[发明专利]核电1E级K1类电缆绝缘料及制备工艺

说明书

技术领域

本发明提供一种核电用1E级K1类电缆绝缘材料，同时还公开了该电缆绝 缘材料的制备工艺，属于特种电缆技术领域。

背景技术

核电站1E电缆指完成反应堆紧急停堆；安全壳隔离、堆芯应急冷却、反应 堆余热导出、反应堆安全壳的热导出；防止放射性物质向周围环境排放等功能的 电气系统设备的安全级的产品，按核电站电气系统设备的安全类别分为三类： K1、K2、K3。其中，K1类产品一般安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件 下和在SL2(安全停堆地震动)载荷以下及在事故期间或事故之后必须仍能执行 其规定的功能。

核电站用电缆绝缘材料受到大量射线照射时，绝缘材料会变脆，材料机械性 能变差。聚合物暴露在核电站严酷环境下(如射线等)会发生劣化，主要是氧化 劣化，即聚合物吸收了放射线赋予的能量，发生自动氧化反应，生成R·及ROO·等 自由基，这些自由基与聚合物分子进行反应，引起聚合物分子链的断裂或交联， 从而给绝缘材料的力学性能造成不可逆转的恶变。因此，作为核电站电缆用电缆 绝缘材料，必须具有优良的耐辐照性。由于各种不同的高聚物，其耐辐照性能不 同，目前核电站所使用电缆绝缘材料的耐辐照性能及其它综合理化性能都不理 想。

传统的电缆绝缘材料普遍采用卤素类阻燃材料，如含溴材料具有很高的阻燃 性，是目前使用最多的阻燃材料。但卤素类阻燃材料燃烧时会产生有害物质一 二恶英化合物，并且会产生溴化二苯并二恶英、多溴二苯并呋喃等物质。它可以 在卤素配位位置上分解出数种强毒性化合物，这些化合物损害皮肤和肝脏，导致 人体畸形并有致癌作用。而无机非卤阻燃剂在阻燃的同时，因为用量较大会给材 料的力学性能带来不利的影响。

发明内容

本发明提供一种核电用1E级K1类电缆绝缘材料，目的旨在解决现有核电站 用电缆绝缘材料的耐辐照性能及其它综合理化性能都不理想，并且含有大量有毒 物质的问题。

本发明还提供了该电缆绝缘材料的制备方法，制备出一种符合核电站要求的 长寿命、耐辐照的1E级K1类电缆绝缘材料。

本发明1E级K1类电缆绝缘材料，由以下原料按重量比制成的：

聚烯烃树脂40-80份，阻燃剂20-50份，抗辐照改性剂1-5份，增韧改性 剂1-10份，抗氧剂1-4份，甲基硫醇锡1-6份，塑料加工助剂1-10份。

本发明采用的聚烯烃树脂为乙烯醋酸乙烯基树脂(EVA)或聚乙烯(PE)或 两者的混合物，其混合比例为(2-3)∶1。

本发明采用的阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁及氮系阻燃剂的混合物，混合比 例为(4-6)∶(2-4)∶(1-2)。

本发明采用的抗辐照改性剂为高苯基硅橡胶、苯撑硅橡胶任一种或两种按 (0.8-1.2)∶1混合。

其中高苯基硅橡胶的苯基含量为10-40％；

苯撑硅橡胶的苯撑含量40-60％，苯基含量20-40％，乙烯基含量0.5-1.0％， 特性粘度在0.85-0.95dl/g范围。

本发明采用的增韧改性剂为三元乙丙胶、硅橡胶任意一种或两种胶按 (1-2)∶1的比例混合。

本发明采用的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂AT-10或抗氧剂7910任意一 种。

本发明采用的塑料加工助剂有润滑剂、着色剂、增塑剂以及敏化剂等。

本发明1E级K1类电缆绝缘材料的制备方法如下：

按上述比例称取聚烯烃树脂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂，增韧改性剂，抗 辐照改性剂放入密炼机中混炼，待聚烯烃熔融后加入塑料加工助剂，混炼15-30 分钟，混炼温度为120-150℃，得到1E级K1类电缆绝缘材料的母料；将其用油 压机压片或用挤出机成型后，用电子加速器辐照180-500KGy，即得。

本发明的积极效果在于：将复配阻燃体系、塑料改性剂及抗辐照填加剂通过 复配共混改性，来制备出一种符合核电站要求的长寿命、耐辐照的1E级K1类 电缆绝缘材料，其性能满足IEEE383-2003标准的相关要求。

1、采用氮系阻燃剂可以和无卤阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁体系起到协调效 应，(氮系阻燃剂受热分解后，易放出氨气、氮气、深度氮氧化物、水蒸汽等不 燃性气体，不燃性气体的生成和阻燃剂分解吸热带走大部分热量，极大地降低聚 合物的表面温度，达到良好的阻燃效果)提高阻燃性能和耐温性能；