一种核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料

文档序号:1563944 发布日期:2020-01-24 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料 (Thermoplastic radiation-resistant halogen-free low-smoke flame-retardant sheath material for nuclear power station cable ) 是由 周才辉 周巍 卢金俊 贾少晋 李国锋 于 2019-11-08 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,属于新型电缆材料技术领域。为了解决现有的护套料无法需足大尺寸时的材料性能要求,提供一种核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料包括以下重量份的基料:100,基料至少含有耐高温聚烯烃弹性体;耐高温耐辐射改性母粒:30~40,至少含有缩合多环多核芳烃树脂和耐高温耐辐照树脂;阻燃剂:100~200,至少含有氢氧化铝;抗氧剂:4.0~12,至少含有不对称受阻酚型杯芳烃作为主抗氧剂;抗辐照剂:1.0~12。本发明能够形成协同作用,能够达到90℃/60年的热寿命和耐辐射性能要求,其护层具有均匀性,适用于大口径厚护套层的电缆料,兼具高阻燃性能。(The invention relates to a thermoplastic radiation-resistant halogen-free low-smoke flame-retardant sheath material for a nuclear power station cable, belonging to the technical field of novel cable materials. In order to solve the problem that the existing sheath material cannot meet the material performance requirement when the material is large enough, the thermoplastic radiation-resistant halogen-free low-smoke flame-retardant sheath material for the nuclear power station cable comprises the following base materials in parts by weight: 100, the base material at least contains high-temperature-resistant polyolefin elastomer; high-temperature-resistant radiation-resistant modified master batch: 30-40 parts of condensed polycyclic polynuclear aromatic hydrocarbon resin and high-temperature-resistant and irradiation-resistant resin; flame retardant: 100 to 200 parts by weight of a composition containing at least aluminum hydroxide; antioxidant: 4.0-12, and at least contains asymmetric hindered phenol calixarene as a main antioxidant; an anti-irradiation agent: 1.0 to 12. The invention can form a synergistic effect, can meet the requirements of thermal life and radiation resistance of 90 ℃/60 years, has uniform protective layer, is suitable for cable materials with large-caliber thick sheath layers, and has high flame retardant property.)

一种核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料

技术领域

本发明涉及一种核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,属于新型电缆材料技术领域。

背景技术

核电站用电缆要求电缆护套料必须具有优良的电气性能、耐辐射性、无卤低烟低毒及阻燃好的性能,现有的核电站电缆护套料大多是通过交联形成热固性材料,从而使耐热性能达到核电站电缆的使用要求。然而,这些产品只适用于一般口径的护套材料,对于大口径厚护层电缆,如果采用交联的方法,会由于电缆护层交联程度不均匀而产生开裂的隐患。如本申请人早前申请的中国专利(授权公告号:CN105694192B)公开的一种高耐热耐辐照电缆护套料,包括基料100重量份,耐高温耐辐照树脂改性母粒30~40份,无机阻燃剂1.0~15份,交联敏化剂1.0~10份,基料至少含有乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和/或乙烯-乙酸乙酯共聚物,阻燃剂至少含有氢氧化铝。该护套料具有较好的耐热性和高耐辐射性能,其热寿命和耐60Co-γ射线累积剂量的性能能够满足第三代核电站电缆的要求。

但是,现有的如上述专利文献中记载着均是通过辐照引发自由基从而使高分子复合材料发生交联形成三维网状结构,制得热固性高分子复合材料。这种方法可大幅度提高材料的耐热性能,但对于外径较大或挤出层比较厚的电缆,辐照可能会导致护层高分子复合材料交联程度不均匀,在长期应力条件下容易导致电缆护层开裂。如果交联采用的是电子束辐照方式,还可能会产生电子残留,会降低材料的绝缘性能,所以对于此类电缆而言,是不宜采用辐照交联工艺的。

目前,热塑性无卤低烟阻燃聚烯烃电缆护套料挤出后不需要经过交联,但其长期工作温度一般都不超过90℃,达不到热寿命90℃/60年,不足以满足核电站用大截面厚护层电缆的需求。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷,提供一种核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,解决的问题是如何实现适用于大截面厚护层电缆的无卤阻燃护套料,无需交联仍具有高热寿命且兼具耐辐射性。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的,一种核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,该护套料包括以下重量份的成分:

基料:100,所述基料至少含有耐高温聚烯烃弹性体;

耐高温耐辐射改性母粒:30~40,所述耐高温耐辐射改性母粒至少含有缩合多环多核芳烃树脂和耐高温耐辐照树脂;

阻燃剂:100~200,所述阻燃剂至少含有氢氧化铝;

抗氧剂:4.0~12,所述抗氧剂至少含有不对称受阻酚型杯芳烃作为主抗氧剂;

抗辐照剂:1.0~12。

通过使基料中含有耐高温聚烯烃弹性体材料,其能够与材料中的各种树脂、弹性体及阻燃剂的相容性很好,作为基材,有利于提高其热寿命;同时,选择加入不对称受阻酚型杯芳烃类抗氧剂,考虑到其分子结构中的羟基受邻位叔丁基的斥电子作用,活泼性明显增强,易于提供活性氢原子而结合过氧自由基,而酚本身形成的自由基具有低活性和高稳定性。而且不对称受阻酚型杯芳烃与基材的相容性比较好,可以添加比普通抗氧剂的量多一些。加入不对称受阻酚型杯芳烃结合聚烯烃弹性体基料,无需通过交联就能够使得材料的耐热氧老化性能有较明显的提高,使材料能够适用于大尺寸的电缆护套料,避免因常规的需加交联剂在大尺寸时因交联不均而导致的护套易开裂的问题,但是仍达不到90℃/60年的最低热寿命要求。经过大量研究表明,通过加入耐高温耐辐射改性母粒,并使母粒中至少含热固性COPNA(缩合多环多核芳烃树脂)树脂,其中的苯环结构能够与不对称受阻酚型杯芳烃中的苯环形成共轭效应,使其受阻酚羟基上的氢更加活泼,更加容易结合过氧自由基,且酚本身形成的自由基也由于苯环共轭作用而更加稳定,从而实现了其耐热氧老化效果突破性提升,无需添加热敏交联剂,就能够使得用于大截面厚护层电缆时无需通过交联即可达到90℃/60年的热寿命,其挤出护层由于无需交联,各部分性能均匀性较好,热寿命也具有预料不到的效果,热寿命时间更长。同时加入阻燃剂后,其它性能也能够达到第三代核电站电缆用热塑性护套料要求。

在上述核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料中,所述不对称受阻酚型杯芳烃最好是以对叔丁基苯酚和甲醛水溶液为起始原料,经过环化缩聚、脱叔丁基、氯甲基化三步反应,最后与2-甲基-6-叔丁基苯酚进行亲核取代反应,合成了不对称酚型杯[n]芳烃4a(n=4)和4b(n=6),其苯环结构更利于吸收多余能量转换成振动能将其释放,从而抑制材料热氧化。

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不对称受阻酚型杯芳烃本身兼具抗光、热、氧和辐射的性能,在基材中分散性好,有利于提高其添加量,与其它组分能形成更有效的共轭效应。

在上述核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料中,作为优选方案,所述耐高温聚烯烃弹性体选自耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560、NOTIO PN-2070和NOTIOPN-2060中的一种或几种。上述的耐高温聚烯烃弹性体是日本三井化学公司开发的一系列α-烯烃基弹性体(名称对应的商品名及牌号),其耐温性优异,软化点高,硬度低,与各种树脂、弹性体及无机阻燃剂皆具有较好的相容性,目前还未见报道将其应用在电缆护套料上。因此,本发明人经过大量的研究,通过采用上述未在护套料中应用过的耐高温聚烯烃弹性体,结合添加不对称受阻酚型杯芳烃以及缩合多环多核芳烃树脂三者之间的协同作用,有效的实现较好的热寿命性能,可达到超预期的90℃/60年的热寿命的效果,且实现大截面(直径60mm以上)或厚护层(2mm以上)电缆料在不需经过辐照交联即可达到超预期的90℃/60年的热寿命,且其护层具有均匀性好的优点。

在上述核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料中,作为优选方案,所述抗氧剂还含有亚磷酸酯类辅助抗氧剂,所述不对称受阻酚型杯芳烃类与亚磷酸酯类辅助抗氧剂的重量比为1.0:0.1~0.5。主抗氧剂杯芳烃中的苯环能够与材料中的COPNA和SEBS中的苯环形成共轭效应,增加主抗氧剂的添加量,可以使材料的耐热氧老化性能突破性提升,同时少量的亚磷酸酯类辅助抗氧剂(如抗氧剂168)可与主抗氧剂产生协同效应,有利于进一步提高其抗氧化性能。

在上述核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料中,作为优选方案,所述基料还包括乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,且所述基料中各成分的重量份为:

耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560:10;

乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:1.0~2.0;

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物:1.0~2.0。

材料之间具有更好的相容性,具有耐热性优异,且相容性好的优点,同时,使基料中仍以耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560为主体材料,也能够更好的保证材料的耐热性能。其热寿命和耐60Co-γ射线累积剂量均有更好的效果。

在上述核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料中,作为优选方案,所述耐高温耐辐射改性母粒包括以下重量份的成分组成:

耐高温耐辐照树脂:30~50,所述耐高温耐辐照树脂选自聚醚砜微粉、聚亚苯基砜微粉、二茂铁和聚苯醚微粉中的一种或几种;

缩合多环多核芳烃树脂:5.0~15;

苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:30~50;

乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:5.0~10。

通过使材料中同时含有缩合多环多核芳烃树脂和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物,能够更有效的提供苯环与不对称受阻酚型杯芳烃中的苯环形成共轭作用,实现更好的耐热氧老化性能,达到90℃/60年的热寿命,且能够兼具更好的耐辐射性能。

在上述核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料中,通过在高温下先将耐高温耐辐照树脂制成相应的母粒,从而可以在较低的温度下与无机阻燃剂氢氧化铝及基料进行共混,有效避免了无机阻燃剂氢氧化铝在高温条件下共混而分解失效的缺陷,氢氧化铝在高温受热时分解,分解过程中吸收大量的热量,降低了复合材料表面温度,且产生的金属氧化物形成致密炭层(附着材料表面),能够阻止材料的进一步燃烧,以及产生的水蒸汽可稀释可燃性气体,也能够起到阻燃效果。作为优选方案,所述阻燃剂还包括高岭土、碳酸钙、氢氧化镁和硼酸锌中的一种或几种。保证阻燃性的同时兼具能够有利于提高材料的绝缘性能,如高岭土能够降低电缆护套料的吸水性,提高绝缘性能。

在上述核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料中,作为优选方案,所述抗辐照剂选自二茂铁、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑镧配合物和6-苄氨基嘌呤铜配合物的一种或几种。能够更有效的提高材料的耐老化和耐辐照性能。作为更进一步的优选方案,所述抗辐照剂包括以下重量份的成分组成:

2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑镧配合物:1.0~2.0;二茂铁:1.0~1.2;6-苄氨基嘌呤铜配合物:0.5~1.0。

在上述电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料中,作为优选方案,该护套料还包括0.5~8.0重量份的防霉剂。能够使材料具有较好的防霉性能。作为进一步的优选,所述防霉剂选自三丁基氧化锡及其衍生物和/或三丁基锡衍生物。

上述混合均匀的混合料和母粒放入双阶双螺杆挤出造粒机并控制温度为150℃~200℃且转速为200~500转/分钟的条件下进行挤出造粒,得到相应的耐辐射电缆用热塑性无卤低烟阻燃护套料。

综上所述,本发明与现有技术相比,具有以下优点:

通过采用耐高温聚烯烃弹性体、不对称受阻酚型杯芳烃作为主抗氧剂以及采用含有缩合多环多核芳烃树脂的材料共同体系,能够形成很好的协同作用,使形成共轭效应,使其耐热氧老化性能得到显著的提高,能够达到90℃/60年的热寿命和耐辐射性能要求,其护层具有均匀性,适用于大口径厚护套层的电缆料,兼具高阻燃性能,且其它性能也达到第三代核电站电缆用护套料要求。

具体实施方式

下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明,但是本发明并不限于这些实施例。

实施例1

本实施例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,其中基料为耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560和乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)的混合物,且耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560与乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的质量比为10:1,这里的耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560是日本三井公司生产的产品,直接通过购买即可得到;

耐高温耐辐射改性母粒:30,且耐高温耐辐射改性母粒中至少含有缩合多环多核芳烃树脂和耐高温耐辐照树脂聚亚苯基砜微粉;

阻燃剂:100,且阻燃剂为氢氧化铝和高岭土的混合物,氢氧化铝与高岭土的质量比为8:2;抗氧剂:4,抗氧剂为不对称受阻酚型杯[4]芳烃;抗辐照剂:12,抗辐照剂为二茂铁;防霉剂:0-8,这里防霉剂可采用三丁基氧化锡。

本实施例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料可以采用本领域常用的方法加工而成,本实施例中也可以按以下方法加工得到,具体为:

按照上述实施例中各原料配比将主原料基料、耐高温耐辐照树脂改性母粒、无机阻燃剂、抗氧剂和抗辐照剂混合均匀形成混合料,若在原料中还加有防霉剂,也可以先混合在一起,然后,再将上述混合均匀的混合料放入双阶双螺杆挤出造粒机并控制温度为150℃~200℃且转速为200~500转/分钟的条件下进行挤出造粒,得到相应的耐辐射电缆用热塑性无卤低烟阻燃护套料。

以下实施例中电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料的具体制备方法也可按照这里的具体操作进行,不再赘述。

其中,耐高温耐辐射改性母粒预先加工成相应的改性母粒,耐高温耐辐射改性母粒可按照各原料的配比,将耐高温耐辐照树脂和缩合多环多核芳烃树脂等原料充分混合均匀后,还可根据原料再添加有苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和/或乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物等原料,然后,再放入双螺杆挤出造粒机并控制温度为230℃~290℃的高温条件下进行挤出造粒,得到相应的耐高温耐辐照树脂改性母粒,在180℃以下即可塑化加工,从而能够实现与无机阻燃剂如氢氧化铝等同时使用,达到兼具高阻燃高耐热和耐辐照的效果。

以下实施例中的耐高温耐辐射改性母粒具体制备方法也可按照本实施例中对应的具体操作进行,不再赘述。

实施例2

本实施例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,其中基料为耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2070和乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)的混合物,且耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2070与乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的质量比为10:0.5,这里的耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2070是日本三井公司生产的产品,直接通过购买即可得到;

耐高温耐辐射改性母粒:40;阻燃剂:150,且阻燃剂为氢氧化铝、硼酸锌和高岭土的混合物,氢氧化铝、硼酸锌与高岭土的质量比为8:1:1;抗氧剂:12,抗氧剂为不对称受阻酚型杯[4]芳烃;抗辐照剂:5.0,抗辐照剂为二茂铁;防霉剂:4.0,这里防霉剂可采用三丁基氧化锡;

上述的耐高温耐辐射改性母粒包括以下重量份的成分组成:

耐高温耐辐照树脂:30,耐高温耐辐照树脂选自聚醚砜微粉和二茂铁的混合物;缩合多环多核芳烃树脂:15;苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:50;乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:5.0。

实施例3

本实施例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,其中基料为耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合物,且耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的质量比为10:2.0:1.0,这里的耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560是日本三井公司生产的产品,直接通过购买即可得到;

耐高温耐辐射改性母粒:40;阻燃剂:150,且阻燃剂为氢氧化铝、硼酸锌和高岭土的混合物,氢氧化铝、硼酸锌与高岭土的质量比为8:1:1;抗氧剂:12,抗氧剂为不对称受阻酚型杯[6]芳烃;且还添加有亚磷酸酯类辅助抗氧剂,不对称受阻酚型杯[6]芳烃与亚磷酸酯类辅助抗氧剂的重量比为1.0:0.1;抗辐照剂:5.0;防霉剂:4.0,这里防霉剂可采用三丁基氧化锡。

其中,上述的耐高温耐辐射改性母粒预先加工制成,耐高温耐辐射改性母粒包括以下重量份的成分组成:

耐高温耐辐照树脂:35,耐高温耐辐照树脂选自聚醚砜微粉和二茂铁的混合物;缩合多环多核芳烃树脂:10;苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:35;乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:6.0。

本实施例中的上述抗辐照剂包括以下重量份的成分组成:

2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑镧配合物:2.0;二茂铁:1.2;6-苄氨基嘌呤铜配合物:1.0。

实施例4

本实施例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,基料为耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合物,且耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的质量比为10:1.5:1.0,这里的耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060是日本三井公司生产的产品,可直接通过购买即可得到;

耐高温耐辐射改性母粒:35;阻燃剂:140,且阻燃剂为氢氧化铝、硼酸锌和高岭土的混合物,氢氧化铝、硼酸锌与高岭土的质量比为8:1:1;抗氧剂:12,抗氧剂为不对称受阻酚型杯[4]芳烃;且还添加有亚磷酸酯类辅助抗氧剂,不对称受阻酚型杯[4]芳烃与亚磷酸酯类辅助抗氧剂的重量比为1.0:0.5;抗辐照剂:8.0;防霉剂:2.0,这里防霉剂可采用三丁基氧化锡。

其中,上述的耐高温耐辐射改性母粒预先加工制成,耐高温耐辐射改性母粒包括以下重量份的成分组成(以耐高温耐辐射改性母粒的整体为基准):

耐高温耐辐照树脂:40,耐高温耐辐照树脂选自聚醚砜微粉和二茂铁的混合物,两者的质量比为2:1;缩合多环多核芳烃树脂:15;苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:40;乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:8.0。

本实施例中的上述抗辐照剂包括以下重量份的成分组成:

2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑镧配合物:1.0;二茂铁:1.0;6-苄氨基嘌呤铜配合物:0.5。

实施例5

本实施例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,基料为耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合物,且耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的质量比为10:1.5:1.0,这里的耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060是日本三井公司生产的产品,可直接通过购买即可得到;

耐高温耐辐射改性母粒:35;阻燃剂:120,且阻燃剂为氢氧化铝和高岭土的混合物,氢氧化铝与高岭土的质量比为1.5:0.5;抗氧剂:12,主抗氧剂为不对称受阻酚型杯[6]芳烃;且还添加有亚磷酸酯类辅助抗氧剂,不对称受阻酚型杯[6]芳烃与亚磷酸酯类辅助抗氧剂的重量比为1.0:0.4;抗辐照剂:8.0,抗辐照剂为6-苄氨基嘌呤铜配合物;防霉剂:2.0,这里防霉剂可采用三丁基锡衍生物。

其中,上述的耐高温耐辐射改性母粒预先加工制成,耐高温耐辐射改性母粒包括以下重量份的成分组成(以耐高温耐辐射改性母粒的整体为基准):

耐高温耐辐照树脂:45,耐高温耐辐照树脂为聚苯醚树脂、聚醚砜微粉和二茂铁的混合物,且聚苯醚树脂、聚醚砜微粉和二茂铁的质量比为1.5:2.0:0.5;缩合多环多核芳烃树脂:14;苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:35;乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:10。

实施例6

本实施例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,基料为耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060、耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合物,且耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060、耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的质量比为2:8.5:1.0:1.0,这里的耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060和耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560均可以是日本三井公司生产的产品,可直接通过购买即可得到;

耐高温耐辐射改性母粒:38;阻燃剂:160,且阻燃剂为氢氧化铝和高岭土的混合物,氢氧化铝与高岭土的质量比为2.0:0.5;

抗氧剂:10,主抗氧剂为不对称受阻酚型杯[4]芳烃;且还添加有亚磷酸酯类辅助抗氧剂,不对称受阻酚型杯[4]芳烃与亚磷酸酯类辅助抗氧剂的重量比为1.0:0.2;抗辐照剂:11,抗辐照剂为6-苄氨基嘌呤铜配合物;防霉剂:1.0,这里防霉剂可采用三丁基锡衍生物。

其中,上述的耐高温耐辐射改性母粒预先加工制成,耐高温耐辐射改性母粒包括以下重量份的成分组成(以耐高温耐辐射改性母粒的整体为基准):

耐高温耐辐照树脂:38,耐高温耐辐照树脂为聚苯醚树脂和聚醚砜微粉的混合物,且聚苯醚树脂与聚醚砜微粉的质量比为2.0:0.5;缩合多环多核芳烃树脂:12;苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:38;乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:6.0。

实施例7

本实施例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,基料为耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060、耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560、耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2070、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合物,且耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060、耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560、耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2070、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的质量比为1.0:8.0:1.0:0.5:1.0,这里的耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2060、耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-2070和耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560均可以是日本三井公司生产的产品,直接通过购买即可得到;

耐高温耐辐射改性母粒:32;阻燃剂:100,且阻燃剂为氢氧化铝、碳酸钙和高岭土的混合物,氢氧化铝、碳酸钙与高岭土的质量比为2.0:0.5:0.5;抗氧剂:6.0,主抗氧剂为不对称受阻酚型杯[6]芳烃;且还添加有亚磷酸酯类辅助抗氧剂,这里的亚磷酸酯类辅助抗氧剂相当于辅抗氧剂,使不对称受阻酚型杯[6]芳烃与亚磷酸酯类辅助抗氧剂的重量比为1.0:0.1;抗辐照剂:4.0,抗辐照剂为6-苄氨基嘌呤铜配合物和2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑镧配合物的混合物,且两者的质量比为1:0.5;防霉剂:8.0,这里防霉剂可采用三丁基锡衍生物。

其中,上述的耐高温耐辐射改性母粒预先加工制成,耐高温耐辐射改性母粒包括以下重量份的成分组成(以耐高温耐辐射改性母粒的整体为基准):

耐高温耐辐照树脂:45,耐高温耐辐照树脂为聚苯醚树脂和聚醚砜微粉的混合物,且聚苯醚树脂与聚醚砜微粉的质量比为1.5:0.5;缩合多环多核芳烃树脂:15;苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:30;乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:7.0。

实施例8

本实施例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,基料为耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的混合物,且耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的质量比为10:1.5:1.8,这里的耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560可是日本三井公司生产的产品,直接通过购买即可得到;

耐高温耐辐射改性母粒:36;阻燃剂:200,且阻燃剂为氢氧化铝、碳酸钙和高岭土的混合物,氢氧化铝、碳酸钙与高岭土的质量比为3.0:0.5:1.0;抗氧剂:6.0,主抗氧剂为不对称受阻酚型杯[4]芳烃;且还添加有亚磷酸酯类辅助抗氧剂,这里的亚磷酸酯类辅助抗氧剂相当于辅抗氧剂,使不对称受阻酚型杯[4]芳烃与亚磷酸酯类辅助抗氧剂的重量比为1.0:0.5;抗辐照剂:10,抗辐照剂为2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1,3,4-噻二唑镧配合物;防霉剂:3.0,这里防霉剂可采用三丁基锡衍生物。

其中,上述的耐高温耐辐射改性母粒预先加工制成,耐高温耐辐射改性母粒包括以下重量份的成分组成(以耐高温耐辐射改性母粒的整体为基准):

耐高温耐辐照树脂:50,耐高温耐辐照树脂为二茂铁和聚醚砜微粉的混合物,且二茂铁与聚醚砜微粉的质量比为1.0:1.0;

缩合多环多核芳烃树脂:10;苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:40;乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:8.0。

比较例1

本比较例为了表明本发明采用的不对称受阻酚型杯芳烃对护套料的性能影响,在不添加交联敏化剂的基础上,不采用不对称受阻酚型杯芳烃作为主抗氧剂,而采用一般的抗氧剂代替进行比较说明,为了更直接的对照,以实施例1中的原料的配比为基础,具体实施说明如下:

本比较例的耐辐射电缆用热塑性无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,其中基料为耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560和乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)的混合物,且耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560与乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的质量比为10:1,这里的耐高温聚烯烃弹性体NOTIO PN-3560是日本三井公司生产的产品,直接通过购买即可得到;

耐高温耐辐射改性母粒:30,且耐高温耐辐射改性母粒中至少含有缩合多环多核芳烃树脂和耐高温耐辐照树脂聚亚苯基砜微粉;

阻燃剂:100,且阻燃剂为氢氧化铝和高岭土的混合物,氢氧化铝与高岭土的质量比为8:2;

抗氧剂:4,抗氧剂为抗氧剂1010;抗辐照剂:12,抗辐照剂为二茂铁;防霉剂:0-8,这里防霉剂可采用三丁基氧化锡。

比较例2

本比较例为了表明本发明采用的不对称受阻酚型杯芳烃和耐高温聚烯烃弹性体NOTIO系列的原料结合后对护套料的性能影响,在不添加交联敏化剂的基础上,不采用不对称受阻酚型杯芳烃作为主抗氧剂,并使基料中不含有耐高温聚烯烃弹性体(本比较例中以不添加耐高温聚烯烃弹性体NOTIO系列进行说明),而采用一般的基料代替进行比较说明,为了更直接的对照,以实施例2中的原料的配比为基础,具体实施说明如下:

本比较例的核电站电缆用热塑性耐辐射无卤低烟阻燃护套料,采用包括下列重量份的成分组成:

基料:100份,其中基料为乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA);

耐高温耐辐射改性母粒:40;

阻燃剂:150,且阻燃剂为氢氧化铝、硼酸锌和高岭土的混合物,氢氧化铝、硼酸锌与高岭土的质量比为8:1:1;

抗氧剂:12,抗氧剂为不对称受阻酚型杯[4]芳烃;抗辐照剂:5.0,抗辐照剂为二茂铁;防霉剂:4.0,这里防霉剂可采用三丁基氧化锡;

上述的耐高温耐辐射改性母粒包括以下重量份的成分组成:

耐高温耐辐照树脂:30,耐高温耐辐照树脂选自聚醚砜微粉和二茂铁的混合物;

缩合多环多核芳烃树脂:15;

苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:50;

乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:5.0。

随机选取上述实施例1-8以及比较例1-2中的相应电缆护套料样品,通过挤出加工制成大尺寸(直径60mm)电缆后,进行相应的性能测试。

其中,(1)热寿命测试

按照IEC60216-1:2001《电气绝缘材料-耐热性能》方法进行。

(2)耐辐照性能测试

60Co-γ射线辐照剂量(375kGy/70℃)辐照后弯曲试片检查有无开裂。

(3)拉伸性能测试

电缆护层依照GB/T2951取样测试拉伸强度及断裂伸长率。

(4)热老化测试

将电缆切下护层,依照GB/T2951测试热老化性能,悬挂在空气热老化箱中110℃,放置240小时,之后取出样片测量老化后拉伸强度和断裂伸长率延伸率。

以下随机选取具体的实施例中的相应护套料进行具体的性能测试及数据说明,具体的测试结果如下表1-3所示,以下表1对应实施例1中的相应护套料的性能数据分析均能够达到的相应效果。

表1:

Figure BDA0002266029760000171

Figure BDA0002266029760000181

Figure BDA0002266029760000191

从上所表1中的数据结果可以看出,本发明的护套料能够实现较好的性能效果,尤其是在热寿命方面,尤为明显,90℃热寿命能够达到72.5年以上,且耐γ射线辐照的性能也相当好,达到500kGy。另外,随机选取相应的实施例2中对应的护套料进行相应的性能测试,结果表明与实施例1中对应的表1中的性能基本相当,均具有较好的性能效果。

以下随机选取具体的实施例3中的相应护套料进行具体的数据说明,以下表2对应实施例3中的相应护套料的性能数据分析。

表2:

Figure BDA0002266029760000192

Figure BDA0002266029760000201

Figure BDA0002266029760000211

从上述表2中的数据结果可以看出,本发明的护套料能够实现较好的性能效果,尤其是在热寿命方面,尤为明显,90℃热寿命能够达到70.9年以上,且耐γ射线辐照的性能也相当好,达到507kGy。另外,分别随机选取相应的实施例4和5中对应的护套料分别进行相应的性能测试,结果表明均与实施例3对应的表2中的性能基本相当,均能够实现具有较好的性能效果。

以下随机选取具体的实施例6中的相应护套料进行具体的数据说明,以下表3对应实施例6中的相应护套料的性能数据分析。

具体如下表3所示:

表3:

Figure BDA0002266029760000212

Figure BDA0002266029760000221

Figure BDA0002266029760000231

同时,通过随机选取实施例7和8的相应护套料进行相应的性能测试,结果表明,均能够达到与实施例6中对应的护套料的性能相当的水平,尤其在90℃热寿命分别达到78.9年和79.0年,而耐γ射线辐照的性能分别达到510和512kGy。表明在耐热寿命和耐辐照上具有高性能的效果,且是应用在大尺寸的护套的材料中的应用。

以下通过针对对应的比较例1和比较例2中的相应护套料的性能进行测试分析,结果表明在材料的性能方面均不如上述表1中的相应性能,尤其是在90℃热寿命和γ射线辐照性能均较差,分别只能达到40年和32年左右,而耐γ射线辐照分别只能达到258kGy和226kGy。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例,但是对本领域熟练技术人员来说,只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

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