一种介孔二氧化硅纳米复合核电电缆绝缘料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种介孔二氧化硅纳米复合核 电电缆绝缘料及制备方法。 技术背景
[0002] 核电作为当今世界最安全、最清洁及较经济的能源已成为世界各国解决能源问题 的重要途径。由于核级电缆的敷设及使用环境条件特殊，目前各个国家均使用阻燃的电线 电缆，并由一般阻燃型核电站电缆向无卤低烟阻燃型核电站电缆发展，特别是K1类电缆， 在无卤低烟阻燃的基础上还要通过一系列苛刻的核环境试验考核(高温、高压、高湿、Y射 线辐照、机械牵拉等各种环境因素)，以确保核电站的高安全性和高可靠性。
[0003] 目前为了提高无卤低烟阻燃性能，中国专利（公开号CN1929039A)通过添加乙丙橡 胶100份，氢氧化铝50-90份、氢氧化镁50-90份、氮化硼10-20份达到 阻燃和耐辐照要求，但其耐长期热老化、力学性能较差。基于核电技术对电缆绝缘料提 出了很高的要求，要求这种材料具有优良的阻燃和耐辐照性好、机械强度等综合性能。而传 统的核电电缆绝缘料受到新的挑战，无法满足这个要求。因此高性能的核电电缆绝缘料成 为新材料的研发热点。
[0004] 本发明专利采用微米和纳米填料共混，将微-纳米的阻燃和耐辐照填料以适当体 积比和合适的工艺与乙丙橡胶共混复合，形成了特殊的界面中间相，即复合材料的显微结 构和致密性分别获得明显的改善和提高，制备阻燃、耐辐照、力学性能优异的核电电缆绝 缘料。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种介孔二氧化硅纳米复合核电电缆绝缘料及制备方法。
[0006] 本发明的一种介孔二氧化硅纳米复合核电电缆绝缘料，其组成按质量份数计为： 乙丙橡胶100份；微米氢氧化镁30-40份；纳米氢氧化镁8-15份；微米氮化硼4-7 份；介孔二氧化硅纳米颗粒1-2份；纳米氮化硼5-8份；聚乙烯醇纤维1-2份；2-巯基苯 并咪唑1-3份；高纯度碳粉0. 5-1份；石蜡0. 5-0. 8份；过氧化二异丙苯5-8份；氧化 镁1-2份；偶联剂5-10份。
[0007] 本发明的核电电缆绝缘料中，所述的乙丙橡胶为三元乙丙橡胶与丙烯酸酯的共聚 物，或三元乙丙橡胶与二元乙丙橡胶的共聚物。
[0008] 本发明的核电电缆绝缘料中，所述的微米氢氧化镁阻燃填料平均粒径为4~8微 米；所述的纳米氢氧化镁阻燃填料平均粒径为60~85纳米。
[0009] 本发明的核电电缆绝缘料中，所述的微米氮化硼耐辐照填料平均粒径为8~12微 米；所述的纳米氮化硼耐辐照填料平均粒径为45~70纳米。
[0010] 本发明的核电电缆绝缘料中，所述的偶联剂为KH550、KH560、KH570、促进剂DM和 聚乙烯蜡中的一种或者几种混合物。
[0011] 本发明实施例使用的高纯度碳粉为：东莞协力产的10000高纯度碳粉。性能指标 为：
【主权项】
1. 一种介孔二氧化硅纳米复合核电电缆绝缘料，其特征在于，其组成按质量分数计 为： 乙丙橡胶100份；微米氢氧化镁30-40份；纳米氢氧化镁8-15份；微米氮化硼4-7 份；介孔二氧化硅纳米颗粒1-2份；纳米氮化硼5-8份；聚乙烯醇纤维1-2份；2-巯基苯 并咪唑1-3份；高纯度碳粉0. 5-1份；石蜡0. 5-0. 8份；过氧化二异丙苯5-8份；氧化 镁1-2份；偶联剂5-10份。
2. 根据权利要求1所述的核电电缆绝缘料，其特征在于，所述的乙丙橡胶为三元乙丙 橡胶与丙烯酸酯的共聚物，或三元乙丙橡胶与二元乙丙橡胶的共聚物。
3. 根据权利要求1所述的核电电缆绝缘料，其特征在于，所述的微米氢氧化镁阻燃填 料平均粒径为4~8微米；所述的纳米氢氧化镁阻燃填料平均粒径为60~85纳米。
4. 根据权利要求1所述的核电电缆绝缘料，其特征在于，所述的微米氮化硼耐辐照填 料平均粒径为8~12微米；所述的纳米氮化硼耐辐照填料平均粒径为45~70纳米。
5. 根据权利要求1所述的核电电缆绝缘料，其特征在于，所述的偶联剂为KH550、 KH560、KH570、促进剂DM和聚乙烯蜡中的一种或者几种混合物。
6. 如权利要求1至5任一所述的核电电缆绝缘料的制备方法，其特征在于，其制备步 骤：首先将微米氢氧化镁、介孔二氧化硅纳米颗粒、高纯度碳粉、纳米氢氧化镁、微米氮化 硼、纳米氮化硼与偶联剂放入高速混合机，机械搅拌40-50分钟至混合均匀，得到改性填 料；将乙丙橡胶生胶在密炼机中塑炼6-8分钟，加入改性填料、聚乙烯醇纤维、2-巯基苯并 咪唑、石蜡、氧化镁，在135-140°C进行充分混炼10-15分钟，滤橡机过滤后，加入过氧化二 异丙苯，混炼，辗页，即可得到核电电缆绝缘料。
【专利摘要】本发明提供了一种介孔二氧化硅纳米复合核电电缆绝缘料及制备方法。该核电电缆绝缘料的制备，采用微米和纳米阻燃、耐辐照填料共混，将微-纳米的填料以适当质量比和合适的工艺与乙丙橡胶共混复合，其原料包括以下组分及含量重量份：乙丙橡胶100份；微米氢氧化镁30-40份；纳米氢氧化镁8-15份；微米氮化硼4-7份；介孔二氧化硅纳米颗粒1-2份；纳米氮化硼5-8份；聚乙烯醇纤维1-2份；2-巯基苯并咪唑1-3份；高纯度碳粉0.5-1份；石蜡0.5-0.8份；过氧化二异丙苯5-8份；氧化镁1-2份；偶联剂5-10份。本发明基于微纳米填料形成了特殊的界面中间相，即复合材料的显微结构和致密性分别获得明显的改善和提高，制成阻燃、耐辐照、力学性能优异的核电电缆绝缘料。
【IPC分类】C08L29-04, C08K5-37, C08L51-04, C08K13-06, C08K3-04, C08K3-36, H01B3-28, C08L23-16, C08K3-38, C08K3-22
【公开号】CN104761832
【申请号】CN201510168701
【发明人】陆洪波, 丁运生, 盛业华, 王洁然, 王业林
【申请人】安徽华能电缆集团有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月10日