[发明专利]一种核电站K1类电缆绝缘料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种核电站K1类电缆绝缘料及其制备方法。

背景技术

核电站运行过程中，包括电缆在内的内部组件需要承受热、氧、核辐射等环境。高分子材料会出现交联和降解反应，分子链不断形成支化结构和分子键的断裂，随着环境中氧气和臭氧的入侵，引发聚合物C-H键产生链式游离基反应，使C-H键断裂生成游离基，生成的游离基会进一步夺取聚合物上最活泼的氢原子，使得游离基反应连续进行，不断导致材料的降解，加速材料的老化。某些材料在火灾时会产生大量的烟雾和卤化氢气体，对核设施内部的人员和设备造成了非常大的破坏，因此电缆绝缘料具有阻燃、低烟、无卤、低毒性能是很有必要的。

核电站电缆必须具有优良的电气性能、较强的耐辐射性能、优异的耐老化性能、高阻燃性能、无卤低烟低毒、使用寿命长等性质。目前的电缆绝缘料是难以达到的，特别是要求60年以上的使用寿命对现有电缆绝缘料更是艰难的考验，但是目前第三代核电站的建立，尤其是AP1000核电技术的推广应用，又迫切需要解决这一难题，需要性能好、使用寿命长达60年以上的电缆绝缘料。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明提出一种核电站K1类电缆绝缘料及其制备方法，解决了现有核电站电缆耐辐射性能不高、耐老化性能和阻燃性差的难题，同时具有低烟无毒、使用寿命长等优点，能够满足第三代核电站苛刻环境的使用要求的电缆绝缘料。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种核电站K1类电缆绝缘料，包括如下重量份的物质：

所述三元乙丙橡胶的主要聚合物链是饱和的。

优选的，所述防辐射剂为Bi₂O₃和Bi₂WO₆按照重量比6～20：4～10混合。铋系化合物对γ射线具有优异的屏蔽防护能力。

优选的，所述阻燃剂为膨胀型阻燃剂NP430。更优选的，所述膨胀型阻燃剂包括烷基磷酸酯类物质、三聚氰胺和多元醇。

优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按照质量比4～6：4～6混合。

优选的，所述助交联剂为TAIC，其可以为液体或固态粉末。

所述其他加工助剂包括润滑剂、染色剂和偶联剂中的至少一种。其中润滑剂可以为聚乙烯蜡，染色剂可以为二氧化钛、铬黄、氧化铁红、镉黄等，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，KH560，KH570，KH792，DL602，DL171等。

所述核电站K1类电缆绝缘料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将电缆绝缘料的原料按照上述配方进行称重配料；

步骤二：将高混机预热到60-80℃，先将白炭黑、偶联剂投入混合并搅拌4-6分钟；再加入三元乙丙橡胶，混合搅拌4-6分钟出料；

步骤三：将防辐射剂按上述比例进行混合均匀，形成防辐射剂浆体；

步骤四：将抗氧剂按上述比例混合均匀，备用；

步骤五：把步骤二的混合出料及防辐射剂Bi₂O₃/Bi₂WO₆浆体、抗氧剂1010/168、阻燃剂NP430、助交联剂TAIC、其他加工助剂在开放式混炼机上进行混炼10-15分钟，压延2mm片料，用平板切粒机将片料切成方粒；

步骤六：将所述方粒送入单螺杆挤出机中，挤制成颗粒状，得到核电站K1类电缆绝缘料。

Bi作为一种新型的“绿色金属”，无毒，衰减系数比Pb大。同PbO相比，Bi₂O₃具有烧结挥发性小(通常不到0.2％)，在空气中稳定、不溶于水、不会对人体造成影响、不存在环境污染等诸多优点，含Bi的晶体一般密度较大,对射线吸收能力较强，Bi是Pb的理想替代品之一。Bi₂O₃作为一种功能粉体材料，其对γ射线具有很好的屏蔽性能。

Bi₂WO₆作为一种新型半导体光催化剂,具有较窄的带隙宽度和特殊的层状结构，具有良好的可见光催化性能。