CN108492914A - 一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆及生产工艺，由内到外依次为导体、薄型无纺布、辐照EVA绝缘层、镀锡铜丝编织层、铝塑复合带屏蔽层和辐照EVA护套层；辐照EVA绝缘层和辐照EVA护套层采用相同的辐照EVA；辐照EVA按照如下重量百分比配方经辐照工艺获得：聚乙烯：15‑25％；乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物：25‑35％；氢氧化铝阻燃剂：30‑45％；硅系阻燃剂：5‑15％；抗氧剂：1‑5％；润滑剂：1‑5％。本发明的绝缘及护套材料采用辐照EVA材料，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物能够很好的吸收辐照加速器中的能量，材料加工性能优良，塑化性能好，且保证在加工过程中不发生物理及化学变化，满足单根燃烧，并进行大电流通电800A电流通7分钟，无发烟，同时满足7根绞合成束燃烧通800A电流7分钟，无发烟。

Description

一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆及生产工艺
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆及生产工艺。
背景技术
传统汽车的普遍使用，造成的不仅是石油资源的日益减少，而且是导致空气质量不断恶化的重要因素之一，尤其是在城市道路中，汽车行驶时频繁启动、加速、刹车和低速行驶，导致油料燃烧效率很低，对空气的污染更为严重。进入21世纪，汽车污染日益成为全球性问题。随着汽车数量越来越多、使用范围越来越广，对世界环境的负面效应也越来越大，尤其是危害城市环境，引发呼吸系统疾病，造成地表空气臭氧含量过高，加重城市热岛效应，使城市环境转向恶化。有关专家统计，到21世纪初，汽车排放的尾气占了大气污染的30～60％。随着机动车的增加，尾气污染有愈演愈烈之势，由局部性转变成连续性和累积性，而各国城市市民则成为汽车尾气污染的直接受害者。
为此，发展其他能源驱动的车辆，就变得尤为重要。而已经出现的纯电力驱动的新能源汽车，对城市空气几乎无污染，且噪音很小，而混合动力汽车，在城市道路中也可切换电力驱动，对于城市环境的污染也大大减少，而且对能源的利用率得到提高。电动汽车是现代汽车工业的发展趋势。电力驱动的新能源汽车汽车，可直接采用电机驱动，本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经冲入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。
目前市场所用新能源连接线为125℃弹性体和125℃辐照交联，然而市场反馈这两类产品目前使用下来有开裂现象，严重影响了汽车的安全性。迫切需要开发低烟无卤阻燃的高压连接线，以满足市场的需求。为此，开发满足新能源汽车实际需求的产品是新能源汽车发展方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆及生产工艺。
实现本发明目的的技术方案是一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆，由内到外依次为导体、薄型无纺布、辐照EVA绝缘层、镀锡铜丝编织层、铝塑复合带屏蔽层和辐照EVA护套层；辐照EVA绝缘层和辐照EVA护套层采用相同的辐照EVA；所述辐照EVA按照如下重量百分比配方经辐照工艺获得：聚乙烯：15-25％；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：25-35％；氢氧化铝阻燃剂：30-45％；硅系阻燃剂：5-15％；抗氧剂：1-5％；润滑剂：1-5％。
所述辐照EVA辐照工艺中，EVA材料厚度为1.5-1.7mm，密度为1.43g/cm3，挤出料筒宽度为：1200-1600mm，辐照剂量为17-20Mrad，辐照能量采用2.75MeV，辐照圈数采用12道，辐照束流采用15-20mA，辐照束流比m/v/A＝0.75-1.0，辐照1次确保辐照 EVA耐油性能满足：耐汽油、柴油、机油：23±5℃，20h，外径变化率≦15％。
所述硅系阻燃剂为Si10O13H8，所述抗氧剂为C10H16O2N，所述润滑剂为ZnSTe。
所述导体为六类镀锡铜导体，采用19股按照1+6+12结构绞合，每股绞线采用不超过20根镀锡铜单丝按照先左向后右向的方式束丝绞合，位于中心的1股和中间层的6 股右向复绞，再与12股左向复绞，绞合节距不超过导体外径的10倍。
所述薄型无纺布的厚度为0.1mm，宽度为30mm，搭盖率为20％～25％；所述辐照EVA绝缘层的厚度为1.3-1.5mm；所述镀锡铜丝编织屏蔽层的采用的镀锡铜丝的丝径为0.12-0.18mm，编织密度≧85％；所述铝塑复合带屏蔽层的厚度为0.05mm，搭盖率为 25％～30％；所述辐照EVA护套层的厚度为1.7-2.0mm。
同时提供一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆的生产工艺，包含以下步骤：
步骤一：确定电缆结构；
步骤二：制备辐照EVA；
步骤三：导体采用镀锡铜丝绞合；绞合节距不超过导体外径的10倍；
步骤四：在导体外绕包一层薄型无纺布，薄型无纺布搭盖率为20％～25％；
步骤五：采用绝缘挤出工艺在薄型无纺布外挤出辐照EVA绝缘层；
步骤六：在辐照EVA绝缘层外进行镀锡铜丝编织，镀锡铜丝编织层编织密度为≧85％；
步骤七：在镀锡铜丝编织层外绕包铝塑复合带屏蔽层，铝塑复合带搭盖率25-30％；
步骤八：在铝塑复合带屏蔽层外挤出辐照EVA护套层。
所述步骤五中绝缘挤出工艺：采用90挤出机生产辐照EVA绝缘层，挤出温度：一区120℃-145℃，二区165℃-175℃，三区168℃-180℃，机头170℃-180℃；绝缘料预烘干：65±5℃，4h；挤出料表观均匀光滑，生产速度为50～80m/min。
所述步骤二辐照EVA按照如下重量百分比配方经辐照工艺获得：聚乙烯：15-25％；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：25-35％；氢氧化铝阻燃剂：30-45％；硅系阻燃剂：5-15％；抗氧剂：1-5％；润滑剂：1-5％；所述硅系阻燃剂为Si10O13H8，所述抗氧剂为C10H16O2N，所述润滑剂为ZnSTe；辐照EVA的辐照工艺中，EVA材料厚度为1.5-1.7mm，密度为 1.43g/cm3，挤出料筒宽度为：1200-1600mm，辐照剂量为17-20Mrad，辐照能量采用 2.75MeV，辐照圈数采用12道，辐照束流采用15-20mA，辐照束流比m/v/A＝0.75-1.0，辐照1次确保辐照EVA耐油性能满足：耐汽油、柴油、机油：23±5℃，20h，外径变化率≦15％。
辐照EVA经辐照后，经15分钟200℃加温后测试，负载下热延伸达到30-50％，材料阻燃性能测试指标符合UL94标准V-0等级燃烧。
所述步骤五中，采用X-RAY在线监测辐照EVA绝缘层的厚度。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的积极的效果：(1)本发明的绝缘及护套材料采用辐照EVA材料，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物能够很好的吸收辐照加速器中的能量，材料加工性能优良，塑化性能好，且保证在加工过程中不发生物理及化学变化，满足单根燃烧，并进行大电流通电800A电流通7分钟，无发烟，同时满足7根绞合成束燃烧通800A电流7分钟，无发烟。
(2)本发明的辐照EVA材料增加硅系阻燃剂，增加耐高温性能，增加润滑剂，提高挤出性能。添加抗氧剂，使材料在加工过程中减少氧化和提升表观质量，各组份都达到微米级别的颗粒，并均匀的分散在共聚物中，在加工过程中不发生化学变化，材料加工性能优良。
(3)本发明的EVA材料经过参数稳定的辐照工艺，辐照1次确保产品辐照完全保证产品交联度，并保证产品耐油性能满足：耐汽油、柴油、机油：23±5℃，20h,外径变化率≦15％。辐照EVA材料经过辐照交联后耐温性能会达到150℃，普通的材料只能达到125℃，由于耐温等级达到了150℃，通过对比分析，产品性能较125℃汽车高压线耐温等级高一个等级，载流量增加20％；产品较175℃新能源汽车线耐油性能好(175℃电缆一般采用硅橡胶材料，耐油性能不好)。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
附图中标号为：导体1、薄型无纺布2、辐照EVA绝缘层3、镀锡铜丝编织层4、铝塑复合带屏蔽层5、辐照EVA护套层6。
具体实施方式
(实施例1)
见图1，本实施例的一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆，由内到外依次为导体1、薄型无纺布2、辐照EVA绝缘层3、镀锡铜丝编织层4、铝塑复合带屏蔽层5 和辐照EVA护套层6；导体1为六类镀锡铜导体，采用19股按照1+6+12结构绞合，每股绞线采用不超过20根镀锡铜单丝按照先左向后右向的方式束丝绞合，位于中心的1 股和中间层的6股右向复绞，再与12股左向复绞，绞合节距不超过导体1外径的10倍。辐照EVA绝缘层3和辐照EVA护套层6采用相同的辐照EVA；所述辐照EVA按照如下重量百分比配方经辐照工艺获得：聚乙烯：15-25％；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：25-35％；氢氧化铝阻燃剂：30-45％；硅系阻燃剂：5-15％；抗氧剂：1-5％；润滑剂：1-5％。硅系阻燃剂为Si10O13H8，抗氧剂为C10H16O2N，润滑剂为ZnSTe。辐照EVA辐照工艺中，EVA 材料厚度为1.5-1.7mm，密度为1.43g/cm3，挤出料筒宽度为：1200-1600mm，辐照剂量为17-20Mrad，辐照能量采用2.75MeV，辐照圈数采用12道，辐照束流采用15-20mA，辐照束流比m/v/A＝0.75-1.0，辐照1次确保辐照EVA耐油性能满足：耐汽油、柴油、机油：23±5℃，20h，外径变化率≦15％。薄型无纺布2的厚度为0.1mm，宽度为30mm，搭盖率为20％～25％；辐照EVA绝缘层3的厚度为1.3-1.5mm；镀锡铜丝编织屏蔽层4的采用的镀锡铜丝的丝径为0.12-0.18mm，编织密度≧85％；铝塑复合带屏蔽层5的厚度为0.05mm，搭盖率为25％～30％；辐照EVA护套层6的厚度为1.7-2.0mm。
生产工艺包含以下步骤：
步骤一：确定电缆结构；
步骤二：制备辐照EVA；辐照EVA按照如下重量百分比配方经辐照工艺获得：聚乙烯：15-25％；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：25-35％；氢氧化铝阻燃剂：30-45％；硅系阻燃剂：5-15％；抗氧剂：1-5％；润滑剂：1-5％；所述硅系阻燃剂为Si10O13H8，所述抗氧剂为C10H16O2N，所述润滑剂为ZnSTe；辐照EVA的辐照工艺中，EVA材料厚度为1.5-1.7mm，密度为1.43g/cm3，挤出料筒宽度为：1200-1600mm，辐照剂量为17-20Mrad，辐照能量采用2.75MeV，辐照圈数采用12道，辐照束流采用15-20mA，辐照束流比m/v/A＝0.75-1.0，辐照1次确保辐照EVA耐油性能满足：耐汽油、柴油、机油：23±5℃，20h，外径变化率≦15％；辐照EVA经辐照后，经15分钟200℃加温后测试，负载下热延伸达到 30-50％，材料阻燃性能测试指标符合UL94标准V-0等级燃烧；
步骤三：导体1采用镀锡铜丝绞合；绞合节距不超过导体1外径的10倍；
步骤四：在导体1外绕包一层薄型无纺布2，薄型无纺布2搭盖率为20％～25％；
步骤五：采用绝缘挤出工艺在薄型无纺布2外挤出辐照EVA绝缘层3；采用90挤出机生产辐照EVA绝缘层3，挤出温度：一区120℃-145℃，二区165℃-175℃，三区 168℃-180℃，机头170℃-180℃；绝缘料预烘干：65±5℃，4h；挤出料表观均匀光滑，生产速度为50～80m/min；采用X-RAY在线监测辐照EVA绝缘层3的厚度；
步骤六：在辐照EVA绝缘层3外进行镀锡铜丝编织，镀锡铜丝编织层4编织密度为≧85％；
步骤七：在镀锡铜丝编织层4外绕包铝塑复合带屏蔽层5，铝塑复合带搭盖率 25-30％；
步骤八：在铝塑复合带屏蔽层5外挤出辐照EVA护套层6。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆，其特征在于：由内到外依次为导体(1)、薄型无纺布(2)、辐照EVA绝缘层(3)、镀锡铜丝编织层(4)、铝塑复合带屏蔽层(5)和辐照EVA护套层(6)；辐照EVA绝缘层(3)和辐照EVA护套层(6)采用相同的辐照EVA；所述辐照EVA按照如下重量百分比配方经辐照工艺获得：聚乙烯：15-25％；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：25-35％；氢氧化铝阻燃剂：30-45％；硅系阻燃剂：5-15％；抗氧剂：1-5％；润滑剂：1-5％。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆，其特征在于：所述辐照EVA辐照工艺中，EVA材料厚度为1.5-1.7mm，密度为1.43g/cm3，挤出料筒宽度为：1200-1600mm，辐照剂量为17-20Mrad，辐照能量采用2.75MeV，辐照圈数采用12道，辐照束流采用15-20mA，辐照束流比m/v/A＝0.75-1.0，辐照1次确保辐照EVA耐油性能满足：耐汽油、柴油、机油：23±5℃，20h，外径变化率≦15％。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆，其特征在于：所述硅系阻燃剂为Si10O13H8，所述抗氧剂为C10H16O2N，所述润滑剂为ZnSTe。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆，其特征在于：所述导体(1)为六类镀锡铜导体，采用19股按照1+6+12结构绞合，每股绞线采用不超过20根镀锡铜单丝按照先左向后右向的方式束丝绞合，位于中心的1股和中间层的6股右向复绞，再与12股左向复绞，绞合节距不超过导体(1)外径的10倍。
5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆，其特征在于：所述薄型无纺布(2)的厚度为0.1mm，宽度为30mm，搭盖率为20％～25％；所述辐照EVA绝缘层(3)的厚度为1.3-1.5mm；所述镀锡铜丝编织屏蔽层(4)的采用的镀锡铜丝的丝径为0.12-0.18mm，编织密度≧85％；所述铝塑复合带屏蔽层(5)的厚度为0.05mm，搭盖率为25％～30％；所述辐照EVA护套层(6)的厚度为1.7-2.0mm。
6.一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆的生产工艺，其特征在于：包含以下步骤：
步骤一：确定如权利要求5所述的电缆结构；
步骤二：制备辐照EVA；
步骤三：导体(1)采用镀锡铜丝绞合；绞合节距不超过导体(1)外径的10倍；
步骤四：在导体(1)外绕包一层薄型无纺布(2)，薄型无纺布(2)搭盖率为20％～25％；
步骤五：采用绝缘挤出工艺在薄型无纺布(2)外挤出辐照EVA绝缘层(3)；
步骤六：在辐照EVA绝缘层(3)外进行镀锡铜丝编织，镀锡铜丝编织层(4)编织密度为≧85％；
步骤七：在镀锡铜丝编织层(4)外绕包铝塑复合带屏蔽层(5)，铝塑复合带搭盖率25-30％；
步骤八：在铝塑复合带屏蔽层(5)外挤出辐照EVA护套层(6)。
7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆的生产工艺，其特征在于：所述步骤五中绝缘挤出工艺：采用90挤出机生产辐照EVA绝缘层(3)，挤出温度：一区120℃-145℃，二区165℃-175℃，三区168℃-180℃，机头170℃-180℃；绝缘料预烘干：65±5℃，4h；挤出料表观均匀光滑，生产速度为50～80m/min。
8.根据权利要求7所述的一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆的生产工艺，其特征在于：所述步骤二辐照EVA按照如下重量百分比配方经辐照工艺获得：聚乙烯：15-25％；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：25-35％；氢氧化铝阻燃剂：30-45％；硅系阻燃剂：5-15％；抗氧剂：1-5％；润滑剂：1-5％；所述硅系阻燃剂为Si10O13H8，所述抗氧剂为C10H16O2N，所述润滑剂为ZnSTe；辐照EVA的辐照工艺中，EVA材料厚度为1.5-1.7mm，密度为1.43g/cm3，挤出料筒宽度为：1200-1600mm，辐照剂量为17-20Mrad，辐照能量采用2.75MeV，辐照圈数采用12道，辐照束流采用15-20mA，辐照束流比m/v/A＝0.75-1.0，辐照1次确保辐照EVA耐油性能满足：耐汽油、柴油、机油：23±5℃，20h，外径变化率≦15％。
9.根据权利要求8所述的一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆的生产工艺，其特征在于：辐照EVA经辐照后，经15分钟200℃加温后测试，负载下热延伸达到30-50％，材料阻燃性能测试指标符合UL94标准V-0等级燃烧。
10.根据权利要求9所述的一种新能源汽车用低烟无卤阻燃高压软电缆的生产工艺，其特征在于：所述步骤五中，采用X-RAY在线监测辐照EVA绝缘层(3)的厚度。
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