CN115353744B - 核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料 - Google Patents

核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，属于核电缆料技术领域。为了解决现有的绝缘性和抑烟性不佳的问题，提供核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，该绝缘料包括以下成分的重量份：基料：100；高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺‑硅氧烷嵌段共聚物：120～160；无卤阻燃剂：60～100；抗氧剂：4.0～12；抗辐照剂：2.0～12；所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺‑硅氧烷嵌段共聚物中硅氧烷的质量百分数含量为50％～60％。本发明能够有效避免加工过程中阻燃剂的分解失效，燃烧结壳性优异，能够使整体的抑烟效果具有更优异的表现，燃烧烟中透光率可达到75％的性能,且绝缘性佳。

Description

核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料
技术领域
本发明涉及核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，属于核电缆料技术领域。
背景技术
电缆用绝缘料一般要求必须具有优良的耐长期热老化性能、耐辐照性和高阻燃及绝缘等性能。随着核电缆料的应用技术发展，核级(如核电站)电缆对材料的热寿命要求越来越高，从第三代核电站电缆料的性能要求90℃/60年提高到目前的90℃/80年，耐辐射性能要求在常规工况下(耐60Co-γ射线累积剂量412.5kGy/室温)及事故工况下(DBA及AG，耐60Co-γ射线累积剂量达到2064kGy/室温)，仍保持一定绝缘性能。现有公开的技术方案中为提高材料的上述性能，有通过增加多环芳烃类树脂改性剂的比例，来提高材料的耐热性和耐辐射性，但是在电缆料的整体边际效应是递减的，而且多环芳烃类树脂在配方中比例过高还会导致材料燃烧时发烟量增大，使得电缆料的燃烧测试的烟中透光率达不到标准要求。
而聚酰亚胺材料具有硬度高、熔点高的优点，但是存在不利于共混加工的问题。如中国专利文献(公开号：CN111040448A)公开的采用一种聚醚酰亚胺-硅氧烷共聚物，硅氧烷的存在改善聚醚酰亚胺材料的整体加工性能，但现有的该类材料，硅氧烷含量均在40％以下，其塑化共混的温度还是需要250℃以上，如果与含有氢氧化物等无卤阻燃剂的电缆料共混加工时，这么高的加工温度会导致氢氧化物等无卤阻燃剂部分或全部分解失效，达不到要求的阻燃性能；而如果共混温度低于250℃，由于聚酰亚胺嵌段未能充分塑化，会导致整体材料的物理机械性能变差，甚至无法正常使用。所以，该类材料用于以聚酰亚胺为主体的电缆料体系是可以的，但如果用于常规的无卤低烟阻燃电缆料体系中还是不合适，在材料体系含有阻燃剂体系下，尤其是在无机阻燃剂的存在下，易造成电缆料的整体阻燃性能因加工共混的温度过高而导致分解失效的缺陷。
发明内容
本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，解决的问题是如何实现材料具有高绝缘性、阻燃性和抑烟性能。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现，核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，其特征在于，该绝缘料包括以下成分的重量份：
基料：100；高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：120～160；无卤阻燃剂：60～100；抗氧剂：4.0～12；抗辐照剂：2.0～12；所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中硅氧烷的质量百分数含量为50％～60％；
所述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和高压低密度聚乙烯中的一种或几种。
本发明为了使聚酰亚胺-硅氧烷共聚物能够应用到该核电缆绝缘料中，来提升材料整体的抗辐照性能、绝缘性和阻燃性能，通过使其中的硅氧烷含量控制在50％～60％，能够使共聚物跌聚酰亚胺段(PI)的玻璃化温度Tg降低到160℃以下，从而使得含有PIS嵌段共聚物的材料能够在低于200℃以下的温度就可以塑化共混，从而有效避免加工过程中因温度过高而导致无卤阻燃剂在加工过程中发生分解失去阻燃的功能，从而能保证整体的阻燃性能，通过添加高熵稀土锆酸盐材料到共聚物的聚酰亚胺相区中，能够强化共聚物中聚酰亚胺段的耐热、抗辐射及阻燃性能。同时，高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物与无卤阻燃剂产生明显的协同效应，使材料的燃烧结壳性优异，使整体的抑烟效果具有更优异的表现，燃烧烟中透光率可达到75％。通过本发明的上述材料的设计，能够使材料的整体达到核级电缆料的综合性能要求，热寿命能够达到90℃/84.7年，在常规工况下(耐60Co-γ射线累积剂量412.5kGy/室温)及事故工况下(DBA及AG，耐60Co-γ射线累积剂量2064kGy/室温)绝缘性能达到要求。
在上述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料中，作为优选，所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐的分子式为(X0.2Y0.2Z0.2M0.2N0.2)2Zr2O7，其中X、Y、Z、M和N各自独立的选自镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、镝(Dy)、钬(Ho)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)和钪(Sc)，且所述X、Y、Z、M和N均不相同。能够更好的强化共聚物阻燃抑烟功能，使本绝缘材料的安全性能达到一个更优的性能，具有抑烟性能好，且材料在燃烧时的结壳性好，燃烧烟的透光率能高达75％。最好使所述高熵稀土锆酸盐为纳米级。采用高熵锆酸盐具有降低热传导和提高材料热稳定性作用，材料着火后，需要持续的氧化反应提供热能才能使燃烧过程维持下去，高熵锆酸盐的存在，使得燃烧反应热量的传导变慢，燃烧速度降低，而且能够在材料燃烧后较好的维持材料原有的形状，形成隔氧隔热层，成炭物质更容易固化在隔氧隔热层上，从而使得材料的燃烧发烟量降低。
在上述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料中，作为优选，所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的重均分子量为40000～60000，且所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的聚酰亚胺段的玻璃化温度Tg为103℃～140℃。使共聚物整体具有较低的玻璃化温度，能够使其物理机械性能达到类似于热塑性弹性体，能够实现在较低温度下进行塑化共混，从而更进一步有效的避免加工过程中造成无卤阻燃因高温分解而失去阻燃功能，更好的保证材料的阻燃性能，具有优异的抑烟效果。
在上述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料中，作为优选，所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物具体是通过采用芳香二酐、芳香二胺和聚硅氧烷二胺为原料，通过缩聚反应制得聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物，且缩聚反应过程中加入所述高熵稀土锆酸盐的粉体。
在上述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料中，作为优选，所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐的质量百分数含量为2％～5％。能够使成炭阻燃抑烟效果更有效的达到第四代核级电缆的要求，用量过大，则会使材料的物理机械性能下降，而且从成本角度考虑，也不经济。
在上述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料中，作为优选，所述无卤阻燃剂选自氢氧化铝、二乙基次膦酸铝和三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种。采用上述无卤阻燃类材料，能够有效的实现高阻燃性的功能。
在上述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料中，作为优选，所述抗氧剂选自不对称受阻酚型杯芳烃类高分子量主抗氧剂与亚磷酸酯类高分子量辅助抗氧剂的混合物。上述的不对称受阻酚型杯芳烃选自不对称受阻酚型杯[4]芳烃和/或不对称受阻酚型杯[6]芳烃，所述亚磷酸酯类高分子量辅助抗氧剂如抗氧剂168。
在上述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料中，作为优选，所述抗辐照剂选自二茂铁、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物、6-苄氨基嘌呤铜配合物的一种或多种。能够使材料整体具有更优异的耐老化和耐辐照性能。作为更进一步的优选，所述抗辐照剂包括以下重量份的成分组成：
2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物：1.0～1.2；6-苄氨基嘌呤铜配：0.8～1.2；二茂铁：1.0～1.3。
在上述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料中，作为优选，所述基料中至少含有包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，且所述基料中所述乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的质量百分数含量为60％～80％。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.通过添加高熵稀土锆酸盐材料到共聚物，并使其中的硅氧烷含量控制在50％～60％，能够使共聚物聚酰亚胺段(PI)的玻璃化温度Tg降低到160℃以下，有效的避免加工过程中阻燃剂的分解失效，且材料的燃烧结壳性优异，使整体的抑烟效果具有更优异的表现，燃烧烟中透光率可达到75％的性能。
2.本发明能够使材料的整体达到核级电缆料的综合性能要求，热寿命能够达到90℃/84.7年，在常规工况下(耐60Co-γ射线累积剂量412.5kGy/室温)及事故工况下(DBA及AG，耐60Co-γ射线累积剂量2064kGy/室温)绝缘性能达到要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本实施例的核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：120；无卤阻燃剂：100；抗氧剂：8；抗辐照剂：5；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量百分数含量为50％～60％；
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，且乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物占基料的质量百分数为80％。
高熵稀土锆酸盐的分子式为(X0.2Y0.2Z0.2M0.2N0.2)2Zr2O7，其中X、Y、Z、M和N各自独立的选自镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、镝(Dy)、钬(Ho)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)和钪(Sc)，且X、Y、Z、M和N均不相同。本实施例中高熵稀土锆酸盐的分子式(La0.2Sm0.2Eu0.2Nd0.2Gd0.2)2Zr2O7，且其中高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐钠米材料的质量百分含量为5％。
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝，抗氧剂为不对称受阻酚型杯芳烃类高分子量主抗氧剂与亚磷酸酯类高分子量辅助抗氧剂的混合物，且两者的质量比为1：1，抗辐照剂为、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物。
上述的高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物具体是通过采用芳香二酐、芳香二胺和聚硅氧烷二胺为原料，通过缩聚反应制得聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物，且缩聚反应过程中加入质量百分数为2％～5％的高熵稀土锆酸盐粉体。最好采用的高熵稀土锆酸盐是外径为5-20微米的多孔颗粒粉体，缩聚反应用的混合溶剂体系是比较粘稠的，通过将上述的多孔颗粒粉体加入后能以悬浮液方式存在，缩聚反应完成，溶剂挥发后，高熵稀土锆酸盐多孔颗粒粉体能均匀分散在聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物本体中。
上述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料可通过以下具体方法制备得到：
将上述原料及母料按上述各成分的用量配比混合均匀，在双螺杆挤出机中进行挤出造粒，条件设置为温度160℃～200℃，双螺杆机转速为200转/分钟，得到相应的电缆用电缆料。
进一步可将电缆料制成电缆后，经电子加速器辐照，通过电子束激发，使高分子复合材料辐照交联，辐照剂量为80～200kGy，得到相应的电缆产品。
实施例2
本实施例的核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：140；无卤阻燃剂：80；抗氧剂：12；抗辐照剂：10；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量百分数含量为50％～55％；
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，且乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物占基料的质量百分数为70％。
高熵稀土锆酸盐的分子式为(Dy0.2Sm0.2Eu0.2Tb0.2Lu0.2)2Zr2O7。且其中高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐钠米材料的质量百分数含量为3％
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝，抗氧剂为不对称受阻酚型杯芳烃类高分子量主抗氧剂与亚磷酸酯类高分子量辅助抗氧剂的混合物，且两者的质量比为1：1，抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物。
实施例3
本实施例的核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：120；无卤阻燃剂：60；抗氧剂：8；抗辐照剂：6；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量百分数含量为55％；
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和高压低密度聚乙烯中的三种，且两者的质量比为4：1：1。
高熵稀土锆酸盐的分子式为(Dy0.2Sm0.2Eu0.2Tb0.2Lu0.2)2Zr2O7。且其中高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐钠米材料的质量百分数含量为2％。
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝和二乙基次膦酸铝的混合物，且两者的质量比为1：0.2，抗氧剂为抗氧剂168，抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物。
实施例4
本实施例的核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：120；无卤阻燃剂：70；抗氧剂：4；抗辐照剂：12；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量百分数含量为60％；
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和高压低密度聚乙烯中的三种，且两者的质量比为3：2：2。
高熵稀土锆酸盐的分子式为(Dy0.2Sm0.2Eu0.2Tb0.2Lu0.2)2Zr2O7。且其中高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐钠米材料的质量百分数含量为2％。
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝和二乙基次膦酸铝的混合物，且两者的质量比为1：0.2，抗氧剂为抗氧剂168，抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物。
实施例5
本实施例的核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：120；无卤阻燃剂：100；抗氧剂：8；抗辐照剂：5；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量含量为50％；且高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的重均分子量为40000～50000，聚酰亚胺段的玻璃化温度Tg为103℃～140℃。
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，且乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物占基料的质量百分数为80％。
高熵稀土锆酸盐的分子式为(La0.2Sm0.2Eu0.2Nd0.2Gd0.2)2Zr2O7，且其中高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐钠米材料的质量百分数含量为5％。
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝和二乙基次膦酸铝的混合物，且两者的质量比为1：0.2，抗氧剂为不对称受阻酚型杯[4]芳烃主抗氧剂与抗氧剂168的混合物，且两者的质量比为1：0.5，抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物和6-苄氨基嘌呤铜配合物的混合物，两者的质量比为1：1。
实施例6
本实施例的核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：130；无卤阻燃剂：60；抗氧剂：6；抗辐照剂：4；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量百分数含量为55％；且高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的重均分子量为50000～60000，聚酰亚胺段的玻璃化温度Tg为103℃～140℃。
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，且乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物占基料的质量百分数为70％。
高熵稀土锆酸盐的分子式为(La0.2Sm0.2Eu0.2Nd0.2Gd0.2)2Zr2O7，且其中高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐钠米材料的质量百分数含量为4％。
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝，抗氧剂为不对称受阻酚型杯[6]芳烃主抗氧剂与抗氧剂168的混合物，且两者的质量比为1：0.4，抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物和6-苄氨基嘌呤铜配合物的混合物，两者的质量比为1：1。
实施例7
本实施例的核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：160；无卤阻燃剂：100；抗氧剂：4；抗辐照剂：2；高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量百分数含量为50％；且高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的重均分子量为55000～60000，聚酰亚胺段的玻璃化温度Tg为103℃～140℃。
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，且乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物占基料的质量百分数为75％。
高熵稀土锆酸盐的分子式为(La0.2Sm0.2Eu0.2Nd0.2Gd0.2)2Zr2O7，且其中高熵稀土锆酸盐纳米改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐钠米材料的质量百分数含量为2％。
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝，抗氧剂为不对称受阻酚型杯[6]芳烃主抗氧剂与抗氧剂168的混合物，且两者的质量比为1：0.2，抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物和6-苄氨基嘌呤铜配合物的混合物，两者的质量比为1：1。
比较例1
本比较例为了说明本发明通过对聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的添加及控制情况进行比较说明，本比较例中使其中的硅氧烷质量百分数含量在40％时进行实施比较，本核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：130；无卤阻燃剂：60；抗氧剂：6；抗辐照剂：4；聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量百分数含量为40％；且聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的重均分子量为50000～60000。
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，且乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物占基料的质量百分数为70％。
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝，抗氧剂为不对称受阻酚型杯[6]芳烃主抗氧剂与抗氧剂168的混合物，且两者的质量比为1：0.4，抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物和6-苄氨基嘌呤铜配合物的混合物，两者的质量比为1：1。
具体的制备方法同实施例1的方法一致，这里不再赘述。
比较例2
本比较例为了说明本发明通过对聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的添加及控制情况进行比较说明，本比较例中使其中的硅氧烷质量百分数含量在40％时进行实施比较，本核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：130；无卤阻燃剂：60；抗氧剂：6；抗辐照剂：4；聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量含量为40％；且聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的重均分子量为50000～60000。
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，且乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物占基料的质量百分数为30％。
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝，抗氧剂为不对称受阻酚型杯[6]芳烃主抗氧剂与抗氧剂168的混合物，且两者的质量比为1：0.4，抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物和6-苄氨基嘌呤铜配合物的混合物，两者的质量比为1：1。
具体的制备方法基本同实施例1相一致，区别仅在于，其中双螺杆挤出造粒温度(条件设置的温度)为220℃～260℃。
比较例3
本比较例为了说明本发明通过对聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的添加高熵稀土锆酸盐纳米粉末及控制情况进行比较说明，核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，采用包括以下重量份的成分组成：
基料：100；聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：140；无卤阻燃剂：80；抗氧剂：12；抗辐照剂：10；聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中的硅氧烷的质量百分数含量为55％；
上述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，且乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物占基料的质量百分数为70％。
上述无卤阻燃剂为氢氧化铝和二乙基次膦酸铝的混合物，且两者的质量比为1：0.2，抗氧剂为不对称受阻酚型杯芳烃类高分子量主抗氧剂与亚磷酸酯类高分子量辅助抗氧剂的混合物，且两者的质量比为1：1，抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1，3，4-噻二唑镧配合物。
随机选取上述实施例1-7和比较例1-3中的相应电缆材料加工成对应的样品，进行相应的性能测试。
(1)机械物理性能测试
依照GB/T 2951方法测试机械物理性能。
(2)电性能测试
依照GB/T 3048方法测试电性能。
(3)燃烧性能测试
依照GB/T 19666方法测试燃烧性能
(4)热寿命测试
依照GB/T 11026方法测试热寿命。
(5)耐辐射性能测试
依照IEC 61244方法测试耐辐射性能
以下表1是针对实施例2得到的电缆料进行的相应性能测试，具体测试结果如下表1所示：
表1：
从上述表1的测试结果表明，实施例2中得到的电缆材料样品的抑烟效果特别明显，燃烧烟中透光率可达到80％。且经过测试还表明本发明的该电缆材料样品的燃烧结壳性特别非常好。
以下表2是针对实施例5得到的电缆料进行的相应性能测试，具体测试结果如下表2所示：
/>
从上述表2中的测试结果表明，实施例5中得到的电缆材料样品抑烟效果特别明显，燃烧烟中透光率可达到82％。且经过测试还表明本发明的该电缆材料样品的燃烧结壳性特别非常好。
以下表3是针对比较例1得到的电缆料进行的相应性能测试，具体测试结果如下表3所示：
表3：
/>
/>
从上述表3可知，将材料中采用聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物，且使硅氧烷的含量在40％时，双螺杆160℃-200℃造粒后，电缆料的物理机械性能明显下降，是因为加工温度过低,聚酰亚胺嵌段未能充分塑化，所以影响了材料整体的拉伸性能。
以下表4是针对比较例2得到的电缆料进行的相应性能测试，具体测试结果如下表4所示：
表4：
/>
/>
从上述表4可知，将材料中采用聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物，且使硅氧烷的含量在40％时，双螺杆220℃-260℃造粒后，电缆料的整体阻燃性能明显下降，在燃烧特性上远远达不到本发明的绝缘材料的性能指标，尤其是的抑烟性能方面表现相差较远，该比较例中只能使燃烧烟的透光率在50％，且燃烧的结壳性不佳，主要原因就是在加工过程中材料的阻燃材料被分解或部分失效，使阻燃性明显下降。这也正好表明本发明的绝缘材料的整体协同性较好，能够使材料具有优异的性能表现。
以下表5是针对比较例3得到的电缆料进行的相应性能测试，具体测试结果如下表4所示：
表5：
/>
/>
从上述表4可知，将材料中采用聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物，且使硅氧烷的含量在50％时，但不添加高熵稀土锆酸盐纳米材料时，电缆料的整体阻燃性能呈下降，在燃烧特性上远远不及本发明的绝缘材料的性能指标，在抑烟性能方面表现相差较远，该比较例中只能使燃烧烟的透光率在58％，且燃烧的结壳性不佳。这也正好表明本发明的绝缘材料的整体协同性较好，能够使材料具有优异的性能表现，本发明的上述绝缘料能有效的应用到核电站壳内、壳外等，以及新型舰船核动力等部位电线电缆用材料。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (6)

1.核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，其特征在于，该绝缘料包括以下重量份的成分：
基料：100；高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物：120～160；无卤阻燃剂：60～100；抗氧剂：4.0～12；抗辐照剂：2.0～12；所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中硅氧烷的质量百分数含量为50%～60%；
所述基料包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和高压低密度聚乙烯中的一种或几种；
所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐的分子式为（X0.2Y0.2Z0.2M0.2N0.2）2Zr2O7，其中X、Y、Z、M和N各自独立的选自镧、镨、钕、钐、铕、钆、镝、钬、铥、镱、镥、钇和钪，且所述X、Y、Z、M和N均不相同；
所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的重均分子量为40000～60000，且所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的聚酰亚胺段的玻璃化温度Tg为103℃～140℃；
所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物中高熵稀土锆酸盐的质量百分数含量为2%～5%。
2.根据权利要求1所述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，其特征在于，所述高熵稀土锆酸盐改性聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物具体是通过采用芳香二酐、芳香二胺和聚硅氧烷二胺为原料，通过缩聚反应制得聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物，且缩聚反应过程中加入所述高熵稀土锆酸盐的粉体。
3.根据权利要求1或2所述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，其特征在于，所述无卤阻燃剂选自氢氧化铝、二乙基次膦酸铝和三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，其特征在于，所述抗氧剂选自不对称受阻酚型杯芳烃类高分子量主抗氧剂与亚磷酸酯类高分子量辅助抗氧剂的混合物。
5.根据权利要求1或2所述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，其特征在于，所述抗辐照剂选自二茂铁、2- 氨基-5-（对-甲氧基苯基）-1，3，4- 噻二唑镧配合物和6- 苄氨基嘌呤铜配合物中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述核级电缆用无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘料，其特征在于，所述基料中含有乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，且基料中所述乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的质量百分数含量为60%～80%。
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