一种微交联耐辐射阻燃电缆护套料及其制备的制作方法

1.本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种微交联耐辐射阻燃电缆护套料及其制备。


背景技术：

2.核电站用电缆要求电缆护套料必须具有优良的耐辐射性、无卤低烟及阻燃好的性能，现有的热塑性核电站电缆护套料为满足耐热和耐辐照的性能要求大多会在体系中添加大量的含苯环的聚合物，苯环的存在大大提高了体系的耐辐照性能，例如专利cn 110724324 a，但含苯环聚合物加工温度较高，该专利中选用的聚醚砜树脂加工温度在300℃以上，接近聚烯烃分解温度，容易造成材料挤出加工时出现气孔等问题，存在质量隐患。
3.除了耐辐射和阻燃性能外，核电站用电缆料还需具有长期使用寿命的要求，而常规热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的很难达到核电站使用寿命的要求。
4.因此，开发一种使用寿命长，阻燃效果好，耐辐射性能、耐热性能和抗开裂性能均较强的电缆护套料具有重要意义。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种微交联耐辐射阻燃电缆护套料及其制备。通过使用过氧化二叔丁基(dtbp)使得硅烷接枝到乙稀醋酸乙烯共聚物(eva)树脂上，达到一定的微交联效果，从而提高了体系的耐热性能，保证了材料长期使用的寿命。添加较高含量的聚乙烯后显著改善了材料的抗开裂性能。填充超细聚酰亚胺(pi)粉末后提高了体系的耐辐射性能，pi本身含有的氮元素与eva和阻燃剂起到了协效阻燃的效果。
6.本发明一方面提供了一种微交联耐辐射阻燃电缆护套料，按重量份计包括以下组分：eva 40
‑
75份、dtbp 0.1
‑
0.3份、乙烯基三甲氧基硅烷2
‑
4份、聚乙烯10
‑
25份、相容剂10
‑
20份、阻燃剂90
‑
140份、pi粉末30
‑
50份、抗氧剂1.1
‑
4.5份。
7.优选地，所述抗氧剂由以下组分构成：四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5
‑
2份，4,4'
‑
硫代双(6
‑
叔丁基
‑3‑
甲基苯酚)0.1
‑
0.5份和硫代二丙酸双月桂酯0.5
‑
2份。
[0008]
具体的，所述dtbp 1h半衰期的分解温度≥146℃。
[0009]
进一步地，所述相容剂选自poe
‑
g
‑
mah、eva
‑
g
‑
mah、pe
‑
g
‑
mah、pp
‑
g
‑
mah和epdm
‑
g
‑
mah中的一种或多种。
[0010]
进一步地，所述阻燃剂为氢氧化镁和/或氢氧化铝。
[0011]
进一步地，所述超细聚酰亚胺粉末的粒径为10
‑
13μm。
[0012]
本发明另一方面提供了一种微交联耐辐射阻燃电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]
(1)将eva 40
‑
75份、dtbp 0.1
‑
0.3份、乙烯基三甲氧基硅烷2
‑
4份、聚乙烯10
‑
25份、相容剂10
‑
20份、阻燃剂90
‑
140份、超细聚酰亚胺粉末30
‑
50份、抗氧剂1.1
‑
4.5份密炼到
140
‑
155℃，得到胶料；
[0014]
(2)将所述胶料熔融挤出造粒，得到电缆护套料粒子；
[0015]
(3)将所述电缆护套料粒子进行硫化压片，得到所述微交联耐辐射电缆护套料。
[0016]
优选地，所述步骤(2)中，造粒的温度为120
‑
160℃。
[0017]
优选地，所述步骤(3)中，硫化压片需要进行预热。
[0018]
优选地，所述预热的温度为160
‑
180℃，预热时间为4
‑
6min。
[0019]
优选地，所述步骤(3)中，硫化压片的温度为160
‑
180℃。
[0020]
优选地，所述步骤(3)中，硫化压片的时间为2
‑
4min。
[0021]
具体的，一种微交联耐辐射阻燃电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]
(1)将eva 40
‑
75份、dtbp 0.1
‑
0.3份、乙烯基三甲氧基硅烷2
‑
4份、聚乙烯10
‑
25份、相容剂10
‑
20份、阻燃剂90
‑
140份、超细聚酰亚胺粉末30
‑
50份、抗氧剂1.1
‑
4.5份投入密炼机中密炼到140
‑
155℃卸料，得到胶料；
[0023]
(2)将所述胶料在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，熔融挤出造粒温度为120
‑
160℃，烘干并包装，获得微交联耐辐射阻燃电缆护套料塑料粒子；
[0024]
(3)将所述微交联耐辐射阻燃电缆护套料塑料粒子用平板硫化机压片，压片温度160
‑
180℃，预热4
‑
6min硫化压片2
‑
4min，得到厚度为1mm的压片，之后放冷压机中冷却，得到微交联耐辐射阻燃电缆护套料。
[0025]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0026]
(1)本发明利用高温微交联技术，一方面，通过在高温条件下将dtbp分解使得硅烷接枝到eva树脂上，接枝后的甲氧基硅烷基团可达到一定的微交联效果，从而提高体系的耐热性，保证了材料长期的使用寿命；另一方面，由于dtbp的分解温度相对较高，在常规加工温度条件下，dtbp的分解不足以引发硅烷接枝的剧烈反应，避免了挤出过程中的预交联影响；
[0027]
(2)微交联结构与含量较高的聚乙烯能够显著改善材料的抗开裂性能；
[0028]
(3)填充选用碾磨后的pi粉末提高了体系的耐辐射性能，pi本身含有的氮元素与eva以及阻燃剂可起到协效阻燃的效果。
具体实施方式
[0029]
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0030]
实施例1
[0031]
(1)将表1配方中重量份计的所有组分投入密炼机中密炼到155℃卸料，得到胶料；
[0032]
(2)将步骤(1)所得的胶料在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，熔融挤出造粒温度为160℃，烘干并包装，获得微交联耐辐射阻燃电缆护套料塑料粒子；
[0033]
(3)将所述微交联耐辐射阻燃电缆护套料塑料粒子用平板硫化机压片，硫化压片温度175℃，预热5min硫化压片3min，得到厚度为1mm的压片，之后放冷压机中冷却，得到微交联耐辐射阻燃电缆护套料。
[0034]
表1微交联耐辐射阻燃电缆护套料配方
[0035]
组分实施例1
eva65份dtbp0.2份乙烯基三甲氧基硅烷3份聚乙烯20份poe
‑
g
‑
mah15份超细pi粉末40份氢氧化镁120份四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份4,4'
‑
硫代双(6
‑
叔丁基
‑3‑
甲基苯酚)0.5份硫代二丙酸双月桂酯1份
[0036]
实施例2
‑5[0037]
在实施例1的基础上将poe
‑
g
‑
mah替换为eva
‑
g
‑
mah、pe
‑
g
‑
mah、pp
‑
g
‑
mah或epdm
‑
g
‑
mah。
[0038]
实施例6
‑7[0039]
在实施例1的基础上将氢氧化镁替换为氢氧化铝或氢氧化镁
‑
氢氧化铝混合物。
[0040]
实施例8
[0041]
在实施例1的基础上将表1配方中所有组分的重量份替换为eva 40份，dtbp 0.1份，乙烯基三甲氧基硅烷2份，聚乙烯10份，poe
‑
g
‑
mah 10份，氢氧化镁90份，超细聚酰亚胺粉末30
‑
50份，四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份，4,4'
‑
硫代双(6
‑
叔丁基
‑3‑
甲基苯酚)0.1份，硫代二丙酸双月桂酯0.5份。
[0042]
实施例9
[0043]
在实施例1的基础上将表1配方中所有组分的重量份替换为eva 75份，dtbp 0.3份，乙烯基三甲氧基硅烷2
‑
4份，聚乙烯10
‑
25份，poe
‑
g
‑
mah10
‑
20份，氢氧化镁90
‑
140份，超细聚酰亚胺粉末30
‑
50份，四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯2份，4,4'
‑
硫代双(6
‑
叔丁基
‑3‑
甲基苯酚)0.5份，硫代二丙酸双月桂酯2份。
[0044]
实施例10
[0045]
在实施例1的基础上将密炼到155℃替换为密炼到140℃；将熔融挤出造粒温度为160℃替换为120℃；将硫化压片温度175℃替换为160℃；将预热5min硫化压片3min替换为预热4min硫化压片2min。
[0046]
实施例11
[0047]
在实施例1的基础上将硫化压片温度175℃替换为180℃；将预热5min硫化压片3min替换为预热6min硫化压片4min。
[0048]
性能测试：
[0049]
按照q320585det 005
‑
2018的方法，对微交联耐辐射阻燃电缆护套料的性能进行测试，实施例1的测试结果如表2所示。
[0050]
表2实施例1微交联耐辐射阻燃电缆护套料的性能测试结果
[0051][0052][0053]
注：材料为热塑性材料，没有热延伸参数，是在高温条件下，长期放置达到微交联效果，进而改善材料的长期使用性能，才有热延伸参数。
[0054]
由表2可知，本发明制备的微交联耐辐射阻燃电缆护套料各项指标均符合核电站用电缆使用要求。电缆护套料可产生微交联的效果，具有使用寿命长，阻燃效果好，耐辐射性能、耐热性能和抗开裂性能均较强的优点，可广泛应用于大规格电缆等方面。
[0055]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。