[发明专利]一种高耐热耐辐照电缆护套料

说明书

技术领域

本发明涉及一种高耐热耐辐照电缆护套料，属于新型电缆材料技术领域。

背景技术

核电站用电缆要求电缆护套料必须具有优良的电气性能、耐辐照性、无卤低烟低毒及阻燃性能好和使用寿命长的特性。目前常用的核电站用电缆护套料为EVA、氯丁胶、氯磺化聚乙烯等材料。然而，现有核电站电缆护套料基本上是按照第二代核电站电缆的性能要求设计，其耐热寿命为90℃/40年和耐⁶⁰Co-γ射线累积剂量850kGy/70℃；同时，电缆护套材料还具有良好的物理机械性能、无卤低烟低毒性、高阻燃性、绝缘性等性能。

如中国专利(授权公告号：CN101456992B)公开了一种核电站电缆用绝缘料，该绝缘料包括100重量份基料，100～200重量份阻燃剂，2～8重量份抗氧剂，2～20重量份抗辐照剂和1～10重量份交联敏化剂，其基料为乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物和高密度聚乙烯中的一种或几种，基料中必须含有乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，阻燃剂必须含有氢氧化铝。其具有较好的绝缘性和耐长期热老化和拉伸强度的性能，但其也仅是达到550KGy/70℃的要求。

然而，随着核电领域的技术发展，目前已经出现了第三代核电站电缆用护套料，其要求电缆护套料的热寿命要求达到90℃/60年以上和耐⁶⁰Co-γ射线累积剂量要达到2600kGy/70℃以上，比第二代核电站电缆用护套料的要求明显提高。因此，怎样改进材料配方，使护套料的热寿命和耐辐照性能达到第三代核电站电缆的要求，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提出一种高耐热耐辐照电缆护套料，解决的问题是如何使电缆护套料同时兼具阻燃性、高耐热性和耐辐照性，且使电缆护套料符合第三代核电站电缆的技术要求。

本发明是通过以下技术方案得以实现的。一种高耐热耐辐照电缆护套料，该护套料包括以下重量份的成分：

基料：100； 耐高温耐辐照树脂改性母粒：30～40；

无机阻燃剂：100～200； 抗氧剂：2.0～8.0；

抗辐照剂：1.0～15； 交联敏化剂：1.0～10；

其中，所述基料至少含有乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；所述阻燃剂至少含有氢氧化铝。

由于电缆护套料中阻燃剂氢氧化铝在180℃以上的高温条件下，容易在加工过程中分解失效，从而起不到阻燃的效果。而另一方面，又由于耐高温耐辐照树脂一般又需要在230℃以上的高温条件下才可能塑化与基料共混。因此，存在无机阻燃与耐高温耐辐照树脂不能共用的问题。而本发明为了解决上述问题，通过在高温条件下先将耐高温耐辐照树脂制成母料，从而可以在较低温度下与无机阻燃剂以及基料、抗氧剂、抗辐照剂和交联敏化剂等实现共混造粒，有效避免了无机阻燃剂在高温条件下共混而分解失效的缺陷。另外，氢氧化铝本身不燃烧，在高温受热时分解，分解过程本身要吸收大量热量，降低了燃烧温度，而且分解产生的金属氧化物附着在材料表面，能够阻止进一步燃烧；同时，分解产生的水蒸汽或二氧化碳也能够起到阻燃的效果。氢氧化铝在吸热的条件下按下列的反应式进行分解，放出三个结晶水：

2Al(OH)₃--->Al₂O₃+3H₂O，

该吸热脱水过程延缓了聚合物的燃烧，受热分解时放出水蒸汽能够覆盖火焰，稀释氧气浓度，在接触火焰的材料表面会形成隔热层，减少了燃烧分解产物向燃烧的气相中流动的可能性，减缓了燃烧速度。同时，通过使基料中含有乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，能够使护套料中各成分之间具有较好的相容性，并巧妙地将耐高温耐辐照树脂和无机阻燃剂用在同一种材料中，使得到的电缆护套料能够同时兼具高阻燃、高耐热和耐辐照的性能。

在上述的高耐热耐辐照电缆护套料中，作为优选，所述耐高温耐辐照树脂改性母粒至少含有耐高温耐辐照树脂，且所述耐高温耐辐照树脂选自聚醚砜树脂、聚亚苯基砜树脂和聚苯醚树脂中的一种或几种。该类树脂均为线型芳香族高分子化合物，分子链上有大量苯环从而具有刚性，故耐高温性能好；同时，苯环结构也可将辐射能在分子内均化，使得分子链在辐照环境下不易发生断链降解，故材料的耐辐照性能也很好。作为进一步的优选，所述耐高温耐辐照树脂改性母粒主要包括以下重量份的成分：

耐高温耐辐照树脂：30～50；