第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料及其制備方法，第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料的組份和各組份質(zhì)量份如下：聚乙烯：20?30份■’乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20?30份■’乙烯-辛烯共聚物：40?60份；阻燃劑：100?140份；改性鈦酸鋇：10-30份；炭黑:5-15份;復(fù)合抗氧劑：2?4份；潤(rùn)滑劑：3?5份；交聯(lián)助劑：1?2份。本發(fā)明具有良好的電應(yīng)力舒緩性能、局部放電量極小、阻燃性能、耐潮濕性能、耐高劑量輻射性能，可在90°C溫度下使用60年以上。
【專利說(shuō)明】第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，中國(guó)正在大量建設(shè)安全性能高和經(jīng)濟(jì)效益好的第三代核電站，對(duì)于第三代 核能系統(tǒng)中中壓電力電纜附件在核島非安全區(qū)得到大量應(yīng)用；而熱收縮應(yīng)力管是中壓電纜 附件的核心技術(shù)，解決中壓電力電纜附件終端和中間接頭電場(chǎng)應(yīng)力的集中，使其電場(chǎng)分布 和電場(chǎng)強(qiáng)度處于最佳狀態(tài)，從而提高中壓核電電纜運(yùn)行的可靠性和使用壽命。
[0003] 常規(guī)的核電站用熱縮應(yīng)力管料的基料中的C 一 H鍵在長(zhǎng)期熱、氧作用下和大量射 線照射下發(fā)生離解，形成聚合物自由基R ·，R ·在氧氣存在條件下形成ROO ·，ROO ·繼續(xù) 消耗聚合物（RH)形成氫過(guò)氧化物，氫過(guò)氧化物均解生成RO ·和HO ·，繼續(xù)消耗聚合物形成 R ·，最終導(dǎo)致材料的降解，從而影響材料的使用。為了使熱縮應(yīng)力管達(dá)到電纜A類成束垂 直燃燒，就必定要添加大量的無(wú)鹵阻燃劑，其用量要到50%以上才能發(fā)揮其阻燃特點(diǎn)，但這 也使熱縮應(yīng)力管機(jī)械性能不能滿足要求。在核電站LOCA事故工況下，環(huán)境內(nèi)形成的酸性液 體和堿性液體會(huì)使應(yīng)力管出現(xiàn)吸潮現(xiàn)象和電性能下降，導(dǎo)致核電電纜附件被擊穿。因此現(xiàn) 在的熱縮應(yīng)力管料的性能還滿足不了三代核電站用熱縮應(yīng)力管料的高要求，迫切需要研發(fā) 出高性能的熱縮應(yīng)力管料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種第三代核電站用熱 縮應(yīng)力管料，它具有良好的電應(yīng)力舒緩性能、局部放電量極小、阻燃性能、耐潮濕性能、耐高 劑量輻射性能，可在90°c溫度下使用60年以上。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管 料，它的組份和各組份質(zhì)量份如下：
[0006] 聚乙烯：20?30份；
[0007] 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20?30份；
[0008] 乙烯-辛烯共聚物：40?60份；
[0009] 阻燃劑：100?140份；
[0010] 改性鈦酸鋇：10-30份；
[0011] 炭黑：5-15 份；
[0012] 復(fù)合抗氧劑：2?4份；
[0013] 潤(rùn)滑劑：3?5份；
[0014] 交聯(lián)助劑：1?2份。其中，所述的聚乙烯的熔融指數(shù)為0. 2?10 ;所述的乙烯-乙 酸乙烯酯共聚物的熔融指數(shù)為0. 2?10 ;所述的乙烯-辛烯共聚物的熔融指數(shù)為0. 2?10。
[0015] 進(jìn)一步，所述的阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁二者的結(jié)合，或者為納米蒙脫土 和氫氧化鎂二者的結(jié)合，或者為納米蒙脫土、氫氧化鋁和氫氧化鎂三者的結(jié)合。
[0016] 進(jìn)一步，所述的改性鈦酸鋇的粒度為0. 8-2. 0 μ m，用于對(duì)所述改性鈦酸鋇進(jìn)行改 性的表面處理劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。
[0017] 進(jìn)一步，所述的炭黑為塑料用炭黑。
[0018] 進(jìn)一步，所述的復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445的混合物。
[0019] 進(jìn)一步，所述的潤(rùn)滑劑為石蠟油或硬脂酸鋅中的至少一種。
[0020] 更進(jìn)一步，所述的交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
[0021] 本發(fā)明還提供了一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料的制備方法，該方法步驟如 下：將各組份按照各組份的質(zhì)量份備料，備好料后將聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙 烯-辛烯共聚物、阻燃劑、改性鈦酸鋇、炭黑和復(fù)合抗氧劑放入密煉機(jī)中密煉，然后將潤(rùn)滑 劑及交聯(lián)助劑加入到密煉機(jī)中混煉，在130?150°C溫度范圍內(nèi)混煉15?20分鐘，然后提 升至雙螺桿擠出機(jī)中在90?120°C溫度范圍內(nèi)風(fēng)冷擠出造粒，即可得到該第三代核電站用 熱縮應(yīng)力管料。
[0022] 采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明制得的第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料性能優(yōu)越， 具有良好的阻燃性能、耐潮濕性能、耐高劑量輻射性能。本發(fā)明中添加了改性鈦酸鋇、阻燃 劑和炭黑增強(qiáng)與基體相容性，使應(yīng)力管本身電性能中介電常數(shù)、體積電阻率參數(shù)不穩(wěn)定、變 化太大等問(wèn)題得以解決；本發(fā)明中添加了復(fù)合抗氧劑，能有效的抑制Y-射線的破壞作用， 增加材料在核環(huán)境下使用壽命，同時(shí)也降低了聚合物的降解速率，經(jīng)過(guò)Arrhenius方程式 推算，材料可在90°C溫度下使用60年以上。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0024] 實(shí)施例一
[0025] 本發(fā)明產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機(jī)和雙階混煉造粒擠出機(jī)組。
[0026] 一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0027] 聚乙烯：20份；
[0028] 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20份；
[0029] 乙烯-辛烯共聚物：60份；
[0030] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁及氫氧化鎂三種：共120份；其中
[0031] 納米蒙脫土 ：5份；
[0032] 氫氧化鋁：105份；
[0033] 氫氧化鎂：10份；
[0034] 改性鈦酸鋇：15份；
[0035] 炭黑：5份；
[0036] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共2. 5份；其中
[0037] 抗氧劑1010 :1份；抗氧劑1010為四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸] 季戊四醇酯。
[0038] 抗氧劑445:1. 5份；抗氧劑445為4, 4' -雙（α，α-二甲基芐基）二苯胺。
[0039] 潤(rùn)滑劑為石蠟油和硬脂酸鋅兩種：共3. 5份；其中
[0040] 石蠟油：2. 5份；
[0041] 硬脂酸鋅：1份；
[0042] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：1. 5份。
[0043] 該第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料的制備方法的步驟如下：按上述原料配方（質(zhì) 量份）進(jìn)行稱重配料，將聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、納米蒙脫 土、氫氧化鋁、氫氧化鎂、改性鈦酸鋇、炭黑、抗氧劑1010和抗氧劑445放入密煉機(jī)中，密煉 至130°C時(shí)，加入石蠟油、硬脂酸鋅和三烯丙基異三聚氰酸酯，混煉10分鐘后（密煉溫度 130?150°C )翻轉(zhuǎn)密煉機(jī)，將料倒入提升機(jī)中加入到雙階混煉造粒擠出機(jī)組中，在90? 120°C擠出造粒，風(fēng)冷，得到熱縮應(yīng)力管料。
[0044] 實(shí)施例二
[0045] 本發(fā)明產(chǎn)品產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機(jī)和雙階混煉造粒擠出機(jī)組。
[0046] 一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0047] 聚乙烯：25份；
[0048] 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20份；
[0049] 乙烯-辛烯共聚物：55份；
[0050] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁及氫氧化鎂三種：共110份；其中
[0051] 納米蒙脫土 ：5份；
[0052] 氫氧化鋁：95份；
[0053] 氫氧化鎂：10份；
[0054] 改性鈦酸鋇：20份；
[0055] 炭黑：10 份；
[0056] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共3份；其中
[0057] 抗氧劑 1010:2 份；
[0058] 抗氧劑445:1份；
[0059] 潤(rùn)滑劑為石蠟油和硬脂酸鋅兩種：共3份；其中
[0060] 石蠟油：1.5份；
[0061] 硬脂酸鋅：1. 5份；
[0062] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：2份。
[0063] 該第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料的制備方法與實(shí)例一基本相同。
[0064] 實(shí)施例三
[0065] 本發(fā)明產(chǎn)品產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機(jī)和雙階混煉造粒擠出機(jī)組。
[0066] 一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0067] 聚乙烯：20份；
[0068] 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：30份；
[0069] 乙烯-辛烯共聚物：50份；
[0070] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁兩種：共110份；其中
[0071] 納米蒙脫土 ： 10份；
[0072] 氫氧化鋁：100份；
[0073] 改性鈦酸鋇：15份；
[0074] 炭黑：8份；
[0075] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共2份；其中 [0076]抗氧劑 1010:1 份；
[0077] 抗氧劑445:1份；
[0078] 潤(rùn)滑劑為石蠟油和硬脂酸鋅兩種：共4份；其中
[0079] 石蠟油：2份；
[0080] 硬脂酸鋅：2份；
[0081] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：1. 5份。
[0082] 該第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料的制備方法與實(shí)例一基本相同，不同的是：密煉 機(jī)中加入的阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁。
[0083] 實(shí)施例四
[0084] 本發(fā)明產(chǎn)品產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機(jī)和雙階混煉造粒擠出機(jī)組。
[0085] 一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0086] 聚乙烯：20份；
[0087] 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20份；
[0088] 乙烯-辛烯共聚物：60份；
[0089] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鎂兩種：共100份；其中
[0090] 納米蒙脫土 ：5份；
[0091] 氫氧化鎂：95份；
[0092] 改性鈦酸鋇：30份；
[0093] 炭黑：15 份；
[0094] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共3份；其中
[0095] 抗氧劑 1010 :2. 5 份；
[0096] 抗氧劑 445 :0· 5 份；
[0097] 潤(rùn)滑劑為石蠟油：2份；
[0098] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：2份。
[0099] 該第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料的制備方法與實(shí)例一基本相同，不同的是：密煉 機(jī)中加入的阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鎂兩種，加入的潤(rùn)滑劑為石蠟油。
[0100] 實(shí)施例五
[0101] 本發(fā)明產(chǎn)品產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機(jī)和雙階混煉造粒擠出機(jī)組。
[0102] 一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0103] 聚乙烯：20份；
[0104] 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20份；
[0105] 乙烯-辛烯共聚物：60份；
[0106] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁及氫氧化鎂三種：共120份；其中
[0107] 納米蒙脫土 ： 10份；
[0108] 氫氧化鋁：10份；
[0109] 氫氧化鎂：100份；
[0110] 改性鈦酸鋇：25份；
[0111] 炭黑：9份；
[0112] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共2. 5份；其中
[0113] 抗氧劑 1010:1 份；
[0114] 抗氧劑 445: L 5 份；
[0115] 潤(rùn)滑劑為石蠟油和硬脂酸鋅兩種：共3. 5份；其中
[0116] 石蠟油：2. 5份；
[0117] 硬脂酸鋅：1份；
[0118] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：1. 5份。
[0119] 該第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料的制備方法與實(shí)例一基本相同。
[0120] 實(shí)施例一至實(shí)施例五中的聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-辛烯共聚物 的總和均為100份，由實(shí)施例一至實(shí)施例五的配方制備的熱縮應(yīng)力管料，經(jīng)測(cè)試有如下所 示的特殊性能：
[0121]

【權(quán)利要求】
1. 一種第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其特征在于它的組份和各組份質(zhì)量份如下： 聚乙烯：20?30份； 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20?30份； 乙烯-辛烯共聚物：40?60份； 阻燃劑：100?140份； 改性鈦酸鋇：10-30份； 炭黑：5-15份； 復(fù)合抗氧劑：2?4份； 潤(rùn)滑劑：3?5份； 交聯(lián)助劑：1?2份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其特征在于：所述的阻燃劑 為納米蒙脫土和氫氧化鋁二者的結(jié)合，或者為納米蒙脫土和氫氧化鎂二者的結(jié)合，或者為 納米蒙脫土、氫氧化鋁和氫氧化鎂三者的結(jié)合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其特征在于：所述的改性鈦 酸鋇的粒度為〇. 8-2. 0 μ m，用于對(duì)所述改性鈦酸鋇進(jìn)行改性的表面處理劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑 或硅烷偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其特征在于：所述的炭黑為 塑料用炭黑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其特征在于：所述的復(fù)合抗 氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其特征在于：所述的潤(rùn)滑劑 為石蠟油或硬脂酸鋅中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料，其特征在于：所述的交聯(lián)助 劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
8. -種如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料的制備方法， 其特征在于該方法步驟如下：將各組份按照各組份的質(zhì)量份備料，備好料后將聚乙烯、乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、阻燃劑、改性鈦酸鋇、炭黑和復(fù)合抗氧劑放入密 煉機(jī)中密煉，然后將潤(rùn)滑劑及交聯(lián)助劑加入到密煉機(jī)中混煉，在130?150°C溫度范圍內(nèi)混 煉15?20分鐘，然后提升至雙螺桿擠出機(jī)中在90?120°C溫度范圍內(nèi)風(fēng)冷擠出造粒，即可 得到該第三代核電站用熱縮應(yīng)力管料。
【文檔編號(hào)】C08K9/06GK104212047SQ201410415995
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】沈蕾, 鄒穎男, 王慶玖, 王松偉, 趙忠民, 王施雨, 李聰, 姜代華, 唐沸濤, 朱飛飛, 嚴(yán)振杰, 王明忠, 范軼, 周珊, 劉明全, 錢崴, 劉凱 申請(qǐng)人:江蘇華侃核電器材科技有限公司, 國(guó)核工程有限公司