[發(fā)明專利]核電站電纜用絕緣料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810163902.1
• 申請(qǐng)日: 2008-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN101456992A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周才輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臨海市亞東特種電纜料廠
• 主分類號(hào): C08L23/08
• 分類號(hào): C08L23/08;C08L23/06;C08K13/02;C08K5/134;C08K5/372;C08K5/56;C08K3/38;C08K5/3492;C08K5/103;H01B3/44
• 代理公司: 臺(tái)州市方圓專利事務(wù)所
• 代理人: 張智平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電纜用絕緣料，尤其涉及一種核電站電纜用可輻照交聯(lián)絕緣料；屬于新型電纜材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

核電站電纜要求電纜絕緣料必須具有優(yōu)良耐長(zhǎng)期熱老化性能、耐輻照、電氣性能穩(wěn)定、阻燃性能好及無鹵低煙低毒等特點(diǎn)。目前常用的電纜絕緣料的基料為聚乙烯、交聯(lián)聚烯烴、乙丙橡膠等材料。這些材料在長(zhǎng)期熱老化作用下和輻照作用下，分子間化學(xué)鍵會(huì)發(fā)生斷裂，產(chǎn)生活性自由基或活性離子，并會(huì)進(jìn)一步發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：活性自由基或活性離子引發(fā)大分子鏈的交聯(lián)反應(yīng)，活性自由基或活性離子引發(fā)大分子鏈的降解反應(yīng)、氧化反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)，其它如產(chǎn)生氣體產(chǎn)物等，長(zhǎng)期處于核輻射和熱老化環(huán)境會(huì)使這些反應(yīng)的反應(yīng)速率增加，最終的結(jié)果是聚合物材料的分子量愈來愈小，甚至失去聚合物的性質(zhì)，使電纜絕緣材料的各項(xiàng)性能大幅度下降。

如中國專利申請(qǐng)(公開號(hào)：CN1929039A)核電站用電纜絕緣料，該絕緣料包括以下組分及含量重量份：三元乙丙橡膠-丙烯酸脂的共聚物100份、氫氧化鋁50～90份、氫氧化鎂50～90份、2-巰基苯并咪唑1～3份、氧化鏑3～10份、氮化硼10～20份、石臘1～6份、過氧化二異丙苯3～5份、氧化鋅5～8份。雖然該核電站用電纜絕緣料在電氣、耐輻照、耐老化等性能上有所提高，但是該絕緣料通過化學(xué)交聯(lián)形成核電站電纜的絕緣層。化學(xué)交聯(lián)需要在高溫高壓的條件下進(jìn)行，導(dǎo)致該絕緣料形成核電站電纜的絕緣層時(shí)工藝復(fù)雜、成本較高；并且形成的絕緣層通過對(duì)其性能測(cè)試在耐長(zhǎng)期熱老化、拉伸強(qiáng)度等性能方面較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提供一種可以提高電纜絕緣層耐長(zhǎng)期熱老化、拉伸強(qiáng)度等性能的核電站電纜用絕緣料。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)施的：一種核電站電纜用絕緣料，該絕緣料包括以下重量份的組分：

基料：100份；?????阻燃劑：100～200份；

抗氧劑：2～8份；??抗輻照劑：2～20份；

交聯(lián)敏化劑：1～10份；

其中所述的基料為乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-辛烯共聚物、高密度聚乙烯中的一種或多種混合，基料中必須含有乙烯-甲基丙烯酸共聚物；所述的阻燃劑為為氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅中的一種或多種混合，阻燃劑中必須含有氫氧化鋁；所述的抗氧劑為主抗氧劑β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一種與輔助抗氧劑硫代二丙酸雙硬酯醇酯中的混合，主抗氧劑與輔助抗氧劑的重量比為1∶1～4∶1；所述的抗輻照劑為2-氨基-5-(對(duì)-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑稀土金屬有機(jī)配合物與碳化硼的混合；所述的交聯(lián)敏化劑為三烯丙基異氰脲酸酯、三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯中的一種。

本發(fā)明的絕緣料在經(jīng)過550KGy/70℃⁶⁰Co-γ射線輻照后斷裂伸長(zhǎng)率保留率仍可達(dá)到56％，在作為基料的乙烯-甲基丙烯酸共聚物中添加抗輻照劑和抗氧劑能有效的抑制核環(huán)境下γ射線的破壞作用，降低了聚合物分子鏈?zhǔn)芷茐牡某潭龋瑴p少局部C-C鍵因受激發(fā)而造成的鏈斷裂，使降解的速度得到減緩。通過加入抗氧劑，在熱老化環(huán)境下聚合物的解聚反應(yīng)速率明顯減速，分子發(fā)生碎裂或生成碳質(zhì)殘?jiān)黠@減少。由于熱降解的過程始于分子鏈端或分子中的其它薄弱環(huán)節(jié)，相連的單體鏈節(jié)逐個(gè)失去，本發(fā)明引入了高效自由基接受體抗氧劑，它能隔斷自由基作為中間物和聚合物反應(yīng)生成新的自由基，從而控制降解速率，使絕緣料的耐長(zhǎng)期老化性能得到很大程度的提高。通過阿累尼烏斯公式推算，電纜90℃使用壽命可達(dá)60年以上。在常規(guī)情況下作為基料的乙烯-甲基丙烯酸共聚物和乙烯-辛烯共聚物、高密度聚乙烯易燃燒，但本發(fā)明在基料加入大劑量阻燃劑后，使本絕緣料具有高阻燃性能，符合了核電站電纜提出的阻燃要求。采用三烯丙基異氰脲酸酯或三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯作為交聯(lián)敏化劑，該交聯(lián)敏化劑在核電站電纜用絕緣料中可以防止降解反應(yīng)，增大交聯(lián)反應(yīng)的比例，提高交聯(lián)反應(yīng)的速度。

由于絕緣料中的基料、阻燃劑、抗氧劑、抗輻照劑和交聯(lián)敏化劑配合使用，本發(fā)明的核電站電纜用絕緣料擠出核電站電纜絕緣層后，該絕緣層可通過電子加速器輻照交聯(lián)，它是物理交聯(lián)而不是化學(xué)交聯(lián)或硅烷交聯(lián)。輻照交聯(lián)作為一種高效率、低能耗、無污染的交聯(lián)方法，制備出的產(chǎn)品具有不溶、不熔、耐熱、抗化學(xué)腐蝕、燃燒時(shí)不滴落等特性；與化學(xué)交聯(lián)以及硅烷交聯(lián)相比，還具有制品性能水平高、材料適用范圍寬、容易滿足特殊使用要求、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

作為優(yōu)選，該核電站電纜用絕緣料包括以下重量份的組分：