐臭氧的功能；兩種超細無機材料的加入，提高了其他材料的分散均勻性，改善 分子結構，使電纜柔軟性好。上述兩種材料的選擇和應用，不僅提升了電纜的電性能和安全 性能，而且屬于環保型材料，對電纜本身和周圍環境無任何影響。非結晶性的聚烯烴熱塑性 彈性體的加入，它具備以下之物性良好的柔韌性和可塑性，優越的低溫性能產品具備很好 的性價比且大大提高了抗撕裂性能。一種耐扭曲風力發電電纜，包括導體外包覆的絕緣層，所述絕緣層包含下述重量 比組分
改性三元乙丙橡膠30 70份改性氯化聚乙烯20 70份耐寒增塑劑10 20份補強填充劑20 80份納米級無機活性劑3 8份交聯劑2. 5 5份
助交聯劑2 5份抗氧防老劑1 2. 5份所述改性三元乙丙橡膠是以非結晶性聚烯烴熱塑性彈性體和乙丙橡膠的混合物； 所述納米級無機活性劑為納米級氧化鋅和氧化鎂。為保證電纜的耐低溫(-60°C )抗扭曲性能，對電纜橡膠絕緣層的材料進行了改 進:A.絕緣材料以乙丙橡膠為主，加入低溫型增塑劑，使電纜在-60°C的低溫環境下扭轉不 開裂，又保證電纜的柔軟性，其電性能變化也很小，并且具有優良的低溫性能；加入過氧化 物配合劑，使電纜具有耐腐蝕性；B.絕緣層的材料中加入納米級無機活性材料(氧化鋅和 氧化鎂)，使電纜具有良好的抗紫外線性能和耐臭氧的功能；兩種超細無機材料的加入，提 高了其他材料的分散均勻性，改善分子結構，使電纜柔軟性好。以上兩種材料的選擇和應 用，不僅提升了電纜的電性能和安全性能，而且屬于環保型材料，對電纜本身和周圍環境無 任何影響。本發明與現有技術相比，在低溫彎曲性能、扭轉性能、抗開裂性能、耐腐蝕性能等 方面都有明顯的優點，并且符合環保要求。本發明的電纜具有耐低溫(-60°C )抗扭曲性 能，具有良好的柔軟性；加入納米級無機活性材料提高了其它材料的分散均勻性，改善分子 結構，抗紫外線性能使電纜柔軟性更好，可滿足電纜在-60°C的低溫環境下，能經受正、反各 四轉為一次、扭轉角度為360°，次數不少于5000次的抗扭轉，適用于風力發電用耐扭曲電 纜、拖鏈電纜、控制電纜。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。附圖為本發明電纜的截面示意圖。
具體實施例方式本發明的耐扭曲風力發電電纜絕緣材料，通過一般的工藝方法加工，對于粉未狀 氯化聚乙烯來說，宜使用密煉機混煉，混煉時可先投入氯化聚乙烯粉料，再將其改性三元 乙丙橡膠與氯化聚乙烯混合均勻后再投入油料和其他助劑，此時密煉機的混煉功率迅速增 大，當溫度達到110°C 115°C時加入硫化劑，約30S 40S后即可下料。膠料下片后通過 冷卻，折疊下片。直接采用冷喂料擠出，擠出成型的工藝條件為D150mm擠出機，螺桿長徑比 為17 1，模口溫度125 135°C，機頭溫度85 100°C，機頭壓力3. 0 4. OMPa，機身溫 度70 80°C，螺桿溫度35 45°C，膠料融體溫度90 95°C，擠出機各部位及螺桿均用模 溫機調節溫度，蒸汽壓力1. 2 1. 7MPa，硫化管有效長度120m，冷卻水段32m，線材擠出速度 以電纜的外徑而定。
下表為本發明的膠料和成品電纜線材的部分性能 實施例1耐扭曲風力發電電纜絕緣材料，其包含下述重量比組分改性三元乙丙橡膠70份改性氯化聚乙烯20份耐寒增塑劑20份補強填充劑40份納米級無機活性劑3份交聯劑2. 5份助交聯劑3份抗氧防老劑1.5份實施例2耐扭曲風力發電電纜絕緣材料，其包含下述重量比組分改性三元乙丙橡膠50份改性氯化聚乙烯50份耐寒增塑劑15份補強填充劑20份納米級無機活性劑6份交聯劑2. 5份助交聯劑2份抗氧防老劑2. 5份
實施例3耐扭曲風力發電電纜絕緣材料，其包含下述重量比組分改性三元乙丙橡膠30份改性氯化聚乙烯70份耐寒增塑劑10份補強填充劑60份
納米級無機活性劑8份交聯劑3. 5份助交聯劑4份抗氧防老劑2份實施例4耐扭曲風力發電電纜絕緣材料，其包含下述重量比組分改性三元乙丙橡膠40份改性氯化聚乙烯60份耐寒增塑劑20份補強填充劑80份納米級無機活性劑5份交聯劑5份助交聯劑5份抗氧防老劑1份上述實施例1、2、3、4中，所述改性三元乙丙橡膠是以非結晶性聚烯烴熱塑性彈性 體和乙丙橡膠的混合物；所述納米級無機活性劑為納米級氧化鋅和氧化鎂。—種耐扭曲風力發電電纜，如附圖所示，包括單線1、股線2、包帶3、絕緣層4、護套 5。絕緣線芯分別由導體單線1、導體股線2、包帶3和絕緣層4組成，導體采用更柔軟 的(第六類導體)多股軟圓銅絞線并用同向絞合技術，這種結構除能保證電纜的彎曲性能 和柔軟性外，還可以減少多股絞線的絞合直徑，使得多股軟圓銅絞線更緊密，從而可以降低 整個電纜的成本。電纜的絕緣層4和護套5采用雙層共擠技術，提高絕緣4和護套5之間的結合性， 可以增強電纜的抗扭轉性能和生產效率。導體外包覆有絕緣層4，所述絕緣層4包含實施例1、2、3、4中重量比組分。上述實施例不以任何方式限制本發明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得 的技術方案均落在本發明的保護范圍內。
權利要求
一種耐扭曲風力發電電纜絕緣材料，其特征在于包含下述重量比組分改性三元乙丙橡膠30～70份改性氯化聚乙烯 20～70份耐寒增塑劑 10～20份補強填充劑 20～80份納米級無機活性劑3～8份交聯劑 2.5～5份助交聯劑2～5份抗氧防老劑 1～2.5份所述改性三元乙丙橡膠是以非結晶性聚烯烴熱塑性彈性體和乙丙橡膠的混合物；所述納米級無機活性劑為納米級氧化鋅和氧化鎂。
2.一種耐扭曲風力發電電纜，包括導體外包覆的絕緣層，其特征在于所述絕緣層包 含下述重量比組分改性三元乙丙橡膠 30 70份 改性氯化聚乙烯 20 70份 耐寒增塑劑10 20份補強填充劑20 80份納米級無機活性劑 3 8份 交聯劑2. 5 5份助交聯劑2 5份抗氧防老劑1 2. 5份所述改性三元乙丙橡膠是以非結晶性聚烯烴熱塑性彈性體和乙丙橡膠的混合物；所述 納米級無機活性劑為納米級氧化鋅和氧化鎂。
全文摘要
本發明公開了一種耐扭曲風力發電電纜絕緣材料及電纜，絕緣材料包含下述重量比組分改性三元乙丙橡膠30～70份，改性氯化聚乙烯20～70份，耐寒增塑劑10～20份，補強填充劑20～80份，納米級無機活性劑3～8份，交聯劑2.5～5份，助交聯劑2～5份，抗氧防老劑1～2.5份，改性三元乙丙橡膠是以非結晶性聚烯烴熱塑性彈性體和乙丙橡膠的混合物；納米級無機活性劑為納米級氧化鋅和氧化鎂；本發明電纜具有耐低溫(-60℃)抗扭曲性能，具有良好的柔軟性；加入納米級無機活性材料提高了其它材料的分散均勻性，改善分子結構，抗紫外線性能使電纜柔軟性更好。
文檔編號H01B7/04GK101845178SQ20101018835
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月31日 優先權日2010年5月31日
發明者姚章清, 李宜, 王衛東, 薛佳喜 申請人:江蘇凱諾電纜集團有限公司