[发明专利]核电站用1E级K1类热收缩电应力控制管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种核电站用热收缩电应力控制管及其制备方法。

背景技术

核能已成为人类使用的重要能源，核能发电是电力工业的重要组成部分。由于核电不会造成对大气的污染，在人们越来越重视地球温室效应、气候变化的形势下，积极推进核电建设，是我国能源建设的一项重要政策，对于满足经济和社会发展不断增长的能源需求，提升我国综合经济实力、工业技术水平和国际地位，都具有重要的意义。

2007年《国家核电发展专题规划（2005-2020年）》提到，到2020年核电运行装机容量争取达到4000万千瓦，并有1800万千瓦在建项目结转到2020年以后续建。核电占全部电力装机容量的比重从不到2%提高到4%，核电年发电量达到2600～2800亿千瓦时。2015年是中国核电重启之年，也将成为中国投入商业运行核电机组最多的一年，延长核电站的使用寿命是经济建设的长远目标。

核电站寿命的延长，这就要求匹配的电缆和电缆附件等材料使用寿命从原来的90℃温度条件使用40年，直接提高到使用60年。而作为中、高压电缆附件的核心部件的热收缩电应力控制材料也必须满足在90℃温度条件使用60年（耐热老化、耐辐射）的性能要求。热收缩电应力控制管是中、高压电缆附件的核心部件，可以根本舒缓电缆附件终端和中间接头中的电场应力集中情况，匀化电场分布，降低电击穿的概率，提高中、高压核电电缆，甚至是核电站运行的可靠性和安全性。

核电站用1E 级K1 类热收缩电应力控制材料在90℃温度条件下使用60 年，要求全部满足如下性能：

（1）常温下（23±2℃）时：拉伸强度 ≥ 9.0 MPa；断裂伸长率 ≥ 250%；体积电阻率 ≥ 1.0×10⁹Ω.cm，<1.0×10¹³Ω.cm；介电常数≥25；介电损耗值 ≤0.8；

（2）175℃、230小时的热老化后：拉伸强度 ≥ 7 MPa，断裂伸长率≥ 100% ；体积电阻率 ≥ 1.0×10⁹Ω.cm，<1.0×10¹³Ω.cm；介电常数≥15；介电损耗值 ≤0.8；

（3）175℃、230 小时热老化，辐射剂量 2400KGy以后：拉伸强度 ≥ 5.5Mpa；断裂伸长率≥ 50% ；体积电阻率≥ 1.0×10⁹Ω.cm，< 1.0× 10¹³ Ω.cm；介电常数 ≥ 15；介电损耗值 ≤ 0.8；

目前，现有热收缩电缆附件（主要是6kV、10kV、20kV和35kV等中、高压电压等级）中热收缩电应力控制管的材质都是以CPE（氯化聚乙烯）为主体材料，因为CPE的材料特性决定了其耐热老化、耐辐射等性能无法满足核电站用1E级K1类中、高压热收缩电缆附件的总体技术要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：为了克服现有的核电站用1E级K1类热收缩电应力控制管存在的缺陷，提供一种核电站用1E级K1类热收缩电应力控制管及其制备方法，其耐热老化、耐辐射、介电常数高、介电损耗值低、体积电阻率分布均匀。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种核电站用1E级K1类热收缩电应力控制管，由按照重量份数计的下述组分组成：

结晶性三元乙丙橡胶 70-100份；

聚乙烯 0-30份；

改性钛酸钡 10-30份；

高耐磨炭黑 20-40份；

敏化剂 2-5份；

防老剂 2-4份；

抗辐照剂 5-10份；

润滑剂 2-4份；

所述结晶性三元乙丙橡胶的结晶度为10-28%，门尼粘度范围为22-60，乙烯含量为50-70Wt%，ENB含量为0.5-5%；

所述聚乙烯的相对密度为0.92-0.96，结晶度为40%-80%，熔点为103-130℃，熔融指数为0.1-3.0g/10min；

所述改性钛酸钡的粒径范围为1.0-10 μm；

所述高耐磨炭黑粒径为20-30 nm；

所述敏化剂是下述物质中的一种或多种的混合物：三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；

所述防老剂为下述物质中的一种或多种的混合物：N-苯基-α-萘胺；N-苯基-β-萘胺；N，N'-二(β-萘基)对苯二胺；

所述抗辐照剂为下述物质中的一种或多种的混合物：氮化硅、碳化硼；