CN105131410A - 一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备方法，其由以下原料制成：线性低密度聚乙烯、聚醚醚酮、α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物、次磷酸铝、四氨基联苯、三聚氰胺磷酸盐、乙炔炭黑、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、油酸铅、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、聚己二酸新戊二醇酯、硅化石墨粉、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸钙、硫代二丙酸十八烷基十二酯、瓷化粉、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚。本发制得电缆材料具有优良的耐化学腐蚀性能、力学性能、耐热性、耐磨性和耐老化性。

Description

一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备方法，属于高分子材料加工技术领域。
背景技术
进入新世纪，能源的紧张和资源稀缺的显现，加之人们越来越担心火力发电带来的地球温室效应对环境的负面影响，而开始看重核能干净、便宜的一面，同时核电技术的进步也大大降低了核电站的危险性，使得核电站再次受到人们的青睐。核电作为一种新能源，其发展和使用受到世界各国的普遍关注，核电对解决当前世界面临的能源危机和环境问题是具有非常重要的积极作用。核电的发展与繁荣为核电站用电缆带来了广阔的发展空间，高性能核电站电缆材料对与核能利用、核电发展具有重要的意义。目前市场上用于核电站电缆材料的种类和数量繁多，核电站用电缆材料除了要具备良好的电气性能和机械物理性能，更要具备优异的耐化学腐蚀性能。因此，开发一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料，由以下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯66-88、聚醚醚酮28-44、α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物16-28、次磷酸铝13-19、四氨基联苯3-5、三聚氰胺磷酸盐10-15、乙炔炭黑20-30、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺5-10、油酸铅2-4、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷3-5、聚己二酸新戊二醇酯12-16、硅化石墨粉15-25、乙撑双油酸酰胺4-8、硬脂酸钙2-3、硫代二丙酸十八烷基十二酯1-2、瓷化粉18-26、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚2-3；
所述瓷化粉的制备方法如下所示：a、按质量比3-4:1的比例称取透闪石和锂辉石，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，在2-3MPa的O2/CO2＝20/80气氛下升温至730-770℃,煅烧1-2h，炉冷至室温；b、按质量比2-3:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，在1-2MPa的N2气氛下升温至820-860℃，煅烧1-2h，炉冷至室温；c、将步骤a煅烧后的粉体与步骤b煅烧后的粉体等质量混合均匀，加入相当于混合粉体重量4-5倍的75％乙醇水溶液，3000-5000r/min高速研磨15-30min，过滤，洗涤干净，烘干，再在2-3MPa的Ar气氛下升温至660-720℃,煅烧2-3h，炉冷至室温，研细，过200-300目筛即可。
上述瓷化粉采用透闪石、锂辉石、伊利石和堇青石四种矿物填料进行陶瓷化处理后，用于填充高分子材料体系，不仅可以提高材料的力学性能，还可以使得材料在高温或火焰的作用下迅速形成陶瓷化的自支撑体，成瓷速度快，自支撑体致密、坚硬，且垂直燃烧不延燃，起到了很好的耐火、防火、阻燃的效果。
一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将线性低密度聚乙烯、α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、硬脂酸钙、硅化石墨粉加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入四氨基联苯、三聚氰胺磷酸盐、聚己二酸新戊二醇酯，待全部混匀成团后于85-95℃温度下继续混炼20-30min，出料，冷却15-20h；
(2)将步骤(1)制得的胶料与聚醚醚酮、乙撑双油酸酰胺、油酸铅、乙炔炭黑、次磷酸铝一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至75-85℃，辊距至2-4mm，混炼8-12min后加入余下原料，调整辊温至80-90℃，辊距至1-2mm，混炼6-10min，出料，自然冷却至常温即得。
本发明的有益效果：
本发明采用线性低密度聚乙烯、聚醚醚酮、α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物等复合，同时添加有硅化石墨粉、乙炔炭黑等原料，可显著提升材料的耐化学腐蚀性能，同时也可以提高材料的力学性能、耐热性、耐磨性和耐老化性。
具体实施方式
一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料，由以下重量(kg)的原料制成：线性低密度聚乙烯76、聚醚醚酮38、α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物22、次磷酸铝16、四氨基联苯4、三聚氰胺磷酸盐12、乙炔炭黑25、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺8、油酸铅3、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷4、聚己二酸新戊二醇酯14、硅化石墨粉20、乙撑双油酸酰胺6、硬脂酸钙2.5、硫代二丙酸十八烷基十二酯1.5、瓷化粉22、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚2.5；
所述瓷化粉的制备方法如下所示：a、按质量比3:1的比例称取透闪石和锂辉石，混合均匀，粉碎，过100目筛，在2MPa的O2/CO2＝20/80气氛下升温至770℃,煅烧1h，炉冷至室温；b、按质量比2:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过100目筛，在2MPa的N2气氛下升温至860℃，煅烧1h，炉冷至室温；c、将步骤a煅烧后的粉体与步骤b煅烧后的粉体等质量混合均匀，加入相当于混合粉体重量5倍的75％乙醇水溶液，5000r/min高速研磨15min，过滤，洗涤干净，烘干，再在3MPa的Ar气氛下升温至720℃,煅烧2h，炉冷至室温，研细，过200目筛即可。
一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将线性低密度聚乙烯、α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、硬脂酸钙、硅化石墨粉加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入四氨基联苯、三聚氰胺磷酸盐、聚己二酸新戊二醇酯，待全部混匀成团后于85-95℃温度下继续混炼20-30min，出料，冷却15-20h；
(2)将步骤(1)制得的胶料与聚醚醚酮、乙撑双油酸酰胺、油酸铅、乙炔炭黑、次磷酸铝一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至75-85℃，辊距至2-4mm，混炼8-12min后加入余下原料，调整辊温至80-90℃，辊距至1-2mm，混炼6-10min，出料，自然冷却至常温即得。
上述实施例制得的核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料的性能测试结果如下表所示：
表1核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料的性能测试结果

Claims (2)

1.一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯66-88、聚醚醚酮28-44、α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物16-28、次磷酸铝13-19、四氨基联苯3-5、三聚氰胺磷酸盐10-15、乙炔炭黑20-30、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺5-10、油酸铅2-4、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷3-5、聚己二酸新戊二醇酯12-16、硅化石墨粉15-25、乙撑双油酸酰胺4-8、硬脂酸钙2-3、硫代二丙酸十八烷基十二酯1-2、瓷化粉18-26、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚2-3；
所述瓷化粉的制备方法如下所示：a、按质量比3-4:1的比例称取透闪石和锂辉石，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，在2-3MPa的O2/CO2=20/80气氛下升温至730-770℃,煅烧1-2h，炉冷至室温；b、按质量比2-3:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，在1-2MPa的N2气氛下升温至820-860℃，煅烧1-2h，炉冷至室温；c、将步骤a煅烧后的粉体与步骤b煅烧后的粉体等质量混合均匀，加入相当于混合粉体重量4-5倍的75%乙醇水溶液，3000-5000r/min高速研磨15-30min，过滤，洗涤干净，烘干，再在2-3MPa的Ar气氛下升温至660-720℃,煅烧2-3h，炉冷至室温，研细，过200-300目筛即可。
2.根据权利要求1所述的一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将线性低密度聚乙烯、α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、硬脂酸钙、硅化石墨粉加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入四氨基联苯、三聚氰胺磷酸盐、聚己二酸新戊二醇酯，待全部混匀成团后于85-95℃温度下继续混炼20-30min，出料，冷却15-20h；
（2）将步骤(1)制得的胶料与聚醚醚酮、乙撑双油酸酰胺、油酸铅、乙炔炭黑、次磷酸铝一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至75-85℃，辊距至2-4mm，混炼8-12min后加入余下原料，调整辊温至80-90℃，辊距至1-2mm，混炼6-10min，出料，自然冷却至常温即得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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