CN107227025A - 一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料及其制备方法，其由以下重量份计的原料组成：聚甲基乙烯基苯基硅氧烷25‑45份；三元乙丙橡胶20‑35份；聚偏氟乙烯15‑30份；聚乙烯‑丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯10‑20份；氨基硅油5‑15份；抗氧剂0.8‑2份；交联剂2.5‑5.5份；助交联剂0.1‑2份。该绝缘料制备时先将橡胶和相容剂采用密炼机在一定温度下充分密炼；然后硬质塑料和部分粉体密炼团状料通过双锥强制喂料机一起加入螺杆，调整双螺杆的螺杆压缩比、挤出转速、挤出温度对绝缘料进行动态硫化，使得PVDF分散在共混橡胶的连续相中，形成海岛结构。所得的绝缘料既有橡胶的弹性，同时也具有一定的抗张强度，而且耐高温耐辐照性能优越，特别适用于核电站电缆绝缘料。

Description

一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料及其制备方法，特别涉及具有耐高温和耐辐射特性，适用于核电站电缆绝缘料及其制备方法。
背景技术
核电作为一种清洁能源，是未来社会能源发展的主要方向之一。根据国家能源局发布的电力“十三五”规划，总的原则是“加快调整优化，转型升级，构建清洁低碳、安全高效的现代电力工业体系”，核电成为构建清洁、低碳能源体系中重要一环，地位自然非常重要。
第三代核电对电缆材料提出了更高的寿命要求(90度60年)、稳定的耐辐照性能和电气性能、良好的阻燃性能以及低烟、无卤、低毒等特点，同时还要通过一系列苛刻的核环境试验考核，如高温。高湿、高压、γ射线辐照、机械拉伸、扭曲等各种环境因素。
目前核电站电缆材料的挤出树脂通常采用聚乙烯、交联聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物等，在长期的热老化和辐射老化的条件下，材料的机械性能和电性能劣化明显。
发明内容
本发明的目的之一是为了提供一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料，以解决现有技术中的缺陷。
本发明的目的之二是提供上述核电站专用耐高温耐辐射绝缘料的制备方法。
本发明中绝缘料制备时先将橡胶与氨基硅油通过密炼机在一定温度下充分密炼，然后硬质塑料与部分粉体，密炼团状料通过双锥强制喂料机一起加入双螺杆，调整双螺杆的螺杆压缩比、挤出转速、挤出温度对绝缘料进行动态硫化，使得硬质塑料分散在共混橡胶的连续相中，形成海岛结构。所得的绝缘料既有橡胶的弹性，同时也具有一定的抗张强度，而且耐高温耐辐照性能优越，特别适用于核电站电缆内绝缘料。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料，由以下重量份计的原料组成：
其中，所述的聚甲基乙烯基苯基硅氧烷中的乙烯基分子量为50-70万，乙烯基含量为12％-20％，苯基含量在30％-40％。
所述的三元乙丙橡胶(EPDM)，其乙烯基含量为50％-70％，第三单体含量为0.5％-2.2％。
所述的相聚偏氟乙烯(PVDF)，结晶度为60％-80％。
所述的氨基硅油的氨基含量为0.6％-0.8％。
所述的抗氧剂为四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯中的一种或几种混合。
所述的交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，助交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)。其中交联剂和助交联剂的重量比为(5.5-10)：1。
上述核电站专用耐高温耐辐射绝缘料的制备方法，其步骤为：
(1)按聚甲基乙烯基苯基硅氧烷，三元乙丙橡胶，聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，氨基硅油采用密炼机在130-145℃下充分密炼，密炼时间控制在20-35分钟；
(2)聚偏氟乙烯和除DCP以外其他粉体通过两个侧喂料口，密炼团状料通过双锥强制喂料机一起加入双螺杆，其中双螺杆的压缩比2.4-3.0，挤出转速为300-700rpm，加工温度为：输送段145-155℃，熔融段150-155℃，混炼段150-155℃，排气段145-155℃，均化段160-170℃，机头160-165℃；
(3)双螺杆出来的料块进入单螺杆，DCP以侧喂料加入单螺杆，挤出机造粒；单螺杆温度为：第一区140-150℃，第二区140-155℃，第三区140-150℃，机头155-155℃，切粒风冷后包装。
本发明具有以下有益效果：
本发明得到了一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料及其制备方法，其配方中采用了两种橡胶-聚甲基乙烯基苯基硅氧烷和三元乙丙橡胶，聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯和氨基硅油作为相容剂，增加橡胶和聚偏氟乙烯的相容性。同时交联剂和助交联剂的优良配比，可以有效地控制动态硫化过程中的交联程度和交联速度。再加上螺杆组合和加工工艺的摸索，提炼出最佳工艺条件。最终的绝缘料产品具有很好的分散性和相容性，聚偏氟乙烯不仅仅以“岛”的形式分散在橡胶的“海”相中，还存在互相渗透的情况。因此，产品的硬度和抗张强度得到提升，热老化后与γ射线辐照后的性能保留率很高。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明的技术特点：
以下聚甲基乙烯基苯基硅氧烷的乙烯基含量15％，苯基含量32％；
乙丙橡胶中IP3745P的乙烯含量为70％，第三单体含量为0.5％；
乙丙橡胶中IP3760P的乙烯含量为67％，第三单体含量为2.2％；
氨基硅油的氨基含量为0.75％。
表1为实施例配方：
上述核电站专用耐高温耐辐射绝缘料的制备方法，其步骤为：
(1)按聚甲基乙烯基苯基硅氧烷，三元乙丙橡胶，聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，氨基硅油采用密炼机在130-145℃下充分密炼，密炼时间控制在20-35分钟；
(2)聚偏氟乙烯和除DCP以外其他粉体通过两个侧喂料口，密炼团状料通过双锥强制喂料机一起加入双螺杆，其中双螺杆的压缩比2.4-3.0，挤出转速为300-700rpm，加工温度为：输送段145-155℃，熔融段150-155℃，混炼段150-155℃，排气段145-155℃，均化段160-170℃，机头160-165℃；
(3)双螺杆出来的料块进入单螺杆，DCP以侧喂料加入单螺杆，挤出机造粒；单螺杆温度为：第一区140-150℃，第二区140-155℃，第三区140-150℃，机头155-155℃，切粒风冷后包装。
上述各实施例制备的核电站专用耐高温耐辐射绝缘料的测试结果见表2
表2

Claims (8)

1.一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料，其特征在于：由以下重量份计的原料组成：
2.根据权利要求1所述的一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料，其特征在于：所述的聚甲基乙烯基苯基硅氧烷中的乙烯基分子量为50-70万，乙烯基含量为12％-20％，苯基含量在30％-40％。
3.根据权利要求1所述的一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料，其特征在于：所述的三元乙丙橡胶，其乙烯基含量为50％-70％，第三单体含量为0.5％-2.2％。
4.根据权利要求1所述的一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料，其特征在于：所述的相聚偏氟乙烯的结晶度为60％-80％。
5.根据权利要求1所述的一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料，其特征在于：所述的氨基硅油的氨基含量为0.6％-0.8％。
6.根据权利要求1所述的一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料，其特征在于：所述的抗氧剂为四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯中的一种或几种混合。
7.根据权利要求1所述的一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料及其制备方法，其特征在于：所述的交联剂为过氧化二异丙苯，助交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯；其中交联剂和助交联剂的重量比为5.5-10：1。
8.一种制备权利要求1至7任一项权利要求所述一种核电站专用耐高温耐辐射绝缘料的制备方法，其特征在于：其步骤为：
(1)按聚甲基乙烯基苯基硅氧烷，三元乙丙橡胶，聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，氨基硅油采用密炼机在130-145℃下充分密炼，密炼时间控制在20-35分钟；
(2)聚偏氟乙烯和除DCP以外其他粉体通过两个侧喂料口，密炼团状料通过双锥强制喂料机一起加入双螺杆，其中双螺杆的压缩比2.4-3.0，挤出转速为300-700rpm，加工温度为：输送段145-155℃，熔融段150-155℃，混炼段150-155℃，排气段145-155℃，均化段160-170℃，机头160-165℃；
(3)双螺杆出来的料块进入单螺杆，DCP以侧喂料加入单螺杆，挤出机造粒；单螺杆温度为：第一区140-150℃，第二区140-155℃，第三区140-150℃，机头155-155℃，切粒风冷后包装。
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