[发明专利]一种核电站电缆用内绝缘材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种核电站电缆用内绝缘材料及其制备方法，该材料包括聚烯烃80‑100份，负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂5‑10份，多官能团交联剂0.5‑5份，抗氧剂0.5‑4份，装载抗氧剂的埃洛石纳米管1‑5份；按配方称取聚烯烃、负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂于密炼机中混炼，然后加入剩余原材料，混炼均匀后，挤出造粒制成内绝缘粒料；所制得的内绝缘粒料用于电缆导电线芯的内绝缘层的包覆材料；本发明的核电站电缆用内绝缘材料具有较好的抗辐照性能和较长的热老化寿命，且力学性能突出。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种核电站电缆用内绝缘材料及其制备方法。

背景技术

目前世界上先进的高温气冷堆、CAP1400核电用高安全电缆及其核心关键材料，包括电力、控制、仪表、高温、网络通信、同轴等系列电缆及内外绝缘、护套、填充等系列关键材料。核电电缆的高安全性能体现在使用寿命长(≥60年)、耐高辐照剂量(≥2500kGy)、设计事故条件下的功能完整性，同时要满足机械性能、电性能、阻燃性能、耐酸碱介质等性能。

电缆材料在使用过程中，电缆绝缘单层无法实现电性能、阻燃性能、寿命之间的平衡难题。为了解决这样的难题，往往将绝缘材料分为内外绝缘两种材料，内绝缘材料主要实现高电阻性能、长寿命与抗辐照性能，外绝缘材料主要实现高阻燃性能、长寿命与抗辐照性能。

在现有技术中，为实现绝缘材料的高电阻性能、长寿命与抗辐照性能；往往添加抗辐照剂和抗氧剂(或者防老剂)提高抗辐照性能和热老化寿命。

最有效屏蔽辐照射线的是含铅化合物，由于电缆材料无卤与重金属元素限制的要求；其它的抗辐照剂如氮化硼、氮化碳、蒙脱土、二硫化钼、石墨烯、稀土氧化物、碳酸铋、咪唑和喹啉类化合物被报道与使用在电缆材料之中。然而使用一种抗辐照剂不一定能取得较好的抗辐照效果。纳米材料杂化技术可以将多种材料的性能集合到一起，起到1+12的效果，将多种抗辐照剂通过杂化技术组装到一起用于核电站电缆材料未见相应的报道。

常见的抗氧剂有酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、磷酸酯类抗氧剂和抗铜剂。然而抗氧剂由于分子量较小，在高温热老化的时候，抗氧剂容易发生迁移，从基体内部迁移到表面或丢失，从而降低抗老化效果。粘土矿物埃洛石纳米管(Halloysite Nanotubes,HNTs)，是一种具有中空管状结构、良好水分散性、内外壁不同性质、高吸附性、生物相容、环境友好的新型纳米材料。天然埃洛石的内径为10-20nm，外径为40-70nm，长度为200-1000nm。由于其具有高长径比和高吸附性，能够在其管内外壁吸附或接枝功能分子，因此在药物载体、组装工程支架和生物检测等领域具有潜在应用。ACS Appl.Mater.Interfaces 2015,7,8156-8165报道将抗氧剂组装到埃洛石纳米管中并用于材料之中，研究表明将抗氧剂组装到埃洛石纳米管中，抗氧剂在材料体系之中缓慢释放并显著提高材料的抗氧化效果。但是至今未见报道将抗氧剂组装到埃洛石纳米管并用于核电站电缆材料之中，用于实现抗氧剂的缓慢释放，提高电缆材料热老化和抗辐照效果，从而提高电缆材料的综合物性。

发明内容

为了解决核电站电缆的内绝缘材料抗辐照性能和热老化性能不佳的技术问题，而提供一种核电站电缆用内绝缘材料及其制备方法。本发明方法的内绝缘材料具有抗辐照性能佳、寿命长以及绝缘性能高的优点，用于核电站电缆的内绝缘材料。

为达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种核电站电缆用内绝缘材料，包括如下重量份组分：

聚烯烃80-100份，

负载纳米颗粒的片层杂化抗辐照剂5-10份，

多官能团交联剂0.5-5份，

抗氧剂0.5-4份，

装载抗氧剂的埃洛石纳米管1-5份；