一種耐輻照電纜及其在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電纜材料領(lǐng)域，公開了一種外層包裹有耐輻照材料的耐輻照電纜，該耐輻照材料由聚氯乙烯200-220，聚丙烯180-190，聚碳酸酯60-80，酚醛樹脂60-65，聚二甲基硅氧烷50-55，聚乙烯吡咯烷酮30-40，十溴二苯乙烷20-25，硬脂酸18-22，羥乙基纖維素15-18，玻璃纖維12-13，三聚磷酸鋁8-10，氮化硅6-9，硼砂4-6，琥珀酸鈉3-5以及硅膠2-4制備而成。本發(fā)明制備的耐輻照材料具有優(yōu)異的耐輻照、阻燃以及機(jī)械性能，可廣泛用作核電站和航空領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】—種耐輻照電纜及其在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于電纜材料領(lǐng)域，具體涉及一種耐輻照電纜及其在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]電纜是輸電線路的主要組成部分，通常是由一根或多根相互絕緣的導(dǎo)體外包絕緣保護(hù)層制成，其導(dǎo)體大同小異，而外包絕緣層對(duì)導(dǎo)線的防護(hù)尤其重要，是近年來(lái)電力材料領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。電纜可分為多種型號(hào):例如交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、橡套軟電纜、煤礦用阻電纜、船用電纜、鋁絞線及鋼芯鋁絞線、聚氯乙烯絕緣控制電纜、聚氯已烯絕緣電線、電梯電纜、鐵路信號(hào)電纜、 計(jì)算機(jī)專用電纜等。
[0005]目前，航空航天電線電纜和核電站核島電纜由于其工作的特殊環(huán)境，要求其具備耐輻照、絕緣性能較好以及高強(qiáng)度等優(yōu)異性能，但是現(xiàn)有的航空航天和核電站核島電纜在高輻射的環(huán)境下，容易老化易損，使用壽命比較短，抗干擾的能力也比較弱，給正常作業(yè)帶來(lái)了安全隱患。尤其在核環(huán)境下，正常運(yùn)行的電纜須要經(jīng)受Y、^射線的輻照，并且具備在事故情況下的保持電纜正常運(yùn)行的要求。由于一般聚合物在輻照作用下產(chǎn)生電離或激發(fā)等反應(yīng)后，進(jìn)一步發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng):大分子間由輻照引發(fā)的交聯(lián)反應(yīng)、輻照引發(fā)的降解反應(yīng)、氧化反應(yīng)、產(chǎn)生氣體產(chǎn)物、其它如異構(gòu)化等，這些反應(yīng)在不同的反應(yīng)速率下發(fā)生的程度不同，最終的結(jié)果是聚合物材料的分子量愈來(lái)愈小，甚至失去聚合物的性質(zhì)。目前常用的絕緣材料為交聯(lián)聚烯烴和乙丙橡膠材料，但是，其耐Y射線能力以及機(jī)械性能有待提高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工作要求。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)需要一種耐輻照，并且絕緣性能和機(jī)械性能較好的電纜導(dǎo)線。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述存在的諸多問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種耐輻照并且絕緣性能和機(jī)械性能較好的電纜導(dǎo)線，該電纜能夠經(jīng)受高強(qiáng)度的輻照，并且能夠維持較好的絕緣性能好、機(jī)械性能和耐火性能。本發(fā)明還提高了一種耐輻照電纜材料。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的:
一種耐輻照電纜，其由電纜導(dǎo)體和包裹在電纜導(dǎo)體上的耐輻照材料組成；所述耐輻照材料由如下重量份的原料制備而成:聚氯乙烯200-220，聚丙烯180-190，聚碳酸酯60-80，酚醛樹脂60-65，聚二甲基硅氧烷50-55，聚乙烯吡咯烷酮30-40，十溴二苯乙烷20-25，硬脂酸18-22，羥乙基纖維素15-18，玻璃纖維12-13，三聚磷酸鋁8_10，氮化硅6_9，硼砂4_6，琥珀酸鈉3-5，硅膠2-4 ；
所述硅膠的孔容為0.5-0.6ml/g，平均孔徑為3.5-6.0nm,比表面積為400_600m2/g ；本發(fā)明對(duì)電纜導(dǎo)體沒(méi)有任何限制，它可以是現(xiàn)有技術(shù)中常用的用于導(dǎo)電的材料，例如銅線、銅包鋁以及銅包鋼等，也可以是其他常規(guī)的導(dǎo)電材料。
[0010]本發(fā)明還公開了上述耐輻照材料的制備方法，包括如下步驟:
1)按照重量份稱取上述各原料備用；
2)將氮化硅以及硼砂送至球磨機(jī)，磨至粒徑為300目以上的粉末，然后將粉末與硅膠混合，攪拌均勻，靜置24小時(shí)，得到混合物I ;
3)將聚氯乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，酚醛樹脂，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯吡咯烷酮，十溴二苯乙烷，硬脂酸，羥乙基纖維素，玻璃纖維以及三聚磷酸鋁，投入到攪拌機(jī)中，攪拌均勻，然后置于溫度為60°C，相對(duì)濕度為80%的濕熱環(huán)境中30分鐘，得到混合物2 ；
4)將混合物1、混合物2和琥珀酸鈉投入到高速攪拌機(jī)中，以3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌10分鐘，得到混合物3 ;然后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠壓成熔融狀態(tài)，最后快速投入到注塑機(jī)中，在210°C下注塑成型即得。
[0011]本發(fā)明還提供了一種耐輻照電纜材料。
[0012]本發(fā)明取得到有益效果主要包括:本發(fā)明生產(chǎn)的耐輻照電纜材料具有優(yōu)異的耐輻照、阻燃以及其他機(jī)械性能，可廣泛用作核電站和航空領(lǐng)域電纜的絕緣材料；本發(fā)明通過(guò)添加各種助劑，選擇的原料低廉并且配伍合理，大大優(yōu)化了多種塑料成分的耐輻照性能，并且保持了較好的機(jī)械性能和阻燃性能；本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單可行，有利于電纜材料的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將采用具體實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但是其并不能理解為是對(duì)本發(fā)明創(chuàng)新核心精神的限制。
[0015]實(shí)施例1
一種耐輻照電纜，其由電纜導(dǎo)體和包裹在電纜導(dǎo)體上的耐輻照材料組成；所述耐輻照材料由如下重量份的原料制備而成:聚氯乙烯200，聚丙烯180，聚碳酸酯60，酚醛樹脂60，聚二甲基硅氧烷50，聚乙烯吡咯烷酮30，十溴二苯乙烷20，硬脂酸18，羥乙基纖維素15，玻璃纖維12，三聚磷酸鋁8，氮化硅6，硼砂4，琥珀酸鈉3，硅膠2 ;
上述耐輻照材料的制備方法，包括如下步驟:
1)按照重量份稱取上述各原料備用；
2)將氮化硅以及硼砂送至球磨機(jī)，磨至粒徑為300目以上的粉末，然后將粉末與硅膠混合，攪拌均勻，靜置24小時(shí)，得到混合物I ;
3)將聚氯乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，酚醛樹脂，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯吡咯烷酮，十溴二苯乙烷，硬脂酸，羥乙基纖維素，玻璃纖維以及三聚磷酸鋁，投入到攪拌機(jī)中，攪拌均勻，然后置于溫度為60°C，相對(duì)濕度為80%的濕熱環(huán)境中30分鐘，得到混合物2 ；
4)將混合物1、混合物2和琥珀酸鈉投入到高速攪拌機(jī)中，以3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌10分鐘，得到混合物3 ;然后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠壓成熔融狀態(tài)，最后快速投入到注塑機(jī)中，在210°C下注塑成型即得。
[0016]實(shí)施例2一種耐輻照電纜，其由電纜導(dǎo)體和包裹在電纜導(dǎo)體上的耐輻照材料組成；所述耐輻照材料由如下重量份的原料制備而成:聚氯乙烯220，聚丙烯190，聚碳酸酯80，酚醛樹脂65，聚二甲基硅氧烷55，聚乙烯吡咯烷酮40，十溴二苯乙烷25，硬脂酸22，羥乙基纖維素18，玻璃纖維13，三聚磷酸鋁10，氮化硅9，硼砂6，琥珀酸鈉5，硅膠4 ;
上述耐輻照材料的制備方法，包括如下步驟:
1)按照重量份稱取上述各原料備用；
2)將氮化硅以及硼砂送至球磨機(jī)，磨至粒徑為300目以上的粉末，然后將粉末與硅膠混合，攪拌均勻，靜置24小時(shí)，得到混合物I ;
3)將聚氯乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，酚醛樹脂，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯吡咯烷酮，十溴二苯乙烷，硬脂酸，羥乙基纖維素，玻璃纖維以及三聚磷酸鋁，投入到攪拌機(jī)中，攪拌均勻，然后置于溫度為60°C，相對(duì)濕度為80%的濕熱環(huán)境中30分鐘，得到混合物2 ；
4)將混合物1、混合物2和琥珀酸鈉投入到高速攪拌機(jī)中，以3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌10分鐘，得到混合物3 ;然后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠壓成熔融狀態(tài)，最后快速投入到注塑機(jī)中，在210°C下注塑成型即得。
[0017]實(shí)施例3
本發(fā)明制備的電纜耐輻照材料的性能測(cè)試:
1.針對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1和2制備的耐輻照材料進(jìn)行各方面性能測(cè)試，具體結(jié)果見表1: 表1
【權(quán)利要求】
1.一種耐輻照電纜，其由電纜導(dǎo)體和包裹在電纜導(dǎo)體上的耐輻照材料組成；所述耐輻照材料由如下重量份的原料制備而成:聚氯乙烯200-220，聚丙烯180-190，聚碳酸酯60-80，酚醛樹脂60-65，聚二甲基硅氧烷50-55，聚乙烯吡咯烷酮30-40，十溴二苯乙烷20-25，硬脂酸18-22，羥乙基纖維素15-18，玻璃纖維12-13，三聚磷酸鋁8_10，氮化硅6_9，硼砂4-6，琥珀酸鈉3-5，硅膠2-4 ； 所述耐輻照材料的制備方法，包括如下步驟: 1)按照重量份稱取上述各原料備用； 2)將氮化硅以及硼砂送至球磨機(jī)，磨至粒徑大約為300目以上的粉末，然后將粉末與硅膠混合，攪拌均勻，靜置24小時(shí)，得到混合物I ; 3)將聚氯乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，酚醛樹脂，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯吡咯烷酮，十溴二苯乙烷，硬脂酸，羥乙基纖維素，玻璃纖維以及三聚磷酸鋁，投入到攪拌機(jī)中，攪拌均勻，然后置于溫度為60°C，相對(duì)濕度為80%的濕熱環(huán)境中30分鐘，得到混合物2 ； 4)將混合物1、混合物2和琥珀酸鈉投入到高速攪拌機(jī)中，以3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌10分鐘，得到混合物3 ;然后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠壓成熔融狀態(tài)，最后快速投入到注塑機(jī)中，在210°C下注塑成型即得。
2.如權(quán)利要求1所述的耐輻照電纜，其特征在于，所述硅膠的孔容優(yōu)選為0.5-0.6ml/g,平均孔徑為3.5-6.0 nm,比表面為400-600m2/g。
3.一種耐輻照電纜材料，其特征在于，所述電纜材料由如下重量份的原料制備而成:聚氯乙烯200-220，聚丙烯180-190，聚碳酸酯60-80，酚醛樹脂60-65，聚二甲基硅氧烷50-55，聚乙烯吡咯烷酮30-40，十溴二苯乙烷20-25，硬脂酸18-22，羥乙基纖維素15-18，玻璃纖維12-13，三聚磷酸鋁8-10，氮化硅6-9，硼砂4-6，琥珀酸鈉3_5，硅膠2_4 ； 所述耐輻照材料的制備方法，包括如下步驟: 1)按照重量份稱取上述各原料備用； 2)將氮化硅以及硼砂送至球磨機(jī)，磨至粒徑為大約300目以上的粉末，然后將粉末與硅膠混合，攪拌均勻，靜置24小時(shí)，得到混合物I ; 3)將聚氯乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，酚醛樹脂，聚二甲基硅氧烷，聚乙烯吡咯烷酮，十溴二苯乙烷，硬脂酸，羥乙基纖維素，玻璃纖維以及三聚磷酸鋁，投入到攪拌機(jī)中，攪拌均勻，然后置于溫度為60°C，相對(duì)濕度為80%的濕熱環(huán)境中30分鐘，得到混合物2 ； 4)將混合物1、混合物2和琥珀酸鈉投入到高速攪拌機(jī)中，以3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌10分鐘，得到混合物3 ;然后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠壓成熔融狀態(tài)，最后快速投入到注塑機(jī)中，在210°C下注塑成型即得。
【文檔編號(hào)】C08K13/04GK103756190SQ201410012052
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月12日
【發(fā)明者】孫運(yùn)東, 王效華 申請(qǐng)人:莒南縣美達(dá)電力實(shí)業(yè)有限公司