CN104332238B - 一种可监控温度阻燃充电电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可监控温度阻燃充电电缆，包括缆芯，缆芯由火线芯、零线芯、地线芯和控温线芯构成，其中，火线芯由火线导体和包覆在火线导体外侧的第一绝缘层构成，零线芯由零线导体和包覆在零线导体外侧的第二绝缘层构成，地线芯由地线导体和包覆在地线导体外侧的第三绝缘层构成，控温线芯包括两根信号传输线，信号传输线由控温导体和包覆在控温导体外侧的第四绝缘层构成，两根信号传输线相互绞合之后在其外侧依次包覆金属包带屏蔽层和金属编制屏蔽层，在所述缆芯外侧绕包包带层，在包带层外侧挤包外护层。本发明能在充电过程中实时监控电缆和插头的温度，在插头温度过高时，能及时切断电源，防止过热引起火灾。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种可监控温度阻燃充电电缆。
背景技术
由于汽车尾气造成的环境污染非常严重，电动汽车作为一种零排放、无污染的交通工具，将成为未来汽车行业发展的趋势。但电动汽车充电电缆存在严重问题，常因充电电缆在充电过程中发出大量的热能而未被及时发现，从而引成火灾，即使在欧美等发达地区也屡见不鲜。现在急需一种能在充电过程中实时监控温度，而且能耐高温、具有高阻燃性、燃烧过程中不会产生大量有毒烟雾的电动汽车充电电缆。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种可监控温度阻燃充电电缆，能在充电过程中实时监控电缆和插头的温度，而且绝缘层和外护层采用低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料，使本发明具有优秀的耐油、阻燃耐高温、耐磨抗撕裂等性能。
本发明提出的一种可监控温度阻燃充电电缆，包括缆芯，缆芯由火线芯、零线芯、地线芯和控温线芯构成，其中，火线芯由火线导体和包覆在火线导体外侧的第一绝缘层构成，零线芯由零线导体和包覆在零线导体外侧的第二绝缘层构成，地线芯由地线导体和包覆在地线导体外侧的第三绝缘层构成，控温线芯包括两根信号传输线，信号传输线由控温导体和包覆在控温导体外侧的第四绝缘层构成，两根信号传输线相互绞合之后在其外侧依次包覆金属包带屏蔽层和金属编制屏蔽层，在所述缆芯外侧绕包包带层，在包带层外侧挤包外护层；
第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层和外护层都由低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料制得，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS43-46份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 42-45份，纳米纤维素晶须10-13份，聚碳酸酯PC 16-19份，钛酸酯偶联剂TMC-201 0.9-1.3份，硅藻土31-34份，硬质陶土20-23份，高耐磨炭黑12-15份，氧化钕1-2份，氧化镧1-2份，氮化铝3-4份，磷酸三苯酯TPP 3-6份，环氧苍耳油酸丁酯6-9份，氢氧化镁2-5份，三聚氰胺氰尿酸盐2-3份，三聚氰胺磷酸酯1.3-2.6份，防老剂2264 1.8-2.5份，防老剂BLE 1.2-1.6份。
优选地，在包带层内部与火线芯、零线芯、地线芯和控温线芯之间的间隙填充第一填充材料。
优选地，在金属包带屏蔽层内部与两根信号传输线之间的间隙填充第二填充材料。
优选地，火线导体、零线导体、地线导体由镀锡铜线制得。
优选地，控温导体由镀锡铜线、镀银铜线或镍铬-镍硅材料制得。
优选地，金属包带屏蔽层由铝箔或铜箔制成，金属编制屏蔽层由铜丝编制而成。
优选地，包带层由聚丙烯纤维带绕包而成。
优选地，低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS中丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量比为18-23：22-37：45-55。
优选地，低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 44-45份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 43-44份，纳米纤维素晶须11-12份，聚碳酸酯PC 17-18份，钛酸酯偶联剂TMC-201 1-1.2份，硅藻土32-33份，硬质陶土21-22份，高耐磨炭黑13-14份，氧化钕1.4-1.6份，氧化镧1.3-1.5份，氮化铝3.6-3.8份，磷酸三苯酯TPP 4-5份，环氧苍耳油酸丁酯7-8份，氢氧化镁3-4份，三聚氰胺氰尿酸盐2.1-2.4份，三聚氰胺磷酸酯1.8-2.2份，防老剂2264 1.9-2.3份，防老剂BLE1.3-1.5份。
优选地，低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 44.6份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 43.7份，纳米纤维素晶须11.2份，聚碳酸酯PC 17.4份，钛酸酯偶联剂TMC-201 1.1份，硅藻土32.6份，硬质陶土21.4份，高耐磨炭黑13.5份，氧化钕1.5份，氧化镧1.4份，氮化铝3.7份，磷酸三苯酯TPP4.5份，环氧苍耳油酸丁酯7.8份，氢氧化镁3.2份，三聚氰胺氰尿酸盐2.2份，三聚氰胺磷酸酯2份，防老剂2264 2.2份，防老剂BLE 1.4份。
本发明中的缆芯包括火线芯、零线芯、地线芯和控温线芯，其中控温线芯可与插头的感温元件相连接，当插头温度过高时，插头的感温元件产生的电信号，通过本发明中的控温线芯，将该电信号传到相应部件以切断电源，防止过热引起火灾；控温线芯中的两根信号传输线相互绞合，使信号传输线传导的信号不会相互干扰，而包覆在信号传输线外侧的金属包带屏蔽层和金属编制屏蔽层形成一个屏蔽机构，使信号传输线内传导的信号不会受到火线芯、零线芯、地线芯的干扰。
本发明中的第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层和外护层都由低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料制得，低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料以苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS为主料，使第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层和外护层具有优异的耐油、耐腐蚀、抗冲击、阻燃耐热性能，而且弹性和韧性达到平衡；纳米纤维素晶须和聚碳酸酯PC通过钛酸酯偶联剂TMC-201与低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料的主料相容，大幅提高第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层和外护层的拉伸强度和耐磨抗撕裂的性能，而氧化钕和氧化镧组成稀土氧化物，与上述物料配合，进一步提高了本发明的拉伸强度和耐磨抗撕裂、耐油、耐腐蚀、抗冲击等性能；硅藻土、硬质陶土、高耐磨炭黑、氮化铝、氢氧化镁与稀土氧化物配合，大大提高了第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层和外护层的耐磨抗撕裂性能，也提升了第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层和外护层的耐腐蚀和阻燃耐高温的能力，同时还大幅降低了第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层和外护层的制备成本，而磷酸三苯酯TPP和环氧苍耳油酸丁酯使上述原料在主料中分散均匀，保证第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第四绝缘层和外护层性能稳定；三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸酯与磷酸三苯酯TPP互相配合大幅提高本发明的阻燃和抑制烟雾的性能。
附图说明
图1为本发明提出的一种可监控温度阻燃充电电缆的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种可监控温度阻燃充电电缆的结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种可监控温度阻燃充电电缆，包括缆芯，缆芯由火线芯1、零线芯2、地线芯3和控温线芯4构成，其中，火线芯1由火线导体11和包覆在火线导体11外侧的第一绝缘层12构成，零线芯2由零线导体21和包覆在零线导体21外侧的第二绝缘层22构成，地线芯3由地线导体31和包覆在地线导体31外侧的第三绝缘层32构成，控温线芯4包括两根信号传输线40，信号传输线40由控温导体41和包覆在控温导体41外侧的第四绝缘层42构成，两根信号传输线40相互绞合之后在其外侧依次包覆金属包带屏蔽层43和金属编制屏蔽层44，在所述缆芯外侧绕包包带层6，在包带层6外侧挤包外护层7。
具体实施例中，在包带层6内部与火线芯1、零线芯2、地线芯3和控温线芯4之间的间隙填充第一填充材料5，使本发明形成圆柱体，可以使本发明结构更加稳定；优选地，在金属包带屏蔽层43内部与两根信号传输线40之间的间隙填充第二填充材料，使本发明的控温线芯4形成圆柱体，可以使控温线芯4结构稳定。
具体实施例中，火线导体11、零线导体21、地线导体31由镀锡铜线制得，使导体导电能力强，而且不易被腐蚀、磨损；优选地，控温导体41由镀锡铜线、镀银铜线或镍铬-镍硅材料制得，使控温导体41传递信号快，同时降低电阻率，尽可能的减少热能的产生。
具体实施例中，金属包带屏蔽层43由铝箔或铜箔制成，金属编制屏蔽层44由铜丝编制而成，使控温线芯4的电信号被屏蔽，不易被干扰。
具体实施例中，包带层6由聚丙烯纤维带绕包而成，使本发明具有优异阻裂、耐久、抗冲击、抗拉等性能，而且提高本发明的韧性高。
本发明中的缆芯包括火线芯1、零线芯2、地线芯3和控温线芯4，其中控温线芯4可与插头的感温元件相连接，当插头温度过高时，插头的感温元件产生的电信号，通过本发明中的控温线芯4，将该电信号传到相应部件以切断电源，防止过热引起火灾；控温线芯4中的两根信号传输线相互绞合，使信号传输线传导的信号不会相互干扰，而包覆在信号传输线外侧的铝箔麦拉层、铜网屏蔽层和屏蔽包带层形成一个屏蔽机构，使信号传输线内传导的信号不会受到火线芯1、零线芯2、地线芯3的干扰。
下面，通过具体实施例对本发明中的第一绝缘层12、第二绝缘层22、第三绝缘层32、第四绝缘层42和外护层7的配方进行详细说明。
实施例1
本发明中的第一绝缘层12、第二绝缘层22、第三绝缘层32、第四绝缘层42和外护层7都由低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料制得，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 43份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 45份，纳米纤维素晶须10份，聚碳酸酯PC 19份，钛酸酯偶联剂TMC-201 0.9份，硅藻土34份，硬质陶土20份，高耐磨炭黑15份，氧化钕1份，氧化镧2份，氮化铝3份，磷酸三苯酯TPP 6份，环氧苍耳油酸丁酯6份，氢氧化镁5份，三聚氰胺氰尿酸盐2份，三聚氰胺磷酸酯2.6份，防老剂2264 1.8份，防老剂BLE1.6份，其中丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS中丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量比为23：22：55。
实施例2
本发明中的第一绝缘层12、第二绝缘层22、第三绝缘层32、第四绝缘层42和外护层7都由低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料制得，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 45份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 43份，纳米纤维素晶须12份，聚碳酸酯PC 17份，钛酸酯偶联剂TMC-201 1.2份，硅藻土32份，硬质陶土22份，高耐磨炭黑13份，氧化钕1.6份，氧化镧1.3份，氮化铝3.8份，磷酸三苯酯TPP 4份，环氧苍耳油酸丁酯8份，氢氧化镁3份，三聚氰胺氰尿酸盐2.4份，三聚氰胺磷酸酯1.8份，防老剂2264 2.3份，防老剂BLE 1.3份。
实施例3
本发明中的第一绝缘层12、第二绝缘层22、第三绝缘层32、第四绝缘层42和外护层7都由低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料制得，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 44.6份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 43.7份，纳米纤维素晶须11.2份，聚碳酸酯PC 17.4份，钛酸酯偶联剂TMC-201 1.1份，硅藻土32.6份，硬质陶土21.4份，高耐磨炭黑13.5份，氧化钕1.5份，氧化镧1.4份，氮化铝3.7份，磷酸三苯酯TPP 4.5份，环氧苍耳油酸丁酯7.8份，氢氧化镁3.2份，三聚氰胺氰尿酸盐2.2份，三聚氰胺磷酸酯2份，防老剂2264 2.2份，防老剂BLE 1.4份，其中丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS中丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量比为18：37：45。
实施例4
本发明中的第一绝缘层12、第二绝缘层22、第三绝缘层32、第四绝缘层42和外护层7都由低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料制得，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 44份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 44份，纳米纤维素晶须11份，聚碳酸酯PC 18份，钛酸酯偶联剂TMC-201 1份，硅藻土33份，硬质陶土21份，高耐磨炭黑14份，氧化钕1.4份，氧化镧1.5份，氮化铝3.6份，磷酸三苯酯TPP 5份，环氧苍耳油酸丁酯7份，氢氧化镁4份，三聚氰胺氰尿酸盐2.1份，三聚氰胺磷酸酯2.2份，防老剂2264 1.9份，防老剂BLE 1.5份。
实施例5
本发明中的第一绝缘层12、第二绝缘层22、第三绝缘层32、第四绝缘层42和外护层7都由低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料制得，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 46份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 42份，纳米纤维素晶须13份，聚碳酸酯PC 16份，钛酸酯偶联剂TMC-201 1.3份，硅藻土31份，硬质陶土23份，高耐磨炭黑12份，氧化钕2份，氧化镧1份，氮化铝4份，磷酸三苯酯TPP 3份，环氧苍耳油酸丁酯9份，氢氧化镁2份，三聚氰胺氰尿酸盐3份，三聚氰胺磷酸酯1.3份，防老剂2264 2.5份，防老剂BLE1.2份，其中丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS中丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量比为20：30：50。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，包括缆芯，缆芯由火线芯(1)、零线芯(2)、地线芯(3)和控温线芯(4)构成，其中，火线芯(1)由火线导体(11)和包覆在火线导体(11)外侧的第一绝缘层(12)构成，零线芯(2)由零线导体(21)和包覆在零线导体(21)外侧的第二绝缘层(22)构成，地线芯(3)由地线导体(31)和包覆在地线导体(31)外侧的第三绝缘层(32)构成，控温线芯(4)包括两根信号传输线(40)，信号传输线(40)由控温导体(41)和包覆在控温导体(41)外侧的第四绝缘层(42)构成，两根信号传输线(40)相互绞合之后在其外侧依次包覆金属包带屏蔽层(43)和金属编制屏蔽层(44)，在所述缆芯外侧绕包包带层(6)，在包带层(6)外侧挤包外护层(7)；
第一绝缘层(12)、第二绝缘层(22)、第三绝缘层(32)、第四绝缘层(42)和外护层(7)都由低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料制得，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 43-46份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 42-45份，纳米纤维素晶须10-13份，聚碳酸酯PC 16-19份，钛酸酯偶联剂TMC-201 0.9-1.3份，硅藻土31-34份，硬质陶土20-23份，高耐磨炭黑12-15份，氧化钕1-2份，氧化镧1-2份，氮化铝3-4份，磷酸三苯酯TPP3-6份，环氧苍耳油酸丁酯6-9份，氢氧化镁2-5份，三聚氰胺氰尿酸盐2-3份，三聚氰胺磷酸酯1.3-2.6份，防老剂2264 1.8-2.5份，防老剂BLE 1.2-1.6份。
2.根据权利要求1所述的可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，在包带层(6)内部与火线芯(1)、零线芯(2)、地线芯(3)和控温线芯(4)之间的间隙填充第一填充材料(5)。
3.根据权利要求1所述的可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，在金属包带屏蔽层(43)内部与两根信号传输线(40)之间的间隙填充第二填充材料。
4.根据权利要求1所述的可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，火线导体(11)、零线导体(21)、地线导体(31)由镀锡铜线制得。
5.根据权利要求1所述的可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，控温导体(41)由镀锡铜线、镀银铜线或镍铬-镍硅材料制得。
6.根据权利要求1所述的可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，金属包带屏蔽层(43)由铝箔或铜箔制成，金属编制屏蔽层(44)由铜丝编制而成。
7.根据权利要求1所述的可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，包带层(6)由聚丙烯纤维带绕包而成。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS中丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的重量比为18-23：22-37：45-55。
9.根据权利要求8所述的可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 44-45份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 43-44份，纳米纤维素晶须11-12份，聚碳酸酯PC 17-18份，钛酸酯偶联剂TMC-201 1-1.2份，硅藻土32-33份，硬质陶土21-22份，高耐磨炭黑13-14份，氧化钕1.4-1.6份，氧化镧1.3-1.5份，氮化铝3.6-3.8份，磷酸三苯酯TPP 4-5份，环氧苍耳油酸丁酯7-8份，氢氧化镁3-4份，三聚氰胺氰尿酸盐2.1-2.4份，三聚氰胺磷酸酯1.8-2.2份，防老剂2264 1.9-2.3份，防老剂BLE 1.3-1.5份。
10.根据权利要求9所述的可监控温度阻燃充电电缆，其特征在于，低烟无卤阻燃辐照交联TPE材料，其原料按重量份包括：苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS 44.6份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS 43.7份，纳米纤维素晶须11.2份，聚碳酸酯PC 17.4份，钛酸酯偶联剂TMC-201 1.1份，硅藻土32.6份，硬质陶土21.4份，高耐磨炭黑13.5份，氧化钕1.5份，氧化镧1.4份，氮化铝3.7份，磷酸三苯酯TPP 4.5份，环氧苍耳油酸丁酯7.8份，氢氧化镁3.2份，三聚氰胺氰尿酸盐2.2份，三聚氰胺磷酸酯2份，防老剂2264 2.2份，防老剂BLE 1.4份。
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