CN111117048A - 一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料及其制备方法及用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：乙烯‑丙烯酸丁酯共聚物30～40份；EPPE 30～50份；相容剂10～20份；色母0～8份；阻燃剂170～210份；抗氧剂2～3份；处理剂2～5份；抗紫外剂1～2份。本发明还公开了其制备方法和用途。本发明的三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，具有良好的柔韧性，有效改善了高填充下材料原有的脆性和不易弯曲性，便于后期成品电缆的施工和应用拓展。本发明所制备的护套的最高耐热温度达到165℃，而传统热塑性聚烯烃材料的耐热温度在120℃左右。

Description

一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料及其制备方法 及用途
技术领域
本发明属于电缆料技术领域，具体涉及一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料及其制备方法及用途。
背景技术
社会的发展离不开能源供应充足和安全，核电是安全、可靠、清洁的能源，积极发展核电是保证能源可持续发展的重要途径之一。目前，我国核能发电量占总发电量的3％左右，而发达国家核能占比较大，如法国在78％，英国、德国、日本等均在20％以上。
发展核电，对于我国满足电力需求，优化能源结构，保障能源安全，促进经济持续发展，具有十分重要战略意义。同时，是减少环境污染，实现经济和生态环境协调发展的有效途径；是保持核工业体系完整能力、促进我国装备制造产业升级的重要措施。第三代核电站电缆用材料可替代进口材料，打破了国际垄断局面，提高新建核电站使用产品的国产率，减少外汇支出，保证国家重点工程建设的安全。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的之一在于提供一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料。
本发明的目的之二在于一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料的制备方法。
本发明的目的之三，在于所述三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料的用途。
为了实现本发明的目的之一，所采用的技术方案是：
一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，按重量份计，包括如下组分：
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物30～40份；
EPPE 30～50份；
相容剂 10～20份；
色母 0～8份；
阻燃剂 170～210份；
抗氧剂 2～3份；
处理剂 2～5份；
抗紫外剂 1～2份。
在本发明的一个优选实施例中，所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的丙烯酸丁酯含量为30～40％。优选丙烯酸丁酯含量为35％。
在本发明的一个优选实施例中，所述的EPPE为高压茂金属聚乙烯，MFI为0.4～0.6g/10min。优选MFI为0.5g/10min。
在本发明的一个优选实施例中，所述相容剂当中以EPPE为主体，BPO为引发剂，丙烯酸丁酯为单体，MFI为1±0.5g/10min。
在本发明的一个优选实施例中，所述色母是以低密度聚乙烯为基体树脂的色母材料。
在本发明的一个优选实施例中，所述阻燃剂为复合型无机阻燃剂，所述复合型无机阻燃剂为Al(OH)3与Mg(OH)2的混合物，其中所述Al(OH)3含量在50～70％，所述阻燃剂的粒径在1～2μm。
在本发明的一个优选实施例中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098和防老剂KY-405三者的混合。所述三者的混合重量比优选为1:2:2。
在本发明的一个优选实施例中，所述处理剂为聚(甲基苯基硅氧-二甲基硅氧)烷。
在本发明的一个优选实施例中，抗紫外剂为UV770或UV326中的任意一种或多种。
为了实现本发明的目的之二，所采用的技术方案是：
一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，包括如下步骤：
阻燃剂预处理步骤：
在90～100℃的温度下在混合机当中加入所述阻燃剂后低速预混，后加入所述处理剂后高速搅拌后，再加入所述抗氧剂低速搅拌得处理后的阻燃剂；
母料混合步骤：
将所述处理后的阻燃剂、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、EPPE、相容剂、色母和抗紫外剂进行搅拌后混合；
挤出造粒步骤：
将上述混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，所述双螺杆挤出机的机头温度为不超过185℃，主机转速为20～60rpm/min。
在本发明的一个优选实施例中，所述低速为10r/min，所述高速为60r/min。
为了实现本发明的目的之三，所采用的技术方案是：
一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其中，所述用途为制作第三代核电站用热塑性阻燃电缆的护套，所述用途为制作第三代核电站用热塑性阻燃电缆的护套，所述护套满足γ射线(500kGy)辐照下断裂伸长率≥50％；所述护套能承受165℃的最高温度(24天)。
本发明的有益效果在于：
本发明的三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，具有良好的柔韧性，有效改善了高填充下材料原有的脆性和不易弯曲性，便于后期成品电缆的施工和应用拓展。本发明所制备的护套的最高耐热温度达到165℃，而传统热塑性聚烯烃材料的耐热温度在120℃左右。
具体实施方式
本发明的主要原理在于：
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中丙烯酸丁酯单体的引入，使聚合物的分子链更长，结晶度更低，提高了柔韧性和耐冲击性，所以在添加更多的阻燃剂条件下仍可保持优异的机械性能，并具有良好的透光率；所选的相容剂以EPPE为主体树脂，以BPO为引发剂、丙烯酸丁酯为单体，能更好与配方基体树脂相融合，提高基体树脂与阻燃剂的粘结性，具有更优的耐温性，也可以更好的抵抗γ射线的辐照。阻燃剂的自处理方式，更好的适应配方的要求，并进行了有效的质量管控。
各实施例的配方见表1：
表1
材料名称 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物 30份 35份 40份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 35份
EPPE 30份 40份 50份 40份
相容剂 10份 15份 20份
EVA马来酸酐接枝共聚物 15份
色母 0 5份 8份 5份
阻燃剂 170份 190份 210份
氢氧化铝(市售) 120份
氢氧化镁(市售) 70份
抗氧剂 2份 2.5份 3份 2.5份
处理剂 2份 3.5份 5份 3.5份
抗紫外剂 1份 2份 2份 2份
上述各实施例的制备方法如下：
阻燃剂预处理：
在混合机(温度95℃)加入阻燃剂，低速(10r/min)搅拌预混50min，打开机器上盖上的小孔，慢慢倒入处理剂，盖好后高速(60r/min)搅拌60min，再加入抗氧剂，低速(10r/min)搅拌1min。判断阻燃剂是否处理到位：放5g左右到水面上会逐渐铺展开，不沉到水底。
母料混合：
依次将上述处理的阻燃剂、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、EPPE、相容剂、色母和抗UV剂进行搅拌，混合时间约为2～3分钟
挤出造粒：
将上述混合物在双螺杆挤出机上挤出造粒，双螺杆挤出机的机头温度为不超过185℃，主机转速为20～60rpm/min。
实施例和对比例的性能见表2。对比例2性能为市售核电K3级热塑性电缆护套取样测试。
表2
Figure BDA0002334120910000051
Figure BDA0002334120910000061
由表2可知，本发明的三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其最高耐热温度可达到165℃。

Claims (10)

1.一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物30～40份；
EPPE 30～50份；
相容剂10～20份；
色母0～8份；
阻燃剂170～210份；
抗氧剂2～3份；
处理剂2～5份；
抗紫外剂1～2份。
2.如权利要求1所述的一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的丙烯酸丁酯含量为30～40％。
3.如权利要求1所述的一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，所述的EPPE为高压茂金属聚乙烯，MFI为0.4～0.6g/10min。优选MFI为0.5g/10min。
4.如权利要求1所述的一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，所述相容剂当中以EPPE为主体，BPO为引发剂，丙烯酸丁酯为单体，MFI为1±0.5g/10min。
5.如权利要求1所述的一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，所述色母是以低密度聚乙烯为基体树脂的色母材料。
6.如权利要求1所述的一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，所述阻燃剂为复合型无机阻燃剂，所述复合型无机阻燃剂为Al(OH)3与Mg(OH)2的混合物，其中所述Al(OH)3含量在50～70％，所述阻燃剂的粒径在1～2μm。
7.如权利要求1所述的一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098和防老剂KY-405三者的混合。
8.如权利要求1所述的一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，所述处理剂为聚(甲基苯基硅氧-二甲基硅氧)烷；
所述抗紫外剂为UV770或UV326中的任意一种或多种。
9.如权利要求1-8当中任意一项所述的一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，包括如下步骤：
阻燃剂预处理步骤：
在90～100℃的温度下在混合机当中加入所述阻燃剂后低速预混，后加入所述处理剂后高速搅拌后，再加入所述抗氧剂低速搅拌得处理后的阻燃剂；
母料混合步骤：
将所述处理后的阻燃剂、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、EPPE、相容剂、色母和抗紫外剂进行搅拌后混合；
挤出造粒步骤：
将上述混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，所述双螺杆挤出机的机头温度为不超过185℃，主机转速为20～60rpm/min。
10.如权利要求1-8当中任意一项所述的一种三代核电站电缆用热塑性低烟无卤护套料，其特征在于，所述用途为制作第三代核电站用热塑性阻燃电缆的护套，所述护套满足γ射线(500kGy)辐照下断裂伸长率≥50％；所述护套能承受165℃的最高温度(24天)。
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