CN109796665A - 一种新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管及其制备方法 - Google Patents

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吴松金
黄文�
刘军
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Changyuan Electronics (dongguan) Co Ltd
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Abstract

一种新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管,其由按照重量份数计的下列组分组成:基材树脂50‑60份;复合阻燃剂50‑70份;相容剂1‑2份;抗氧剂1‑2份;色母料5‑8份;抗菌剂0.1‑0.5份;所述基材树脂为乙烯‑醋酸乙烯共聚物,其醋酸乙烯(VA)含量为10%~30%;所述复合阻燃剂为十溴二苯乙烷、三氧化二锑、氢氧化物按照1:1:2的比例复配而成;所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物中的一种。本发明热缩管,适合用于新能源汽车电池组输配电的各种软连接、高压电元器件连接的绝缘防护,符合“RoHS”环保标准要求,具有良好的柔软性以及优良的绝缘性,耐温和耐电压性能;符合新能源汽车上中的B级电压部件绝缘防护要求。

Description

一种新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种绝缘防护热缩管及其制备方法,尤其涉及可供新能源汽车用软连接绝缘防护的热缩套管及其制备方法。
背景技术
中国新能源汽车产业始于21世纪初,近年来在密集的扶持政策出台背景下,我国新能源汽车已入产业化阶段。与之相关的B级电压绝缘防护热缩套管的阻燃性强制规定必须满足《GB/T 2408-2008塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》水平燃烧HB级、垂直燃烧V0级。同时由于新能源汽车用到的电压等级较传统汽车而言已发生改变,据工信部批准发布了汽车行业标准QC/T 1037-2016 《道路车辆用高压电缆》,对新能源汽车使用的600V以上的高压线缆,进行了标准的补充说明。其中绝缘检查的电压更高,AC 600V/DC 900V检查电压为8KV,AC 900V/DC 1500V检查电压为 10KV。而相比于传统汽车线束防护所用的热缩绝缘套管,无论是其绝缘厚度、耐电压等级、还是阻燃等级已无法满足新能源汽车所需的耐压等级和阻燃等级。新能源汽车用软连接所起的作用主要是在较狭窄的空间内电池组、高压线束之间的连接,其绝缘防护所需用到的热缩绝缘套管耐电压等级、阻燃等级需与之相符。
目前绝缘防护所用到的热缩套管主要有电子电器类热缩套管,其适用电压等级为300V/600V,耐电压等级无法满足新能源汽车高压线束、软连接的绝缘耐压要求和阻燃等级要求,母排热缩管广泛应用于各种变电站、变压器、开关柜中母线绝缘保护场合,其适用电压等级为1kV-36kV,虽然耐压等级更高,但其产品尺寸、阻燃等级也不适用于新能源汽车要求、高压电缆附件绝缘防护用热缩套管等,其适用电压等级为1kV-36kV,此类产品性能均是以绝缘防护为主,而对阻燃要求与新能源汽车行业并不相符。
随着新能源汽车高速发展,其投资规模已超过千亿元,未来对于新能源汽车用绝缘防护套管的市场规模需求估计将在5~8亿以上,仅软连接绝缘防护用热缩套管的市场需求将超过2-3亿元。但长期以来,此类电压等级(AC 600V/DC 900V或AC 900V/DC 1500V)多为外大公司泰科、3M等所有。国内无适合的热缩绝缘防护套管。
发明内容
本发明解决的技术问题在于:克服现有的传统汽车热缩管绝缘耐电压等级低,其热缩管的扩张壁厚300V的仅有0.48mm及以下尺寸,600V的仅有0.60mm及以下的尺寸,现有热缩套管产品尺寸厚度下,耐压等级不满足,阻燃性能为VW-1等级,无法满足新能源汽车B级电压部件的阻燃等级要求问题(要求满足《GB/T 2408-2008塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》水平燃烧HB级、垂直燃烧V0级),从而提供一种厚度为0.5mm适用于新能源汽车电压等级为AC 600V/DC 900V或AC 900V/DC 1500V的软连接、高压输电裸露部位的绝缘防护的阻燃绝缘热缩管及其制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明提出以下方案:一种新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管,其由按照重量份数计的下列组分组成:基材树脂50-60份;复合阻燃剂50-70份;相容剂1-2份;抗氧剂1-2份;色母料5-8份;抗菌剂0.1-0.5份;
所述基材树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物,其醋酸乙烯含量为 10%~30%;
所述复合阻燃剂为十溴二苯乙烷、三氧化二锑、氢氧化物按照 1:1:2的比例复配而成;
所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物中的一种;
所述抗氧剂为下列物质中的一种或多种的混合物:四[甲基- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;3、5-二叔丁基-4- 羟基苯基丙酸十八碳醇酯;1,3,5-三甲基-2,4,6三(3,5-二-三 -丁基-4-羟基苄基)苯;2,6-二叔丁基对甲酚;
所述抗菌剂为下列物质中的一种或多种的混合物:吡啶硫酸锌、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂。
上述技术方案的进一步限定在于:所述氢氧化物为氢氧化镁或氢氧化铝。
为了解决上述技术问题,本发明提出以下方案:一种新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管的制备方法:按重量称取基材树脂50-60 份、复合阻燃剂50-70份、相容剂1-2份、抗氧剂1-2份、色母料5-8 份、抗菌剂0.1-0.5份,先经高速搅拌机搅拌3-5分钟,经过平行双螺杆挤出机混炼造粒1遍,再经高速搅拌1-2分钟匀化,然后经平行双螺杆挤出机第二遍造粒,然后用单螺杆挤出机挤出成管材,采用电子加速器120~140KGY辐照交联,在180~230℃温度下扩张2-3 倍。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、所述基材树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物,其VA含量在 10%-30%之间,具有良好的加工性和柔软性,和传统汽车线束防护热缩套管其基材多使用聚乙烯材料为主相比,乙烯-醋酸乙烯共聚物较聚乙烯材料的柔软性更好,特别适用于新能源汽车用软连接的绝缘防护。其按比例添加复合阻燃剂,为十溴二苯乙烷、三氧化二锑、氢氧化物(氢氧化镁或氢氧化铝),均能满足RoHS环保要求,和《汽车有害物质和可回收利用率管理要求》。所述物料组成采用电子加速器辐照交联后,使其具备形状记忆功能,使其具备可收缩性。添加相容剂可提高和改善复合阻燃剂加工过程的分散性和相容性。添加抗氧剂和抗菌剂可使套管具备抗氧化、和抗霉菌腐蚀特性,避免其在使用过程因氧化、老化、霉菌腐蚀而丧失绝缘防护性能,使产品的使用寿命更长。
2、本发明新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管,绝缘性能好,其介电强度能达到15kV/mm。其产品扩张厚度在0.50mm以上,使用时的实际厚度为1.0mm~1.5mm,其耐压完全能满足符合AC 600V /DC 900V耐检查电压为8KV,和AC 900V/DC 1500V耐检查电压为10KV要求。其阻燃性能满足《GB/T2408-2008塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》水平燃烧HB级、垂直燃烧V0级。其制品耐高低温能满足-40℃/4h冷弯曲不断裂,无裂纹。热冲击225℃ /4h,不滴流、无裂纹等要求。
附图说明
图1是本发明新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管水平燃烧HB 级测试结果。
图2是本发明能源汽车用软连接绝缘防护热缩管垂直燃烧V0级测试结果。
具体实施方式
本发明提出一种新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管,其由按照重量份数计的下列组分组成:基材树脂50-60份;复合阻燃剂 50-70份;相容剂1-2份;抗氧剂1-2份;色母料5-8份;抗菌剂 0.1-0.5份。
所述基材树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物,简称EVA,其醋酸乙烯 (VA)含量为10%~30%。
所述复合阻燃剂为十溴二苯乙烷、三氧化二锑、氢氧化物(氢氧化镁或氢氧化铝)按照1:1:2的比例复配而成。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物中的一种。
所述抗氧剂为下列物质中的一种或多种的混合物:四[甲基- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;3、5-二叔丁基-4- 羟基苯基丙酸十八碳醇酯;1,3,5-三甲基-2,4,6三(3,5-二-三 -丁基-4-羟基苄基)苯;2,6-二叔丁基对甲酚。
所述抗菌剂为下列物质中的一种或多种的混合物:吡啶硫酸锌、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂。
所述新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管的制备方法如下:按重量称取基材树脂50-60份、复合阻燃剂50-70份、相容剂1-2份、抗氧剂1-2份、色母料5-8份、抗菌剂0.1-0.5份,先经高速搅拌机搅拌3-5分钟,经过平行双螺杆挤出机混炼造粒1遍,再经高速搅拌 1-2分钟匀化,然后经平行双螺杆挤出机第二遍造粒,然后用单螺杆挤出机挤出成管材,采用电子加速器120~140KGY辐照交联,在 180~230℃温度下扩张2-3倍。
制备实施例1
按重量称取:乙烯-醋酸乙烯共聚物(VA含量15%)50份;
复合阻燃剂(十溴二苯乙烷:三氧化二锑:氢氧化镁为1:1:2) 50份;
相容剂(马来酸酐接枝聚乙烯)1份;
抗氧剂(2,6-二叔丁基对甲酚)1份;
色母料(自制)5份;
抗菌剂(吡啶硫酸锌)0.1份。
上述物料经高速搅拌机搅拌3-5分钟,采用物理搅拌方式使其混合均匀,再投入料斗内,经双螺杆进行第一遍造粒。再将第一遍造粒母料投入高速搅拌机进行第二遍高速搅拌,通过高速搅拌作业使其按比重均匀分布。然后再用双螺杆进行第二遍造粒。此目的在于使配方中各组分能够更均匀地分散,确保产品性能均匀。然后用单螺杆挤出机在口模和芯棒组合的情况下进行挤出成管材,采用冷却水进行冷却定型。然后采用电子加速器能量在3.0Mev以上,以 120~140KGY的辐照剂量进行辐照交联,在180~230℃温度下,进行加热软化,经真空箱和定径套扩张2-3倍。其性能如下:
耐低温冷弯曲:-40℃/4h,冷弯曲缠绕无裂纹、无脆断。
耐高温热冲击:225℃/4h,不流淌、无裂纹。
阻燃满足:GB/T2408水平燃烧HB级、垂直燃烧V0级
介电强度:22.8kV/mm,满足≥15kV/mm要求。
耐压测试:0.50mm,DC 8kV/5min无击穿。(适用于AC 600V 和DC 900V)耐压测试:0.75mm,DC 10kV/5min无击穿(适用于 AC 900V和DC 1500V)。
拉伸强度:12.8Mpa(要求≥10.4Mpa)
断裂伸长率:455.6%(要求≥200%)
制备实施例2
按重量称取:乙烯-醋酸乙烯共聚物(VA含量28%)60份;
复合阻燃剂(十溴二苯乙烷:三氧化二锑:氢氧化镁为1:1:2) 70份;
相容剂(无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐)1.5份;
抗氧剂(3、5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳醇酯)1.5份;
色母料(自制)8份;
抗菌剂(氧化锌)0.5份。
上述物料经高速搅拌机搅拌3-5分钟,采用物理搅拌方式使其混合均匀,再投入料斗内,经双螺杆进行第一遍造粒。第一遍造粒母料投入高速搅拌机进行第二遍高速搅拌,然后用双螺杆进行第二遍造粒。用单螺杆挤出机在口模和芯棒组合的情况下进行挤出成管材,采用冷却水进行冷却定型。然后采用电子加速器能量在3.0Mev 以上,以120~140KGY的辐照剂量进行辐照交联,在180~230℃温度下,进行加热软化,经真空箱和定径套扩张2-3倍。其性能如下:
耐低温冷弯曲:-40℃/4h,冷弯曲缠绕无裂纹、无脆断。
耐高温热冲击:225℃/4h,不流淌、无裂纹。
阻燃满足:GB/T2408水平燃烧HB级、垂直燃烧V0级
介电强度:21.6kV/mm,满足≥15kV/mm要求。
耐压测试:0.50mm,DC 8kV/5min无击穿(适用于AC 600V和 DC 900V)。
耐压测试:0.75mm,DC 10kV/5min无击穿(适用于AC 900V和 DC 1500V)。
拉伸强度:11.4Mpa(要求≥10.4Mpa)
断裂伸长率:525.2%(要求≥200%)
制备实施例3
按重量称取:乙烯-醋酸乙烯共聚物(VA含量18%)55份;
复合阻燃剂(十溴二苯乙烷:三氧化二锑:氢氧化镁为1:1:2) 60份;
相容剂(无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐)2份;
抗氧剂(3、5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳醇酯)2份;
色母料(自制)6份;
抗菌剂(氧化锌)0.3份。
上述物料经高速搅拌机搅拌3-5分钟,采用物理搅拌方式使其混合均匀,再投入料斗内,经双螺杆进行第一遍造粒。第一遍造粒母料投入高速搅拌机进行第二遍高速搅拌,然后用双螺杆进行第二遍造粒。用单螺杆挤出机在口模和芯棒组合的情况下进行挤出成管材,采用冷却水进行冷却定型。然后采用电子加速器能量在3.0Mev 以上,以120~140KGY的辐照剂量进行辐照交联,在180~230℃温度下,进行加热软化,经真空箱和定径套扩张2-3倍。其性能如下:
耐低温冷弯曲:-40℃/4h,冷弯曲缠绕无裂纹、无脆断。
耐高温热冲击:225℃/4h,不流淌、无裂纹。
阻燃满足:GB/T2408水平燃烧HB级、垂直燃烧V0级
介电强度:21.6kV/mm,满足≥15kV/mm要求。
耐压测试:0.50mm,DC 8kV/5min无击穿。(适用于AC 600V 和DC 900V)
耐压测试:0.75mm,DC 10kV/5min无击穿(适用于AC 900V和 DC 1500V)。
拉伸强度:11.4Mpa(要求≥10.4Mpa)
断裂伸长率:525.2%(要求≥200%)

Claims (3)

1.一种新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管,其由按照重量份数计的下列组分组成:基材树脂50-60份;复合阻燃剂50-70份;相容剂1-2份;抗氧剂1-2份;色母料5-8份;抗菌剂0.1-0.5份;
所述基材树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物,其醋酸乙烯含量为10%~30%;
所述复合阻燃剂为十溴二苯乙烷、三氧化二锑、氢氧化物按照1:1:2的比例复配而成;
所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物中的一种;
所述抗氧剂为下列物质中的一种或多种的混合物:四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;3、5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳醇酯;1,3,5-三甲基-2,4,6三(3,5-二-三-丁基-4-羟基苄基)苯;2,6-二叔丁基对甲酚;
所述抗菌剂为下列物质中的一种或多种的混合物:吡啶硫酸锌、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管,其特征在于:所述氢氧化物为氢氧化镁或氢氧化铝。
3.如权利要求1所述的新能源汽车用软连接绝缘防护热缩管的制备方法,其特征在于:按重量称取基材树脂50-60份、复合阻燃剂50-70份、相容剂1-2份、抗氧剂1-2份、色母料5-8份、抗菌剂0.1-0.5份,先经高速搅拌机搅拌3-5分钟,经过平行双螺杆挤出机混炼造粒1遍,再经高速搅拌1-2分钟匀化,然后经平行双螺杆挤出机第二遍造粒,然后用单螺杆挤出机挤出成管材,采用电子加速器120~140KGY辐照交联,在180~230℃温度下扩张2-3倍。
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