一種核電站專用耐高溫耐輻射絕緣料及其製備方法與流程

2023-06-10 18:54:01 1

本發明涉及一種核電站專用耐高溫耐輻射絕緣料及其製備方法，特別涉及具有耐高溫和耐輻射特性，適用於核電站電纜絕緣料及其製備方法。

背景技術：

核電作為一種清潔能源，是未來社會能源發展的主要方向之一。根據國家能源局發布的電力「十三五」規劃，總的原則是「加快調整優化，轉型升級，構建清潔低碳、安全高效的現代電力工業體系」，核電成為構建清潔、低碳能源體系中重要一環，地位自然非常重要。

第三代核電對電纜材料提出了更高的壽命要求(90度60年)、穩定的耐輻照性能和電氣性能、良好的阻燃性能以及低煙、無滷、低毒等特點，同時還要通過一系列苛刻的核環境試驗考核，如高溫。高溼、高壓、γ射線輻照、機械拉伸、扭曲等各種環境因素。

目前核電站電纜材料的擠出樹脂通常採用聚乙烯、交聯聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物等，在長期的熱老化和輻射老化的條件下，材料的機械性能和電性能劣化明顯。

技術實現要素：

本發明的目的之一是為了提供一種核電站專用耐高溫耐輻射絕緣料，以解決現有技術中的缺陷。

本發明的目的之二是提供上述核電站專用耐高溫耐輻射絕緣料的製備方法。

本發明中絕緣料製備時先將橡膠與氨基矽油通過密煉機在一定溫度下充分密煉，然後硬質塑料與部分粉體，密煉團狀料通過雙錐強制餵料機一起加入雙螺杆，調整雙螺杆的螺杆壓縮比、擠出轉速、擠出溫度對絕緣料進行動態硫化，使得硬質塑料分散在共混橡膠的連續相中，形成海島結構。所得的絕緣料既有橡膠的彈性，同時也具有一定的抗張強度，而且耐高溫耐輻照性能優越，特別適用於核電站電纜內絕緣料。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。

一種核電站專用耐高溫耐輻射絕緣料，由以下重量份計的原料組成：

其中，所述的聚甲基乙烯基苯基矽氧烷中的乙烯基分子量為50-70萬，乙烯基含量為12％-20％，苯基含量在30％-40％。

所述的三元乙丙橡膠(epdm)，其乙烯基含量為50％-70％，第三單體含量為0.5％-2.2％。

所述的相聚偏氟乙烯(pvdf)，結晶度為60％-80％。

所述的氨基矽油的氨基含量為0.6％-0.8％。

所述的抗氧劑為四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯中的一種或幾種混合。

所述的交聯劑為過氧化二異丙苯(dcp)，助交聯劑為三烯丙基異三聚氰酸酯(taic)。其中交聯劑和助交聯劑的重量比為(5.5-10)：1。

上述核電站專用耐高溫耐輻射絕緣料的製備方法，其步驟為：

(1)按聚甲基乙烯基苯基矽氧烷，三元乙丙橡膠，聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，氨基矽油採用密煉機在130-145℃下充分密煉，密煉時間控制在20-35分鐘；

(2)聚偏氟乙烯和除dcp以外其他粉體通過兩個側餵料口，密煉團狀料通過雙錐強制餵料機一起加入雙螺杆，其中雙螺杆的壓縮比2.4-3.0，擠出轉速為300-700rpm，加工溫度為：輸送段145-155℃，熔融段150-155℃，混煉段150-155℃，排氣段145-155℃，均化段160-170℃，機頭160-165℃；

(3)雙螺杆出來的料塊進入單螺杆，dcp以側餵料加入單螺杆，擠出機造粒；單螺杆溫度為：第一區140-150℃，第二區140-155℃，第三區140-150℃，機頭155-155℃，切粒風冷後包裝。

本發明具有以下有益效果：

本發明得到了一種核電站專用耐高溫耐輻射絕緣料及其製備方法，其配方中採用了兩種橡膠-聚甲基乙烯基苯基矽氧烷和三元乙丙橡膠，聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯和氨基矽油作為相容劑，增加橡膠和聚偏氟乙烯的相容性。同時交聯劑和助交聯劑的優良配比，可以有效地控制動態硫化過程中的交聯程度和交聯速度。再加上螺杆組合和加工工藝的摸索，提煉出最佳工藝條件。最終的絕緣料產品具有很好的分散性和相容性，聚偏氟乙烯不僅僅以「島」的形式分散在橡膠的「海」相中，還存在互相滲透的情況。因此，產品的硬度和抗張強度得到提升，熱老化後與γ射線輻照後的性能保留率很高。

具體實施方式

下面結合實施例進一步闡述本發明的技術特點：

以下聚甲基乙烯基苯基矽氧烷的乙烯基含量15％，苯基含量32％；

乙丙橡膠中ip3745p的乙烯含量為70％，第三單體含量為0.5％；

乙丙橡膠中ip3760p的乙烯含量為67％，第三單體含量為2.2％；

氨基矽油的氨基含量為0.75％。

表1為實施例配方：

上述核電站專用耐高溫耐輻射絕緣料的製備方法，其步驟為：

(1)按聚甲基乙烯基苯基矽氧烷，三元乙丙橡膠，聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯，氨基矽油採用密煉機在130-145℃下充分密煉，密煉時間控制在20-35分鐘；

(2)聚偏氟乙烯和除dcp以外其他粉體通過兩個側餵料口，密煉團狀料通過雙錐強制餵料機一起加入雙螺杆，其中雙螺杆的壓縮比2.4-3.0，擠出轉速為300-700rpm，加工溫度為：輸送段145-155℃，熔融段150-155℃，混煉段150-155℃，排氣段145-155℃，均化段160-170℃，機頭160-165℃；

(3)雙螺杆出來的料塊進入單螺杆，dcp以側餵料加入單螺杆，擠出機造粒；單螺杆溫度為：第一區140-150℃，第二區140-155℃，第三區140-150℃，機頭155-155℃，切粒風冷後包裝。

上述各實施例製備的核電站專用耐高溫耐輻射絕緣料的測試結果見表2

表2