第三代核電站嚴酷環(huán)境用電纜護套料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電纜護套料的制備方法，特別涉及一種第三代核電站嚴酷環(huán)境用 電纜護套料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 核能作為新一代能源，具有許多其它能源無法比擬的優(yōu)點，不僅不會對環(huán)境造成 破壞，而且核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，運輸和儲存都十分方便，所以興建 核電站對于我國是十分必要并具有光面前景的。隨著當今社會的日益發(fā)展，我們國家也面 臨著煤炭、石油、天然氣等能源燃料日益匱乏的境況，核能作為高效、清潔能源、不僅在安全 性、穩(wěn)定性以及對環(huán)境的保護性上都具有明顯優(yōu)勢，還是一種更為經(jīng)濟的能源，它目前正在 我過逐步的推行和發(fā)展，未來必將成為新一代的能源支柱。
[0003] 目前我國的核電建設(shè)已經(jīng)進入了高速發(fā)展期，第三代核電，如美國西屋公司 AP1000核電機組，已在我國的三門建設(shè)。同時我國還提出規(guī)劃未來先進核聚裂變能（第四 代核電機組）的系統(tǒng)研制工作。無論是第三代還是第四代核能系統(tǒng)，核電的電纜及其電纜 附件的絕緣材料都必須具有優(yōu)良的長期熱老化性能（熱壽命多90°C X60年），穩(wěn)定的耐輻 照性能和電氣性能、良好的阻燃以及低煙、無釓低毒等特點。核電站電纜用絕緣材料的基 材通常大多為聚乙烯、交聯(lián)聚烯烴等材料，這些傳統(tǒng)的電纜絕緣料在事故中會產(chǎn)生大量HCL 氣體，形成煙霧，成為火災中人員傷亡的首要原因，因此電纜護套料的低煙無鹵阻燃性能顯 得尤為重要。在核電站LOCA事故工況下，短時產(chǎn)生的高溫高壓沖擊對電纜護套層有極強的 破壞性，造成護套層腐蝕，電氣性能下降等。目前我國現(xiàn)有技術(shù)均在40年壽命的熱塑性低 煙無鹵材料上加以改進，但難度甚大。三代核電要求使用壽命達到60年以上，對耐溫等級 長期熱老化提出了更高要求。故采用熱固性材料作為基材將成為趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對我國現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種性能更為優(yōu)越、在長期工 作溫度90°C的情況下，使用壽命達60年以上、適用于第三代核電站嚴酷環(huán)境下用電纜護套 料及其制備方法。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0006] 第三代核電站嚴酷環(huán)境下用電纜護套料，主要由以下組分及重量份數(shù)的物料制 成：
[0007]
[0008] 其中，所述乙烯醋酸乙烯共聚物EVA，VA含量為40%;
[0009] 所述無機阻燃劑劑選自氫氧化鎂，氫氧化鋁中的一種或者二者組合；
[0010] 所述氫氧化鎂為德國馬丁 H5牌號，粒徑10000目；
[0011] 所述氫氧化鋁為雅寶公司104牌號，粒徑5-10微米；
[0012] 所述防老劑包括2-巰基苯并咪唑，4, 4'-二異丙苯基二苯胺中的一種或者其二者 組合；
[0013] 所述協(xié)效阻燃劑選自有機硅，碳酸鎂、硼酸鋅、紅磷粉中的一種或者多種組合；
[0014] 所述潤滑劑選自白石蠟、硅油中的一種或者多種；
[0015] 所述穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅；
[0016] 所述交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯；
[0017] 所述助交聯(lián)劑為三烯基異氰脲酸酯；
[0018] 所述改性填料的制備方法如下：a、按質(zhì)量比3-6:2-4:1的比例稱取斜鋯石、透閃 石、水淬渣，混合均勻，粉碎，過100-150目篩，然后加水制成濃度為50-60%的懸浮液，加入 相當于懸浮液重量4-6%的a -烯基磺酸鈉、3-4%的單十二烷基磷酸酯三乙醇胺和2-3% 的山梨醇聚氧乙稀醚椰油酸酯，水浴加熱至50-60°C，400-500r/min攪拌15-20min，過濾， 烘干；b、取相當于步驟a制得的粉末重量3-4倍量的體積分數(shù)為90 %的乙醇水溶液，然后 加入相當于步驟a制得的粉末重量1-2%的乙烯基三（(6-甲氧基乙氧基）硅烷和0. 5-1% 的異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸酯，水浴加熱至40-50°C，200-300r/min攪拌 20_30min，過濾，烘干即可。
[0019] 第三代核電站嚴酷環(huán)境下用電纜護套料的制備方法，包括以下步驟：
[0020] 第一步：配料
[0021] 根據(jù)上述的配方組份重量份配比在電子秤上稱重配料。
[0022] 第二步：一次混煉
[0023] 根據(jù)上述的配方組份按照第一步稱重的份數(shù)，將乙烯醋酸乙烯共聚物、無機阻燃 劑、協(xié)效阻燃劑、防老劑、抗輻射劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑投入密煉機混合，密 煉機溫度在80-KKTC，密煉3-5分鐘；將混合料翻出，轉(zhuǎn)入開煉機薄通打卷，然后將混合膠 卷停放6-8小時；
[0024] 第三步：二次混煉
[0025] 將一次混合膠卷、交聯(lián)劑、助交聯(lián)劑、改性填料投入密煉機中，放下上頂栓，密煉溫 度控制在60-80 °C，密煉40-50秒，將混合料翻出，轉(zhuǎn)入開煉機薄通打卷。
[0026] 第四步：輾頁出片
[0027] 將薄通后打成的膠卷投入三輥輾頁機，并將六個冷卻滾筒開足冷卻水，將切割 后的膠片一次穿過八個冷卻滾筒，再穿過隔離粉槽，最后制成寬度為20-30mm，厚度為 0. 4-0. 6mm 的膠片；
[0028] 通過以上四個步驟得到第三代核電站嚴酷環(huán)境用電纜護套料產(chǎn)品。
[0029] 采用本發(fā)明的益處在于：
[0030] -、由于本發(fā)明中的護套料是對現(xiàn)有熱固性低煙無鹵護套料的的一種技術(shù)改進， 采用VA含量為40%的醋酸乙烯酯樹脂，使其膠料具有優(yōu)良的阻燃性能與耐油性能；
[0031] 二、由于本發(fā)明采用了防老劑2-巰基苯并咪唑與4, 4'-二異丙苯基二苯胺中的一 種或者其二者組合，可滿足180°C，168h老化要求，克服了傳統(tǒng)護套料不耐溫的問題，從而 延長了使用壽命；
[0032] 三、由于本發(fā)明中的阻燃劑均為改性納米級材料，經(jīng)過乙烯基硅烷的作用使其與 聚合物基材良好接觸，提高了膠料的機械性能及阻燃性能，有效克服機械性能與阻燃性能 之間的矛盾；
[0033] 四、本發(fā)明采用了交聯(lián)劑與助交聯(lián)劑共用的體系，有效提高了膠料的交聯(lián)密度，減 低硫化時間，同時相應的提高了硫化膠的機械性能；
[0034] 五、本發(fā)明的填料經(jīng)兩次表面改性后，使得表面性質(zhì)由親水性轉(zhuǎn)為親油性，增強了 與高分子聚合物的界面結(jié)合力，致使無機填料填充后的高分子材料體系額機械性能、抗老 化性、耐水性、耐輻照性等明顯提高；
[0035] 六、本發(fā)明中的所用材料均由市售，生產(chǎn)工藝簡單，實現(xiàn)了企業(yè)自給自足，使其產(chǎn) 品質(zhì)量可控，利于企業(yè)降低生產(chǎn)成本；
[0036] 總之，采用本發(fā)明得到的護套材料具有良好的機械性能，耐輻照性能、耐吸水性 能，本發(fā)明在90°C情況下使用壽命可達60年以上。
【具體實施方式】
[0037] 實施例1
[0038]-種第三代核電站嚴酷環(huán)境下用電纜護套料，包括如下重量份數(shù)的組份：
[0039]
[0040] 一種第三代核電站嚴酷環(huán)境下用電纜護套料的制備方法，步驟如下：
[0041] 第一步：配料
[0042] 根據(jù)實施例1所述的配方組份重量份配比在電子秤上稱重配料。
[0043] 第二步：一次混煉
[0044] 根據(jù)實施例1所述的配方組份按照第一步稱重的份數(shù)，將乙烯醋酸乙烯共聚物、 無機阻燃劑、協(xié)效阻燃劑、防老劑、抗輻射劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑等投入密煉機混合，密煉機溫 度在80-100°C，密煉3-5分鐘；將混合料翻出，轉(zhuǎn)入開煉機薄通打卷。然后將混合膠卷停放 6-8小時；
[0045] 第三步：二次混煉
[0046] 將一次混合膠卷、交聯(lián)劑、助交聯(lián)劑、改性填料投入密煉機中，放下上頂栓，密煉溫 度控制在60-80 °C，密煉40-50秒，將混合料翻出，轉(zhuǎn)入開煉機薄通打卷；
[0047] 第四步：輾頁出片
[0048] 將薄通后打成的膠卷投入三輥輾頁機，并將六個冷卻滾筒開足冷卻水，將切割 后的膠片一次穿過八個冷卻滾筒，再穿過隔離粉槽，最后制成寬度為20-30mm，厚度為 0. 4-0. 6mm 的膠片。
[0049] 上述實施例1中所述無機阻燃劑氫氧化鎂為德國馬丁 H5牌號，粒徑10000目；
[0050] 上述實施例1中所述協(xié)效阻燃劑為碳酸鎂；
[0051] 上述實施例1中所述防老劑為2-巰基苯并咪唑與4, 4'-二異丙苯基二苯胺二者 組合，其份數(shù)比為0.5:1.5 ;
[0052] 上述實施例1中所述潤滑劑為石蠟與硅油的二者組合，其份數(shù)比為1:2;
[0053] 上述實施例1中改性填料的制備方法如下：a、按質(zhì)量比3:2:1的比例稱取斜鋯石、 透閃石、水淬渣，混合均勻，粉碎，過1〇〇目篩，然后加水制成濃度為50%的懸浮液，加入相 當于懸浮液重量4%的a -烯基磺酸鈉、3%的單十二烷基磷酸酯三乙醇胺和2%的山梨醇 聚氧乙稀醚椰油酸酯，水浴加熱至50°C，400r/min攪拌20min，過濾，烘干；b、取相當于步驟 a制得的粉末重量3倍量的體積分數(shù)為90%的乙醇水溶液，然后加入相當于步驟a制得的 粉末重量I %的乙烯基三（(6-甲氧基乙氧基）硅烷和0.5%的異丙基三（二辛基焦磷酸酰 氧基）鈦酸酯，水浴加熱至40°C，200r/min攪拌20min，過濾，烘干即可。
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