一种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳tpe弹性体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料及其制备方法，属于 高分子材料加工技术领域。
【背景技术】
[0002] 进入新世纪，能源的紧张和资源稀缺的显现，加之人们越来越担心火力发电带来 的地球温室效应对环境的负面影响，而开始看重核能干净、便宜的一面，同时核电技术的进 步也大大降低了核电站的危险性，使得核电站再次受到人们的青睐。核电作为一种新能源， 其发展和使用受到世界各国的普遍关注，核电对解决当前世界面临的能源危机和环境问题 是具有非常重要的积极作用。核电的发展与繁荣为核电站用电缆带来了广阔的发展空间， 高性能核电站电缆材料对与核能利用、核电发展具有重要的意义。目前市场上用于核电站 电缆材料的种类和数量繁多，核电站用电缆材料除了要具备良好的电气性能和机械物理性 能，更要具备优异的耐曲挠性和抗疲劳性。因此，开发一种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE 弹性体材料是十分必要的。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料及其制 备方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] -种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料，由以下重量份的原料制成：热 塑性聚氨酯弹性体38-54、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物24-42、有机蒙脱土 13-19、茂金属乙烯-辛烯共聚物15-25、端羟基聚丁二烯10-15、三苯甲烷三异氰酸酯4-6、 偏磷酸铝5-10、六亚甲基二胺氨基甲酸盐12-16、圣麻纤维14-18、4, 4-二苯乙烯化二苯胺 2-3、氧化石墨烯15-20、环氧脂肪酸甲酯10-15、硬脂酸锌2-3、二丁基二硫代氨基甲酸镍 1-2、瓷化粉 22-28 ;
[0006] 所述瓷化粉的制备方法如下所示：a、按质量比3-4:1的比例称取透闪石和 锂辉石，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，在2-3MPa的02/C02 = 20/80气氛下升温至 730-770°C，煅烧l_2h，炉冷至室温；b、按质量比2-3:1的比例称取伊利石和堇青石，混合 均匀，粉碎，过100-150目筛，在l_2MPa的N2气氛下升温至820-860°C，煅烧l_2h，炉冷至 室温；c、将步骤a煅烧后的粉体与步骤b煅烧后的粉体等质量混合均匀，加入相当于混合粉 体重量4-5倍的75%乙醇水溶液，3000-5000r/min高速研磨15-30min，过滤，洗涤干净，烘 干，再在2-3MPa的Ar气氛下升温至660-720°C，煅烧2-3h，炉冷至室温，研细，过200-300 目筛即可。
[0007] 上述瓷化粉采用透闪石、锂辉石、伊利石和堇青石四种矿物填料进行陶瓷化处理 后，用于填充高分子材料体系，不仅可以提高材料的力学性能，还可以使得材料在高温或火 焰的作用下迅速形成陶瓷化的自支撑体，成瓷速度快，自支撑体致密、坚硬，且垂直燃烧不 延燃，起到了很好的耐火、防火、阻燃的效果。
[0008] -种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009] (1)将热塑性聚氨酯弹性体、茂金属乙烯-辛烯共聚物、端羟基聚丁二稀、有机蒙 脱土加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入硬脂酸锌、氧化石墨烯、偏磷酸铝，待全部混 匀成团后于95-105°C温度下继续混炼15-25min，出料，冷却10-15h;
[0010] (2)将步骤⑴制得的胶料与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、圣麻纤维、 三苯甲烷三异氰酸酯、环氧脂肪酸甲酯、六亚甲基二胺氨基甲酸盐一同加入双辊炼胶机内， 调整辑温至80-100°C，辑距至l_3mm，混炼5-8min后加入余下原料，调整辑温至70-90°C，车昆 距至2-4mm，混炼7-9min，出料，自然冷却至常温即得。
[0011] 本发明的有益效果：
[0012] 本发明加入的氧化石墨烯、圣麻纤维等原料具有很好的柔软性和挠曲性，将热塑 性聚氨酯弹性体、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、茂金属乙烯-辛烯共聚物与氧 化石墨烯、圣麻纤维等共混改性，极大提高了材料的耐曲挠性和抗疲劳性。本发明制得的电 缆材料韧性好，强度高，具有优良的抗疲劳性、耐曲挠性、耐热性和抗老化性。
【具体实施方式】
[0013] -种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料，由以下重量（kg)的原料制成： 热塑性聚氨酯弹性体49、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物37、有机蒙脱土 16、茂金 属乙烯-辛烯共聚物20、端羟基聚丁二烯12、三苯甲烷三异氰酸酯5、偏磷酸铝8、六亚甲基 二胺氨基甲酸盐14、圣麻纤维16、4, 4-二苯乙烯化二苯胺2. 5、氧化石墨烯18、环氧脂肪酸 甲酯12、硬脂酸锌2. 5、二丁基二硫代氨基甲酸镍1. 5、瓷化粉26 ;
[0014] 所述瓷化粉的制备方法如下所示：a、按质量比3:1的比例称取透闪石和锂辉石， 混合均匀，粉碎，过100目筛，在2MPa的02/C02 = 20/80气氛下升温至750°C，煅烧1. 5h， 炉冷至室温；b、按质量比3:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过120目筛，在 2MPa的N2气氛下升温至840°C，煅烧2h，炉冷至室温；c、将步骤a煅烧后的粉体与步骤b煅 烧后的粉体等质量混合均匀，加入相当于混合粉体重量4倍的75%乙醇水溶液，4000r/min 高速研磨25min，过滤，洗涤干净，烘干，再在2MPa的Ar气氛下升温至690°C，煅烧3h，炉冷 至室温，研细，过200目筛即可。
[0015] -种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016] (1)将热塑性聚氨酯弹性体、茂金属乙烯-辛烯共聚物、端羟基聚丁二烯、有机蒙 脱土加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入硬脂酸锌、氧化石墨烯、偏磷酸铝，待全部混 匀成团后于95-105°C温度下继续混炼15-25min，出料，冷却10-15h;
[0017] (2)将步骤⑴制得的胶料与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、圣麻纤维、 三苯甲烷三异氰酸酯、环氧脂肪酸甲酯、六亚甲基二胺氨基甲酸盐一同加入双辊炼胶机内， 调整辑温至80-100°C，辑距至l_3mm，混炼5-8min后加入余下原料，调整辑温至70-90°C，车昆 距至2-4mm，混炼7-9min，出料，自然冷却至常温即得。
[0018] 上述实施例制得的核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料的性能测试结果 如下表所示：
[0019] 表1核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料的性能测试结果
[0020]
[0021
【主权项】
1. 一种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料，其特征在于，由以下重量份的原 料制成：热塑性聚氨酯弹性体38-54、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物24-42、有 机蒙脱土 13-19、茂金属乙烯-辛烯共聚物15-25、端羟基聚丁二烯10-15、三苯甲烷三异 氰酸酯4-6、偏磷酸铝5-10、六亚甲基二胺氨基甲酸盐12-16、圣麻纤维14-18、4, 4-二 苯乙烯化二苯胺2-3、氧化石墨烯15-20、环氧脂肪酸甲酯10-15、硬脂酸锌2-3、二丁基二 硫代氨基甲酸镍1-2、瓷化粉22-28 ; 所述瓷化粉的制备方法如下所示：a、按质量比3-4:1的比例称取透闪石和锂辉石，混 合均匀，粉碎，过100-150目筛，在2-3MPa的02/C02=20/80气氛下升温至730-770°C，煅 烧1-2h，炉冷至室温；b、按质量比2-3:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过 100-150目筛，在l-2MPa的N 2气氛下升温至820-860°C，煅烧l_2h，炉冷至室温；c、将步骤 a煅烧后的粉体与步骤b煅烧后的粉体等质量混合均匀，加入相当于混合粉体重量4-5倍的 75%乙醇水溶液，3000-5000r/min高速研磨15-30min，过滤，洗涤干净，烘干，再在2-3MPa的 Ar气氛下升温至660-720°C，煅烧2-3h，炉冷至室温，研细，过200-300目筛即可。2. 根据权利要求1所述的一种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料的制备方 法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将热塑性聚氨酯弹性体、茂金属乙烯-辛烯共聚物、端羟基聚丁二烯、有机蒙脱土 加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入硬脂酸锌、氧化石墨烯、偏磷酸铝，待全部混匀成 团后于95-105°C温度下继续混炼15-25min，出料，冷却10-15h ; (2) 将步骤（1)制得的胶料与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、圣麻纤维、三 苯甲烷三异氰酸酯、环氧脂肪酸甲酯、六亚甲基二胺氨基甲酸盐一同加入双辊炼胶机内，调 整车昆温至80-100°C，辑距至l_3mm，混炼5-8min后加入余下原料，调整辑温至70-90°C，辑距 至2-4mm，混炼7-9min，出料，自然冷却至常温即得。
【专利摘要】本发明公开了一种核电站电缆用耐曲挠抗疲劳TPE弹性体材料及其制备方法，由以下重量份原料制成：热塑性聚氨酯弹性体38-54、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物24-42、有机蒙脱土13-19、茂金属乙烯-辛烯共聚物15-25、端羟基聚丁二烯10-15、三苯甲烷三异氰酸酯？4-6、偏磷酸铝5-10、六亚甲基二胺氨基甲酸盐？12-16、圣麻纤维14-18、4,4-二苯乙烯化二苯胺2-3、氧化石墨烯15-20、环氧脂肪酸甲酯10-15、硬脂酸锌2-3、二丁基二硫代氨基甲酸镍1-2、瓷化粉22-28。本发明制得的电缆材料韧性好，强度高，具有优良的抗疲劳性、耐曲挠性、耐热性和抗老化性。
【IPC分类】C08L47/00, C08K13/02, C08K5/098, C08L53/00, C08L97/02, C08L75/04, C08K3/04, C08K5/1515, C08K3/32, C08L23/08, C08K3/34
【公开号】CN105111716
【申请号】CN201510535516
【发明人】张万有, 周俊, 徐晓丽, 朱元忠, 夏侯东, 唐文群
【申请人】安徽电缆股份有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月26日