CN102153966A - 一种核电站用1e级k1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂 - Google Patents
一种核电站用1e级k1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一类在核电站1E级K1类环境使用的具有耐高能电离辐射、耐高温老化的电缆附件配套专用热熔胶黏剂。其主要用于复合电缆附件、复合热缩绝缘电缆修补带的复合粘接层的制造，可以为核工程电线电缆的接续连接处、终端解决绝缘防护、防水、防潮难题。本发明以聚烯烃为主体，引进敏化剂、结构转化剂、抗氧剂、添加剂等，使热熔胶黏剂不但具有优良的热稳定性而且具有涂敷加工流动性，其与铜、铝、钢、聚烯烃等材料形成的粘接面的剥离、剪切强度、粘结密封性能、耐辐射稳定性、耐高温老化性能、阻燃性能可以达相关规范要求。
Description
技术领域
本发明涉及一类在核电站1E级K1类环境使用的具有耐高能电离辐射、耐高温老化的电缆附件配套专用热熔胶黏剂，其主要用于复合电缆附件、复合热缩绝缘电缆修补带的复合粘接层的制造，可以为核工程电线电缆的接续连接处、终端解决绝缘防护、防水、防潮难题。
背景技术
核电站用1E级K1类电缆附件，是安装于核反应堆安全壳内，保证在正常环境条件下和在SL2(安全停堆地震)载荷以下及在事故期间或事故之后仍能执行其规定的功能的附件，而热熔胶黏剂是电缆附件与复合热缩绝缘电缆修补带在1E级K1类环境中安全使用的必备材料，满足使用环境与寿命要求是电缆附件、复合热缩绝缘电缆修补带通过安全论证的必要条件。
作为1E级K1类电缆附件与复合热缩绝缘电缆修补带配套的热熔胶黏剂性能涉及到：
1、其弹性、伸长率应满足与热缩层组合为复合组件时不分层并能牢固结合要求；
2、其热熔流动填充性应满足与金属、塑料的粘结要求；
3、其实施应用的密封效能应满足密封性、防吸水性要求；
4、为适应电缆附件复合制作和应用场合安装，胶黏剂必须具有优良的热稳定性与安装过程中的熔融流动性。
5、胶黏剂必须满足耐辐射老化(辐射稳定性)性和耐高温老化性的安全标准要求，其在应用环境中使用寿命应相当于热缩层使用寿命。
核电站1E级K1类环境产生的高能辐射包括中子、电子、γ射线，这些高能辐射源照射导致胶黏剂的高分子产生链裂解、交联，进而导致胶黏剂粘接性弱化，在高温情况下，辐射将导致胶黏剂粘接性弱化更加加快。因此胶黏剂的主体聚合物及其体系的选择是关键，要解决的关键问题有：
1、在附件制作过程与应用的温度下，胶黏剂要在足够时间内保持良好的流动性和热(耐温)稳定性，其使用过程中的流动填充性应满足附件复合加工和应用要求，确保胶黏剂与铜、铝、钢、塑料具有优良的粘结力(高剥离强度、剪切强度)、密封性。
2、在1E级K1类环境条件中使用的胶黏剂，必须具有优秀的耐辐射(辐射稳定性)和耐高温老化性(长的使用寿命)。
以上是1E级K1类胶黏剂应用性能的两大难题，而胶黏剂在熔点温度以上流动性与耐高温老化结构稳定性是矛盾的，解决这对矛盾就是本专利的关键。
发明内容
本发明的目的在于采用如下配方，以工艺简单、易控制的技术路线制造核电站用1E级K1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂，其性能可以达到Raychem公司S1119型胶黏剂所有物理、化学指标要求。
本发明的热熔胶黏剂配方以重量份计，组成如下：
主体聚合物：100
增粘剂：10～30
抗氧剂：5～10
流动性调节剂：1～3
结构转化剂：0.5～1.0
阻燃剂：10～100。
对上述配方的技术关键是具体分述如下：
1、胶黏剂的主体聚合物采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯烃弹性体(POE)、聚异丁烯胶(PIB)、丁基橡胶(IIR)按不同重量份组成的共混体系。
2、为使胶黏剂的粘结强度达到粘接强度指标要求，本胶黏剂引入了增粘剂，增粘剂可以从氢化松香、聚合松香、石油树脂、萜烯树脂、液体聚异丁烯中选用。
3、为使胶黏剂的常温、使用环境温度、辐射环境的抗氧化性能达到指标要求，本胶黏剂引入了抗氧剂，抗氧剂可以从2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(RD)、2-巯基苯骈咪唑盐(MB)、四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、2，2，-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧剂2246)、2，2，-硫代-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧剂2246-S)中选用。
4、为使胶黏剂的施工流动性达到施工要求，本胶黏剂引入了流动性调节剂，流动性调节剂可以从石蜡、结晶石蜡中选用。
5、为使胶黏剂的在辐射条件下产生体形网状聚合，本胶黏剂引入了结构转化剂(为多官能团单体或过氧化物单体化合物)，结构转化剂可以从三烯丙基氰脲酸酯(TAC)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTAM)、过氧化二异丙苯(DCP)中选用。
6、为使胶黏剂的阻燃性能达到标准要求，本胶黏剂引入了阻燃剂，阻燃剂可以从氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)中选用。
本发明把原料按比例混合均匀，经双螺杆挤出机造粒，即得到满足工艺和使用性能要求的热熔胶黏剂。
本发明的有益效果如下：
本发明可以长期处于辐射场环境中使用，其耐辐照稳定性、耐热老化性，能通过MSLB与LOCA必要条件论证，其使用寿命达50年，耐压实验也能达IEEE383、323标准要求。
具体实施方式
实施例1
实施例1主要应用于1E级K1类电缆附件配套的胶黏剂，其施工时的流动性和密封性、1E级K1类环境中的耐辐照性(2000kGy)与耐高温(150℃/1500hs)老化性可以达到相关规范要求，可以保证电缆附件涂敷加工工艺实施。
实施例1实现了：
①在胶黏剂流动状态(100～120℃，20小时)下，不出现增粘现象，其环球法软化点(Tf)、功能没有明显变化，半衰期可达数百小时，可适用于1E级K1类级电缆附件的涂敷加工；
②与铜、铝、钢、聚烯烃材料粘接面的粘结强度、剪切强度达相关规范要求；
③胶黏剂施工流动性可以保证粘接面绝缘、防水、防潮功能的实现；
④产品组分在1E级K1类级辐射场和高温环境的作用下，逐步由热塑型转化为热固型(线性向体形结构转化)，增强了附件复合层与护套面的粘接力、密封性，同时使产品的耐辐照老化寿命和热氧老化寿命达相关标准要求。
实施例2
实施例2主要应用于复合绝缘热缩带复合层的粘结密封，胶黏剂不仅需要满足复合带的共挤出成型、共辐照和拉伸定型等制造过程要求，而且需要满足复合绝缘热缩带重叠缠绕应用时的重叠层间及其被防护区域粘结密封的技术要求。
实施例2实现了：
①胶黏剂经受200kGy(复合带热缩层制造过程所需辐照剂量远低于100kGy)剂量辐照后，其热熔温度、流动行为没有明显变化，胶黏剂可以满足复合带共挤出、共辐照制造的工艺需求；
②辐射加工后的半成品带的拉伸定型工序无沾粘现象发生，保证了拉伸定型工序顺利实施；
③胶黏剂的综合性能已达到Raychem公司生产的S1119胶黏剂的质量标准；
④胶黏剂用于电缆修补的实验实例，经过辐照、热老化后，其浸水耐电压测试证明胶黏剂的绝缘、密封性达1E级K1类安全规范要求。
Claims (7)
1.一种核电站用1E级K1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂，其特征在于，以重量份计，由以下成分组成：
主体聚合物：100
增粘剂：10～30
抗氧剂：5～10
流动性调节剂：1～3
结构转化剂：0.5～1.0
阻燃剂：10～100。
2.根据权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂，其特征在于：主体聚合物为由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯烃弹性体、聚异丁烯胶及丁基橡胶按不同重量份组成的共混构成。
3.根据权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂，其特征在于：增粘剂为氢化松香、聚合松香、石油树脂、萜烯树脂、液体聚异丁烯中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂，其特征在于：抗氧剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(RD)、2-巯基苯骈咪唑盐(MB)、四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、2，2，-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧剂2246)、2，2，-硫代-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(抗氧剂2246-S)其中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂，其特征在于：流动性调节剂为石蜡、结晶石蜡中的一种或两种组合。
6.根据权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂，其特征在于：结构转化剂为三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、过氧化二异丙苯中的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆附件配套专用热熔胶黏剂，其特征在于：阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁中的一种二种组合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150603 Termination date: 20180224 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |