一种耐辐射无卤阻燃电缆料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐辐射无卤阻燃电缆料及其制备方法，其主要由下述组分及重量份的物料制成：三元乙丙橡胶：100份，金属氢氧化物阻燃剂：70－150份，纳米水滑石：5－15份，红磷：2－10份，表面处理剂：2－5份，氧化锌：4－8份，氮化硼：5－10份，大分子抗辐射剂：9－28份，硬脂酸：0.5－2份，石蜡：0.5－3份，2－巯基苯并咪唑：0.2-1.0份，1，1-二叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环已烷：3－6份，2，2，4-三甲基-1,2-二氢化喹啉：0.2-1.0份。本发明克服现有电缆材料耐辐射性不强，耐久性差等缺点；将纳米水滑石与氢氧化铝、氢氧化镁并用为复合阻燃剂，并对阻燃剂进行表面改性，促进其在电缆材料中的分散性，提高电缆材料的加工性和阻燃性。
【专利说明】一种耐辐射无南阻燃电缆料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电线电缆用高分子材料领域，具体指一种耐辐射无卤阻燃电缆料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着当前世界各国对能源需求的急剧增长，核能作为一种替代能源，其发展和使用受到了世界各国的普遍关注。尽管由于2011年福岛核电站事故以来，世界各国对核能的使用和发展持更加谨慎的态度，但正如第四代核能系统国际论坛所倡导的，我们需要对核电站的设计进行不断创新，以满足更高的安全要求以及提高能源效率。而在此基础上，核能应用的进一步发展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的。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，高性能核电站用电缆材料的研究、开发和应用对于我国的核能利用、核电发展及核电设备国产化进程具有重要意义，对于我国电缆行业提高技术水平，加快产品升级具有积极的引导作用。
[0003]我国电缆行业于上个世纪80年代中后期开始了核电站电缆及所用材料的研究与开发工作，核电站用电缆的发展过程实质上是电缆材料的更新换代过程。按照核电电缆性能的要求，所用电缆材料除了要具备良好的电气性能和机械物理性能外，最重要的是还必须具有优良的耐辐射性能 及无卤低烟阻燃性能等。
[0004]目前的耐辐射无卤阻燃电缆材料的研究中，耐辐射性能的提高主要是通过向基础树脂中加入抗辐射助剂来实现的。从聚合物受到高能辐射后发生化学变化的分析，大分子接受辐射后发生激发生成自由基的初级反应，是大分子链发生后续交联或降解反应的最重要原因之一，进而导致聚合物结构发生显著变化，性能劣化。因此，提高高分子材料耐辐射性可以通过向聚合物中加入抗氧剂来实现，捕获大分子受到辐射后产生的自由基，阻断进一步的裂解、交联等不利化学反应。但这种方法在惰性气氛或真空环境下效果比较良好，而在有氧气存在时，效果会受到很大的影响，需要加入更大量的抗氧助剂，这可能会对电缆材料的绝缘性能等其他性能产生不利影响。除此以外，还可以通过向电缆材料中加入某些能吸收辐射的助剂，将高能辐射经中间过渡态转化为热量耗散，也能够有效提高材料的耐辐射能力，可以采用的这类助剂如芳烃油、对苯二胺类化合物以及含苯环的合成脂类分子。但是，常用的小分子抗辐射助剂通常呈游离状态分散在材料中，容易在辐射和高温的作用下从材料中逸出，从而导致材料的耐辐射性能下降，并可能会对材料的阻燃性能和绝缘性能带来不利影响。
[0005]而目前国内无卤低烟阻燃电缆材料普遍采用金属氢氧化物作为阻燃剂，其具有安全、环保、发烟量小的优点，但是为了达到满意的阻燃效果，必须加入足够量的这类无机阻燃剂，一般需要50%以上。如此大量的无机阻燃剂的，在电缆材料基础树脂中难以分散、混合均匀，导致电缆材料难以加工成型、物理机械性能显著下降。因此，研制具有耐辐射、无卤低烟阻燃等良好综合性能的电缆材料是电缆行业的挑战课题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是:通过选用综合性能良好的高分子聚合物为电缆基质材料，添加多种与基础橡胶相容性更好的复合大分子量耐辐射助剂，克服现有电缆材料耐辐射性不强，耐久性差等缺点；将纳米水滑石与氢氧化铝、氢氧化镁并用为复合阻燃剂，并对阻燃剂进行表面改性，促进其在电缆材料中的分散性，提高电缆材料的加工性和阻燃性，从而得到一种具有优良耐辐射能力的低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明的所述的一种耐辐射无卤阻燃电缆料，其主要由下述组分及重量份的物料制成:
三元乙丙橡胶:100份
金属氢氧化物阻燃剂:70 — 150份
纳米水滑石:5 — 15份
红磷:2 — 10份
表面处理剂:2 — 5份
氧化锌:4 一 8份
氮化硼:5 - 10份
大分子抗福射剂:9 — 28份
硬脂酸:0.5 — 2份
石腊:0.5 — 3份
2—巯基苯并咪唑:0.2-1.0份
I，1_ 二叔丁基过氧基-3,3,5- 二甲基环已烧:3 一 6份
2,2,4-三甲基-1，2 - 二氢化喹啉:0.2-1.0份。
[0008]优选地，所述金属氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝与氢氧化镁混合物。
[0009]优选地，所述表面处理剂为硬脂酸稀土。
[0010]优选地，所述的大分子抗辐射剂为苯基硅橡胶、苯基硅油和聚酰亚胺混合物。
[0011]以上所述的一种电缆阻水型发泡填充条的制备方法，其工艺步骤如下:
A、首先将三元乙丙橡胶在密炼机中塑炼；
B、然后加入除1，1-二叔丁基过氧基_3，3，5-三甲基环已烷外的所有填料和助剂进行混炼15分钟后出料，再加入1，1- 二叔丁基过氧基_3，3，5-三甲基环已烷在开炼机上混炼成片；
C、最后将片料在挤橡机中挤出，得到成型电缆料。
[0012]本发明电缆料经测试具有如下特征性能:
【权利要求】
1.一种耐辐射无卤阻燃电缆料，其特征在于，它主要由下述组分及重量份的物料制成: 三元乙丙橡胶:100份 金属氢氧化物阻燃剂:70 — 150份 纳米水滑石:5 — 15份 红磷:2 - 10份 表面处理剂:2 — 5份 氧化锌:4 一 8份 氮化硼:5 - 10份 大分子抗福射剂:9 一 28份 硬脂酸:0.5 — 2份 石腊:0.5 — 3份 2 —巯基苯并咪唑:0.2-1.0份 I，1- 二叔丁基过氧基_3，3, 5- 二甲基环已烧:3 一 6份 2,2,4-三甲基-1，2 - 二氢化喹啉:0.2-1.0份。
2.根据权利要求1所述耐辐`射无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述金属氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝与氢氧化镁混合物。
3.根据权利要求1所述耐辐射无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述表面处理剂为硬脂酸稀土。
4.根据权利要求1所述耐辐射无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述的大分子抗辐射剂为苯基娃橡胶、苯基硅油和聚酰亚胺混合物。
5.一种如权利要求1-4所述的耐辐射无卤阻燃电缆料的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: A、首先将三元乙丙橡胶在密炼机中塑炼1-2分钟； B、然后加入除1，1-二叔丁基过氧基_3，3，5-三甲基环已烷外的所有填料和助剂进行混炼15分钟后出料，再加入1，1- 二叔丁基过氧基_3，3，5-三甲基环已烷在开炼机上混炼成片； C、最后将片料在挤橡机中挤出，得到成型电缆料。
【文档编号】C08K3/22GK103589076SQ201310556197
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】胡杰, 吴新振, 吉海燕, 巢艳红, 陈晓军 申请人:江苏大学, 无锡江南电缆有限公司