CN105038088B - 一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料及其制备方法，其特征在于：原料配方主要由15~35重量份苯乙烯系弹性体15~35重量份、10~35重量份热塑性聚氨酯弹性体橡胶、10~25重量份丁腈橡胶，10~30重量份增强剂、3~5重量份相容剂、10~25重量份聚烯烃化合物、10~40重量份阻燃剂、1~10重量份阻燃协效剂以及2~5重量份抑烟剂组成；第一步，按照原料配方中各材料的重量份数称取材料；第二步，向高速混合机中加入各材料，搅拌8~10min后停止搅拌；第三步，将得到的混合材料放入到双螺杆挤出机中进行熔融捏合并挤出，挤出温度为190~240℃，螺杆转速为200~500rpm；再对熔融输出物进行水冷却，制成粒料后包装即完成。本发明的弹性体电缆料具有极好的耐油、耐寒以及耐高温性能，并且低烟无卤环保。

Description

一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料及其制 备方法

技术领域

本发明属于热塑性高分子材料技术领域，具体涉及一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料及其制备方法。

背景技术

随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向。电动汽车作为新一代的交通工具，在节能减排、减少人类对传统化石能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势。我国已经把电动汽车作为国家战略，规划在2020年销量达500万辆，电动汽车的兴起势必会对充电桩的发展起到很大的推动作用，而充电桩电缆作为充电桩的重要组成部分，也会迎来发展的春天。

热塑性弹性体（TPE）具有加工性能好、手感细腻、硬度范围宽、阻燃性能好等特点广泛应用于消费类电子领域，如数据线、耳机线等，但热塑性弹性体（TPE）耐油性能差、耐高温性能不佳、燃烧时产生大量黑烟、耐磨性不好等缺点，限制了其在充电桩线缆的应用。

CN104177751A公开了一种电动汽车充电桩电缆用的改性TPE混合材料，解决了TPE材料撕裂强度差的问题，但是耐油性、耐高温和低烟性没有得到解决，特别是该专利的TPE硬度过高，影响了充电桩线缆的使用。

发明内容

本发明提供了一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料及其制备方法，其目的在于解决现有的电动汽车充电桩用弹性体电缆料的耐油性、耐高温、耐寒以及低烟性较差的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料，原料配方主要由下列重量份数的材料组成：

苯乙烯系弹性体 15~35重量份，

热塑性聚氨酯弹性体橡胶 10~35重量份，

丁腈橡胶 10~25重量份，

增强剂 10~30重量份，

相容剂 3~5重量份，

聚烯烃化合物 10~25重量份，

阻燃剂 10~40重量份，

阻燃协效剂 1~10重量份，

抑烟剂 2~5重量份，

其中：

（1）所述苯乙烯系弹性体为星型结构的含有苯乙烯结构单位的各类嵌段共聚物，并且所述苯乙烯系弹性体中含有的苯乙烯与丁二烯的重量比为68~75:25~32；

（2）所述热塑性聚氨酯弹性体橡胶为为聚己内酯型的热塑性聚氨酯弹性体橡胶；

（3）所述丁腈橡胶为氢化度大于99%的丁腈橡胶；

（4）所述增强剂为均苯型聚酰亚胺；

（5）所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS和马来酸酐接枝PE的混合物，其中所述马来酸酐接枝SEBS与马来酸酐接枝PE的重量比为1~3:2~5；

（6）所述聚烯烃化合物为高密度聚乙烯，其中，所述高密度聚乙烯的密度为0.95~0.96g/cm³；

（7）所述阻燃剂为聚氰胺氰尿酸盐与二乙基次磷酸盐二者以任意比例的混合物；

（8）所述阻燃协效剂选自二氧化硅、硅酮母粒、硅酮粉以及有机硅化合物中的至少一种；

（9）所述抑烟剂为硼酸锌、三氧化钼、有机改性蒙脱土中的至少一种。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，较佳的方案是所述原料配方中还包含0.1~1重量份的抗氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168经过复配后的混合物。

2、上述方案中，所述苯乙烯系弹性体的英文简称为SEBS，所述热塑性聚氨酯弹性体橡胶的英文简称为TPU。

为达到上述目的，本发明采用的一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料的制备方法的技术方案是：包括以下步骤：

第一步，按照所述原料配方中各材料的重量份数称取材料；

第二步，向高速混合机中加入所述苯乙烯系弹性体、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、丁腈橡胶、增强剂、聚烯烃化合物、相容剂、阻燃剂、阻燃协效剂、抑烟剂，以1000~1500转/分钟的转速搅拌8~10min后停止搅拌；

第三步，将所述第二步中得到的混合材料放入到双螺杆挤出机中进行熔融捏合并挤出，挤出温度为190~240℃，螺杆转速为200~500rpm；再对挤出机模头挤出的熔融输出物进行水冷却，制成粒料后包装即完成。

本发明的原理以及有益效果是：

1. 本发明的耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料加入了三种弹性体，即苯乙烯系弹性体、热塑性聚氨酯弹性体橡胶以及丁腈橡胶，硬度得到了改善，硬度范围在邵氏75A-85A，柔软适合充电桩线缆的移动，同时，撕裂强度能够达到50N/mm，完全满足充电桩用弹性体线缆的要求；

2. 本发明的耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料耐油性能非常优异，可以符合耐IRM 902#、IRM 903#以及ISO 1817汽油的要求，这是因为加入的聚己内酯型TPU和高氢化的丁腈橡胶含有极性基团，具有极好的耐油性能，完全满足充电桩用弹性体线缆的要求。

3. 本发明的耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料的耐低温性能优异，这是由于加入的聚己内酯型TPU具有优异的耐低温性能，再加上星型结构的SEBS含有丁二烯结构，低温脆化温度可以达到-70℃。

4. 本发明的耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料耐高温性能优异，达到耐温等级125℃，可以通过158℃×7天的老化，机械性能保留率在80%以上，这是因为添加的高密度聚乙烯结晶性能好，再加上均苯聚酰亚胺可以耐300℃以上的高温，还有星型SEBS中苯乙烯含量高，同时也提高了材料的耐高温性能，因此，保证了所得的电缆料能够满足充电桩电缆耐高温的要求。

5. 本发明的耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料低烟和阻燃性能优异，无卤环保。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1至实施例8：一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料及其制备方法

制备方法：包括以下步骤：

第一步，按照所述原料配方中各材料的重量份数称取材料；

第二步，向高速混合机中加入所述苯乙烯系弹性体、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、丁腈橡胶、增强剂、聚烯烃化合物、相容剂、阻燃剂、阻燃协效剂、抑烟剂，以1000~1500转/分钟的转速搅拌8~10min后停止搅拌；

第三步，将所述第二步中得到的混合材料放入到双螺杆挤出机中进行熔融捏合并挤出，挤出温度为190~240℃，螺杆转速为200~500rpm；再对挤出机模头挤出的熔融输出物进行水冷却，制成粒料后包装即完成。

实施例1至实施例8的重量份数配比见表一。

对比例1至对比例3：作为对比，选择了三个对比例与实施例进行比较，对比例1是添加丁腈橡胶和聚己内酯型TPU，对比例2是添加均苯型聚酰亚胺，对比例3是没有添加丁腈橡胶和聚己内酯型TPU以及均苯型聚酰亚胺。检测对比例及实施例的各项性能，且实施例和对比例均采用本发明的制备方法制备。对比例的重量份数配比见下面的表一，其性能及对比结果见下面的表二。

表一：实施例1~实施例8及对比例1~对比例3的原料配方（单位：重量份）

关于表一部分内容的解释：

1、表一中，所述SEBS均为星型结构的SEBS，并且所述SEBS中含有的苯乙烯与丁二烯的重量比为68~75:25~32；

2、表一中，所述TPU均为聚己内酯型的TPU；

3、表一中，所述丁腈橡胶均为氢化度大于99%的丁腈橡胶；

4、表一中，所述聚烯烃化合物均为高密度聚乙烯，其密度为0.95~0.96g/cm³ _；

5、表一中，所述阻燃剂均为聚氰胺氰尿酸盐与二乙基次磷酸盐的混合物，二者的重量比为1:1；

6、表一中，所述相容剂均为马来酸酐接枝SEBS和马来酸酐接枝PE的混合物，其中所述马来酸酐接枝SEBS与马来酸酐接枝PE的重量比为3: 5；

7、表一中，所述阻燃协效剂均采用硅酮母粒；

8、表一中，所述抗氧剂均为抗氧剂1010与抗氧剂168经过复配后的混合物。

实施例与对比例的性能及对比结果见表二。

表二：实施例及对比例的性能及对比结果

由以上内容可见，本发明的耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料的制备方法简单，生产效率高，丁腈橡胶和聚己内酯型聚氨酯的加入，大大提高了耐油性能；均苯聚酰亚胺的加入提高了材料的耐高温性能，可以达到耐温等级125℃；抑烟剂的加入极大的降低了发烟量。此外本发明阻燃等级可以通过VW-1，因而在充电桩线缆领域有着更广泛的应用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料，其特征在于：原料配方主要由下列重量份数的材料组成：

苯乙烯系弹性体 15~35重量份，

热塑性聚氨酯弹性体橡胶 10~35重量份，

丁腈橡胶 10~25重量份，

增强剂 10~30重量份，

相容剂 3~5重量份，

聚烯烃化合物 10~25重量份，

阻燃剂 10~40重量份，

阻燃协效剂 1~10重量份，

抑烟剂 2~5重量份，

其中：

（1）所述苯乙烯系弹性体为星型结构的含有苯乙烯结构单位的各类嵌段共聚物，并且所述苯乙烯系弹性体中含有的苯乙烯与丁二烯的重量比为68~75:25~32；

（2）所述热塑性聚氨酯弹性体橡胶为聚己内酯型的热塑性聚氨酯弹性体橡胶；

（3）所述丁腈橡胶为氢化度大于99%的丁腈橡胶；

（4）所述增强剂为均苯型聚酰亚胺；

（5）所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS和马来酸酐接枝PE的混合物，其中所述马来酸酐接枝SEBS与马来酸酐接枝PE的重量比为1~3:2~5；

（6）所述聚烯烃化合物为高密度聚乙烯，其中，所述高密度聚乙烯的密度为0.95~0.96g/cm³；

（7）所述阻燃剂为聚氰胺氰尿酸盐与二乙基次磷酸盐二者以任意比例的混合物；

（8）所述阻燃协效剂选自二氧化硅、硅酮母粒、硅酮粉以及有机硅化合物中的至少一种；

（9）所述抑烟剂为硼酸锌、三氧化钼、有机改性蒙脱土中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料，其特征在于：所述原料配方中还包含0.1~1重量份的抗氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168经过复配后的混合物。

3.一种制备权利要求1~2中任意一项所述的耐油耐寒耐高温电动汽车充电桩用弹性体电缆料的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，按照所述原料配方中各材料的重量份数称取材料；

第二步，向高速混合机中加入所述苯乙烯系弹性体、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、丁腈橡胶、增强剂、聚烯烃化合物、相容剂、阻燃剂、阻燃协效剂、抑烟剂，以1000~1500转/分钟的转速搅拌8~10min后停止搅拌；

第三步，将所述第二步中得到的混合材料放入到双螺杆挤出机中进行熔融捏合并挤出，挤出温度为190~240℃，螺杆转速为200~500rpm；再对挤出机模头挤出的熔融输出物进行水冷却，制成粒料后包装即完成。