CN105385066A - 聚氯乙烯塑料、充电桩连接电缆护套材料的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了聚氯乙烯塑料、充电桩连接电缆护套材料的制作方法。在聚氯乙烯塑料的制作方法中，聚氯乙烯塑料采用SEBS橡胶和丁腈橡胶作为辅助增塑剂，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。SEBS橡胶是以苯乙烯为末端段，以丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线型或星型三嵌共聚物。聚氯乙烯塑料在制作时，采用含量为25～35％丙烯腈的丁腈橡胶作为相容剂使用。本发明还公开采用所述聚氯乙烯塑料制成的电桩连接电缆护套材料的制造方法。

Description

聚氯乙烯塑料、充电桩连接电缆护套材料的制作方法
技术领域
本发明涉及一种塑料的制作方法及采用所述塑料制成护套材料的制作方法，尤其涉及一种聚氯乙烯塑料的制作方法及采用所述聚氯乙烯塑料制成的电动汽车充电桩连接电缆护套材料的制造方法。
背景技术
用于电动汽车与电源充电连接的汽车充电桩电缆，是电动汽车传导充电系统的关键设备之一，该类电缆性能的优劣对电动汽车的充电安全可靠运行将产生直接的影响。电缆的护套材料性能是决定电缆寿命的关键因素之一。
电动汽车充电桩电缆通常安置于公路、车库、宾馆、商场、停车场的充电桩上被长期使用。电缆有可能受到包括日光、风化、潮湿、海水、油污、酸雨、冰冻等多种不利环境的影响，同时在使用中还经常要弯曲、拖拉，不可避免会发生磨擦刮擦、压碾等机械损伤。这对电缆的柔软性、挠曲性和机械性能都有更高要求。为此，充电桩电缆需要具备：抗撕裂、车载碾压、弯曲试验等要求；以及动态弯曲、耐刮磨等要求，考虑到油电混合汽车的使用，电缆耐油性、高电性能、耐燃烧的性能提升，使系统运行更加安全、可靠。
当前充电桩电缆护套材料通常采用：氯丁橡胶、聚氨酯护套、低烟无卤交联聚烯烃护套、热塑性弹性体护套、聚氯乙烯护套等材料；这些材料各具特点，但均有不足之处。
聚氯乙烯作为价廉物美、综合性能优越、加工方便等特点而广受人们欢迎。因此，通过对聚氯乙烯材料配方体系及制造工艺的改进，进一步提高材料的耐低温性、耐油、耐日光等综合性能是本领域技术人员的研究趋势，研发出来的聚氯乙烯塑料希望能作为电缆的护套，能有效改善电缆的低温柔软性、耐油腐蚀性、耐气候老化性以及耐磨、耐压碾等机械损伤，更大限度满足充电桩电缆实际使用需求。
发明内容
为避免上述已有技术中存在的不足之处，本发明提供一种聚氯乙烯塑料的制作方法及采用所述聚氯乙烯塑料制成的充电桩连接电缆护套的制造方法，其能在不增加液体增塑剂总量的情况下来改善聚氯乙烯电缆料的柔软性、耐光老化性和提高绝缘电阻。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种聚氯乙烯塑料的制作方法，所述聚氯乙烯塑料包括聚氯乙烯树脂、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、钙锌复合稳定剂、丁腈橡胶、SEBS橡胶，其中，SEBS橡胶是由苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯加氢反应而制成的嵌段共聚物，是以苯乙烯为末端段，以丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线型或星型三嵌共聚物；所述聚氯乙烯塑料采用SEBS橡胶和丁腈橡胶作为辅助增塑剂，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份；聚氯乙烯塑料在制作时，采用含量为25～35％丙烯腈的丁腈橡胶作为相容剂使用。
本发明还提供一种充电桩连接电缆护套的制作方法，其采用上述聚氯乙烯塑料的制作方法，利用密炼机对丁腈橡胶与SEBS橡胶进行密炼、混合，再通过开炼机的拉片切粒，达到丁腈橡胶与SEBS橡胶的预分散及造粒效果；然后通过高混机混合，将聚氯乙烯树脂粉、增塑剂及各类助剂进行混合，待充分混合后再加入丁腈橡胶与SEBS橡胶预混粒料进行快速混合后经双螺杆挤出造粒而成电缆料，供电线挤出。
作为上述方案的进一步改进，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
作为上述方案的进一步改进，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶25份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
作为上述方案的进一步改进，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶22份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
作为上述方案的进一步改进，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶5份，碳酸钙0-50份。
作为上述方案的进一步改进，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶25份，碳酸钙0-50份。
作为上述方案的进一步改进，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶22份，碳酸钙0-50份。
作为上述方案的进一步改进，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
作为上述方案的进一步改进，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
本发明采用SEBS橡胶和丁腈橡胶作为辅助增塑剂，在不增加液体增塑剂总量的情况下来改善聚氯乙烯电缆料的柔软性、耐光老化性和提高绝缘电阻，充分利用了SEBS橡胶具有优异的耐候性、耐热性、耐压缩变型特性，提高聚氯乙烯塑料的某些性能不足，通过采用特定比例的丁腈橡胶改善聚氯乙烯与SEBS橡胶的相容性，使材料制成的电线不但具有很好的低温柔软性，同时具有很高的绝缘电阻以及较好的机械性能，满足充电桩电缆所需性能要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的聚氯乙烯塑料主要用于充电桩连接电缆护套材料的制作，尤其是电动汽车充电桩连接电缆护套材料的制作。聚氯乙烯塑料包括聚氯乙烯树脂、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、钙锌复合稳定剂、丁腈橡胶、SEBS橡胶，其中，SEBS橡胶是由苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯加氢反应而制成的嵌段共聚物，是以苯乙烯为末端段，以丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线型或星型三嵌共聚物。
所述聚氯乙烯塑料在不增加液体增塑剂总量的情况下，采用SEBS橡胶和丁腈橡胶作为辅助增塑剂，各组成如下：
聚氯乙烯树脂100份；
邻苯二甲酸二辛酯10-30份；
癸二酸二辛酯1-20份；
钙锌复合稳定剂2-10份；
丁腈橡胶0-25份；
SEBS橡胶5-25份；
碳酸钙0-50份。
软聚氯乙烯塑料通常采用低分子量的液体增塑剂增塑使其具有柔软性，普通聚氯乙烯电缆护套的增塑剂添加量在50-60份，要求在-15℃温度下卷绕不开裂，但在更低温度下存在弯曲开裂的危险，在户外，普通聚氯乙烯塑料不宜用于充电桩电缆的护套材料。
聚氯乙烯电缆料的柔软性与所添加的液体增塑剂的种类及添加量密切相关，通常，随着聚氯乙烯电缆料中液体增塑剂的添加量提高，材料的柔软性及断裂伸长率提高、耐寒性能增强，但材料的机械性能和体积电阻下降、耐油及耐碾压能力同时下降，其原因是由于小分子量的液体增塑剂体积电阻低，采用较大量液体增塑剂增塑的聚氯乙烯电缆料分子间作用力下降影响材料的机械性能，小分子的增塑剂易被油、水等介质抽取造成聚氯乙烯电缆料脆化变硬直至老化，最终、导致电线的使用寿命减少，安全性能较难得到保证。
我们在试验过程中发现，在普通聚氯乙烯电缆料配方情况下，通过SEBS橡胶和丁腈橡胶的加入，并采用本发明的比例组份，能在不增加液体增塑剂总量的情况下，使聚氯乙烯电缆料的低温冲击性能、硬度有了明显的改善，同时也提高了材料的耐日光和耐油性能。
SEBS橡胶是由苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯加氢反应而制成的嵌段共聚物，是以苯乙烯为末端段，以丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线型或星型三嵌共聚物。SEBS橡胶是一种多用途的新型热塑性弹性体。由于SEBS橡胶中不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。且具有较好的力学性能,不仅对臭氧、紫外线、电弧具有良好的耐受性,还具有良好的耐油、耐化学品腐蚀性以及优异的耐低温性。
由于SEBS橡胶分子链上不含极性或反应性基团，与其它高分子聚合物相容性较差，为了增强SEBS橡胶与极性聚合物的相容性，需要对SEBS橡胶进行接枝或添加第三组份相容性材料。
丁腈橡胶由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。丁腈橡胶中丙烯腈含量不但影响其耐油性能、低温性能，而且直接影响与聚氯乙烯树脂的相容性，其中丙烯腈含量(％)25～35较为合适。
本发明中利用丁腈橡胶的结构特点作为SEBS橡胶与聚氯乙烯树脂的相容性材料，改善SEBS/PVC相界面间的相互作用力，使得分散相在基粒分布较小且均匀,成为一个稳定的亚微观的分散状态。
采用本发明聚氯乙烯塑料制成的电动汽车充电桩连接电缆护套，其产品主要性能参数如下：
1.低温性能：-40℃下电线卷绕不开裂；
2.浸油24小时后耐90℃矿物油性能：拉伸强度变化率>85％，断裂伸长率变化率>80％；
3.耐氙灯老化1500小时后性能：拉伸强度变化率>75％，断裂伸长率变化率>75％；
4.材料邵氏硬度：75A；
5.拉伸强度：18Mpa；
6.断裂伸长率：280％。
本发明聚氯乙烯塑料的加工工艺：本产品采用高速混合机混合，经过密炼机密炼、双螺杆挤出，单螺杆造粒，冷却，包装而成。
本发明聚氯乙烯塑料的加工方法即电动汽车充电桩连接电缆护套的制作方法如下：
1)通过添加SEBS橡胶改善聚氯乙烯塑料的紫外线稳定性、抗氧性和热稳定性，提高电线耐低温卷绕开裂能力；
2)利用丁腈橡胶作为相容剂，改善SEBS橡胶和聚氯乙烯混合的相容性，提高材料的挤出性能和机械强度，本发明采用25～35丙烯腈含量(％)的丁腈橡胶作为相容剂使用；
3)利用密炼机对丁腈橡胶与SEBS橡胶高剪切的密炼、混合，再通过开炼机的拉片切粒，达到丁腈橡胶与SEBS橡胶的预分散及造粒效果；
4)通过高混机混合，将聚氯乙烯树脂粉、增塑剂及各类助剂进行混合，待充分混合后再加入丁腈橡胶与SEBS橡胶预混粒料进行快速混合后经双螺杆挤出造粒而成电缆料，供电线挤出。
本发明以聚氯乙烯树脂为基料，添加液体增塑剂，SEBS橡胶、丁腈橡胶、稳定剂，润滑剂等原材料通过高混机混合、密炼机密炼、双螺杆挤出造粒工艺制造。
本发明进行了多次验证，一共分为6组，每组10份左右。
第1组，邻苯二甲酸二辛酯发生变化。
第2组，癸二酸二辛酯发生变化。
第3组，钙锌复合稳定剂发生变化。
第4组，丁腈橡胶发生变化。
第5组，SEBS橡胶发生变化。
第6组，碳酸钙发生变化。
综上所述，本发明采用SEBS橡胶和丁腈橡胶作为辅助增塑剂，在不增加液体增塑剂总量的情况下来改善聚氯乙烯电缆料的柔软性、耐光老化性和提高绝缘电阻，充分利用了SEBS橡胶具有优异的耐候性、耐热性、耐压缩变型特性，提高聚氯乙烯塑料的某些性能不足，通过采用特定比例的丁腈橡胶改善聚氯乙烯与SEBS橡胶的相容性，使材料制成的电线不但具有很好的低温柔软性，同时具有很高的绝缘电阻以及较好的机械性能，满足充电桩电缆所需性能要求。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单替换和变更，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的发明保护范围。

Claims (10)

1.一种聚氯乙烯塑料的制作方法，所述聚氯乙烯塑料包括聚氯乙烯树脂、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、钙锌复合稳定剂；其特征在于：所述聚氯乙烯塑料还包括丁腈橡胶、SEBS橡胶，其中，SEBS橡胶是由苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯加氢反应而制成的嵌段共聚物，是以苯乙烯为末端段，以丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线型或星型三嵌共聚物；所述聚氯乙烯塑料采用SEBS橡胶和丁腈橡胶作为辅助增塑剂，聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份；聚氯乙烯塑料在制作时，采用含量为25～35％丙烯腈的丁腈橡胶作为相容剂使用。
2.一种充电桩连接电缆护套材料的制作方法，其特征在于：其采用根据权利要求1所述的聚氯乙烯塑料的制作方法，利用密炼机对丁腈橡胶与SEBS橡胶进行密炼、混合，再通过开炼机的拉片切粒，达到丁腈橡胶与SEBS橡胶的预分散及造粒效果；然后通过高混机混合，将聚氯乙烯树脂粉、增塑剂及各类助剂进行混合，待充分混合后再加入丁腈橡胶与SEBS橡胶预混粒料进行快速混合后经双螺杆挤出造粒而成电缆料，供电线挤出。
3.根据权利要求2所述的充电桩连接电缆护套材料的制作方法，其特征在于：聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
4.根据权利要求2所述的充电桩连接电缆护套材料的制作方法，其特征在于：聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶25份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
5.根据权利要求2所述的充电桩连接电缆护套材料的制作方法，其特征在于：聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶22份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
6.根据权利要求2所述的充电桩连接电缆护套材料的制作方法，其特征在于：聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶5份，碳酸钙0-50份。
7.根据权利要求2所述的充电桩连接电缆护套材料的制作方法，其特征在于：聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶25份，碳酸钙0-50份。
8.根据权利要求2所述的充电桩连接电缆护套材料的制作方法，其特征在于：聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10-30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶22份，碳酸钙0-50份。
9.根据权利要求2所述的充电桩连接电缆护套材料的制作方法，其特征在于：聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯10份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
10.根据权利要求2所述的充电桩连接电缆护套材料的制作方法，其特征在于：聚氯乙烯树脂100份，邻苯二甲酸二辛酯30份，癸二酸二辛酯1-20份，钙锌复合稳定剂2-10份，丁腈橡胶0-25份，SEBS橡胶5-25份，碳酸钙0-50份。
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