[发明专利]核用电缆无卤阻燃护套料、电缆护套，制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种核用电缆无卤阻燃护套料、电缆护套，及其制备方法和应用。

背景技术

第三代核电，如美国西喔公司AP1000核电机组，已在我国大量建设。为了我国科技的全局和长远发展，中国科学院提出战略性先导科技专项，未来先进核裂变能(第四代)——钍基熔盐堆核能系统(TMSR)的研制工作。无论是第三代还是第四代核能系统，核电的电缆及电缆附件绝缘和护套材料必须具有优良的长期热老化性能(第一、二代核电机组90℃下长期使用寿命为40年，第三、四代核电机组90℃下长期使用寿命为60年)，稳定的耐辐照性能和电气性能、良好的阻燃性能以及低烟、无卤、低毒等特点。

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，作为聚合物基材的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是易燃的高分子材料，为了使护套材料达到电缆A类成束垂直燃烧，必须添加大量无卤阻燃剂。一般无卤阻燃剂要达到此阻燃性能，其添加量必须大于50%。一般材料添加如此多的阻燃剂后机械性能都不能满足核电K1护套材料基本要求，为了提高材料的机械性能最有效的办法就是在聚合物基材中添加聚合物相容剂，目前市场上通常采用化学接枝马来酸酐官能团的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA-g-MAH)作为相容剂(接枝率为0.8-1%)。

专利CN101456992A采用单一无机阻燃剂的复配技术，总所周知，采用单一无机阻燃剂阻燃材料氧指数数值可以很高(氧指数为37.6)，但不一定能通过核电电缆绝缘层单根垂直燃烧试验。同时该专利耐辐照试验是550KGy,远没有本发明1500KGy耐辐照性能要求。

采用单一复配无机阻燃剂要满足电缆阻燃标准，即单根垂直燃烧标准，势必需要添加大量无机阻燃剂，影响护套材料机械性能，这种问题也亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有核电站电缆护套料长期热老化、无卤阻燃性能不够理想、机械性能差等问题的缺陷，提供一种核用电缆无卤阻燃护套料、电缆护套的制备方法和应用，本发明的护套料性能优越、具有良好的阻燃性能、稳定的耐辐照性能、电气性能和机械性能。

本发明的技术方案之一是，提供一种核用电缆无卤阻燃护套料的制备方法；

其包括以下重量份的原料：

聚合物基材：100份；无机阻燃剂：100-140份；聚磷腈阻燃剂：15-25份；氮系阻燃剂：15-30；复合抗氧剂：4-8份；抗辐照剂：5-15份；加工助剂：6-12份；

其中所述的聚合物基材包括相容剂和乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)；其中，所述的相容剂为辐射接枝马来酸酐的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA-g-MAH)；

所述的无机阻燃剂包括氢氧化镁；

所述的聚磷腈阻燃剂包括六苯氧基环三磷腈；

所述的氮系阻燃剂包括三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)；

所述的复合抗氧剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂和紫外线吸收剂；

其中，所述的主抗氧剂包括季戊四醇酯(抗氧剂1010)和/或β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯(抗氧剂1076)；

所述的辅助抗氧剂包括硫酯类抗氧剂；

所述的紫外线吸收剂包括2-(2'-羟基-3',5'-二特戊基苯基)苯并三唑(UV-328)、2-(2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑(UV-329)和2-(2'-羟基-3',5'-双(a、a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑(UV-234)中的一种或多种；

所述的抗辐照剂包括抗辐照剂A和抗辐照剂B，其中抗辐照剂A为高苯基硅橡胶和/或苯撑硅橡胶；抗辐照剂B为碳化硼和/或氮化硼；

所述的加工助剂包括交联敏化剂和润滑剂；

其中所述的交联敏化剂包括三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)和/或三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)，所述的润滑剂包括聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的一种或多种。