CN110283380A - 热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将聚丙烯树脂、聚烯烃树脂、弹性体、接枝料和助剂置于搅拌机中搅拌均匀；(2)在步骤(1)中的原料搅拌均匀后加入阻燃剂和阻燃协效剂；(3)在密炼机中密炼；(4)密炼完成后用单螺杆造粒，即得热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料。与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所述方法制备获得的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料具有良好的机械性能、耐老化性能和阻燃性能。

Description

热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车绝缘线技术领域，涉及一种聚丙烯类汽车线材料，具体为热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯具有良好的力学性能、化学性能、介电性能和高频绝缘性且不易受湿度影响，适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。聚丙烯由于其结构的结晶度较高，所以有较强的表面刚度和良好的抗划痕特性且不存在环境应力开裂问题。
汽车制造业已逐渐成为我国国民经济的支柱，带动了一大批相关产业的发展。随着人们对出行工具的要求越来越高，相对的对汽车线的电缆材料也不断提出了更高的要求。汽车低压绝缘线目前的发展特点是线径小、薄壁和高稳定性。
中国专利CN104045941B公开了一种数据传输汽车线用电缆料，其是以PVC树脂为基料，加入助剂和阻燃剂后混合密炼而成。制得的汽车线用电缆料的耐磨性较好，但其在配方中使用了稀土氧化物，且还需将其制备成稀土钙锌化合物。该发明制得的数据传输汽车线用电缆料操作繁琐，成本较高。
中国专利CN105670177B公开了一种汽车线束专用电缆料及制备方法，其是以聚氯乙烯为基料，再加入聚乙烯蜡、氧化锌粉、氢氧化铝、甲酸钠、氧化镁、十二烷基硫醇和硬脂胶，在密炼机中密炼而成。该发明制得的汽车线束专用电缆料的阻燃性能欠佳且耐磨性还有待提高。
发明内容
解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，本发明通过工艺改进获得一种耐刮磨，且具有良好的机械性能和阻燃性能的汽车低压绝缘线材料，鉴于此，本发明提供了热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料及其制备方法。
技术方案：热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚丙烯树脂、聚烯烃树脂、弹性体、接枝料、抗氧剂和润滑剂置于密炼机中搅拌均匀；
(2)向步骤(1)的密炼机中加入阻燃剂和阻燃协效剂进行密炼，密炼温度为160～170℃密炼时间15～20min；
(3)密炼完成后经单螺杆造粒，得热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料；
其中，各组分的重量份数为：步骤(1)中，聚丙烯树脂30～40份，聚烯烃树脂20～30份，弹性体10～20份，接枝料15～20份，抗氧剂1～3份，润滑剂0.5～2份；步骤(2)中，阻燃剂20～50份，阻燃协效剂5～20份；
其中，各组分的重量份数为：步骤(1)中，聚丙烯树脂30～40份，聚烯烃树脂20～30份，弹性体10～30份，接枝料15～30份，抗氧剂1～3份，润滑剂0.5～2份；步骤(2)中，阻燃剂20～50份，阻燃协效剂5～20份。
优选的，所述聚烯烃树脂为高密度聚乙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯、低密度聚乙烯中的至少一种；聚烯烃树脂的密度为0.7～1.0g/cm3，熔融指数为0.7～4g/10min。
优选的，所述弹性体为乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、丁二烯共聚物或乙丙橡胶中的至少一种。
优选的，所述接枝料为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐或聚乙烯接枝马来酸酐中的至少一种。
优选的，所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的至少一种。
优选的，所述润滑剂为硅油、硅酮母粒和聚乙烯蜡中的至少一种。
优选的，所述阻燃剂为十溴二苯基乙烷、八溴二苯醚和十溴二苯醚中的至少一种。
优选的，所述阻燃协效剂为三氧化二锑和硼酸锌中的至少一种。
由以上任一所述方法制备获得的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料。
本发明所述制备方法的工艺原理在于：目前，聚丙烯材料已广泛应用于汽车内饰件、保险杠、仪表盘和挡泥板等零部件中，而用在汽车线中的较少。现有汽车线材料工艺中的基料主要包括聚乙烯醋酸乙烯酯、弹性体、聚乙烯、接枝料，而本发明在基料中加入了聚丙烯。聚丙烯由于其结构的结晶度较高，有较好的力学性能、化学性能、介电性能、表面刚度和良好的抗划痕特性。加入聚丙烯树脂后，在不增加成本的前提下，可以显著提高材料的耐磨、力学、化学等性能。这对提高汽车低压绝缘线的性能以及延长汽车的使用寿命具有重要的意义。
有益效果：(1)本发明所述方法制备获得的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料具有良好的耐刮性、机械性能和阻燃性；(2)本发明所述方法制备获得的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料还具有流动性好，易加工的特点，大大提高了汽车线的生产效率。
附图说明
图1是本发明所述热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
(1)将30份聚丙烯、20份聚乙烯醋酸乙烯酯、10份高密度聚乙烯、20份乙烯丁烯共聚物、20份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、1份四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、1份4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、0.5份硅油和0.5份硅酮母粒倒入密炼机中搅拌均匀；
(2)在密炼机中加入40份十溴二苯乙烷、5份三氧化二锑和5份硼酸锌密炼，温度160℃，时间15min；
(3)密炼完成后经单螺杆造粒，即得热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料。
由实施例1所述方法制备获得的汽车低压绝缘线材料性能测试结果如下表所示：
项目 单位 测试方法 结果
1 密度 g/cm<sup>3</sup> GB/T 1033.1 1.16
2 拉伸强度 MPa GB/T 1040 14.89
3 断裂伸长率 ％ GB/T 1040 560
4 氧指数 ％ GB/T 2406 27
5 20℃体积电阻率 Ω·m GB/T 1410 5.03×10<sup>14</sup>
6 低温冲击脆化温度 ℃ GB/T 5470-2008 -35℃通过
实施例2
(1)将30份聚丙烯、15份聚乙烯醋酸乙烯酯、10份高密度聚乙烯、5份低密度聚乙烯，20份乙烯辛烯共聚物、20份乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、1份2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、1份4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、0.5份硅酮母粒和0.5份聚乙烯蜡倒入密炼机中搅拌均匀；
(2)在密炼机中加入35份十溴二苯乙烷、4份三氧化二锑和4份硼酸锌密炼，温度165℃，时间15min；
(3)密炼完成后经单螺杆造粒，即得热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料。
由实施例2所述方法制备获得的汽车低压绝缘线材料性能测试结果如下表所示：
项目 单位 测试方法 结果
1 密度 g/cm<sup>3</sup> GB/T 1033.1 1.15
2 拉伸强度 MPa GB/T 1040 14.92
3 断裂伸长率 ％ GB/T 1040 545
4 氧指数 ％ GB/T2406 27
5 20℃体积电阻率 Ω·m GB/T1410 7.12×10<sup>14</sup>
6 低温冲击脆化温度 ℃ GB/T 5470-2008 -35℃通过
实施例3
(1)将35份聚丙烯、15份聚乙烯醋酸乙烯酯、10份高密度聚乙烯、20份乙丙橡胶、20份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、1份四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、1份2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、0.5份硅油和0.5份聚乙烯蜡倒入密炼机中搅拌均匀；
(2)在密炼机中加入40份十溴二苯乙烷、8份三氧化二锑和6份硼酸锌密炼，温度160℃，时间15min；
(3)密炼完成后经单螺杆造粒，即得热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料。
由实施例3所述方法制备获得的汽车低压绝缘线材料性能测试结果如下表所示：
项目 单位 测试方法 结果
1 密度 g/cm<sup>3</sup> GB/T 1033.1 1.21
2 拉伸强度 MPa GB/T 1040 13.92
3 断裂伸长率 ％ GB/T 1040 550
4 氧指数 ％ GB/T2406 28
5 20℃体积电阻率 Ω·m GB/T1410 8.26×10<sup>14</sup>
6 低温冲击脆化温度 ℃ GB/T 5470-2008 -35℃通过
实施例4
(1)将40份聚丙烯、10份聚乙烯醋酸乙烯酯、5份高密度聚乙烯、5份低密度聚乙烯，20份乙烯丁烯共聚物、20份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、1份四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、1份4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、1份2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、0.5份硅油和1.5份聚乙烯蜡倒入密炼机中搅拌均匀；
(2)在密炼机中加入50份十溴二苯乙烷、8份三氧化二锑和6份硼酸锌密炼，温度165℃，时间18min；
(3)密炼完成后经单螺杆造粒，即得热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料。
由实施例4所述方法制备获得的汽车低压绝缘线材料性能测试结果如下表所示：
项目 单位 测试方法 结果
1 密度 g/cm<sup>3</sup> GB/T 1033.1 1.25
2 拉伸强度 MPa GB/T 1040 14.01
3 断裂伸长率 ％ GB/T 1040 540
4 氧指数 ％ GB/T2406 29
5 20℃体积电阻率 Ω·m GB/T1410 6.89×10<sup>14</sup>
6 低温冲击脆化温度 ℃ GB/T 5470-2008 -35℃通过

Claims (9)

1.热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚丙烯树脂、聚烯烃树脂、弹性体、接枝料、抗氧剂和润滑剂置于密炼机中搅拌均匀；
(2)向步骤(1)的密炼机中加入阻燃剂和阻燃协效剂进行密炼，密炼温度为160～170℃密炼时间15～20min；
(3)密炼完成后经单螺杆造粒，得热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料；
其中，各组分的重量份数为：步骤(1)中，聚丙烯树脂30～40份，聚烯烃树脂20～30份，弹性体10～30份，接枝料15～30份，抗氧剂1～3份，润滑剂0.5～2份；步骤(2)中，阻燃剂20～50份，阻燃协效剂5～20份。
2.根据权利要求1所述的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备方法，其特征在于，所述聚烯烃树脂为高密度聚乙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯、低密度聚乙烯中的至少一种；聚烯烃树脂的密度为0.7～1.0g/cm3，熔融指数为0.7～4g/10min。
3.根据权利要求1所述的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备方法，其特征在于，所述弹性体为乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、丁二烯共聚物或乙丙橡胶中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备方法，其特征在于，所述接枝料为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸个或聚乙烯接枝马来酸酐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为硅油、硅酮母粒和聚乙烯蜡中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备方法，其特征在于，所述阻燃剂为十溴二苯基乙烷、八溴二苯醚和十溴二苯醚中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料的制备方法，其特征在于，所述阻燃协效剂为三氧化二锑和硼酸锌中的至少一种。
9.由权利要求1-8任一所述方法制备获得的热塑性聚丙烯汽车低压绝缘线材料。
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