[發(fā)明專利]核電站電纜用耐輻照無鹵低煙阻燃絕緣材料及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910030927.9
• 申請(qǐng)日: 2009-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN101531789A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王巧娥;房權(quán)生;龐玉春;王永;梁彤祥;郭文利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/16
• 分類號(hào): C08L23/16;C08L83/04;C08K13/02;C08K3/22;C08K3/38;H01B3/28;B29B7/28
• 代理公司: 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 許必元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電纜絕緣材料，特別是一種核電站用電纜絕緣材料，屬于電纜技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

核電是一種安全、清潔、可靠的能源。作為核電站“血管”和“神經(jīng)”的電纜線路系統(tǒng)，是核電站的一個(gè)重要電氣部件，在核電站的正常運(yùn)行及安全停堆方面起著非常重要的作用，也是安全的關(guān)鍵要素。由于其使用場(chǎng)所環(huán)境條件比較苛刻，安全方面的要求很高，即要求不僅具有普通電纜的一般特性，還要具有低煙、無鹵、阻燃等特性，并要具有特定的耐環(huán)境性，如耐輻射性、耐LOCA(失水事故)性等。由于電纜材料的限制，目前許多企業(yè)僅能生產(chǎn)制造安全殼外用的電線電纜，安全殼內(nèi)的電纜則很少生產(chǎn)，不能滿足市場(chǎng)的需求。所以，研究、開發(fā)核電站電纜用耐輻照無鹵低煙阻燃絕緣材料是電纜科研和生產(chǎn)企業(yè)的一項(xiàng)非常緊迫的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為滿足市場(chǎng)的需求，提供一種具有優(yōu)良的抗輻照性能、機(jī)械性能優(yōu)異、電氣性能好、使用壽命長(zhǎng)的核電站電纜用耐輻照無鹵低煙阻燃絕緣材料及制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：核電站電纜用耐輻照無鹵低煙阻燃絕緣材料，其原料包括：由三元乙丙橡膠-苯基硅橡膠(60-40～90-10)組成的基體，由氫氧化鎂、氫氧化鋁和硼酸鋅組成的阻燃體系，由白炭黑構(gòu)成的補(bǔ)強(qiáng)劑，由納米二氧化鈰和苯基硅橡膠組成的抗輻射體系，由雙叔丁過氧異丙基苯、三烯丙基異氰脲酸酯和氧化鋅組成的硫化體系，由2-巰基苯并咪唑和2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉組成的防護(hù)體系，由乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷構(gòu)成的偶聯(lián)劑，由硬脂酸、萊茵散A-25組成的分散體系，由石蠟油組成的軟化劑。上述電纜絕緣材料的原料包含如下重量份：

上述核電站電纜用耐輻照無鹵低煙阻燃絕緣材料的制備方法是，先將三元乙丙橡膠、苯基硅橡膠、硼酸鋅、白炭黑、納米二氧化鈰、氧化鋅、三烯丙基異氰脲酸酯、2-巰基苯并咪唑、2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉、萊茵散A-25、硬脂酸，加入密煉機(jī)，混合2～4min，待溫度升至85～95℃時(shí)加入氫氧化鎂、氫氧化鋁、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以及石蠟油，混合2～5min，待溫度升至110～125℃時(shí)排膠，經(jīng)開煉機(jī)補(bǔ)充混煉、濾橡機(jī)濾橡后室溫冷卻至70℃以下，然后將膠料和雙叔丁過氧異丙基苯重新加入密煉機(jī)，混合1～4min，排膠，開煉機(jī)補(bǔ)充混煉并送入碾片機(jī)下片。制得核電站電纜用耐輻照無鹵低煙阻燃絕緣材料。

本發(fā)明配方、配比科學(xué)合理，工藝先進(jìn)。采用耐輻照性能好的三元乙丙橡膠以及耐輻照性能極好的高苯基硅橡膠作為基體材料，并在其中添加抗輻照劑，從而保證了絕緣材料具有優(yōu)異的耐輻照性能。

大劑量無機(jī)無鹵復(fù)合阻燃體系(阻燃劑氫氧化鎂、氫氧化鋁及與其具有協(xié)效阻燃作用的阻燃劑硼酸鋅)的加入使材料具有極好的阻燃性能，保證了絕緣線芯能夠通過單根垂直燃燒試驗(yàn)。同時(shí)，分散體系(萊茵散A-25、硬脂酸)的加入保證了阻燃體系在基體橡膠材料中的良好分散，使大劑量無機(jī)阻燃劑對(duì)材料機(jī)械性能的不利影響減至最小。

補(bǔ)強(qiáng)性能和電絕緣性能好的氣相法白炭黑以及硅烷偶聯(lián)劑(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)的加入，保證了本發(fā)明提供的絕緣材料具有良好的電氣性能和機(jī)械性能。三元乙丙橡膠-硅橡膠共混時(shí)，添加適量的白炭黑(補(bǔ)強(qiáng)劑)和硅烷偶聯(lián)劑，既可以提高三元乙丙橡膠的耐高溫性能，又可以改善硅橡膠的機(jī)械強(qiáng)度和耐水性，從而得到一種耐熱性高于三元乙丙橡膠、機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于硅橡膠的共混物。原因在于：偶聯(lián)劑既能與補(bǔ)強(qiáng)填充劑白炭黑反應(yīng)，又能與三元乙丙橡膠結(jié)合，使三元乙丙橡膠與硅橡膠形成一種特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此外，這種共混聚合物還保持了EPDM耐熱水和耐水蒸汽的性能。

抗氧化劑2-巰基苯并咪唑和2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉組成的復(fù)合防護(hù)體系克服了常用胺類和酚類抗氧化劑對(duì)過氧化物硫化的不利影響，使材料的抗老化性能得到了很大程度的提高。加速熱老化試驗(yàn)的結(jié)果表明，由本發(fā)明絕緣材料生產(chǎn)的電纜，其使用壽命可達(dá)40年以上。表1是采用本發(fā)明的材料生產(chǎn)的絕緣線芯經(jīng)測(cè)試具有如下的性能：

表1本發(fā)明材料生產(chǎn)的絕緣線芯的部分性能

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：