一種核電站用電纜護套材料及其制備方法技術

本申請公開了一種核電站用電纜護套材料及其制備方法，上述核電站用電纜護套材料，包括如下組分：聚乙烯樹脂

【技術實現步驟摘要】
一種核電站用電纜護套材料及其制備方法


[0001]本申請涉及電纜護套
，尤其是涉及一種核電站用電纜護套材料及其制備方法
。

技術介紹

[0002]核電站用電纜護套用于保護電纜內部的導體和絕緣層，提供電纜的絕緣性能，防止電流泄漏和短路等電氣故障，確保電能傳輸的安全性和穩定性，同時，電纜護套材料具有較高的機械強度和耐磨性，能夠保護電纜內部的導體和絕緣層免受外部物理損傷
、
壓力和擠壓等影響
。
它可以防止電纜被剪切
、
折斷或受到機械應力等導致的損壞
。
[0003]常規核電站用電纜護套材料的基材料通常采用乙烯
?
乙酸乙烯酯共聚物
(EVA)
材料，
EVA
材料中的乙酸乙烯酯
?
CH2CHCOOCH3?
在長期熱老化作用下及大量射線照射下，產生活性自由基
(COO
?
)
或活性離子，并會進一步發生化學反應，活性自由基或活性離子引發大分子鏈的降解反應
、
交聯反應
、
氧化反應及分子異構化反應，這些反應使材料分子反應速率加快，護套材料會變脆，機械性能變差，特別是材料的斷裂伸長率大幅下降，影響材料使用
。
此外，常規核電站用電纜護套材料的阻燃劑通常使用單一無機阻燃劑，然而，單一無機阻燃劑的阻燃效果有限，難以滿足核電站對高阻燃性能的要求
。
[0004]因此，亟需開發一種機械性能良好且高阻燃性能的電纜護套材料，以滿足核電站的使用需求
。

技術實現思路

[0005]為了解決上述至少一種技術問題，開發一種機械性能良好且高阻燃性能的電纜護套材料，本申請提供一種核電站用電纜護套材料及其制備方法
。
[0006]一方面，本申請提供的一種核電站用電纜護套材料，按重量份數計，其原料組成包括：聚乙烯樹脂
70
?
90
份
、
無機阻燃劑
50
?
100
份
、
膨脹型阻燃劑5?
10
份
、
相容劑2?
10
份
、
抗輻射助劑3?
10
份
、
抗氧劑2?5份；其中，所述膨脹型阻燃劑包括酸源
、
炭源和氣源，所述酸源
、
炭源和氣源的重量比為5：3：2；所述酸源為納米二氧化硅，所述炭源為雙季戊四醇和糊精的混合物，所述雙季戊四醇和所述糊精的重量比為1：
(0.75
?
2.5)
，所述氣源為蜜胺和脲的混合物，所述蜜胺和所述脲的重量比為1：
(3
?
5)。
[0007]通過采用上述技術方案，本申請采用特定原料和配比制備的核電站用電纜護套材料機械性能良好且阻燃性能較高，能夠滿足核電站的使用需求
。
本申請加入的聚乙烯樹脂是一種綜合性能較為優異的材料，具有良好的電絕緣性能和耐高溫性能；加入的無機阻燃劑和膨脹型阻燃劑是一種“綠色”阻燃劑，它們在燃燒時發煙少，不產生腐蝕性氣體，并且含膨脹型阻燃劑的高分子材料在受高熱或燃燒時，可在其表面形成膨脹炭層，使得材料不易產生熔滴
、
煙量，并且有毒氣體的生成量也大幅度降低，因而具有優異的阻燃性能
。
加入的
相容劑可以提高無機阻燃劑在樹脂中的分散性，并提高材料的力學性能；加入的抗輻射助劑能夠吸收或散射輻射能量，可以在一定程度上降低輻射的穿透和照射效果；加入的抗氧劑可以防止材料在長期暴露于高溫
、
輻射和氧氣環境下發生氧化反應，從而延長材料的使用壽命和性能穩定性
。
[0008]可選的，所述納米二氧化硅的平均粒徑為
15
?
20nm。
[0009]通過采用上述技術方案，本申請加入的納米二氧化硅具有較高的硬度和強度，可以增加護套材料的機械性能，同時，納米二氧化硅具有較高的熱穩定性和熱導性能，可以提高護套材料的耐高溫性能，使其能夠承受核電站高溫環境下的工作條件，防止材料變形
、
軟化或熔化
。
[0010]可選的，所述雙季戊四醇與所述糊精的重量比為1：
2。
[0011]可選的，所述蜜胺與所述脲的重量比為1：
3。
[0012]可選的，所述無機阻燃劑選自氫氧化鋁
、
氫氧化鎂中的一種
。
[0013]可選的，所述相容劑包括乙烯
?
辛烯共聚物接枝馬來酸酐共聚物和乙烯接枝馬來酸酐共聚物中的至少一種，其中，所述乙烯
?
辛烯共聚物接枝馬來酸酐共聚物和乙烯接枝馬來酸酐共聚物中馬來酸酐的質量接枝率為
0.5
?
2.5
％
。
[0014]可選的，所述抗輻射助劑包括二硫化鉬
、
三氧化二鋁和二氧化鈦，所述二硫化鉬
、
所述三氧化二鋁和所述二氧化鈦的重量比為
(3
?
15)
：
(5:10)
：
(5
?
10)。
[0015]可選的，所述抗氧劑為四
[3
?
(3
，5?
二叔丁基
?4?
羥基苯基
)
丙酸
]季戊四醇酯
。
[0016]第二方面，本申請提供了上述核電站用電纜護套材料的制備方法，包括以下步驟：
S1、
將聚乙烯樹脂
、
無機阻燃劑
、
膨脹型阻燃劑
、
相容劑
、
抗輻射助劑和抗氧劑置于高速混合機中混合均勻，得到混合料；
S2、
將
S1
的混合料置于密煉機中混煉，得到混煉料；
S3、
將
S2
的混煉料置于擠出機中擠出造粒，得到粒料；
S4、
將
S3
的粒料加入雙螺桿擠出機中進行擠出造粒，得到核電站用電纜護套材料
。
[0017]通過采用上述技術方案，本申請采用兩步共混，使得無機阻燃劑
、
膨脹型阻燃劑
、
相容劑
、
抗輻射助劑和抗氧劑在聚乙烯樹脂中能夠充分混合；此外，本申請的生產工藝簡單，成本低，能夠很好滿足核電站的使用需求
。
[0018]可選的，所述
S1
中，混合處理的時間為5?
8min
；所述
S2
中，混煉的溫度為
100
?
160℃
，混煉的時間為5?
10min
；所述
S3
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種核電站用電纜護套材料，其特征在于，按重量份數計，其原料組成包括：聚乙烯樹脂
70
?
90
份
、
無機阻燃劑
50
?
100
份
、
膨脹型阻燃劑5?
10
份
、
相容劑2?
10
份
、
抗輻射助劑3?
10
份
、
抗氧劑2?5份；其中，所述膨脹型阻燃劑包括酸源
、
炭源和氣源，所述酸源
、
炭源和氣源的重量比為5：3：2；所述酸源為納米二氧化硅，所述炭源為雙季戊四醇和糊精的混合物，所述雙季戊四醇和所述糊精的重量比為1：（
0.75
?
2.5
），所述氣源為蜜胺和脲的混合物，所述蜜胺和所述脲的重量比為1：（3?5）
。2.
根據權利要求1所述的核電站用電纜護套材料，其特征在于，所述納米二氧化硅的平均粒徑為
15
?
20nm。3.
根據權利要求1所述的核電站用電纜護套材料，其特征在于，所述雙季戊四醇與所述糊精的重量比為1：
2。4.
根據權利要求1所述的核電站用電纜護套材料，其特征在于，所述蜜胺與所述脲的重量比為1：
3。5.
根據權利要求1所述的核電站用電纜護套材料，其特征在于，所述無機阻燃劑選自氫氧化鋁
、
氫氧化鎂中的一種
。6.
根據權利要求1所述的核電站用電纜護套材料，其特征在于，所述相容劑包括乙烯
?
辛烯共聚物接枝馬來酸酐共聚物和乙烯接枝馬來酸酐共聚物中的至少一種，其中，所述乙烯
?
辛烯共聚物接枝馬來酸酐共聚物和乙烯接枝馬來酸酐共聚物中馬來酸酐的質量接枝率為
0.5
?
2.5%。7.
根據權利要求1所述的核電站用電纜護套材料，其特征在于，所述抗輻射助劑包括二硫化鉬
、
三氧化二鋁和二氧化鈦，所述二硫化鉬
、
所述三氧化二鋁和所述二氧化鈦的重量比為（3?
15
）：（
5:10
）：（5?
10
）...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳領萬，吳銀香，
申請(專利權)人：常州市昊強線纜有限公司，
類型：發明
國別省市：