[發(fā)明專利]一種核電站用無鹵阻燃護套材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911222182.6
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN110862604A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪碧波;房權(quán)生;胡偉兆;李茁實;胡源;宋磊;金志健;董春
• 申請（專利權(quán)）人: 寶勝科技創(chuàng)新股份有限公司;中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L83/04;C08L23/16;C08L51/04;C08L51/06;C08L83/07;C08K9/12;C08K3/22;C08K3/04;C08K9/10;C08K3/32;C08K3/38;C08K5/134;C08K9/06
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 楊靜文

本發(fā)明涉及一種核電站用無鹵阻燃護套材料及其制備方法，所述護套材料包括：聚烯烴，硅橡膠，雜化石墨烯多功能助劑，微膠囊化阻燃劑，阻燃成殼助劑，多官能團交聯(lián)劑，潤滑劑，抗氧劑Ⅱ；所述雜化石墨烯多功能助劑是先將納米顆粒抗輻照劑負載與石墨烯上進行雜化，然后將3?(3,5?二叔丁基?4?羥基苯基)丙酰氯原位接枝在負載了納米顆粒抗輻照劑的石墨烯上，制得雜化石墨烯多功能助劑；本發(fā)明的石墨烯多功能助劑與微膠囊化阻燃劑、阻燃成殼助劑能夠發(fā)揮多組分協(xié)同防老化、阻燃、抗輻照與耐介質(zhì)效果，本發(fā)明的核電站電纜用護套材料具有優(yōu)良阻燃性能、耐酸堿介質(zhì)、抗輻照性能和長壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核電站用無鹵阻燃護套材料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前世界上先進的高溫氣冷堆、CAP1400核電用高安全電纜及其核心關(guān)鍵材料，包括電力、控制、儀表、高溫、網(wǎng)絡(luò)通信、同軸等系列電纜及絕緣、護套、填充等系列關(guān)鍵材料。核電電纜的高安全性能體現(xiàn)在使用壽命長(≥60年)、耐高輻照劑量(≥2500kGy)、設(shè)計事故條件下的功能完整性，同時要滿足機械性能、電性能、阻燃性能、耐酸堿介質(zhì)等性能。

尤其是核電站電纜用護套材料在服役過程中，護套材料作為核電站電纜的最外層保護材料，對護套的阻燃成殼性能、耐熱性、熱老化壽命、耐輻照性和耐酸堿介質(zhì)要求更高。

為了獲得更好的阻燃性能，需要在護套材料之中添加較高含量的阻燃劑。當(dāng)今阻燃劑趨勢為無鹵環(huán)保，無鹵阻燃劑被越來越多使用在電纜材料之中。電纜材料之中普遍使用的氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃劑存在分散性差、炭層不致密、炭層成殼性能差以及使用量大的問題。

另外，提高護套材料的耐酸堿介質(zhì)性能，常選用特定的樹脂，如選用具有耐油耐溶劑的橡膠材料。盡管橡膠材料具有優(yōu)異的耐介質(zhì)性能，但是存在其它性能如熱老化性能不足的問題。研究表明石墨烯材料在耐介質(zhì)、耐酸堿、耐蝕性涂層方面具有優(yōu)異的性能。此外，石墨烯材料具有優(yōu)異的抗輻照性能。但是至今未見報道使用雜化石墨烯材料應(yīng)用于核電站電纜材料之中，用于實現(xiàn)提高電纜材料的耐酸堿介質(zhì)、抗輻照效果，從而提高電纜材料的綜合物性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有核電站電纜護套材料阻燃劑分散性差、炭層不致密、炭層成殼性能差以及耐酸堿介質(zhì)性能不佳的技術(shù)問題，而提供一種核電站用無鹵阻燃護套材料及其制備方法。本發(fā)明的核電站電纜用護套材料具有優(yōu)良阻燃性能、耐酸堿介質(zhì)、抗輻照性能和長壽命。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種核電站用無鹵阻燃護套材料，包括如下重量份組分：聚烯烴30-40份，硅橡膠10-20份，雜化石墨烯多功能助劑2-10份，微膠囊化阻燃劑40-50份，阻燃成殼助劑1-5份，多官能團交聯(lián)劑1-3份，潤滑劑0.5-2份，抗氧劑Ⅱ1-4份；

所述雜化石墨烯多功能助劑由納米顆粒抗輻照劑、抗氧劑Ⅰ和石墨烯組成，所述納米顆粒抗輻照劑選自氧化鎢、氧化鉍、碳酸鉍、稀土金屬氧化物、納米二氧化硅中的一種或多種按任意比例混合，所述稀土金屬氧化物中的稀土金屬為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪其中的一種，所述抗氧劑Ⅰ為3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰氯。

進一步地，所述雜化石墨烯多功能助劑制備方法包括如下步驟：

(1)將石墨烯與水混合并進行超聲處理，然后加入納米顆粒抗輻照劑的對應(yīng)前驅(qū)體，氮氣保護、攪拌狀態(tài)下，滴加堿性調(diào)節(jié)劑使pH為9-11，滴加完成后升溫加熱反應(yīng)，反應(yīng)完成后離心分離、水洗、醇洗并烘干，得到負載納米顆粒抗輻照劑的石墨烯；

(2)將步驟(1)得到的負載納米顆粒抗輻照劑的石墨烯分散在無水乙醇和水中，調(diào)節(jié)pH為9，加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，室溫反應(yīng)4h，抽濾、烘干得到中間產(chǎn)物,將其分散在氯仿溶液中得到混合液A；