一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备方法，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，更要具备优异的耐化学腐蚀性能。因此，开发一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯 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化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备 方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] -种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料，由以下重量份的原料制成：线性 低密度聚乙烯66-88、聚醚醚酮28-44、a-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物 16-28、次磷酸铝13-19、四氨基联苯3-5、三聚氰胺磷酸盐10-15、乙炔炭黑20-30、乙撑双四 溴邻苯二甲酰亚胺5-10、油酸铅2-4、乙烯基三-甲氧基乙氧基）硅烷3-5、聚己二酸新 戊二醇酯12-16、硅化石墨粉15-25、乙撑双油酸酰胺4-8、硬脂酸钙2-3、硫代二丙酸十八烷 基十二酯1-2、瓷化粉18-26、双（3, 5-二叔丁基-4-羟基苄基）硫醚2-3 ;
[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] -种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009] (1)将线性低密度聚乙烯、a-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物、乙烯 基三（0 _甲氧基乙氧基）硅烷、硬脂酸钙、硅化石墨粉加入到捏合机中混炼，混成团之后再 加入四氨基联苯、三聚氰胺磷酸盐、聚己二酸新戊二醇酯，待全部混匀成团后于85-95°C温 度下继续混炼20-30min，出料，冷却15-20h;
[0010] ⑵将步骤（1)制得的胶料与聚醚醚酮、乙撑双油酸酰胺、油酸铅、乙炔炭黑、次磷 酸铝一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至75-85°C，辊距至2-4mm，混炼8-12min后加入余下 原料，调整辊温至80-90°C，辊距至l_2mm，混炼6-10min，出料，自然冷却至常温即得。
[0011] 本发明的有益效果：
[0012] 本发明采用线性低密度聚乙烯、聚醚醚酮、a-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三 元共聚物等复合，同时添加有硅化石墨粉、乙炔炭黑等原料，可显著提升材料的耐化学腐蚀 性能，同时也可以提高材料的力学性能、耐热性、耐磨性和耐老化性。
【具体实施方式】
[0013] -种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料，由以下重量（kg)的原料制成：线 性低密度聚乙烯76、聚醚醚酮38、a-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物22、次磷 酸铝16、四氨基联苯4、三聚氰胺磷酸盐12、乙炔炭黑25、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺8、油 酸铅3、乙烯基三（0-甲氧基乙氧基）硅烷4、聚己二酸新戊二醇酯14、硅化石墨粉20、乙 撑双油酸酰胺6、硬脂酸钙2. 5、硫代二丙酸十八烷基十二酯1. 5、瓷化粉22、双（3, 5-二叔 丁基-4-羟基苄基）硫醚2. 5 ;
[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， 混合均勾，粉碎，过100目筛，在2MPa的02/C02 = 20/80气氛下升温至770°C，煅烧lh，炉冷 至室温；b、按质量比2:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过100目筛，在2MPa 的N2气氛下升温至860°C，煅烧lh，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5倍的75%乙醇水溶液，5000r/min高速 研磨15min，过滤，洗涤干净，烘干，再在3MPa的Ar气氛下升温至720°C，煅烧2h，炉冷至室 温，研细，过200目筛即可。
[0015] -种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016] (1)将线性低密度聚乙烯、a-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物、乙烯 基三（0 _甲氧基乙氧基）硅烷、硬脂酸钙、硅化石墨粉加入到捏合机中混炼，混成团之后再 加入四氨基联苯、三聚氰胺磷酸盐、聚己二酸新戊二醇酯，待全部混匀成团后于85-95°C温 度下继续混炼20-30min，出料，冷却15-20h;
[0017] (2)将步骤（1)制得的胶料与聚醚醚酮、乙撑双油酸酰胺、油酸铅、乙炔炭黑、次磷 酸铝一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至75-85°C，辊距至2-4mm，混炼8-12min后加入余下 原料，调整辊温至80-90°C，辊距至l_2mm，混炼6-10min，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化学腐蚀交联聚乙烯材料的性能测试结果如 下表所示：
[0019] 表1核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料的性能测试结果
[0020]
【主权项】
1. 一种核电站电缆用耐化学腐蚀交联聚乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料 制成：线性低密度聚乙烯66-88、聚醚醚酮28-44、a-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐 三元共聚物16-28、次磷酸铝13-19、四氨基联苯3-5、三聚氰胺磷酸盐10-15、乙炔炭黑 20-30、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺5-10、油酸铅2-4、乙烯基三（(6-甲氧基乙氧基）硅烷 3-5、聚己二酸新戊二醇酯12-16、硅化石墨粉15-25、乙撑双油酸酰胺4-8、硬脂酸钙2-3、 硫代二丙酸十八烷基十二酯1-2、瓷化粉18-26、双（3, 5-二叔丁基-4-羟基苄基）硫醚 2-3； 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化学腐蚀交联聚乙烯材料的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤： (1) 将线性低密度聚乙烯、a _甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物、乙烯基三 (0 -甲氧基乙氧基）硅烷、硬脂酸钙、硅化石墨粉加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入 四氨基联苯、三聚氰胺磷酸盐、聚己二酸新戊二醇酯，待全部混匀成团后于85-95°C温度下 继续混炼20-30min，出料，冷却15-20h ; (2) 将步骤（1)制得的胶料与聚醚醚酮、乙撑双油酸酰胺、油酸铅、乙炔炭黑、次磷酸铝 一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至75-85°C，辊距至2-4mm，混炼8-12min后加入余下原 料，调整辊温至80-90°C，辊距至l_2mm，混炼6-10min，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化学腐蚀交联聚乙烯材料及其制备方法，其由以下原料制成：线性低密度聚乙烯、聚醚醚酮、α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物、次磷酸铝、四氨基联苯、三聚氰胺磷酸盐、乙炔炭黑、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、油酸铅、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、聚己二酸新戊二醇酯、硅化石墨粉、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸钙、硫代二丙酸十八烷基十二酯、瓷化粉、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫醚。本发制得电缆材料具有优良的耐化学腐蚀性能、力学性能、耐热性、耐磨性和耐老化性。
【IPC分类】C08L23/08, C08K13/06, H01B3/44, C08K5/098, C08L67/02, C08K3/04, C08L25/16, C08K5/3492, C08K9/04, C08K9/00, C08K3/32, C08L61/16
【公开号】CN105131410
【申请号】CN201510535519
【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9日
【申请日】2015年8月26日