一种核级电缆绝缘材料及其制备方法
文献发布时间：2024-04-18 20:01:30
技术领域
本发明属于电缆技术领域，具体为一种核级电缆绝缘材料及其制备方法。
背景技术
核电站电缆有两种分类方法：一种按功能分，包括测量电缆、通信电缆、仪表电缆、防火电缆(硅绝缘电缆)等；另一种是按安全级别分，核电站用电缆的安全级别属于IE级，同时应具有4O年以上的使用寿命，IE级核电站电缆又分为K1、K2和K3,3个安全等级。
目前的核电缆大多采用XLPE为原料，而随着核电持续发展，需要更加优越性能的电缆，所以我们提出了一种核级电缆绝缘材料及其制备方法，以解决行业中面临的问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种核级电缆绝缘材料及其制备方法，有效的解决了背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供了一种核级电缆绝缘材料。
该核级电缆绝缘材料由以下质量份数的原料制成：
超低密度聚乙烯60-100份，交联剂1-3份，助交联剂0.5-1份，炭黑10-30份，抗氧化剂2-4份，稳定剂1-3份，溶剂10-20份。
优选的，所述交联剂为过氧化物交联剂，所述过氧化物交联剂为过氧化二叔丁基、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化二异丙苯中的一种或几种。
优选的，所述助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
优选的，所述抗氧化剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
优选的，所述稳定剂为石油磺酸锌、硬脂酸铁、硬脂酸锌中的一种或多种。
优选的，所述溶剂为二甲苯。
根据本发明的另一方面，提供了一种核级电缆绝缘材料的制备方法。
该核级电缆绝缘材料的制备，包括以下步骤：
S1：将超低密度聚乙烯置于干燥箱中，设置温度80℃，干燥24小时；
S2：将干燥后的超低密度聚乙烯与抗氧化剂、炭黑、交联剂、助交联剂、稳定剂与二甲苯溶剂置于容器中，制得混合液；
S3：将容器置于烘干箱中烘干，除去二甲苯，得到超低密度聚乙烯混合物；
S4：将超低密度聚乙烯混合物置于混炼机中热熔；
S5：将热熔后的混合物通过单螺杆挤出机制成颗粒；
S6：将颗粒通过线材挤出机制成线材，由电子加速器对线材进行辐照交联，得到绝缘材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)、本发明超低密度聚乙烯采用密度为0.900±0.003g/cm3、熔指为1.0～3.0g/10min的ULDPE为主要原材料，柔软有弹性，密度小重量轻，通过助交联剂提高了电缆的绝缘性，通过多种特定化合物融合到超低密度聚乙烯基材中，提升了电缆的阻燃性、耐老化性、抗撕裂性等性能。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种核级电缆绝缘材料及其制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种核级电缆绝缘材料。
该核级电缆绝缘材料由以下质量份数的原料制成：
超低密度聚乙烯60-100份，交联剂1-3份，助交联剂0.5-1份，炭黑10-30份，抗氧化剂2-4份，稳定剂1-3份，溶剂10-20份。
其中，所述交联剂为过氧化物交联剂，所述过氧化物交联剂为过氧化二叔丁基、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化二异丙苯中的一种或几种。
所述所述助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
所述抗氧化剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
所述稳定剂为石油磺酸锌、硬脂酸铁、硬脂酸锌中的一种或多种。
所述溶剂为二甲苯。
为了更清楚的理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实例对本发明的上述方案进行详细说明。
实施例一
一种核级电缆绝缘材料，该核级电缆绝缘材料由以下质量份数的原料制成：
超低密度聚乙烯60g，交联剂1g，助交联剂0.5g，炭黑10g，抗氧化剂2g，稳定剂1g，溶剂10g。
其中，所述交联剂为过氧化物交联剂，所述过氧化物交联剂为过氧化二叔丁基、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化二异丙苯中的一种或几种。
所述所述助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
所述抗氧化剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
所述稳定剂为石油磺酸锌、硬脂酸铁、硬脂酸锌中的一种或多种。
所述溶剂为二甲苯。
该核级电缆绝缘材料的制作，包括以下步骤：
S1：将超低密度聚乙烯置于干燥箱中，设置温度80℃，干燥24小时；
S2：将干燥后的超低密度聚乙烯与抗氧化剂、炭黑、交联剂、助交联剂、稳定剂与二甲苯溶剂置于容器中，制得混合液；
S3：将容器置于烘干箱中烘干，除去二甲苯，得到超低密度聚乙烯混合物；
S4：将超低密度聚乙烯混合物置于混炼机中热熔；
S5：将热熔后的混合物通过单螺杆挤出机制成颗粒；
S6：将颗粒通过线材挤出机制成线材，由电子加速器对线材进行辐照交联，得到绝缘材料。
实施例二
一种核级电缆绝缘材料，该核级电缆绝缘材料由以下质量份数的原料制成：
超低密度聚乙烯100g，交联剂3g，助交联剂1g，炭黑30g，抗氧化剂4g，稳定剂3g，溶剂20g。
其中，所述交联剂为过氧化物交联剂，所述过氧化物交联剂为过氧化二叔丁基、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化二异丙苯中的一种或几种。
所述所述助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
所述抗氧化剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
所述稳定剂为石油磺酸锌、硬脂酸铁、硬脂酸锌中的一种或多种。
所述溶剂为二甲苯。
该核级电缆绝缘材料的制作，包括以下步骤：
S1：将超低密度聚乙烯置于干燥箱中，设置温度80℃，干燥24小时；
S2：将干燥后的超低密度聚乙烯与抗氧化剂、炭黑、交联剂、助交联剂、稳定剂与二甲苯溶剂置于容器中，制得混合液；
S3：将容器置于烘干箱中烘干，除去二甲苯，得到超低密度聚乙烯混合物；
S4：将超低密度聚乙烯混合物置于混炼机中热熔；
S5：将热熔后的混合物通过单螺杆挤出机制成颗粒；
S6：将颗粒通过线材挤出机制成线材，由电子加速器对线材进行辐照交联，得到绝缘材料。
实施例三
一种核级电缆绝缘材料，该核级电缆绝缘材料由以下质量份数的原料制成：
超低密度聚乙烯80g，交联剂2g，助交联剂0.8g，炭黑20g，抗氧化剂3g，稳定剂2g，溶剂15g。
其中，所述交联剂为过氧化物交联剂，所述过氧化物交联剂为过氧化二叔丁基、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化二异丙苯中的一种或几种。
所述所述助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
所述抗氧化剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
所述稳定剂为石油磺酸锌、硬脂酸铁、硬脂酸锌中的一种或多种。
所述溶剂为二甲苯。
该核级电缆绝缘材料的制作，包括以下步骤：
S1：将超低密度聚乙烯置于干燥箱中，设置温度80℃，干燥24小时；
S2：将干燥后的超低密度聚乙烯与抗氧化剂、炭黑、交联剂、助交联剂、稳定剂与二甲苯溶剂置于容器中，制得混合液；
S3：将容器置于烘干箱中烘干，除去二甲苯，得到超低密度聚乙烯混合物；
S4：将超低密度聚乙烯混合物置于混炼机中热熔；
S5：将热熔后的混合物通过单螺杆挤出机制成颗粒；
S6：将颗粒通过线材挤出机制成线材，由电子加速器对线材进行辐照交联，得到绝缘材料。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下结合附图对本发明的上述方案的流程进行详细说明，具体如下：
根据本发明的实施例，还提供了一种核级电缆绝缘材料的制备方法。
如图1所示，在实际生产过程中，该核级电缆绝缘材料的制作，包括以下步骤：
步骤S101：将超低密度聚乙烯置于干燥箱中，设置温度80℃，干燥24小时；
步骤S103：将干燥后的超低密度聚乙烯与抗氧化剂、炭黑、交联剂、助交联剂、稳定剂与二甲苯溶剂置于容器中，制得混合液；
步骤S105：将容器置于烘干箱中烘干，除去二甲苯，得到超低密度聚乙烯混合物；
步骤S107：将超低密度聚乙烯混合物置于混炼机中热熔；
步骤S109：将热熔后的混合物通过单螺杆挤出机制成颗粒；
步骤S111：将颗粒通过线材挤出机制成线材，由电子加速器对线材进行辐照交联，得到绝缘材料。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明超低密度聚乙烯采用密度为0.900±0.003g/cm3、熔指为1.0～3.0g/10min的ULDPE为主要原材料，柔软有弹性，密度小重量轻，通过助交联剂提高了电缆的绝缘性，通过多种特定化合物融合到超低密度聚乙烯基材中，提升了电缆的阻燃性、耐老化性、抗撕裂性等性能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。