[发明专利]一种核电站电缆专用的低温硫化无卤低烟高阻燃高填充材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种核电站电缆专用的低温硫化无卤低烟高阻燃高填充材料及其制备方法和应用，包括如下重量份原材料：基体材料100份、改性氢氧化镁250～300份、复配协效阻燃剂8～10份、润滑剂15～20份、消烟剂5～10份、过氧化2‑乙基己基碳酸叔丁酯和/或过氧化苯甲酸叔丁酯交联剂2～4份、多官能团助交联剂1～2份、防粘剂1～2份、抗氧剂1～2份、抗焦烧剂0.5～2份。本发明的材料可以实现在饱和蒸汽温度135～150℃、相应饱和水蒸汽压力0.34～0.50MPa下的低温低压连续交联，减少了电缆内、外护层挤出交联过程中对绝缘线芯的热挤压，避免绝缘线芯变形。

技术领域

本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种核电站电缆专用的低温硫化无卤低烟高阻燃高填充材料及其制备方法和应用。

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、信号、高温等系列电缆及绝缘、护套、填充等系列关键材料。核电电缆的高安全性能主要体现在使用寿命长(≥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；在严苛的使用环境下，绝缘材料主要满足核电站电缆材料的电性能要求；护套材料主要满足核电站在交变高温热老化、高辐照剂量照射与耐LOCA等特定的性能；填充材料则充当电缆内护套层、内衬层、芯间填充和隔热层等，为整个电缆提供重要的阻燃性能。

目前核电站电缆交联工艺材料主要有电子辐射和饱和水蒸汽两种，蒸汽硫化填充材料配方一般采用过氧化二异丙苯(简称DCP，1分钟半衰期:171℃；10小时半衰期:117℃)或双叔丁基过氧异丙基苯(简称BIPB，1分钟半衰期:175℃；10小时半衰期:113℃)过氧化物类交联剂，交联效果显著。

采用蒸汽硫化绝缘和护套的带有金属总屏蔽结构的控制和信号核电站电缆，一般在总屏蔽前挤包内护套或内衬层。我们发现：对于连续硫化过程中，由于芯间间隙多，采用DCP或BIPB交联剂填充胶料需要165℃(相应饱和水蒸汽压力0.60MPa)以上的交联温度，无论采用或不采用带有水汽平衡的连续硫化生产线挤制完成内护或挤外护套二次后绝缘芯相互挤压严重，绝缘层厚度都有可能不符合标准要求，特别是10对及以上对绞仪表信号电缆甚至还出现了内护外径收缩起拱现象。

发明内容

为了解决对于7芯以上控制电缆和5对以上对绞仪表信号电缆由于芯间间隙多采用常规DCP或BIPB交联剂填充胶料导致绝缘变形的技术问题，而提供一种核电站电缆专用的低温硫化无卤低烟高阻燃高填充材料及其制备方法和应用。本发明的材料可以实现在饱和蒸汽温度135～150℃、相应饱和水蒸汽压力0.34～0.50MPa下的低温低压连续交联，减少了电缆内护层挤出交联过程中对绝缘线芯的热挤压，避免绝缘变形。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种核电站电缆专用的低温硫化无卤低烟高阻燃高填充材料，包括如下重量份原材料：

基体材料100份、

改性氢氧化镁250～300份、

复配协效阻燃剂8～10份、

润滑剂15～20份、

消烟剂5～10份、

过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯和/或过氧化苯甲酸叔丁酯交联剂2～4份、多官能团助交联剂1～2份、

防粘剂1～2份、

抗氧剂1～2份、

抗焦烧剂0.5～2份。

进一步地，所述基体材料为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，其中乙酸乙烯酯占乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的质量百分数在40wt％以上，可以是乙酸乙烯酯含量为40％、45％、50％、70％、80％中的一种或多种按任意比例组合；所述改性氢氧化镁为硅烷改性的针状氢氧化镁。