CN105153700A - 一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料及其制备方法 - Google Patents

一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料及其制备方法，由以下重量份原料制成：聚醚酰亚胺55-70、聚苯并咪唑16-28、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物10-15、季戊四醇硬脂酸酯6-9、三硫化二锑3-7、瓷化粉22-34、三乙酰丙酮铝2-4、褐煤酸锌1-3、玄武岩纤维10-15、环己烷二羧酸二烷基酯12-18、12-羟基硬脂酸甲酯4-8、重晶石粉14-22、二聚环戊二烯7-11、偏硼酸钡6-9、磷酸三(二甲苯)酯10-15、邻苯二甲酸二仲辛酯8-14。本发明制得的电缆材料具有优良的电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温性能、耐老化性能及耐磨性能。

Description

一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料及其制备方法，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，更要具备优异的耐辐射性能。因此，开发一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料及其制备方法。
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辐射聚醚酰亚胺材料，由以下重量份的原料制成：聚醚酰亚胺55-70、聚苯并咪唑16-28、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物10-15、季戊四醇硬脂酸酯6-9、三硫化二锑3-7、瓷化粉22-34、三乙酰丙酮铝2-4、褐煤酸锌1-3、玄武岩纤维10-15、环己烷二羧酸二烷基酯12-18、12-羟基硬脂酸甲酯4-8、重晶石粉14-22、二聚环戊二烯7-11、偏硼酸钡6-9、磷酸三(二甲苯)酯10-15、邻苯二甲酸二仲辛酯8-14；
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辐射聚醚酰亚胺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚醚酰亚胺、季戊四醇硬脂酸酯、玄武岩纤维、磷酸三(二甲苯)酯加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入褐煤酸锌、重晶石粉、环己烷二羧酸二烷基酯，待全部混匀成团后于90-100℃温度下继续混炼15-25min，出料，冷却10-15h；
(2)将步骤(1)制得的胶料与聚苯并咪唑、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、三乙酰丙酮铝、偏硼酸钡、邻苯二甲酸二仲辛酯一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至60-70℃，辊距至3-5mm，混炼10-15min后加入余下原料，调整辊温至70-80℃，辊距至2-4mm，混炼5-10min，出料，自然冷却至常温即得。
本发明的有益效果：
本发明采用聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物三种高分子材料共混制得的材料具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温性能及耐磨性能，并加入玄武岩纤维、重晶石等填料进行增强改性，不仅可以提高材料的力学性能，还可以改善材料的耐辐射性、耐老化性、耐高温性和耐磨性。
具体实施方式
一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料，由以下重量(kg)的原料制成：聚醚酰亚胺68、聚苯并咪唑24、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物12、季戊四醇硬脂酸酯7、三硫化二锑4、瓷化粉29、三乙酰丙酮铝3、褐煤酸锌2、玄武岩纤维13、环己烷二羧酸二烷基酯16、12-羟基硬脂酸甲酯6、重晶石粉18、二聚环戊二烯9、偏硼酸钡7、磷酸三(二甲苯)酯11、邻苯二甲酸二仲辛酯9；
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760℃,煅烧1h，炉冷至室温；b、按质量比3:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过150目筛，在1.5MPa的N2气氛下升温至850℃，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4倍的75％乙醇水溶液，4000r/min高速研磨20min，过滤，洗涤干净，烘干，再在2.5MPa的Ar气氛下升温至680℃,煅烧3h，炉冷至室温，研细，过250目筛即可。
一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚醚酰亚胺、季戊四醇硬脂酸酯、玄武岩纤维、磷酸三(二甲苯)酯加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入褐煤酸锌、重晶石粉、环己烷二羧酸二烷基酯，待全部混匀成团后于90-100℃温度下继续混炼15-25min，出料，冷却10-15h；
(2)将步骤(1)制得的胶料与聚苯并咪唑、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、三乙酰丙酮铝、偏硼酸钡、邻苯二甲酸二仲辛酯一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至60-70℃，辊距至3-5mm，混炼10-15min后加入余下原料，调整辊温至70-80℃，辊距至2-4mm，混炼5-10min，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辐射聚醚酰亚胺材料的性能测试结果如下表所示：
表1核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料的性能测试结果

Claims (2)

1.一种核电站电缆用耐辐射聚醚酰亚胺材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚醚酰亚胺55-70、聚苯并咪唑16-28、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物10-15、季戊四醇硬脂酸酯6-9、三硫化二锑3-7、瓷化粉22-34、三乙酰丙酮铝2-4、褐煤酸锌1-3、玄武岩纤维10-15、环己烷二羧酸二烷基酯12-18、12-羟基硬脂酸甲酯4-8、重晶石粉14-22、二聚环戊二烯7-11、偏硼酸钡6-9、磷酸三(二甲苯)酯10-15、邻苯二甲酸二仲辛酯8-14；
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辐射聚醚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将聚醚酰亚胺、季戊四醇硬脂酸酯、玄武岩纤维、磷酸三(二甲苯)酯加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入褐煤酸锌、重晶石粉、环己烷二羧酸二烷基酯，待全部混匀成团后于90-100℃温度下继续混炼15-25min，出料，冷却10-15h；
（2）将步骤(1)制得的胶料与聚苯并咪唑、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、三乙酰丙酮铝、偏硼酸钡、邻苯二甲酸二仲辛酯一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至60-70℃，辊距至3-5mm，混炼10-15min后加入余下原料，调整辊温至70-80℃，辊距至2-4mm，混炼5-10min，出料，自然冷却至常温即得。
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