[發明專利]核電1E級K1類熱縮材料及制備工藝

有效

• 申請號: 200910067510.X
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN101649113A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 徐義全;冉祥海;戚云霞;尤麗萍
• 申請（專利權）人: 中科英華高技術股份有限公司;長春熱縮材料有限公司
• 主分類號: C08L83/00
• 分類號: C08L83/00;C08L23/16;C08L83/07;C08K13/02;C08K3/22;C08J3/28
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳宏偉

技術領域

本發明提供一種核電1E級K1類熱縮材料，同時還公開了該熱縮材料的制備工藝，屬于電纜附件技術領域。

背景技術

核電站1E熱縮電纜附件指完成反應堆緊急停堆；安全殼隔離、堆芯應急冷卻、反應堆余熱導出、反應堆安全殼的熱導出；防止放射性物質向周圍環境排放等功能的電氣系統設備的安全級的產品，按核電站電氣系統設備的安全類別分為三類：K1、K2、K3。其中，K1類產品。安裝在核反應堆安全殼以內，在正常環境條件下和在SL2(安全停堆地震動)載荷以下及在事故期間或事故之后仍能執行其規定的功能。核電站用電纜附件對材料使用壽命、耐輻射、低煙、無鹵、低毒、性能要求十分苛刻，對核電熱縮材料提出了新要求，要求材料在低煙、低鹵、低毒的條件下，最近要求在90℃下使用壽命達到60年。

傳統的熱縮材料普遍采用鹵素類阻燃材料，如含溴材料具有很高的阻燃性。但鹵素類阻燃材料燃燒時會產生有害物質--二惡英化合物，并且會產生溴化二苯并二惡英、多溴二苯并呋喃等物質。它可以在鹵素配位位置上分解出數種強毒性化合物，這些化合物損害皮膚和肝臟，導致人體畸形并有致癌作用。

核電站用熱縮材料受到大量射線照射時，絕緣材料會變脆，材料機械性能變差。聚合物暴露在核電站嚴酷環境下(如射線等)會發生劣化，主要是氧化劣化，即聚合物吸收了放射線賦予的能量，發生自動氧化反應，生成R·及ROO·等自由基，這些自由基與聚合物分子進行反應，引起聚合物分子鏈的斷裂或交聯，從而給絕緣材料的力學性能造成不可逆轉的惡變。因此，作為核電站電纜用熱縮材料，必須具有優良的耐輻照性。由于各種不同的高聚物，其耐輻照性能不同，目前核電站所使用電纜絕緣材料的耐輻照性能及其它綜合理化性能都不理想。

發明內容

本發明提供一種核電1E級K1類熱縮材料，解決現有核電站用電纜絕緣材料的耐輻照性能及其它綜合理化性能都不理想，并且含有大量有毒物質的問題。

本發明還提供了該電纜絕緣材料的制備方法，制備出一種符合核電站要求的長壽命、耐輻照的1E級K1類熱縮材料。

本發明1E級K1類熱縮材料，由以下原料按重量比制成的：

硅樹脂40-80份，阻燃劑20-50份，抗輻照改性劑1-5份，增韌改性劑1-20份，抗氧劑1-4份，熱穩定劑1-6份，塑料加工助劑1-10份。

本發明采用硅樹脂LIM2600或WC-22為主要原料。

本發明采用的阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂及氮系阻燃劑的混合物，混合比例為：(4-6)∶(2-4)∶(1-2)。

本發明采用的抗輻照改性劑為高苯基硅橡膠、苯撐硅橡膠抗輻照任一種或兩種膠按(0.8-1.2)∶1的比例混合。其中高苯基硅橡膠中苯基含量為10-40％，苯撐硅橡膠中苯撐含量10-30％，乙烯基含量0.5-1.0％，特性粘度在0.85-0.95dl/g范圍。

本發明采用的增韌改性劑為三元乙丙膠、硅橡膠任意一種或兩種膠按(1-2)∶1的比例混合。

本發明采用的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑AT-10或抗氧劑7910任意一種。

本發明采用的熱穩定劑為甲基硫醇錫。

本發明采用的塑料加工助劑有潤滑劑、著色劑、增塑劑以及敏化劑等。

本發明1E級K1類熱縮材料的制備方法如下：

按上述比例稱取硅樹脂、阻燃劑、抗氧劑、熱穩定劑，增韌改性劑，抗輻照改性劑放入密煉機中混煉，待聚烯烴熔融后加入塑料加工助劑，混煉15-30分鐘，混煉溫度為120-150℃，得到1E級K1類電纜熱縮材料的母料；將其用油壓機壓片或用擠出機成型后，用電子加速器輻照50-90KGy，即得。

本發明的積極效果在于：

將復配阻燃體系、塑料改性劑及抗輻照填加劑通過復配共混改性，來制備出一種符合核電站要求的長壽命、耐輻照的1E級K1類電纜熱縮材料，其性能滿足IEEE383-2003標準的相關要求。

1、采用氮系阻燃劑可以和無鹵阻燃劑氫氧化鋁、氫氧化鎂體系起到協調效應，氮系阻燃劑受熱分解后，易放出氨氣、氮氣、深度氮氧化物、水蒸汽等不燃性氣體，不燃性氣體的生成和阻燃劑分解吸熱(包括一部分阻燃劑的升華吸熱)帶走大部分熱量，極大地降低聚合物的表面溫度。提高阻燃性能和耐溫性能；

2、所選塑料改性劑三元乙丙橡膠和硅橡膠，以及熱穩定劑甲基硫醇錫對體系的溫度等級提高均非常有利，從而使此體系的在保持其他性能優異的情況下，可以滿足90℃下使用壽命達到60年的高要求；