CN107163361A - 新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料及制备方法 - Google Patents

新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料及制备方法，新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其原料包括如下组分：乙烯醋酸乙烯共聚物、超低密度聚乙烯、乙丙橡胶、相容剂、硅酮母粒、色母粒、氢氧化铝、超细二氧化硅、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、硅烷偶联剂和交联剂。本申请在实现无卤阻燃的基础上，进一步提高了材料的柔软度，真正实现了低烟无卤技术在弹性体中的应用，且克服了难加工的现状，显著提高了电缆料的机械性能和耐油性能。

Description

新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料及其制备方法，属于电缆料领域。
背景技术
热固性辐照交联弹性体(TPE)是一种兼有塑料和橡胶特性而且应用广泛的高分子材料,又称第三类橡胶。由于它有优越的加工特性和机械性能,可以直接用挤出机挤出,简化了生产工艺,提高了生产效率,降低了生产成本和能耗,从20世纪50年代人类生产出弹性体以来发展极为迅速,目前已经发展到了第四代。热固性辐照交联弹性体由于具有优越的加工性、柔软性,同时大部分又有良好的电性能、耐候性、物理机械性能,它是新能源汽车车内电缆用优良的材料。主要应用于新能源汽车充电接口与电池、电池与电机之间的连接。目前，市面上的新能源汽车车内用电缆普遍偏硬，材料的柔软度和其他性能不能兼容，因此如何降低新能源汽车车内用电缆料的硬度也将成为新材料开发中亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料及其制备方法，在实现无卤阻燃的基础上，进一步提高了材料的柔软度，真正实现了低烟无卤技术在弹性体中的应用，且克服了难加工的现状，显著提高了电缆料的机械性能。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其原料包括如下组分：
所述份数为重量份数。
超低密度聚乙烯为DFDB-1088或DFDB-1085，这样能使各组分之间的协同效应发挥到最佳。
本申请通过对弹性体的特定的选择，使其与其他物料复配产生了显著的协同效应，所得电缆料柔软性好，交联之后硬度不大于80A(邵氏A)；机械性能非常好，显著高于国标要求；在燃烧时能大量吸附燃烧产生的烟尘，从而显著降低了烟密度，真正实现了低烟，且所得电缆料的耐油性能很好，对于汽油、柴油、矿物油有很好的抗溶胀性。
本申请电缆料的阻燃性也也有了显著的提升，可顺利通过VW-1单根垂直燃烧试验。
为了更好的提高产品的机械性能和耐油性能，优选，乙烯醋酸乙烯共聚物中VA含量为26-34％，熔融指数为4～8g/10min；相容剂为马来酸酐接枝乙丙橡胶POE；抗氧剂为芳基仲胺类抗氧剂。这样可更进一步促进各组分之间的协同效应，从而提升产品的综合性能。VA指醋酸乙烯。
更进一步优选，乙烯醋酸乙烯共聚物为扬巴的6110MC，VA含量约为28％，熔融指数为6g/10min；相容剂采用上海久聚的马来酸酐接枝POE；抗氧剂选用美国科聚亚的主、辅抗氧剂协同使用。
为了有更好的低烟效果，进一步促进各组分之间的协同效应，同时保证所得电缆料的机械性能，优选，偶联剂为硅烷偶联剂。申请人经研究发现，利用硅烷的桥梁作用，使得粉体和基料之间能够更好的相容，混合更加均匀，材料在燃烧时粉体能够充分起到阻燃的效果。
为进一步提高电缆料的均匀性，提高电缆料的机械性能，优选，氢氧化铝用硅烷前处理过，粒径为1～2μm；硅烷前处理使氢氧化铝的粒径更加细腻，所得电缆料的机械性能和低烟阻燃性有了更进一步的改善。
为了进一步提高电缆料的均匀性，提高电缆料的机械性能，优选，氢氧化铝使用前用高搅机高速搅拌4-5min。这样可以去除粉料粒子间的静电，提高粉料在基料中的分散性，然后加入硅烷偶联剂后继续高速搅拌10min，这样粉体和基料之间的相容性会大大提升，对所得电缆料的机械性能也有明显的改善。
上述新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料的制备方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：
①、将氢氧化铝用高搅机高速搅拌4-5min，然后加入硅烷偶联剂后继续高速搅拌10min。
②、将步骤①所得物料、超细二氧化硅、抗氧剂A、抗氧剂B、光稳定剂和紫外线吸收剂置于高速混合机中以850-1000r/min的转速搅拌8-12min，；
③、将步骤①所得物料置于密炼机中并加入乙烯醋酸乙烯共聚物、相容剂、硅酮母粒、色母粒和交联剂进行混炼，然后双螺杆喂料单螺杆挤出，最后经风冷造粒；
④、将乙丙橡胶和超低密度聚乙烯置于密炼机中混炼均匀，然后双锥喂料挤出，风冷造粒；
⑤、将步骤②、③所得粒子重新置于密炼机中充分进行混炼，然后双锥喂料挤出，即得新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料。
上述步骤②和③中，混练的温度均为120-140℃；步骤②、③和④中的挤出温度均为120-155℃。
上述制备方法可使各物料充分混合，且所得电缆料的均匀性显著提升，很好地解决了现有无机粉料分散性差的缺陷。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，在实现无卤阻燃的基础上，通过对弹性体的特定的选择，使其与其他基料复配产生了显著的协同效应，所得电缆料的柔软性极好，且机械性能有了明显的提升，耐油性能很好，对于汽油、柴油、矿物油有很好的抗溶胀性；使用粒径极细的粉体并用硅烷做前处理，使的材料燃烧时显著降低了烟密度，真正实现了低烟；新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料制备方法简单、成本低廉，有良好的市场前景。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其原料包括如下组分：乙烯醋酸乙烯共聚物6110MC(扬巴的EVA)30份，超低密度聚乙烯DFDB-1088(DOW)30份，4725P乙丙胶30份，上海久聚的电缆相容剂10份，硅酮母粒(凯杰高分子)3份，色母粒FN1275(上海武江)3份，氢氧化铝(化学法并表面硅烷处理，1250目，巩义市艺洋水处理材料有限公司)120份，超细二氧化硅(万载辉明化工，粒径0.8～1μm)10份，抗氧剂445(科聚亚的抗氧剂)0.5份，抗氧剂412S(科聚亚的抗氧剂)1份光稳定剂328(常州华钛)0.1份，紫外线吸收剂UV531(常州华钛)0.1份，交联剂TAIC(杭州科利)3份，所述份数为重量份数。
上述氢氧化铝经过如下方式处理：将120份氢氧化铝用高搅机高速搅拌(900r/min)5min，然后加入1.2份硅烷偶联剂kh550后继续高速搅拌(1200r/min)10min。
上述新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：
①、将硅烷偶联剂处理过的氢氧化铝、超细二氧化硅、抗氧剂445、抗氧剂412S、光稳定剂和紫外线吸收剂置于高速混合机中以900r/min的转速搅拌10min。
②、将步骤①所得物料置于3L密炼机中并加入乙烯醋酸乙烯共聚物、相容剂、硅酮母粒、色母粒和交联剂进行混炼，然后双螺杆喂料单螺杆挤出，最后经风冷造粒；其中：混练机：130℃，单螺杆挤出段：第一段：120～125℃，第二段：135～140℃，第三段：140～145℃，第四段：145～150℃，第五段：150～155℃；
③、将乙丙橡胶和超低密度聚乙烯置于密炼机中混炼均匀，然后双锥喂料挤出，风冷造粒。其中：混练机：130℃，挤出温度为：第一段：120～125℃，第二段：135～140℃，第三段：140～145℃，第四段：145～150℃，第五段：150～155℃；
④、将步骤②、③所得粒子重新置于密炼机中充分进行混炼，然后双锥喂料挤出，挤出温度为第一段：120～125℃，第二段：130～135℃，第三段：140～145℃，第四段：145～150℃，第五段：150～155℃，最后经风冷造粒，即得新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料。经检测，各项指标如表1所示。
实施例2
同实施例1步骤，不同之处在于各原料的重量分组成为：乙烯醋酸乙烯共聚物6110MC(扬巴的EVA)40份，30份超低密度聚乙烯DFDB-1088(DOW)，20份3745P乙丙胶，相容剂(上海久聚的相容剂)10份，硅酮母粒(凯杰高分子)2份，色母粒FN1275(上海武江)3份，氢氧化铝100份(氢氧化铝放入高搅机高速搅拌(900r/min)5min，加入1.35份硅烷偶联剂kh550，900r/min搅拌10分钟，粒径约为1.5μm)，超细二氧化硅(万载辉明化工，粒径0.8～1μm)20份，抗氧剂445(科聚亚的抗氧剂)1份，抗氧剂412S(科聚亚的抗氧剂)2份，光稳定剂328(常州华钛)0.1份，紫外线吸收剂UV531(常州华钛)0.1/*/剂TAIC(杭州科利)4份，所述份数为重量份数。经检测，各项指标如表1所示。
实施例3
同实施例1步骤，不同之处在于各原料的重量分组成为：乙烯醋酸乙烯共聚物6110MC(扬巴的EVA)40份，20份超低密度聚乙烯DFDB-1088(DOW)，30份3722P乙丙胶，相容剂(上海久聚的电缆相容剂)10份，硅酮母粒(凯杰高分子)3份，色母粒FN1275(上海武江)3份，氢氧化铝100份(放入高搅机高速搅拌(900r/min)5min，加入1.2份硅烷偶联剂kh550，1000r/min搅拌10分钟，粒径约为1μm)，超细二氧化硅(万载辉明化工，粒径0.8～1μm)20份，抗氧剂445(科聚亚的抗氧剂)1份，抗氧剂412S(科聚亚的抗氧剂)2份，光稳定剂328(常州华钛)0.1份，紫外线吸收剂UV531(常州华钛)0.1份，交联剂TAIC(杭州科利)5份，所述份数为重量份数。经检测，各项指标如表1所示。
实施例4
同实施例1步骤，不同之处在于各原料的重量分组成为：乙烯醋酸乙烯共聚物6110MC(扬巴的EVA)30份，30份超低密度聚乙烯DFDB-1085(DOW)，30份2504乙丙胶，相容剂(上海久聚的电缆相容剂)10份，硅酮母粒(凯杰高分子)3份，色母粒FN1275(上海武江)1份，氢氧化铝120份(放入高搅机高速搅拌(900r/min)5min，加入1.2份硅烷偶联剂kh550，1000r/min搅拌10分钟，粒径约为1μm)，超细二氧化硅(万载辉明化工，粒径0.8～1μm)10份，抗氧剂445(科聚亚的抗氧剂)1份，抗氧剂412S(科聚亚的抗氧剂)2份，光稳定剂328(常州华钛)0.2份，紫外线吸收剂UV531(常州华钛)0.2份，交联剂TAIC(杭州科利)3份，所述份数为重量份数。经检测，各项指标如表1所示。
实施例5
同实施例1步骤，不同之处在于各原料的重量分组成为：乙烯醋酸乙烯共聚物6110MC(扬巴的EVA)35份，30份超低密度聚乙烯DFDB-1085(DOW)，30份4045乙丙胶，相容剂(上海久聚的电缆相容剂)15份，硅酮母粒(凯杰高分子)3份，色母粒FN1275(上海武江)3份，氢氧化铝120份(放入高搅机高速搅拌(900r/min)5min，加入1.2份硅烷偶联剂kh550，1000r/min搅拌10分钟，粒径约为1μm)，超细二氧化硅(万载辉明化工，粒径0.8～1μm)10份，抗氧剂445(科聚亚的抗氧剂)1份，抗氧剂412S(科聚亚的抗氧剂)2份，光稳定剂328(常州华钛)0.2份，紫外线吸收剂UV531(常州华钛)0.2份，交联剂TAIC(杭州科利)3份，所述份数为重量份数。经检测，各项指标如表1所示。
实施例6
同实施例1步骤，不同之处在于各原料的重量分组成为：乙烯醋酸乙烯共聚物6110MC(扬巴的EVA)60份，10份超低密度聚乙烯DFDB-1085(DOW)，20份4044乙丙胶，相容剂(上海久聚的电缆相容剂)15份，硅酮母粒(凯杰高分子)3份，色母粒FN1275(上海武江)3份，氢氧化铝120份(放入高搅机高速搅拌(900r/min)5min，加入1.2份硅烷偶联剂kh550，1000r/min搅拌10分钟，粒径约为1μm)，超细二氧化硅(万载辉明化工，粒径0.8～1μm)20份，抗氧剂445(科聚亚的抗氧剂)0.8份，抗氧剂412S(科聚亚的抗氧剂)2份，光稳定剂328(常州华钛)0.2份，紫外线吸收剂UV531(常州华钛)0.2份，交联剂TAIC(杭州科利)5份，所述份数为重量份数。经检测，各项指标如表1所示。
表1
/
说明：上述硬度是反应材料柔软度的，低于80A证明柔软性极好，伸长率大于300，弹性好；耐油性能测的是线的外径变化率，小于15％，耐油性能极好。

Claims (10)

1.一种新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其特征在于：其原料包括如下组分：
2.根据权利要求1所述新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其特征在于：乙烯醋酸乙烯共聚物中VA含量为26-30％，熔融指数为4～8g/10min；相容剂为马来酸酐接枝乙丙橡胶；抗氧剂A和抗氧剂B均为芳基仲胺类抗氧剂。
3.根据权利要求1或2所述新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其特征在于：乙烯醋酸乙烯共聚物为扬子巴斯夫的6110MC，VA含量为28％，熔融指数为6g/10min。
4.根据权利要求1或2所述新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其特征在于：超低密度聚乙烯为DFDB-1088或DFDB-1085中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其特征在于：乙丙橡胶为4725P、3745P、3722P、2504、4045、4044中的至少一种；相容剂上海久聚的9967；抗氧剂A为科聚亚的445，抗氧剂B为科聚亚的412S。
6.根据权利要求1所述新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其特征在于：氢氧化铝用硅烷前处理过，粒径为1～2μm。
7.根据权利要求5所述新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料，其特征在于：氢氧化铝使用前用高搅机高速搅拌4-5min，加入硅烷偶联剂后继续高速搅拌10min。
8.权利要求1-7任意一项所述的新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料的制备方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：
①、将氢氧化铝用高搅机高速搅拌4-5min，然后加入硅烷偶联剂后继续高速搅拌10min。
②、将步骤①所得物料、超细二氧化硅、抗氧剂A、抗氧剂B、光稳定剂和紫外线吸收剂置于高速混合机中以850-1000r/min的转速搅拌8-12min，；
③、将步骤①所得物料置于密炼机中并加入乙烯醋酸乙烯共聚物、相容剂、硅酮母粒、色母粒和交联剂进行混炼，然后双螺杆喂料单螺杆挤出，最后经风冷造粒；
④、将乙丙橡胶和超低密度聚乙烯置于密炼机中混炼均匀，然后双锥喂料挤出，风冷造粒；
⑤、将步骤②、③所得粒子重新置于密炼机中充分进行混炼，然后双锥喂料挤出，即得新能源汽车车内电缆用无卤阻燃弹性体电缆料。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤②和③中，混练的温度均为120-140℃。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于：步骤②、③和④中的挤出温度均为120-155℃。
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