CN101597397B - 核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料及制备方法 - Google Patents

核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料及制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种核电站用耐辐照无卤低烟阻燃电缆护套材料及制备方法，其原料包括乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯塑料、氢氧化镁阻燃剂、有机硅阻燃剂、纳米氧化铈、快压出炭黑、硬脂酸锌、硬脂酸、乙烯基三硅烷、莱茵散A-16、莱茵散A-25、聚碳酸二亚胺(PCD-50)、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、防老剂DDA、双叔丁过氧异丙基苯、三烯丙基氰脲酸酯、癸二酸二辛酯，经加热混炼制得。本发明配方、配比科学合理，工艺先进。制得的护套材料具有优良的抗辐照性能，机械性能优异，使用寿命长，是一种很好的生产制造核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料。

Description

核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆护套材料，特别是一种核电站用电缆护套材料，属于电缆技术领域。
背景技术
核电是一种安全、清洁、可靠的能源。作为核电站“血管”和“神经”的电缆线路系统，是核电站的一个重要电气部件，在核电站的正常运行及安全停堆方面起着非常重要的作用，也是安全的关键要素。由于其使用场所环境条件比较苛刻，安全方面的要求很高，即要求不仅具有普通电缆的一般特性，还要具有低烟、无卤、阻燃等特性，并要具有特定的耐环境性，如耐辐射性、耐LOCA（失水事故）性等。由于电缆材料的限制，目前许多企业仅能生产制造安全壳外用的电线电缆，安全壳内的电缆则很少生产，不能满足市场的需求。所以，研究、开发核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料是电缆科研和生产企业的一项非常紧迫的任务。
发明内容
本发明的目的就是为满足市场的需求，提供一种核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料及制备方法。本发明护套材料生产的电站电缆，具有优良的抗辐照性能、机械性能优异、使用寿命长，既能满足安全壳外用的电线电缆要求，又能满足安全壳内用电线电缆要求。
本发明的技术方案是：核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料，包含如下原料重量份：
乙烯-乙酸乙烯酯橡胶               50～90
马来酸酐接枝EVA                  10～50
氢氧化镁阻燃剂                    100～200
有机硅阻燃剂                      10～80
纳米氧化铈                                                5～40
快压出炭黑                        1～30
硬脂酸锌                          1～10
硬脂酸                            1～5
乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷     1～5
莱茵散A-16                          1～5
莱茵散A-25                        1～5
聚碳酸二亚胺                      1～8
2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉    1～5
防老剂DDA                         1～5
双叔丁过氧异丙基苯                1～8
三聚氰酸三烯丙酯                  1～5
癸二酸二辛酯                      5～20。
上述核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料的制备方法是：
先将乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、马来酸酐接枝EVA、纳米氧化铈、快压出炭黑、硬脂酸锌、硬脂酸、莱茵散A-16、莱茵散A-25、聚碳酸二亚胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、防老剂DDA、三聚氰酸三烯丙酯加入密炼机，混合2～4min，待温度升至85～95℃时加入氢氧化镁阻燃剂、有机硅阻燃剂、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以及癸二酸二辛酯，混合2～5min，待温度升至110～125℃时排胶，经开炼机补充混炼、滤橡机滤橡后室温冷却至70℃以下，然后将胶料和双叔丁过氧异丙基苯重新加入密炼机，混合1～4min，排胶，开炼机补充混炼并送入碾片机下片。制得核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料。
本发明配方、配比科学合理，工艺先进，所有配方原料都能从市场上购买，生产制备容易。采用耐辐照性能好的乙烯-乙酸乙烯酯橡胶作为基体材料，并在其中添加抗辐照剂，从而保证了护套材料具有优异的耐辐照性能。
大剂量无机无卤复合阻燃体系（氢氧化镁阻燃剂和有机硅阻燃剂）的加入使材料具有极好的阻燃性能，保证了本护套材料的环保性能以及成品电缆能够通过成束燃烧试验。同时，分散体系（硬脂酸锌、硬脂酸、莱茵散A-16、莱茵散A-25）的加入保证了阻燃体系在基体橡胶材料中的良好分散，克服了乙烯-乙酸乙烯酯橡胶作为基体材料时的粘辊现象。此外，界面相容剂马来酸酐接枝EVA和硅烷偶联剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的加入有效改善了无机阻燃剂与基体间的界面结合，保证了本护套材料具有良好的物理机械性能。
抗水解剂聚碳酸二亚胺（PCD-50）以及抗氧化剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉（RD）和防老剂DDA组成的复合防护体系克服了常用胺类和酚类抗氧化剂对过氧化物硫化的不利影响，使材料的抗老化性能得到了很大程度的提高。加速热老化试验的结果表明，由本发明护套材料生产的电缆，其使用寿命可达50年以上。本发明材料的部分性能如表1。
表1  本发明材料的部分性能
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具体实施方式
核电站用耐辐照无卤低烟阻燃电缆护套材料，其原料包括：由乙烯-乙酸乙烯酯橡胶-马来酸酐接枝EVA（50-90～10-50）组成的基体，由氢氧化镁阻燃剂和有机硅阻燃剂组成的阻燃体系，由快压出炭黑构成的补强剂和着色剂，由纳米二氧化铈组成的抗辐射体系，由双叔丁过氧异丙基苯、三聚氰酸三烯丙酯组成的硫化体系，由聚碳酸二亚胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、防老剂DDA组成的防护体系，由乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷构成的偶联剂，由硬脂酸锌、硬脂酸、莱茵散A-16、莱茵散A-25组成的防粘和分散体系，由癸二酸二辛酯组成的软化剂。
实施例1：
取下述原料重量份：
乙烯-乙酸乙烯酯橡胶                  80
马来酸酐接枝EVA                     20
氢氧化镁阻燃剂                       150
有机硅阻燃剂                         30
纳米氧化铈                                                20
快压出炭黑                           15
硬脂酸锌                             5
硬脂酸                               1
乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷          2
莱茵散A-16                           2
莱茵散A-25                           1
聚碳酸二亚胺                         3
2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉         1
防老剂DDA                           1
双叔丁过氧异丙基苯                    3
三聚氰酸三烯丙酯                      2
癸二酸二辛酯                          10
先将乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、马来酸酐接枝EVA、纳米氧化铈、快压出炭黑、硬脂酸锌、硬脂酸、莱茵散A-16、莱茵散A-25、聚碳酸二亚胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、防老剂DDA、三聚氰酸三烯丙酯加入密炼机，混合3min，待温度升至90℃时加入氢氧化镁阻燃剂、有机硅阻燃剂、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以及癸二酸二辛酯，混合2～5min，待温度升至120℃时排胶，经开炼机补充混炼、滤橡机滤橡后室温冷却至70℃以下，然后将胶料和双叔丁过氧异丙基苯重新加入密炼机，混合3min，排胶，开炼机补充混炼并送入碾片机下片。制得核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料。
实施例2：
取下述原料重量份：
乙烯-乙酸乙烯酯橡胶            50
马来酸酐接枝EVA               50
氢氧化镁阻燃剂                 100
有机硅阻燃剂                   80
纳米氧化铈                                 5
快压出炭黑                      5
硬脂酸锌                        10
硬脂酸                          1
乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷     1
莱茵散A-16                      1
莱茵散A-25                      5
聚碳酸二亚胺                     1
2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉    5
防老剂DDA                      1
双叔丁过氧异丙基苯               1
三聚氰酸三烯丙酯                 5
癸二酸二辛酯                     5。
先将乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、马来酸酐接枝EVA、纳米氧化铈、快压出炭黑、硬脂酸锌、硬脂酸、莱茵散A-16、莱茵散A-25、聚碳酸二亚胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、防老剂DDA、三聚氰酸三烯丙酯加入密炼机，混合2min，待温度升至85℃时加入氢氧化镁阻燃剂、有机硅阻燃剂、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以及癸二酸二辛酯，混合2min，待温度升至110℃时排胶，经开炼机补充混炼、滤橡机滤橡后室温冷却至70℃以下，然后将胶料和双叔丁过氧异丙基苯重新加入密炼机，混合2min，排胶，开炼机补充混炼并送入碾片机下片。制得核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料。
实施例3：
取下述原料重量份：
乙烯-乙酸乙烯酯橡胶            90
马来酸酐接枝EVA               10
氢氧化镁阻燃剂                 200
有机硅阻燃剂                   10
纳米氧化铈                                 30
快压出炭黑                      20
硬脂酸锌                        1
硬脂酸                          5
乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷     5
莱茵散A-16                      5
莱茵散A-25                      1
聚碳酸二亚胺                     5
2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉    1
防老剂DDA                      5
双叔丁过氧异丙基苯               8
三聚氰酸三烯丙酯                 1
癸二酸二辛酯                     20。
上述核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料的制备方法是，先将乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、马来酸酐接枝EVA、纳米氧化铈、快压出炭黑、硬脂酸锌、硬脂酸、莱茵散A-16、莱茵散A-25、聚碳酸二亚胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、防老剂DDA、三聚氰酸三烯丙酯加入密炼机，混合4min，待温度升至95℃时加入氢氧化镁阻燃剂、有机硅阻燃剂、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以及癸二酸二辛酯，混合5min，待温度升至125℃时排胶，经开炼机补充混炼、滤橡机滤橡后室温冷却至70℃以下，然后将胶料和双叔丁过氧异丙基苯重新加入密炼机，混合4min，排胶，开炼机补充混炼并送入碾片机下片。制得核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料。

Claims (2)

1.一种核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料，其特征是包含如下重量份：
乙烯-乙酸乙烯酯橡胶               50～90
马来酸酐接枝EVA                  10～50 
氢氧化镁阻燃剂                    100～200
有机硅阻燃剂                      10～80
纳米氧化铈                                                5～40
快压出炭黑                        1～30
硬脂酸锌                          1～10
硬脂酸                            1～5
乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷     1～5
莱茵散A-16                          1～5
莱茵散A-25                        1～5
聚碳酸二亚胺                      1～8
2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉    1～5
防老剂DDA                         1～5
双叔丁过氧异丙基苯                1～8
三聚氰酸三烯丙酯                  1～5
癸二酸二辛酯                      5～20。
2.如权利要求1所述的核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃护套材料的制备方法，其特征是先将乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、马来酸酐接枝EVA、纳米氧化铈、快压出炭黑、硬脂酸锌、硬脂酸、莱茵散A-16、莱茵散A-25、聚碳酸二亚胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、防老剂DDA、三聚氰酸三烯丙酯加入密炼机，混合2～4min，待温度升至85～95℃时加入氢氧化镁阻燃剂、有机硅阻燃剂、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以及癸二酸二辛酯，混合2～5min，待温度升至110～125℃时排胶，经开炼机补充混炼、滤橡机滤橡后室温冷却至70℃以下，然后将胶料和双叔丁过氧异丙基苯重新加入密炼机，混合1～4min，排胶，开炼机补充混炼并送入碾片机下片。
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