第三代核電站用熱縮絕緣料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種第三代核電站用熱縮絕緣料及其制備方法，第三代核電站用熱縮絕緣料的組份和各組份質(zhì)量份如下：聚乙烯：20～30份；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20～30份；乙烯-辛烯共聚物：40～60份；阻燃劑：100～140份；復(fù)合抗氧劑：2～4份；潤滑劑：3～5份；交聯(lián)助劑：1～2份。本發(fā)明具有60年以上的使用壽命、耐高劑量射線輻射、優(yōu)異的阻燃性能、低煙無鹵性能、耐老化性能、電氣性能和機械性能。
【專利說明】第三代核電站用熱縮絕緣料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種第三代核電站用熱縮絕緣料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，中國正在大量建設(shè)安全性能高和經(jīng)濟效益好的第三代核電站。對于第三代 核能系統(tǒng)，核電的熱縮絕緣料必須具備優(yōu)異的耐老化性能（第三代核電機組90°c下使用壽 命為60年及其以上），耐高劑量輻射和P射線）性能和穩(wěn)定的電氣性能、較好的阻燃 性能以及低煙無鹵性能等特點。
[0003] 常規(guī)的核電站用熱縮絕緣料的基料中的C一H鍵在長期熱、氧作用下和大量射線 照射下發(fā)生離解，形成聚合物自由基R ?，R ?在氧氣存在條件下形成ROO ?，ROO ?繼續(xù)消耗 聚合物（RH)形成氫過氧化物，氫過氧化物均解生成RO ?和HO ?，繼續(xù)消耗聚合物形成R ?， 最終導(dǎo)致材料的降解，從而影響材料的使用。為了使熱縮絕緣料達到B類成束燃燒，且具備 有低煙無鹵性能，就必定要添加大量的無鹵阻燃劑，其用量要到50%以上才能發(fā)揮其阻燃 特點，但這也使熱縮絕緣料機械性能不能滿足要求。在核電站LOCA事故工況下，瞬間產(chǎn)生 的高溫高壓沖擊對熱縮絕緣料具有很強的破壞作用，環(huán)境內(nèi)形成的酸性液體和堿性液體會 腐蝕絕緣料，，并破壞絕緣電氣性能。因此現(xiàn)在的熱縮絕緣料的性能還滿足不了三代核電站 用熱縮絕緣料的高要求，迫切需要研發(fā)出高性能的熱縮絕緣料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種第三代核電站用熱 縮絕緣料，60年以上的使用壽命、耐高劑量射線輻射、優(yōu)異的阻燃性能、低煙無鹵性能、耐老 化性能、電氣性能和機械性能。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種第三代核電站用熱縮絕緣料， 它的組份和各組份質(zhì)量份如下：
[0006] 聚乙烯：20?30份；
[0007] 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20?30份；
[0008] 乙烯-辛烯共聚物：40?60份；
[0009] 阻燃劑：100?140份；
[0010] 復(fù)合抗氧劑：2?4份；
[0011] 潤滑劑：3?5份；
[0012] 交聯(lián)助劑：1?2份；
[0013] 其中，所述的聚乙烯的熔融指數(shù)為0. 2?10 ;
[0014] 所述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔融指數(shù)為0. 2?10 ;
[0015] 所述的乙烯-辛烯共聚物的熔融指數(shù)為0. 2?10。
[0016] 進一步，阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁二者的結(jié)合，或者為納米蒙脫土和氫氧 化鎂二者的結(jié)合，或者為納米蒙脫土、氫氧化鋁和氫氧化鎂三者的結(jié)合。
[0017]進一步，復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445的混合物。
[0018] 進一步，潤滑劑為石蠟油和硬脂酸鋅中的至少一種。
[0019] 進一步，交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
[0020] 本發(fā)明還提供了一種第三代核電站用熱縮絕緣料的制備方法，該方法步驟如 下：將各組份按照各組份的質(zhì)量份備料，備好料后將聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙 烯-辛烯共聚物、阻燃劑和復(fù)合抗氧劑放入密煉機中密煉，然后將潤滑劑及交聯(lián)助劑加入 到密煉機中混煉，在130?150°C溫度范圍內(nèi)混煉15?20分鐘，然后提升至雙螺桿擠出機 中在90?120°C溫度范圍內(nèi)風冷擠出造粒，即可得到該第三代核電站用熱縮絕緣料。
[0021] 采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明在熱縮絕緣料中添加了乙烯-辛烯共聚物，增加 共聚物對填充材料的包覆性，同時添加的阻燃劑是復(fù)合并經(jīng)過處理過，使得在添加大量無 鹵阻燃劑時，力學(xué)性能不會降低較多。熱縮絕緣料中添加了復(fù)合抗氧劑，能有效的抑制 Y-射線的破壞作用，增加材料在核環(huán)境下使用壽命，同時也降低了聚合物的降解速率，經(jīng) 過Arrhenius方程式推算,材料可在90°C溫度下使用60年以上,且具備有優(yōu)異的耐福射性 能和低煙無鹵阻燃性能。

【具體實施方式】
[0022] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例，對本發(fā)明作進 一步詳細的說明。
[0023] 實施例一
[0024] 本發(fā)明產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機和雙階混煉造粒擠出機組。
[0025] -種第三代核電站用熱縮絕緣料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0026] 聚乙烯：20份；
[0027] 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20份；
[0028] 乙烯-辛烯共聚物：60份；
[0029] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁及氫氧化鎂三種的混合物：共120份；其中
[0030] 納米蒙脫土 ：5份；
[0031] 氫氧化鋁：105份；
[0032] 氫氧化鎂：10份；
[0033] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共2. 5份；其中
[0034] 抗氧劑1010 :1份；抗氧劑1010為四[￠-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸] 季戊四醇酯。
[0035] 抗氧劑445 :1. 5份；抗氧劑445為4, 4' -雙（a，a-二甲基芐基）二苯胺。
[0036] 潤滑劑為石蠟油和硬脂酸鋅兩種：共3. 5份；其中
[0037] 石蠟油：2. 5份；
[0038] 硬脂酸鋅：1份；
[0039] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：1. 5份。
[0040] 該第三代核電站用熱縮絕緣料的制備方法，所述方法步驟如下：按上述原料配方 (質(zhì)量份）進行稱重配料，將聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、納米蒙脫 土、氫氧化鋁、氫氧化鎂、抗氧劑1010和抗氧劑445放入密煉機中，密煉至130°C時，加入石 蠟油、硬脂酸鋅和三烯丙基異三聚氰酸酯，混煉10分鐘后（密煉溫度130?150°C )翻轉(zhuǎn)密 煉機，將料倒入提升機中加入到雙階混煉造粒擠出機組中，在90?120°C擠出造粒，風冷， 得到熱縮絕緣料。
[0041] 實施例二
[0042] 本發(fā)明產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機和雙階混煉造粒擠出機組。
[0043] 一種第三代核電站用熱縮絕緣料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0044] 聚乙烯：25份；
[0045] 乙烯乙酸乙烯酯共聚物：20份；
[0046] 乙烯-辛烯共聚物：55份；
[0047] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁及氫氧化鎂三種的混合物：共110份；其中
[0048] 納米蒙脫土 ：5份；
[0049]氫氧化鋁：95份；
[0050] 氫氧化鎂：10份；
[0051] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共3份；其中
[0052]抗氧劑 1010:2 份；
[0053] 抗氧劑445:1份；
[0054] 潤滑劑為石蠟油和硬脂酸鋅兩種：共3份；其中
[0055] 石蠟油：1. 5份；
[0056] 硬脂酸鋅：1. 5份；
[0057] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：2份。
[0058] 該第三代核電站用熱縮絕緣料的制備方法與實例一基本相同。
[0059] 實施例三
[0060] 本發(fā)明產(chǎn)品產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機和雙階混煉造粒擠出機組。
[0061] 一種第三代核電站用熱縮絕緣料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0062] 聚乙烯：20份；
[0063] 乙烯乙酸乙烯酯共聚物：30份；
[0064] 乙烯-辛烯共聚物：50份；
[0065] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁兩種的混合物：共110份；其中
[0066] 納米蒙脫土： 10份；
[0067] 氫氧化鋁：100份；
[0068] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共2份；其中
[0069]抗氧劑1010:1份；
[0070] 抗氧劑445:1份；
[0071] 潤滑劑為石蠟油和硬脂酸鋅兩種：共4份；其中 [0072] 石蠟油：2份；
[0073]硬脂酸鋅：2份；
[0074] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：1. 5份。
[0075] 該第三代核電站用熱縮絕緣料的制備方法與實例一基本相同，不同的是：密煉機 中加入的阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁。
[0076] 實施例四
[0077] 本發(fā)明產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機和雙階混煉造粒擠出機組。
[0078] -種第三代核電站用熱縮絕緣料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0079] 聚乙烯：20份；
[0080] 乙烯乙酸乙烯酯共聚物：20份；
[0081] 乙烯-辛烯共聚物：60份；
[0082] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鎂兩種的混合物：共100份；其中
[0083] 納米蒙脫土：5份；
[0084] 氫氧化鎂：95份；
[0085] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共3份；其中
[0086]抗氧劑 1010 :2. 5 份；
[0087]抗氧劑 445:0?5 份；
[0088] 潤滑劑為石蠟油：2份
[0089] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：2份。
[0090] 該第三代核電站用熱縮絕緣料的制備方法與實例一基本相同，不同的是：密煉機 中加入的阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鎂兩種，加入的潤滑劑為石蠟油。
[0091] 實施例五
[0092] 本發(fā)明產(chǎn)品制備需要的主要工藝設(shè)備為：密煉機和雙階混煉造粒擠出機組。
[0093] 一種第三代核電站用熱縮絕緣料，其原料配方（質(zhì)量份）為：
[0094]聚乙烯：20份；
[0095] 乙烯乙酸乙烯酯共聚物：20份；
[0096]乙烯-辛烯共聚物：60份；
[0097] 阻燃劑為納米蒙脫土和氫氧化鋁及氫氧化鎂三種：共120份；其中
[0098] 納米蒙脫土： 10份；
[0099] 氫氧化鋁：10份；
[0100] 氫氧化鎂：100份；
[0101] 復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑445兩種；共2. 5份；其中
[0102] 抗氧劑 1010:1 份；
[0103]抗氧劑 445 :1. 5 份；
[0104] 潤滑劑為石蠟油和硬脂酸鋅兩種：共3. 5份；其中
[0105] 石蠟油：2. 5份；
[0106] 硬脂酸鋅：1份；
[0107] 交聯(lián)助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯：1. 5份。
[0108] 本發(fā)明一種第三代核電站用熱縮絕緣料的制備方法與實例一基本相同。
[0109] 由實施例一至實施例五的配方制備的熱縮絕緣料，經(jīng)測試有如下所示的特殊性 能：
[0110]

【權(quán)利要求】
1. 一種第三代核電站用熱縮絕緣料，其特征在于它的組份和各組份質(zhì)量份如下： 聚乙烯：20?30份； 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：20?30份； 乙烯-辛烯共聚物：40?60份； 阻燃劑：100?140份； 復(fù)合抗氧劑：2?4份； 潤滑劑：3?5份； 交聯(lián)助劑：1?2份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮絕緣料，其特征在于：所述的阻燃劑為 納米蒙脫土和氫氧化鋁二者的結(jié)合，或者為納米蒙脫土和氫氧化鎂二者的結(jié)合，或者為納 米蒙脫土、氫氧化鋁和氫氧化鎂三者的結(jié)合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮絕緣料，其特征在于：所述的復(fù)合抗氧 劑為抗氧劑1010和抗氧劑445的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮絕緣料，其特征在于：所述的潤滑劑為 石蠟油和硬脂酸鋅中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的第三代核電站用熱縮絕緣料，其特征在于：所述的交聯(lián)助劑 為三烯丙基異三聚氰酸酯。
6. -種如權(quán)利要求1至5中任一項所述的第三代核電站用熱縮絕緣料的制備方法， 其特征在于該方法步驟如下：將各組份按照各組份的質(zhì)量份備料，備好料后將聚乙烯、乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、阻燃劑和復(fù)合抗氧劑放入密煉機中密煉，然后 將潤滑劑及交聯(lián)助劑加入到密煉機中混煉，在130?150°C溫度范圍內(nèi)混煉15?20分鐘， 然后提升至雙螺桿擠出機中在90?120°C溫度范圍內(nèi)風冷擠出造粒，即可得到該第三代核 電站用熱縮絕緣料。
【文檔編號】C08L23/08GK104262764SQ201410416063
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】王松偉, 鄒穎男, 王慶玖, 沈蕾, 趙忠民, 王施雨, 李聰, 姜代華, 唐沸濤, 朱飛飛, 嚴振杰, 王明忠, 范軼, 周珊, 劉明全, 錢崴, 劉凱 申請人:江蘇華侃核電器材科技有限公司, 國核工程有限公司