CN1929039A - 核电站用电缆绝缘料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种核电站用电缆绝缘料，其原料包括以下组分及含量重量份：三元乙丙橡胶－丙烯酸脂的共聚物100份、氢氧化铝50－90份、氢氧化镁50－90份、2－巯基苯并咪唑1－3份、氧化镝3－10份、氮化硼10－20份、石腊1－6份、过氧化二异丙苯3－5份、氧化锌5－8份。本发明的优点是提供了一种具有优良的电气性能、耐辐照性能强、耐热老化性能优、耐湿热性能优、无卤低烟低毒及阻燃性能好、使用寿命长的核电站用电缆绝缘料。

Description

核电站用电缆绝缘料
所属技术领域
本发明涉及一种电缆绝缘料，特别是一种核电站用电缆绝缘料。
背景技术
核电站用电缆要求电缆绝缘材料必须具有优良的电气性能、耐辐照性能强、耐热老化性能优、耐湿热性能优、无卤低烟低毒及阻燃性能好、使用寿命长等特点。目前常用的绝缘材料为聚乙烯、交联聚烯烃与乙丙橡胶，上述一般材料中聚合物在辐照作用下会产生电离或激发等反应，并会进一步发生以下化学反应：大分子间由辐照引发的交联反应，辐照引发的降解反应、氧化反应，产生气体产物，其他如异构化等。这些反应在不同的反应速率下发生的程度不同，最终的结果是聚合物材料的分子量愈来愈小，甚至失去聚合物的性质，使电缆绝缘材料的各项性能都大幅度下降。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有优良的电气性能、耐辐照性能强、耐热老化性能优、耐湿热性能优、无卤低烟低毒及阻燃性能好、使用寿命长的核电站用电缆绝缘料。
本发明的技术方案是：一种核电站用电缆绝缘料，其原料是：由三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物构成的基料，由氢氧化铝和氢氧化镁构成的阻燃剂，由2-巯基苯并咪唑构成的抗氧剂，由氧化镝和氮化硼构成的抗辐照剂，由石腊构成的润滑剂，由过氧化二异丙苯构成的交联剂，由氧化锌构成的活性剂。上述电缆绝缘料的原料包括以下组分及含量重量份：
三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物          100份
氢氧化铝                50-90份
氢氧化镁                50-90份
2-巯基苯并咪唑          1-3份
氧化镝                  3-10份
氮化硼                  10-20份
石腊                    1-6份
过氧化二异丙苯          3-5份
氧化锌                  5-8份
本发明产品的制备方法是：首先将上述各原料按配比要求提取后送入橡胶密炼机混和，其次将上述混和料送入辗页机下片，最后将上述片料送入挤橡机挤出加工成本发明产品。本发明产品生产的电线电缆经测试具有如下特殊性能：
  序号   项目名称   单位   测试值
  1   拉伸强度   MPa   8
  2   断裂伸长率   ％   350
  3   20℃绝缘电阻常数  最小   MΩ·km   4360
  4   150℃/30天热老化后拉伸强度变化率断裂伸长率变化率 ％％ 2017
  5   氧指数   ％   28
  6   γ射线(200Mrad/70℃)辐照后断裂伸长率 ％ 100
  7   耐高温湿热电气性能湿热老化绝缘变化率110℃*30d156℃下的绝缘电阻常数  最小 ％MΩ·km 3050
8 耐酸、碱性能拉伸强度变化率断裂伸长率变化率 ％％ -33-38
从以上数据可以看出，绝缘材料在经过200Mrad/70℃γ射线辐照后断裂伸长率能达到100％，本发明在三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物中添加抗辐照剂和抗氧剂能有效地使γ射线的破坏得到抑制，并降低了聚合物分子间力受破坏的程度，减少局部C-C键因受激发而造成的链断裂，使降解的速度得到减缓。在核电站标准中要求绝缘材料能通过单根垂直燃烧，在常规情况下乙丙橡胶易燃烧，但本发明在三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物中加入大剂量阻燃剂氢氧化铝和氢氧化镁后使本电缆绝缘材料不会燃烧，符合了核电站提出的阻燃要求。本发明中通过加入抗氧剂，在核环境下聚合物的解聚反应速率明显减速，分子发生碎裂或生成碳质残渣明显减少。由于热降解的过程始于分子链端或分子中的其它薄弱点，相连的单体链节逐个失去，为了控制降解速率，本发明引入了有效的自由基接受体抗氧剂2-巯基苯并咪唑，它能隔断自由基作为中间物和聚合物反应生成新的自由基，使材料的抗老化性能得到很大程度的提高。通过阿累尼乌斯公式计算，本发明绝缘材料的抗老化性能得到了极大的提高，使电缆使用寿命可达40年以上。本绝缘材料还通过加入丙烯酸脂对三元乙丙橡胶进行改性，提高了绝缘材料的分子内键合力，阻止侵蚀物聚合物的渗透，封闭聚合物的易反应位置和减低侵蚀物的反应活性，达到耐酸、碱性目的，并通过抗辐照剂和抗氧剂共同作用对绝缘材料进行有效防护。经过LOCA试验后绝缘材料还具有一定的机械性能和电性能，能有效保护电缆的安全运行。
本发明的优点是：在核电站用电缆绝缘料中，采用在三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物中添加抗辐照剂、阻燃剂、抗氧剂等添加剂。从而提供了一种具有优良的电气性能、耐辐照性能强、耐热老化性能优、耐湿热性能优、无卤低烟低毒及阻燃性能好、使用寿命长的核电站用电缆绝缘料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1，一种核电站用电缆绝缘料，其原料包括以下组分及含量重量份：
三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物       100份
氢氧化铝                 50-90份
氢氧化镁                 50-90份
2-巯基苯并咪唑           1-3份
氧化镝                   3-10份
氮化硼                   10-20份
石腊                     1-6份
过氧化二异丙苯           3-5份
氧化锌                   5-8份
本核电站用电缆绝缘料的产品的制备方法是：(1)、将三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物在密炼机中塑炼1-2分钟。(2)、加入氢氧化铝、氢氧化镁、2-巯基苯并咪唑、氧化镝、氮化硼、石腊、氧化锌后混炼15分钟并经滤橡机过滤。(3)、加入过氧化二异丙苯进行混炼并辗页。(4)、进挤橡机挤出就成本核电站用电缆绝缘料的产品。
实施例2，一种核电站用电缆绝缘料，其原料包括以下组分及含量重量份：
三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物           100份
氢氧化铝                                50份
氢氧化镁                                90份
2-巯基苯并咪唑                          1份
氧化镝                                  3份
氮化硼                                  10份
石腊                                    1份
过氧化二异丙苯                          3份
氧化锌                                  5份
其制备方法与实施例1相同。
实施例3，一种核电站用电缆绝缘料，其原料包括以下组份及含量重量份：
三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物        100份
氢氧化铝                             90份
氢氧化镁                             50份
2-巯基苯并咪唑                       3份
氧化镝                               10份
氮化硼                               20份
石腊                                 6份
过氧化二异丙苯                       5份
氧化锌                               8份
其制备方法与实施例1相同。

Claims (2)

1、一种核电站用电缆绝缘料，其特征在于：该电缆绝缘料的原料包括以下组分及含量重量份：
三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物        100份
氢氧化铝                             50-90份
氢氧化镁                             50-90份
2-巯基苯并咪唑                       13份
氧化镝                               3-10份
氮化硼                               10-20份
石腊                                 1-6份
过氧化二异丙苯                       3-5份
氧化锌                               5-8份
2、根据权利要求1所述的核电站用电缆绝缘料，其特征在于：该电缆绝缘料的原料包括以下组分及含量重量份：
三元乙丙橡胶-丙烯酸脂的共聚物        100份
氢氧化铝                             70份
氢氧化镁                             70份
2-巯基苯并咪唑                       2份
氧化镝                               6份
氮化硼                               15份
石腊                                 3.5份
过氧化二异丙苯                       4份
氧化锌                               6.5份
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