基于微纳米填料的乙丙橡胶的核电电缆绝缘料及制备方法

摘要

本发明提供了基于微纳米填料的乙丙橡胶的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，微米氢氧化铝50-60份，纳米氢氧化铝10-20份，微米氮化硼5-10份，纳米氮化硼2-4份，2-巯基苯并咪唑1-3份，石蜡1-4份，过氧化二异丙苯2-4份，氧化锌3-6份，偶联剂2-4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。

说明书

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，具体涉及基于微纳米填料的乙丙橡胶的核

电电缆绝缘料及制备方法。

技术背景

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、γ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。

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。

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

本发明的目的是提供高导热绝缘环氧树脂胶的制备及其在LED 用挠性铝基覆铜板上应用的方法。

本发明的基于微纳米填料的乙丙橡胶的核电电缆绝缘料，其组成按质量份数计为：

乙丙橡胶  100份；

微米氢氧化铝  50-60份；

纳米氢氧化铝  10-20份；

微米氮化硼  5-10份；

纳米氮化硼  2-4份；

2-巯基苯并咪唑  1-3份；

石蜡  1-4份；

过氧化二异丙苯  2-4份；

氧化锌  3-6份；

偶联剂  2-4份。

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。

本发明的核电电缆绝缘料中，所述的微米氢氧化铝阻燃填料平均粒径为2～10微米；所述的纳米氢氧化铝阻燃填料平均粒径为50～100纳米。

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5～15微米；所述的纳米氮化硼耐辐照填料平均粒径为30～80纳米。

本发明的核电电缆绝缘料中，所述的偶联剂为KH550、KH560和KH570中的或者几种混合物。

本发明的核电电缆绝缘料的制备方法，其制备步骤：首先将微米氢氧化铝、纳米氢氧化铝、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15-30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1-3分钟，加入改性填料、2-巯基苯并咪唑、石蜡、氧化锌，在100-130℃进行充分混炼20-40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。

具体实施方式

实施例1

其原料组成按质量份数计为：

乙丙橡胶  100份；

微米氢氧化铝  60份；

纳米氢氧化铝  10份；

微米氮化硼  6份；

纳米氮化硼  3份；

2-巯基苯并咪唑  2份；

石蜡  2份；

过氧化二异丙苯  2份；

氧化锌  3份；

偶联剂  3份。

首先将微米氢氧化铝、纳米氢氧化铝、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20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2分钟，加入改性填料、2-巯基苯并咪唑、石蜡、氧化锌，在110℃进行充分混炼30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。其热压硫化产品的性能测试见附表1。

实施例2

其原料组成按质量份数计为：

乙丙橡胶  100份；

微米氢氧化铝  40份；

纳米氢氧化铝  15份；

微米氮化硼  5份；

纳米氮化硼  4份；

2-巯基苯并咪唑  2份；

石蜡  2份；

过氧化二异丙苯  2份；

氧化锌  3份；

偶联剂  3份。

首先将微米氢氧化铝、纳米氢氧化铝、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20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2分钟，加入改性填料、2-巯基苯并咪唑、石蜡、氧化锌，在110℃进行充分混炼30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。其热压硫化产品的性能测试见附表1。

实施例3

其原料组成按质量份数计为：

乙丙橡胶  100份；

微米氢氧化铝  55份；

纳米氢氧化铝  20份；

微米氮化硼  10份；

纳米氮化硼  2份；

2-巯基苯并咪唑  2份；

石蜡  2份；

过氧化二异丙苯  2份；

氧化锌  3份；

偶联剂  3份。

首先将微米氢氧化铝、纳米氢氧化铝、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20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2分钟，加入改性填料、2-巯基苯并咪唑、石蜡、氧化锌，在110℃进行充分混炼30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。其热压硫化产品的性能测试见附表1。

实施例4

其原料组成按质量份数计为：

乙丙橡胶  100份；

微米氢氧化铝  50份；

纳米氢氧化铝  15份；

微米氮化硼  7份；

纳米氮化硼  3份；

2-巯基苯并咪唑  2份；

石蜡  2份；

过氧化二异丙苯  2份；

氧化锌  3份；

偶联剂  3份。

首先将微米氢氧化铝、纳米氢氧化铝、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20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2分钟，加入改性填料、2-巯基苯并咪唑、石蜡、氧化锌，在110℃进行充分混炼30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。其热压硫化产品的性能测试见附表1。

表1 ：热压硫化产品的性能测试

从表1（热压硫化产品的性能测试）中发现，这种材料具有优良的抗拉伸强度和抗断裂拉伸；而且阻燃和耐辐照性好、机械强度高；耐氧化，抗老化；综合性能优异。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。