CN107365532A - 具有低温挠性和耐油性的充电电缆 - Google Patents

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CN107365532A CN201611240065.9A CN201611240065A CN107365532A CN 107365532 A CN107365532 A CN 107365532A CN 201611240065 A CN201611240065 A CN 201611240065A CN 107365532 A CN107365532 A CN 107365532A
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朴正祐
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Ltd Comba Wire
Hyundai Motor Co
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Abstract

提供了一种充电电缆。充电电缆包括用于供电的电线、用于传输信号的电线和外皮，并且表现出实质上改进的机械性能，例如低温挠性和耐磨性，实质上改进的化学性能，例如耐油性，以及实质上改进的电性能，例如绝缘电阻。此外，通过改进电线的绝缘电阻、耐热性和低温挠性，与涂覆有聚氯乙烯(PVC)的传统电线相比，充电电缆具有改进的电、机械和化学性能。

Description

具有低温挠性和耐油性的充电电缆
技术领域
本发明涉及充电电缆，其包括配置为供电的电线、配置为传输信号的电线以及外皮(sheath)。通过适当地使用新型涂层组合物和树脂，本发明的充电电缆与涂覆有聚氯乙烯(PVC)的传统电线相比具有实质上改进的机械性能，例如低温挠性和耐磨性，实质上改进的化学性能，例如耐油性，以及实质上改进的电性能，例如绝缘电阻。
背景技术
总的来说，依照全球对环境规制和能源节约的强调，环境友好型车辆的开发和供应已在全世界逐渐传播。依照电动车辆的供应，需要扩大充电站和供应充电电缆。
当安装在电动车辆上的充电电缆连接至电动车辆和充电站的充电桩时，电动车辆的充电可以开始。由于使用者会以将充电电缆安装在电动车辆上的方式携带充电电缆和使用充电电缆，所以这样的电动车辆充电系统需要针对多种车辆燃油的高挠性和安全性。此外，长时间在低于零度的环境下为电动车辆充电会导致耐寒性和挠性的问题。
因此，需要一种充电电缆，其对使用者是方便的且呈现良好的挠性、耐油性、机械性能和阻燃性。依照环境友好的趋势，材料可以是环境友好的阻燃体系。
此外，由于通过使电线的挤出速度尽可能高而使电线制造商具有提高的生产效率，所以用于车辆电线的涂层材料应满足挤出加工性能和前述的性能。
同时，赋予用于电线的聚合物出众的阻燃性的溴系阻燃剂(DBDPO)会释放生成二噁英的物质，因而其在一些欧洲国家是被禁止使用的。替代性地，金属氢氧化物、例如氢氧化铝(Al(OH)3)或氢氧化镁(Mg(OH)2)或磷基阻燃剂可被用作无卤材料。
考虑全球对影响环境的物质、例如卤素和重金属的限制的趋势，无卤阻燃剂被鼓励使用。此外，对于用于开发电线涂层用环境友好组合物的组合物(具有良好的低温挠性、耐油性和机械性能)以及使用其的充电电缆，有迫切的需求。
在该背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，因而其可包括不形成在本国中对本领域技术人员而言已知的现有技术的信息。
发明内容
在优选的方面中，本发明可提供涂层组合物，其可分别用于生产充电电缆，所述电缆包括用于供电的电线、用于传输信号的电线和外皮。这样，与传统PVC产品相比，为了改进低温挠性，从而提供具有改进的电和机械性能的充电电缆，通过确定特定树脂作为主要树脂并控制树脂的使用量，充电电缆的耐油性、绝缘电阻、耐热性、低温挠性、机械性能等可被实质上改进。
在一个方面，本发明提供了一种具有低温挠性和耐油性的充电电缆，其可包括用于供电的电线、用于传输信号的电线和外皮。
在一个优选方面，具有出众的低温挠性和耐油性的充电电缆可包括：配置为供电的电线，其涂覆有涂层组合物(A)，所述涂层组合物(A)包括：(a1)每百份橡胶大约20至80份(phr)的乙丙橡胶(EPR)，其具有大约20至60的门尼粘度，(a2)大约10至80phr的聚烯烃树脂(PO)，(a3)大约10至50phr的填料，(a4)大约1至10phr的交联助剂，(a5)大约0.1至5phr的抗氧剂，和(a6)大约0.1至5phr的润滑剂；配置为传输信号的电线，其涂覆有组合物(B)，所述组合物(B)包括：(b1)大约20至80phr的聚丙烯(PP)，(b2)大约20至80phr的苯乙烯热塑性弹性体，(b3)大约10至50phr的填料，(b4)大约0.1至5phr的抗氧剂，和(b5)大约0.1至5phr的润滑剂；涂覆有电线用外皮组合物(C)的外皮，所述外皮组合物(C)包括：(c1)大约50至90phr的热塑性聚氨酯(TPU)，其具有大约30至50g/10min的熔融指数(MI)，(c2)大约10至50phr的苯乙烯热塑性弹性体，其具有大约1至5g/10min的熔融指数(MI)，(c3)大约10至70phr的磷基阻燃剂，(c4)大约1至10phr的阻燃助剂，(c5)大约0.1至5phr的抗氧剂，(c6)大约0.1至5phr的UV吸收剂和稳定剂，和(c7)大约0.1至5phr的润滑剂。
填料(a3)或填料(b3)适当地可包括选自SiO2、CaCO3、Mg(OH)2和水滑石的一种或多种。
填料(a3)或填料(b3)可以是涂覆在其表面上的硅烷。
填料(a3)或填料(b3)适当地可具有大约0.5至1μm的平均粒径。
交联助剂(a4)适当地可包括选自异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)、氰脲酸三烯丙酯(TAC)和三羟甲基丙烷-三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)的一种或多种。
抗氧剂(a5)或抗氧剂(b4)适当地可以是酚基抗氧剂、金属钝化剂或其混合物。
润滑剂(a6)或润滑剂(b5)适当地可包括选自氟基、硅基、酰胺基、锌基和脂肪酸基润滑剂的一种或多种。
苯乙烯热塑性弹性体(b2)适当地可包括选自苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)的一种或多种。
苯乙烯热塑性弹性体(c2)优选可以是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)。
抗氧剂(c5)适当地可包括选自酚基抗氧剂、磷基抗氧剂和水解稳定剂的一种或多种。
润滑剂(c7)适当地可包括褐煤蜡基润滑剂、硅基润滑剂或其混合物。
进一步提供了一种车辆部件，其可包括如上所述的充电电缆。
更进一步提供了一种车辆，其可包括如上所述的充电电缆。
在又一方面，本发明提供了用于供电的电线，其包括涂层组合物(A)。优选地，涂层组合物(A)可包括：每百份橡胶大约20至80份(phr)的乙丙橡胶(EPR)，其具有大约20至60的门尼粘度；大约10至80phr的聚烯烃树脂(PO)；大约10至50phr的填料；大约1至10phr的交联助剂；大约0.1至5phr的抗氧剂；和大约0.1至5phr的润滑剂。
在另一方面，本发明提供了用于传输信号的电线，其包括涂层组合物(B)。优选地，涂层组合物(B)可包括：大约20至80phr的聚丙烯(PP)；大约20至80phr的苯乙烯热塑性弹性体；大约10至50phr的填料；大约0.1至5phr的抗氧剂；和(b5)大约0.1至5phr的润滑剂。
在另一方面，本发明提供了用于充电电缆的外皮，其包括涂层组合物(C)。优选地，涂层组合物(C)包括：大约50至90phr的热塑性聚氨酯(TPU)，其具有大约30至50g/10min的熔融指数(MI)；大约10至50phr的苯乙烯热塑性弹性体，其具有大约1至5g/10min的熔融指数(MI)；大约10至70phr的磷基阻燃剂；大约1至10phr的阻燃助剂；大约0.1至5phr的抗氧剂；大约0.1至5phr的UV吸收剂和稳定剂；和大约0.1至5phr的润滑剂。
在其它方面，包括涂层组合物(A)、涂层组合物(B)和涂层组合物(C)的多种组合物可基本上由，或者由如上所述的组分组成。
以下讨论本发明的其它方面和优选实施方式。
附图说明
现在将通过仅为说明性的、并非限制本发明的方式，参考通过在下文中给出的附图说明的特定示例性实施方式，对本发明的上述和其他特征进行详细说明，其中：
图1A示出了比较示例4的充电电缆的横截面，附图1B示出了根据本发明的示例性实施方式的实施例4(b)的示例性充电电缆的横截面。
应理解的是，附图并不必需是成比例的，其呈现了发明基本原则的说明性的多个优选特征在某种程度上的简化表示。在此公开的本发明的特定设计特征，包括，例如，特定尺寸、取向、位置和形状将部分通过具体的预期应用和使用环境来确定。
在附图中，贯穿多幅图，附图标记是指本发明的相同或相等部件。
具体实施方式
本文所用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式的“一”、“一个”和“该”等也意在包括复数形式。还应该理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其限定了该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件的存在，而不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其组合的存在或加入。如本文中所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意和所有组合。
除非特别规定或从文中显而易见，如本文所用的术语“大约”理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准差之内。“大约”可被理解为落入标准值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％中。除非从文中显而易见，在此提供的全部数值由术语“大约”修饰。
可以理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括通常的机动车辆，比如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、货车、各种商用车的乘用车，包括各种轮船和舰船的船只，飞行器等，并且包括混合动力车辆、电动汽车、插电式混合动力汽车、氢动力汽车和其它替代燃料汽车(例如，衍生自除石油之外的资源的燃料)。如在本文中所指代的，混合动力车辆是具有两种或多种动力来源的车辆，例如汽油动力和电动动力的车辆。
在下文将对本发明多个实施方式进行详细参考，其实施例在附图中示出并在下文有述。虽然将结合示例性实施方式描述本发明，将理解的是，本说明书不意于将本发明限制于这些示例性实施方式中。相反，本发明意于不仅覆盖示例性实施方式，还覆盖包含于所附权利要求定义的本发明精神和范围中的多种替代、修改、等同和其它实施方式。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式，以允许本领域技术人员容易地实施本发明。
本发明提供了一种涂覆的充电电缆，其包括用于供电的电线、用于传输信号的电线和外皮。优选地，用于供电的电线可涂覆有涂层组合物(A)，用于传输信号的电线可涂覆有涂层组合物(B)且外皮可涂覆有外皮组合物(C)。在下文中，将详细描述各组分。
(1)涂层组合物(A)
用于配置为供电的电线的涂层组合物(A)可包括：(a1)大约20至80份(phr)的乙丙橡胶(EPR)，其具有大约20至60的门尼粘度；(a2)大约10至80phr的聚烯烃树脂(PO)；(a3)大约10至50phr的填料；(a4)大约1至10phr的交联助剂；(a5)大约0.1至5phr的抗氧剂；和(a6)0.1至5phr的润滑剂。
本文使用的乙丙橡胶(EPR)(a1)可提供极好的挠性和长期绝缘能力。EPR通常可被分为树胶(gum)型或颗粒型的，并且可根据混合设备进行适当选择。优选地，EPR可以是三元乙丙橡胶(EPDM)。EPR适当地可具有大约20至60的门尼粘度。当门尼粘度低于大约20时，机械性能不能得到充分改进，当门尼粘度大于大约30时，对加工而言挤出性能可能不足。因此，门尼粘度优选应在上述范围中。
此外，乙丙橡胶适当地可以以大约20至80phr的量被包括。当EPR以低于大约20phr的量存在时，由于硬度高而不能提供充分的挠性，当EPR以高于大约80phr的量存在时，会发生挤出性能和机械性能的劣化。因此，乙丙橡胶优选在上述范围内存在。
本文使用的聚烯烃树脂(PO)(a2)可改善乙丙橡胶的线挤出能力和拉伸强度。聚烯烃树脂(PO)适当地可包括选自线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和乙烯-辛烯弹性体(POE)的一种或多种，且适当地可以以大约10至80phr的量使用。当聚烯烃树脂以低于大约10phr的量存在时，对制造加工而言挤出性能可能不足，当聚烯烃树脂以高于大约80phr的量存在时，由于硬度高而不能获得足够的挠性。因此，聚烯烃树脂优选在上述范围内存在。
乙丙橡胶可以是橡胶并因此胶粘至另一种橡胶，但是当与聚烯烃树脂(PO)共混且成型成颗粒时，乙丙橡胶会失去粘性。此外，在向其添加过氧化物之后，当在200±10℃的高温和4-8kgf/mm2的高压下交联时，表面会不利地膨胀或起泡。本发明中的乙丙橡胶优选使用电子束交联。
本文使用的填料(a3)可在挤出期间改进外观并得到一致的外径。填料可包括涂覆在其表面上的硅烷。填料适当地可包括选自SiO2、CaCO3、Mg(OH)2和水滑石的一种或多种，且适当地可具有大约0.5至1μm的平均粒径。当平均粒径小于大约0.5μm时，分散性会不足，当平均粒径大于大约1μm时，不能适当地获得电线表面。如此，平均粒径优选在上述范围内。
此外，填料适当地可以以大约10至50phr的量被包括。当填料以低于大约10phr的量存在时，在挤出期间存在外径变形的缺点，当填料以高于大约50phr的量存在时，会发生绝缘电阻的劣化。因此，填料可以优选在上述范围内存在。
交联助剂(a4)可用于电子束交联，并且可在电子束交联期间使交联位点活化从而以低能量改进交联效率。交联助剂适当地可选自异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)、氰脲酸三烯丙酯(TAC)和三羟甲基丙烷-三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)。交联助剂适当地可以以大约1至10phr的量使用。当使用的交联助剂低于大约1phr时，分散性不足，当使用的交联助剂高于大约10phr时，在挤出之后电线表面上会发生起霜(变白)。优选地，交联助剂可在上述范围内被包括。
此外，本文使用的抗氧剂(a5)可在原料加工和使用期间防止绝缘剂老化。抗氧剂适当地可以是酚基抗氧化剂、金属钝化剂或其混合物。酚基抗氧化剂适当地包括选自1010、1035、1076、1790和1024的一种或多种。
此外，抗氧剂适当地可以以大约0.1至5phr的量使用。当使用的抗氧剂低于大约0.1phr时，耐热性不能被充分改进，当使用的抗氧剂高于大约5phr时，不能获得充分的交联。如此，抗氧剂可优选在上述范围内使用。
本文使用的润滑剂(a6)可在复合期间改进分散并在线挤出期间改进外观。润滑剂可适当地选自锌基润滑剂和脂肪酸基润滑剂，并且适当地可以以大约0.1至5phr的量使用。当使用的润滑剂低于大约0.1phr时，不能获得足够的分散性，当使用的润滑剂高于大约5phr时，在挤出期间会发生滑脱，并且在挤出之后线表面上会发生起霜(变白)。如此，润滑剂可优选在上述范围内使用。
(2)涂层组合物(B)
用于配置为传输信号的电线的涂层组合物，其可包括：(b1)大约20至80phr的聚丙烯(PP)；(b2)大约20至80phr的苯乙烯热塑性弹性体；(b3)大约10至50phr的填料；(b4)大约0.1至5phr的抗氧剂；和(b5)大约0.1至5phr的润滑剂。在下文中，将详细描述各组分。
本文使用的聚丙烯(PP)(b1)可在电线装配和外皮挤出期间防止由于硬度和高熔点(例如，163℃)的压缩。
此外，热塑性弹性体可用于防止外皮挤出期间的熔化。例如，可使用聚丙烯(b1)与高分子重量苯乙烯热塑性弹性体(b2)的混合物。
聚丙烯树脂(b1)适当地可以选自嵌段聚丙烯(嵌段-PP)、无规聚丙烯(无规-PP)、均聚聚丙烯(均聚-PP)和三元共聚聚丙烯(三元共聚-PP)的一种或多种。
此外，聚丙烯树脂适当地可以以大约20至80phr的量使用。当使用的聚丙烯树脂低于大约20phr时，对于制造加工而言挤出性能不足，当聚丙烯树脂高于大约80phr时，由于硬度高而不能获得足够的挠性和耐寒性。优选地，聚丙烯树脂可在上述范围内存在。
本文使用的苯乙烯热塑性弹性体(b2)可改进低温挠性且防止在外皮挤出期间的熔化，且适当地可包括选自苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)的一种或多种。
苯乙烯热塑性弹性体优选可以以大约20至80phr的量使用。当使用的苯乙烯热塑性弹性体低于大约20phr时，不能获得足够的挠性，当使用的苯乙烯热塑性弹性体高于大约80phr时，对于制造加工而言挤出性能不足。优选地，苯乙烯热塑性弹性体可在上述范围内存在。
填料(b3)与用于供电的电线的涂层组合物(A)所使用的填料(a3)相同。此外，填料优选可以以大约10至50phr的量使用。当使用的填料低于大约10phr时，挤出期间外径的稳定性不足，当使用的填料高于大约50phr时，不能获得充分的绝缘电阻。优选地，填料(b3)可在上述范围内存在。
此外，抗氧剂(b4)与用于供电的电线的涂层组合物(A)所使用的抗氧剂(a5)相同。此外，抗氧剂适当地可以以大约0.1至5phr的量被包括。当使用的抗氧剂低于大约0.1phr时，不能获得足够的耐热稳定性，且当使用的抗氧剂高于大约5phr时，在挤出之后电线表面上会发生起霜(变白)。优选地，抗氧剂可在上述范围内存在。
润滑剂(b5)与用于供电的电线的涂层组合物(A)所使用的润滑剂(a6)相同。此外，润滑剂适当地可以以大约0.1至5phr的量被包括。当使用的润滑剂低于大约0.1phr时，不能获得用于制造加工的挤出性能，当使用的润滑剂高于大约5phr时，在挤出期间会发生滑脱，并且在挤出之后电线表面上会发生起霜(变白)。因此，润滑剂在上述范围内使用。
(3)外皮(涂层)组合物(C)
本发明用于涂覆外皮的组合物(C)可包括：(c1)大约50至90phr的热塑性聚氨酯(TPU)，其具有大约30至50g/10min的熔融指数(MI)；(c2)大约10至50phr的苯乙烯热塑性弹性体，其具有大约1至5g/10min的熔融指数(MI)；(c3)大约10至70phr的磷基阻燃剂；(c4)大约1至10phr的阻燃助剂；(c5)大约0.1至5phr的抗氧剂；(c6)大约0.1至5phr的UV吸收剂和稳定剂；和(c7)大约0.1至5phr的润滑剂。在下文中，将详细描述各组分。
本文使用的热塑性聚氨酯(TPU)(c1)可提供出众的耐寒性、耐油性、耐磨性和耐候性。在低温下使用时充电电缆会变硬，并且是不方便的。热塑性聚氨酯(TPU)与苯乙烯热塑性弹性体的混合物可满足低温挠性，因而解除消费者的不便。
因此，本发明的热塑性聚氨酯(TPU)适当地可以以大约50至90phr的量被包括。当使用的热塑性聚氨酯低于大约50phr时，耐寒性、耐油性、耐磨性和耐候性不足，当使用的热塑性聚氨酯高于大约90phr时，由于电缆表面的不光滑和高硬度而不能充分获得挠性。优选地，热塑性聚氨酯可以在上述范围内被包括。
此外，热塑性聚氨酯(TPU)适当地可具有大约70、大约75、大约80、大约90和大约95的肖氏A硬度。TPU适当地可具有大约30至50g/10min的熔融指数(MI)(在200℃/10kg的条件下测量)。当熔融指数低于大约30g/10min时，对于制造加工而言挤出性能可能不足，当熔融指数高于大约50g/10min时，不能充分获得在复合时的机械性能和流动性。因此，熔融指数可适当地在上述范围内。
当与热塑性聚氨酯(TPU)混合时，本文使用的苯乙烯热塑性弹性体(TPE)(c2)会呈现低温挠性，并且由于其高极性优选可以是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)。
苯乙烯热塑性弹性体(TPE)适当地可以以大约10至50phr的量被包括。当苯乙烯热塑性弹性体以低于大约10phr的量存在时，不能充分获得低温挠性和挤出成型性，当苯乙烯热塑性弹性体以高于大约50phr的量存在时，机械性能和化学性能不足。因此，苯乙烯热塑性弹性体可在上述范围内使用。
此外，苯乙烯热塑性弹性体适当地可具有大约1至5g/10min的熔融指数(MI)(在230℃/5kg的条件下测量)。当苯乙烯热塑性弹性体具有低于大约1g/10min的熔融指数时，对制造加工而言挤出性能不足，当苯乙烯热塑性合成橡胶具有高于大约5g/10min的熔融指数时，由于拉伸强度劣化而不能充分获得机械性能。因此，苯乙烯热塑性弹性体的熔融指数可在上述范围中。
本发明的阻燃剂(c3)可以是无卤阻燃剂，优选可以是磷基阻燃剂，由于磷基阻燃剂具有与热塑性聚氨酯(TPU)的高度相容性。阻燃剂适当地可以大约10至70phr的量被包含。当使用的阻燃剂低于大约10phr时，不能充分获得阻燃性，当使用的阻燃剂高于大约70phr时，机械性能不足，且对于制造加工而言挤出性能不足。如此，阻燃剂适当地以上述范围被包括。
本文使用的阻燃助剂(c4)可改进磷基阻燃剂的阻燃性。阻燃助剂可以是氮基阻燃剂，并且适当地可以以大约1至10phr的量被包括。当阻燃助剂以低于大约1phr的量存在时，分散性和阻燃性不足，当阻燃助剂以高于大约10phr的量存在时，不能充分获得对制造加工而言的挤出性能。因此，阻燃剂优选地以上述范围被包括。
此外，抗氧剂(c5)可包括选自酚基抗氧剂、磷基抗氧剂和水解稳定剂的一种或多种。抗氧剂适当地可以大约0.1至5phr的量被包括。当抗氧剂以低于大约0.1phr的量存在时，由于分散性而导致耐热性不足，当抗氧化剂以高于大约5phr的量存在时，在挤出之后电线表面上会发生起霜(变白)。优选地，抗氧化剂可在上述范围内存在。
UV吸收剂和稳定剂(c6)可吸收UV光以延迟聚合物的分解，并且为了稳定而控制所吸收的UV光的活性。UV吸收剂和稳定剂适当地可以大约0.1至5phr的量使用。当使用的UV吸收剂和稳定剂低于大约0.1phr时，UV稳定性不足，当使用的UV吸收剂和稳定剂高于大约5phr时，在挤出之后电线表面上会发生起霜(变白)。优选地，UV吸收剂和稳定剂可在上述范围内被包括。
本文使用的润滑剂(c7)可在复合期间改进分散性，并且可在线挤出期间改进外观。润滑剂适当地可包括褐煤蜡润滑剂、硅基润滑剂或其混合物。润滑剂适当地可以大约0.1至5phr的量被包含。当使用的润滑剂低于大约0.1phr时，挤出性能(挤出负载)，且当使用的润滑剂高于大约5phr时，挤出期间会发生滑脱，并且挤出之后电线表面上会发生起霜(变白)。优选地，润滑剂可在上述范围被包括。
涂覆有根据本发明的多个示例性实施方式如上所述的涂层组合物的充电电缆，可满足依照IEC 62893的90℃耐热性，并且可提供出众的机械性能，例如低温挠性、耐寒性和耐油性，化学性能和电性能，因而广泛用作电动车辆充电电缆。
实施例
在下文中，将参考实施例描述本发明。下面的实施例对本发明进行了说明而不意在对其进行限制。
比较例1和实施例1：用于供电的电线
比较例1-1至1-3
将下表1中所示的组合物以表1所示的比例混合，且使用双螺杆挤出机或捏合机复合成颗粒。使用单挤出机由颗粒制备用于测量物理性能的电线样本。
表1
用于供电的电线所使用的涂层组合物(单位：phr)
实施例1-1至1-3
电线样本以与比较例1-1至1-3所述相同的方式生产，但是电线样本根据表1所示的比例生产。
测试例1：物理性能的测量
比较例1-1至1-3和实施例1-1至1-3的每个准备5个样品，测量其拉伸强度、拉伸残余应力、伸长残余应力、伸长率(低温)及其硬度，并且在下表2中示出了得到的物理性能。本文使用的测试方法将在下文描述。
(1)拉伸强度的测量：依照EN 60811-501测量。
(2)拉伸残余应力的测量：依照EN 60811-401测量。
(3)伸长率的测量：依照EN 60811-501测量。
(4)伸长残余应力的测量：依照EN 60811-401测量。
(5)伸长率(在低温下，例如-40℃)的测量：依照EN 60811-505测量。
(6)硬度的测量：依照HD 605测量。
表2
物理性能的测量结果
如上表2所示，在适当使用了各组分的基础上，与不在本发明范围内的比较例1-1至1-3相比，按照本发明的示例性实施方式的实施例1-1至1-3满足了全部的硬度和机械性能。
比较例2和实施例2：用于传输信号的电线
比较例2-1至2-2
下表3中所示的组合物以表3所示的比例混合，且使用双螺杆挤出机或捏合机复合成颗粒。使用单挤出机由颗粒来制备用于测量物理性能的电线样本。
实施例2-1至2-4
电线样本以与比较例2-1至2-3所述相同的方式制备，但是电线样本依照下表3所示的比例制备。
表3
用于传输信号的电线所使用的涂层组合物(单位：phr)
测试例2：物理性能的测量
比较例2-1至2-2和实施例2-1至2-4的每个准备5个样品，测量其拉伸强度、拉伸残余应力、伸长残余应力、伸长率(低温)和硬度，并且在下表4中示出了得到的物理属性。
表4
物理性能的测量结果
如上表4所示，在适当使用了各组分的基础上，与不在本发明范围内的比较例2-1至2-2相比，根据本发明示例性实施方式的实施例2-1至2-1满足了全部的硬度和机械性能。
比较例3和实施例3：外皮
比较例3-1至3-3
下表5中所示的组分以表5所示的比例混合，且使用双螺杆挤出机或捏合机复合成颗粒。使用单挤出机由颗粒制备用于测量物理性能的电线样本。
实施例3-1至3-3
电线样本以与比较例3-1至3-3所述相同的方式生产，但是电线样本依照下表5所示的比例制备。
表5
用于线束的外皮组合物(单位：phr)
测试例3：物理性能的测量
比较例3-1至3-3和实施例3-1至3-3的每个准备5个样品，测量其拉伸强度、拉伸残余应力、伸长残余应力、耐油性、伸长率(低温，例如-40℃)和热冲击性，并且在下表6中示出了得到的物理性能。测试方法将在下文描述。
(1)拉伸强度的测量：依照EN60811-501测量。
(2)拉伸残余应力的测量：依照EN 60811-401测量。
(3)伸长率的测量：依照EN 60811-501测量。
(4)伸长残余应力的测量：依照EN 60811-401测量。
(5)耐油性的测量：依照EN 60811-404测量。
(6)伸长率(低温，例如-40℃)的测量：依照EN 60811-505测量。
(7)热冲击性：依照EN60811-509测量。
表6
物理性能的测量结果
如上表6所示，在依照本发明的示例性实施方式的涂层组合物的适当组分的基础上，由于其低温挠性和耐寒性而适用于低温条件，由于良好的耐油性而防止车辆用油的渗透，与在本发明范围内的比较例3-1至3-3相比，根据本发明示例性实施方式的实施例3-1至3-3呈现了出极好的机械性能例如拉伸强度。
因此，由于其出众的电、机械和化学性能，外皮的厚度可降低，充电电缆的尺寸和重量可降低，因而可使用该充电电缆代替传统的涂覆有聚氯乙烯(PVC)的电线。
实施例4：充电电缆
充电电缆由测试例1至3中呈现出最出众的物理性能测试结果的组合物生产。将实施例1-1的组合物涂在2.5SQ导体上以制备用于供电的三根电线，将实施例2-1的组合物涂在0.5SQ导体上以制备用于传输信号的一根电线。将全部四根生产的电线组装，并且组件被涂覆有实施例3-1的组合物以制备充电电缆样本。
用于参考，示例性充电电缆的示例性横截面在附图1中示出，并且充电电缆包括用于供电的三根电线(1)、用于传输信号的一根电线(2)和形成在包括电线的电缆的外表面上的外皮(3)。
测试例5：物理性能的测量
实施例4的充电电缆样本基于ICE 62893评估，评估结果在下表7中示出。
表7
基于ICE62893的评估结果
如表7中所示，使用根据本发明的示例性实施方式的涂层组合物制备的实施例4的充电电缆满足了ICE 62893的全部要求。
因此，根据本发明的多个示例性实施方式的涂层组合物，以及涂覆有该组合物的电线和外皮呈现了物理性能，例如低温挠性、耐寒性、耐油性和耐磨性，以及电属性。
比较例4：涂覆有聚氯乙烯(PVC)的传统充电电缆
准备传统充电电缆(制造商：EVJT，产品名：KYUNGSHIN CABLE)。这使用聚氯乙烯(PVC)作为用于电线和外皮的材料。
测试例6：物理性能的测量
准备实施例4和比较例4的每个充电电缆的5个样品，测量机械性能(室温下的拉伸强度和伸长率，高温下的张力变化、伸长率变化和耐磨性)、电性能(绝缘电阻)和化学性能(耐油性)，并在下表9中示出了得到的物理性能。在此使用的测试方法将在下文描述。
(1)拉伸强度/伸长率(在23℃的室温下)的测量：充电电缆承受施加的负载或拉力的能力。关于充电电缆样品的形状，内径小于5mm的绝缘体具有管状，其它绝缘体具有哑铃形状。管状样品具有大约100mm的长度和在其中间20mm间隔处的渐变。哑铃形样本通过以适当的方法移除导体且使表面平坦而准备。这时，哑铃形样品应具有不小于0.8mm且不大于2.0mm的厚度。哑铃形样品用3号或4号哑铃进行冲压，且在其中间20mm间隔处具有渐变。使用张力试验机进行测试，固定住准备的样本，并且在以250mm/min的速度下拉伸之后在剪切时测量最大拉伸负载和渐变长度。按照下面表8阐明的公式，将测量值转换为拉伸强度和伸长率。获取五次转换值的平均值作为结果值。
表8
(2)耐热性的测量：测量耐热性以评估电线的寿命，更特别地，依照基于比实际操作条件更苛刻的条件下的内/外环境来评估高温耐受性。将充电电缆样品在120℃恒温浴中放置168小时。这时，样本远离恒温浴的内表面20mm或更远，且不与由其它材料组成的样本一起测试。
(3)耐磨性的测量：测量绝缘体针对外部粗糙平面、负载和摩擦力的绝缘电阻。特别地，制备长度大约为900mm的充电电缆样品，以胶带固定至耐磨性试验机上且与耐磨带接触。施加预定负载(400g)，带以1500mm/min的速度传送且读取当导体接触带时带的长度。在一个点进行测量之后，将样本移动25mm，旋转90°且固定，并且重复先前的测试。通过上述方法，将从一个样本获得的四个值的平均值被确定为耐磨性值。
(4)绝缘电阻的测量：使用绝缘电阻试验机(4339B，Agilent)。
(5)耐油性的测量：将充电电缆样品在100℃下在耐油浴中的IRM902油中浸泡240小时。以与测量拉伸强度/伸长率相同的方法测量浸泡的充电电缆的拉伸强度和伸长率。
(6)挠性的测量：进行挠性测试以测量使电缆弯曲和保持电缆的挠性所需的力。将400mm或更长的充电电缆样品固定，使得其半径达到80mm，测压元件以100mm/min的速度下落，并且测量直到弯曲半径达到40mm的最大负载。
表9
物理性能的测量结果
表10
物理性能的测量结果
如表9所示，比起涂覆有PVC的比较例(传统充电电缆)，根据本发明的示例性实施方式的实施例4呈现了出众的机械性能，例如室温下的拉伸强度和伸长率，以及严苛热条件下的张力变化和伸长率变化。特别地，延伸率大大增加了173％，并且其它物理性能也增加了40至60％。
此外，关于实施例4中耐油性的化学性能，与比较例4(传统充电电缆)相比，张力变化增加了24％且伸长率变化增加了90％。特别地，几乎没有伸长率的变化。
此外，当测量作为电性能的绝缘电阻时，实施例4呈现出比起较例4高357％的绝缘电阻。
如表10中所示，与比较例4相比，实施例4呈现了出众的挠性，特别是在低温处的出众挠性。
因此，根据本发明的多个示例性实施方式的充电电缆，其包括环境友好的电线，并且满足低温挠性以及机械性能、化学性能和电性能，可作为能够为使用者提供进一步可靠性的电动车辆充电电缆而提供。
因此，根据本发明的多个示例性实施方式的用于涂覆电线或外皮的涂层组合物可提供出众的挤出成型性，并且，由此生产的用于电动车辆的充电电缆由于低温挠性、耐寒性和可弯曲性而可适用于在低温条件下使用。
此外，根据本发明的多个示例性实施方式的用于电动车辆的充电电缆，由于实质上改进的外观和耐油性而可防止车辆用油的渗透，并且可被安全地安装或安置在车辆内用于使用。此外，根据环境友好型车辆部件的趋势，电缆可重复利用。由于本发明的充电电缆不包括卤基阻燃剂，且是环境友好的，确保了与用于车辆的电线大约90℃的温度相对应的耐热性，并且具有机械强度、耐热性和UV稳定性，所以它们可被用作涂覆有聚氯乙烯(PVC)的传统电线的替代品。
此外，与涂覆有聚氯乙烯(PVC)的传统电线相比，由于极好的电和机械性能，根据本发明的多个示例性实施方式的充电电缆可实现出众的绝缘性和降低的外皮厚度，因而有利地提供了小和轻量化的产品。
已经参考其中的多个示例性实施方式详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将意识到，在不偏离由所附权利要求及其等价方式中确定的本发明的原则和精神下，可以对这些实施方式进行改变。

Claims (16)

1.具有低温挠性和耐油性的充电电缆，包括：
配置为供电的电线，其涂覆有涂层组合物(A)，所述涂层组合物(A)包括：(a1)每百份橡胶20至80份(phr)的乙丙橡胶(EPR)，其具有20至60的门尼粘度；(a2)10至80phr的聚烯烃树脂(PO)；(a3)10至50phr的填料；(a4)1至10phr的交联助剂；(a5)0.1至5phr的抗氧剂；和(a6)0.1至5phr的润滑剂；
配置为传输信号的线，其涂覆有涂层组合物(B)，所涂层述组合物(B)包括：(b1)20至80phr的聚丙烯(PP)；(b2)20至80phr的苯乙烯热塑性弹性体；(b3)10至50phr的填料；(b4)0.1至5phr的抗氧剂；和(b5)0.1至5phr的润滑剂；以及
涂覆有外皮组合物(C)的外皮，所述外皮组合物(C)包括：(c1)50至90phr的热塑性聚氨酯(TPU)，其具有30至50g/10min的熔融指数(MI)；(c2)10至50phr的苯乙烯热塑性弹性体，其具有1至5g/10min的熔融指数(MI)；(c3)10至70phr的磷基阻燃剂；(c4)1至10phr的阻燃助剂；(c5)0.1至5phr的抗氧剂；(c6)0.1至5phr的UV吸收剂和稳定剂；和(c7)0.1至5phr的润滑剂。
2.根据权利要求1所述的充电电缆，其中所述填料(a3)或所述填料(b3)包括选自SiO2、CaCO3、Mg(OH)2和水滑石的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的充电电缆，其中所述填料(a3)或所述填料(b3)包括涂覆在其表面上的硅烷。
4.根据权利要求1所述的充电电缆，其中所述填料(a3)或所述填料(b3)的平均粒径为0.5至1μm。
5.根据权利要求1所述的充电电缆，其中所述交联助剂(a4)包括选自三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三聚氰酸三烯丙基酯(TAC)和三羟甲基丙烷-三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的充电电缆，其中，所述抗氧剂(a5)或所述抗氧剂(b4)包括酚基抗氧剂、金属钝化剂或其混合物。
7.根据权利要求1所述的充电电缆，其中所述润滑剂(a6)或所述润滑剂(b5)包括选自氟基、硅基、酰胺基、锌基和脂肪酸基润滑剂的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的充电电缆，其中所述苯乙烯热塑性弹性体(b2)包括选自苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的充电电缆，其中所述苯乙烯热塑性弹性体(c2)是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)。
10.根据权利要求1所述的充电电缆，其中所述抗氧剂(c5)包括选自酚基抗氧化剂、磷基抗氧剂和水解稳定剂的一种或多种。
11.根据权利要求1所述的充电电缆，其中所述润滑剂(c7)包括褐煤蜡基润滑剂、硅基润滑剂或其混合物。
12.一种车辆部件，其包括根据权利要求1所述的充电电缆。
13.一种车辆，其包括根据权利要求1所述的充电电缆。
14.用于供电的电线，其包括涂层组合物，
其中所述涂层组合物包括：每百份橡胶20至80份(phr)的乙丙橡胶(EPR)，其具有20至60的门尼粘度；10至80phr的聚烯烃树脂(PO)；10至50phr的填料；1至10phr的交联助剂；0.1至5phr的抗氧剂；和0.1至5phr的润滑剂。
15.用于传输信号的线，其包括涂层组合物，
其中所述涂层组合物包括：20至80phr的聚丙烯(PP)；20至80phr的苯乙烯热塑性弹性体；10至50phr的填料；0.1至5phr的抗氧剂；和0.1至5phr的润滑剂。
16.用于充电电缆的外皮，其包括涂层组合物，
所述涂层组合物包括：50至90phr的热塑性聚氨酯(TPU)，其具有30至50g/10min的熔融指数(MI)；10至50phr的苯乙烯热塑性弹性体，其具有1至5g/10min的熔融指数(MI)；10至70phr的磷基阻燃剂；1至10phr的阻燃助剂；0.1至5phr的抗氧剂；0.1至5phr的UV吸收剂和稳定剂；和0.1至5phr的润滑剂。
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