一种核电站用电缆护套材料及其制备方法技术

本申请公开了一种核电站用电缆护套材料及其制备方法，上述核电站用电缆护套材料，包括如下组分：聚乙烯树脂

【技术实现步骤摘要】
一种核电站用电缆护套材料及其制备方法


[0001]本申请涉及电缆护套
，尤其是涉及一种核电站用电缆护套材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]核电站用电缆护套用于保护电缆内部的导体和绝缘层，提供电缆的绝缘性能，防止电流泄漏和短路等电气故障，确保电能传输的安全性和稳定性，同时，电缆护套材料具有较高的机械强度和耐磨性，能够保护电缆内部的导体和绝缘层免受外部物理损伤
、
压力和挤压等影响
。
它可以防止电缆被剪切
、
折断或受到机械应力等导致的损坏
。
[0003]常规核电站用电缆护套材料的基材料通常采用乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物
(EVA)
材料，
EVA
材料中的乙酸乙烯酯
‑
CH2CHCOOCH3‑
在长期热老化作用下及大量射线照射下，产生活性自由基
(COO
‑
)
或活性离子，并会进一步发生化学反应，活性自由基或活性离子引发大分子链的降解反应
、
交联反应
、
氧化反应及分子异构化反应，这些反应使材料分子反应速率加快，护套材料会变脆，机械性能变差，特别是材料的断裂伸长率大幅下降，影响材料使用
。
此外，常规核电站用电缆护套材料的阻燃剂通常使用单一无机阻燃剂，然而，单一无机阻燃剂的阻燃效果有限，难以满足核电站对高阻燃性能的要求
。
[0004]因此，亟需开发一种机械性能良好且高阻燃性能的电缆护套材料，以满足核电站的使用需求
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述至少一种技术问题，开发一种机械性能良好且高阻燃性能的电缆护套材料，本申请提供一种核电站用电缆护套材料及其制备方法
。
[0006]一方面，本申请提供的一种核电站用电缆护套材料，按重量份数计，其原料组成包括：聚乙烯树脂
70
‑
90
份
、
无机阻燃剂
50
‑
100
份
、
膨胀型阻燃剂5‑
10
份
、
相容剂2‑
10
份
、
抗辐射助剂3‑
10
份
、
抗氧剂2‑5份；其中，所述膨胀型阻燃剂包括酸源
、
炭源和气源，所述酸源
、
炭源和气源的重量比为5：3：2；所述酸源为纳米二氧化硅，所述炭源为双季戊四醇和糊精的混合物，所述双季戊四醇和所述糊精的重量比为1：
(0.75
‑
2.5)
，所述气源为蜜胺和脲的混合物，所述蜜胺和所述脲的重量比为1：
(3
‑
5)。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请采用特定原料和配比制备的核电站用电缆护套材料机械性能良好且阻燃性能较高，能够满足核电站的使用需求
。
本申请加入的聚乙烯树脂是一种综合性能较为优异的材料，具有良好的电绝缘性能和耐高温性能；加入的无机阻燃剂和膨胀型阻燃剂是一种“绿色”阻燃剂，它们在燃烧时发烟少，不产生腐蚀性气体，并且含膨胀型阻燃剂的高分子材料在受高热或燃烧时，可在其表面形成膨胀炭层，使得材料不易产生熔滴
、
烟量，并且有毒气体的生成量也大幅度降低，因而具有优异的阻燃性能
。
加入的
相容剂可以提高无机阻燃剂在树脂中的分散性，并提高材料的力学性能；加入的抗辐射助剂能够吸收或散射辐射能量，可以在一定程度上降低辐射的穿透和照射效果；加入的抗氧剂可以防止材料在长期暴露于高温
、
辐射和氧气环境下发生氧化反应，从而延长材料的使用寿命和性能稳定性
。
[0008]可选的，所述纳米二氧化硅的平均粒径为
15
‑
20nm。
[0009]通过采用上述技术方案，本申请加入的纳米二氧化硅具有较高的硬度和强度，可以增加护套材料的机械性能，同时，纳米二氧化硅具有较高的热稳定性和热导性能，可以提高护套材料的耐高温性能，使其能够承受核电站高温环境下的工作条件，防止材料变形
、
软化或熔化
。
[0010]可选的，所述双季戊四醇与所述糊精的重量比为1：
2。
[0011]可选的，所述蜜胺与所述脲的重量比为1：
3。
[0012]可选的，所述无机阻燃剂选自氢氧化铝
、
氢氧化镁中的一种
。
[0013]可选的，所述相容剂包括乙烯
‑
辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物和乙烯接枝马来酸酐共聚物中的至少一种，其中，所述乙烯
‑
辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物和乙烯接枝马来酸酐共聚物中马来酸酐的质量接枝率为
0.5
‑
2.5
％
。
[0014]可选的，所述抗辐射助剂包括二硫化钼
、
三氧化二铝和二氧化钛，所述二硫化钼
、
所述三氧化二铝和所述二氧化钛的重量比为
(3
‑
15)
：
(5:10)
：
(5
‑
10)。
[0015]可选的，所述抗氧剂为四
[3
‑
(3
，5‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基
)
丙酸
]季戊四醇酯
。
[0016]第二方面，本申请提供了上述核电站用电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、
将聚乙烯树脂
、
无机阻燃剂
、
膨胀型阻燃剂
、
相容剂
、
抗辐射助剂和抗氧剂置于高速混合机中混合均匀，得到混合料；
S2、
将
S1
的混合料置于密炼机中混炼，得到混炼料；
S3、
将
S2
的混炼料置于挤出机中挤出造粒，得到粒料；
S4、
将
S3
的粒料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，得到核电站用电缆护套材料
。
[0017]通过采用上述技术方案，本申请采用两步共混，使得无机阻燃剂
、
膨胀型阻燃剂
、
相容剂
、
抗辐射助剂和抗氧剂在聚乙烯树脂中能够充分混合；此外，本申请的生产工艺简单，成本低，能够很好满足核电站的使用需求
。
[0018]可选的，所述
S1
中，混合处理的时间为5‑
8min
；所述
S2
中，混炼的温度为
100
‑
160℃
，混炼的时间为5‑
10min
；所述
S3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种核电站用电缆护套材料，其特征在于，按重量份数计，其原料组成包括：聚乙烯树脂
70
‑
90
份
、
无机阻燃剂
50
‑
100
份
、
膨胀型阻燃剂5‑
10
份
、
相容剂2‑
10
份
、
抗辐射助剂3‑
10
份
、
抗氧剂2‑5份；其中，所述膨胀型阻燃剂包括酸源
、
炭源和气源，所述酸源
、
炭源和气源的重量比为5：3：2；所述酸源为纳米二氧化硅，所述炭源为双季戊四醇和糊精的混合物，所述双季戊四醇和所述糊精的重量比为1：（
0.75
‑
2.5
），所述气源为蜜胺和脲的混合物，所述蜜胺和所述脲的重量比为1：（3‑5）
。2.
根据权利要求1所述的核电站用电缆护套材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的平均粒径为
15
‑
20nm。3.
根据权利要求1所述的核电站用电缆护套材料，其特征在于，所述双季戊四醇与所述糊精的重量比为1：
2。4.
根据权利要求1所述的核电站用电缆护套材料，其特征在于，所述蜜胺与所述脲的重量比为1：
3。5.
根据权利要求1所述的核电站用电缆护套材料，其特征在于，所述无机阻燃剂选自氢氧化铝
、
氢氧化镁中的一种
。6.
根据权利要求1所述的核电站用电缆护套材料，其特征在于，所述相容剂包括乙烯
‑
辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物和乙烯接枝马来酸酐共聚物中的至少一种，其中，所述乙烯
‑
辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物和乙烯接枝马来酸酐共聚物中马来酸酐的质量接枝率为
0.5
‑
2.5%。7.
根据权利要求1所述的核电站用电缆护套材料，其特征在于，所述抗辐射助剂包括二硫化钼
、
三氧化二铝和二氧化钛，所述二硫化钼
、
所述三氧化二铝和所述二氧化钛的重量比为（3‑
15
）：（
5:10
）：（5‑
10
）...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴领万，吴银香，
申请(专利权)人：常州市昊强线缆有限公司，
类型：发明
国别省市：