CN107880442A - 一种新能源汽车充电桩电缆用pvc/nbr耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

一种新能源汽车充电桩电缆用pvc/nbr耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料及其制备方法，弹性体材料，按重量配比包括以下原料组分：聚氯乙烯树脂100份；粉末丁腈20～40份；增塑剂A 30～40份；增塑剂B 20～30份；增塑剂C 20～30份稳定剂5～10份；阻燃剂A 6～12份；阻燃剂B 6～12份；阻燃剂C 2～5份；润滑剂0.5～1.5份；抗氧化剂A 1～2份；抗氧化剂B 1～2份；无机填料40～70份。本发明弹性体材料，机械性能高、耐水解性能好、耐油耐寒性强、分散均匀性好、低温柔软性好，保证电缆在多次拖链中不会受损；且加工性能好、挤出表面光滑无颗粒、成本低廉，制备简单易操作；适合需要经常弯曲、刮磨、低温和含油的场合下使用。

Description

一种新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性 弹性体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料 及其制备方法，属于充电桩电缆用弹性体材料领域。
背景技术
现有技术中，新能源汽车充电桩电缆用材料多为TPE材料，TPU由于其高昂的价格使 其使用受到一定的限制，而TPE虽具有一定的耐磨性能，但却存在耐油性能却难以合格、阻燃性差、易吸湿加工难点大的问题。越来越多的新能源充电桩厂家希望取得一种即具有良好的耐磨阻燃性能，又能满足良好的耐油性能，易加工且性价比优异的新能源材料。
本发明提供一种新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料 及其制备方法，所得弹性体材料，成本低廉、耐磨阻燃性能好、耐油性能优异、易加工，且低温柔软性也非常突出。
现有技术中，新能源汽车充电桩电缆用材料多为TPE材料，TPU由于其高昂的价格使 其使用受到一定的限制，而TPE虽具有一定的耐磨性能，但却存在耐油性能却难以合格、阻燃性差、易吸湿加工难点大的问题。越来越多的新能源充电桩厂家希望取得一种即具有良好的耐磨阻燃性能，又能满足良好的耐油性能，易加工且性价比优异的新能源材料。
发明内容
本发明提供一种新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料 及其制备方法，所得弹性体材料，成本低廉、耐磨阻燃性能好、耐油性能优异、易加工，且低温柔软性也非常突出。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料，按重量配比 包括以下原料组分：
聚氯乙烯树脂100份；
粉末丁腈20～40份；
增塑剂A 30～40份；
增塑剂B 20～30份；
增塑剂C 20～30份
稳定剂5～10份；
阻燃剂A 6～12份
阻燃剂B 6～12份
阻燃剂C 2～5份
润滑剂0.5～1.5份；
抗氧化剂A 1～2份
抗氧化剂B 1～2份；
无机填料40～70份；
增塑剂A为邻苯类增塑剂，增塑剂B为对苯类增塑剂，增塑剂C为偏苯类增塑剂；
阻燃剂A为三氧化二锑，阻燃剂B为硼酸锌，阻燃剂C为蒙脱土；
抗氧剂A为抗氧剂1010，抗氧剂B为抗氧剂DLTP或抗氧剂DSTP中的至少一种。
上述弹性体材料，通过各原料组分的协同促进，使弹性体的耐磨阻燃性能和耐油性能 显著提升，低温柔软性的提升也非常显著，且易加工，成本低廉。
为了进一步提高弹性体的耐油阻燃耐磨性能，同时提高低温柔软性，聚氯乙烯树脂的 聚合度为1750～1850。
为了进一步提升弹性体的机械性能和耐油性能，粉末丁腈为粉末丁腈P8300。
粉末丁腈由韩国LG公司提供；申请人经研究发现，此种粉末丁腈与本申请其它原料 组分具有较好的相容性，加工性能优异，相比其他丁腈，粉末状更好的分散，一般丁腈会降低弹性体的机械性能和耐油性能等，而本申请所用的粉末丁腈P8300通过与本申请其它物料组分的协同，反而大幅提高了弹性体的机械性能和耐油性能等。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，提高弹性体的耐油、耐磨和阻燃性能，稳定 剂为RUP151NB或RUP144；润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、半精炼石蜡、润滑剂ACR401、润滑剂M-80或润滑剂316A中的至少四种的混合物；无机填料为氢氧化铝和氢氧 化镁的混合物。
为了进一步提高弹性体的阻燃效果，同时更好促进各组分的协同效应，优选三氧化二 锑、硼酸锌和蒙脱土的质量比为：(3：3：1)～(12：12：5)。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，同时更好的保证弹性体的低温柔软性，增塑 剂A为SH912酯，型号：SH-912，购自江苏森禾化工有限公司；增塑剂B为对苯二甲酸二辛酯(DOTP三木)；增塑剂C为偏苯三酸三异癸酯(三木)。
本申请新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料的邵氏硬 度为72～82A。
上述新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油高阻燃热塑性弹性体材料的制备方 法，包括以下步骤：
(a)称取配方量的PVC母粒、稳定剂、增塑剂A、增塑剂B、增塑剂C、润滑剂、抗 氧化剂A、抗氧化剂B、无机填料、阻燃剂A、阻燃剂B和阻燃剂C加入高速搅拌机中， 在450～700转/分钟、90℃～100℃的条件下混合5～7分钟，待高速搅拌机电流平稳将物 料卸入冷混釜中，得到第一混合物料；
(b)在速度为20～60转/分钟的搅拌条件下将粉末丁腈加入步骤(a)所得的第一混合物料中，混合均匀，冷混釜中料温在80℃以下；
(c)将步骤(b)所得物料通过进料仓卸入双阶造粒机组的双螺杆挤出机进行挤出粒；
(d)将步骤(c)所得物料由双阶造粒机组的单螺杆挤出造成粒子，即得新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油高阻燃热塑性弹性体材料。
为了进一步保证弹性体的综合性能，优选，步骤(c)中，双阶造粒机组由双螺杆挤出机和单螺杆挤出机组成；双螺杆挤出机转速为260转/分钟～320转/分钟；双螺杆挤出 机机身八个区温度依次为：115℃～125℃、125℃～135℃、135℃～140℃、140℃～145℃、 140℃～145℃、140℃～145℃、135℃～140℃和135℃～140℃。单螺杆挤出机机身两个 区温度依次为：110℃～120℃和120℃～130℃；单螺杆挤出机的喂料转速为35～45转/ 分钟。
本申请新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油高阻燃热塑性弹性体材料相比于 其他弹性体材料如TPE，TPU等有较大的价格优势，防吸湿性好，挤出加工性能更好，耐油性更好，阻燃性更好。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油高阻燃热塑性弹性体材料，机械 性能高、耐水解性能好、耐油耐寒性强、分散均匀性好、低温柔软性好，保证电缆在多 次拖链中不会受损；且加工性能好、挤出表面光滑无颗粒、成本低廉，制备简单易操作； 适合需要经常弯曲、刮磨、低温和含油的场合下使用。
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。
表1各实施例所用原料组分表
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
聚氯乙烯树脂 100份 100份 100份 100份
粉末丁腈 20份 40份 30份 35份
增塑剂A 30份 40份 35份 33份
增塑剂B 20份 30份 25份 28份
增塑剂C 20份 30份 25份 22份
稳定剂 5份 10份 8份 6份
阻燃剂A 6份 12份 9份 10份
阻燃剂B 6份 12份 9份 7份
阻燃剂C 2份 5份 4份 3份
润滑剂 0.5份 1.5份 1份 1.2份
抗氧化剂A 1份 2份 1.5份 1.8份
抗氧化剂B 1份 2份 1.5份 1.3份
无机填料 40份 70份 50份 60份
表2各实施例所用原料组分表
表中，聚乙烯蜡购自南京方业新材料有限公司，粘均分子量2000-4000；半精炼石蜡为大 庆昆仑牌58号。
各实施例中，新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油高阻燃热塑性弹性体材料 的制备方法，包括以下步骤：
(a)称取配方量的PVC母粒、稳定剂、增塑剂A、增塑剂B、增塑剂C、润滑剂、抗 氧化剂A、抗氧化剂B、无机填料、阻燃剂A、阻燃剂B和阻燃剂C加入高速搅拌机中， 在500转/分钟、75℃的条件下混合6分钟，待高速搅拌机电流平稳将物料卸入冷混釜中， 得到第一混合物料；
(b)在速度为40转/分钟的搅拌条件下将粉末丁腈加入步骤(a)所得的第一混合物料中，混合均匀，冷混釜中料温在80℃以下；
(c)将步骤(b)所得物料通过进料仓卸入双阶造粒机组的双螺杆挤出机进行挤出造 粒，双螺杆挤出机转速为300转/分钟；双螺杆挤出机机身八个区温度依次为：115℃～125℃、125℃～135℃、135℃～140℃、140℃～145℃、140℃～145℃、140℃～145℃、 135℃～140℃和135℃～140℃；
(d)将步骤(c)所得物料由双阶造粒机组的单螺杆挤出造成粒子，即得新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油高阻燃热塑性弹性体材料；其中，单螺杆挤出机机身两个区温度依次为：110℃～120℃和120℃～130℃；单螺杆挤出机的喂料转速为40转/分钟。
表3各实施例所得产品的性能

Claims (10)

1.一种新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：按重量配比包括以下原料组分：
聚氯乙烯树脂100份；
粉末丁腈20～40份；
增塑剂A 30～40份；
增塑剂B 20～30份；
增塑剂C 20～30份；
稳定剂5～10份；
阻燃剂A 6～12份；
阻燃剂B 6～12份；
阻燃剂C 2～5份；
润滑剂0.5～1.5份；
抗氧化剂A 1～2份；
抗氧化剂B 1～2份；
无机填料40～70份；
增塑剂A为邻苯类增塑剂，增塑剂B为对苯类增塑剂，增塑剂C为偏苯类增塑剂；
阻燃剂A为三氧化二锑，阻燃剂B为硼酸锌，阻燃剂C为70#氯化石蜡；
润滑剂A为聚乙烯蜡类润滑剂，润滑剂B为硬脂酸类润滑剂；
抗氧剂A为抗氧剂1010，抗氧剂B为抗氧剂DLTP或抗氧剂DSTP中的至少一种。
2.根据权利要求1中所述的新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：聚氯乙烯树脂的聚合度为1750～1850。
3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：粉末丁腈为粉末丁腈P8300。
4.根据权利要求1或2所述的新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：稳定剂为RUP151NB或RUP144；润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、半精炼石蜡、润滑剂M-80或润滑剂316A中的至少四种的混合物；无机填料为氢氧化铝和氢氧化镁的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：三氧化二锑、硼酸锌和70#氯化石蜡的质量比为：(3：3：1)～(12：12：5)。
6.根据权利要求1或2所述的新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：增塑剂A为SH-912酯；增塑剂B为对苯二甲酸二辛酯；增塑剂C为偏苯三酸三异癸酯。
7.根据权利要求1或2所述的新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油阻燃热塑性弹性体材料，其特征在于：其邵氏硬度为72～82A。
8.权利要求1至7中任一所述新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油高阻燃热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)称取配方量的PVC树脂粉、稳定剂、增塑剂A、增塑剂B、增塑剂C、润滑剂、抗氧化剂A、抗氧化剂B、无机填料、阻燃剂A、阻燃剂B和阻燃剂C加入高速搅拌机中，在450～700转/分钟、90℃～100℃的条件下混合5～7分钟，待高速搅拌机电流平稳将物料卸入冷混釜中，得到第一混合物料；
(b)在速度为20～60转/分钟的搅拌条件下将粉末丁腈加入步骤(a)所得的第一混合物料中，混合均匀，冷混釜中料温在80℃以下；
(c)将步骤(b)所得物料通过进料仓卸入双阶造粒机组的双螺杆挤出机进行挤出造粒；
(d)将步骤(c)所得物料由双阶造粒机组的单螺杆挤出造成粒子，即得新能源汽车充电桩电缆用PVC/NBR耐寒耐油高阻燃热塑性弹性体材料。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤(c)中，双阶造粒机组由双螺杆挤出机和单螺杆挤出机组成；双螺杆挤出机转速为260转/分钟～320转/分钟；双螺杆挤出机机身八个区温度依次为：115℃～125℃、125℃～135℃、135℃～140℃、140℃～145℃、140℃～145℃、140℃～145℃、135℃～140℃和135℃～140℃。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于：单螺杆挤出机机身两个区温度依次为：110℃～120℃和120℃～130℃；单螺杆挤出机的喂料转速为35～45转/分钟。
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