CN110551425A - 一种新能源汽车线束保护套及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新能源汽车线束保护套，包括针织网管和涂覆于所述针织网管上的涂层；其中，所述涂层的原料包括以下质量份的组分：橡胶树脂45‑52份、苯丙树脂25‑42份、抗老化剂1‑2份、抗静电剂0.5‑2份、碳短切纤维3‑9份、玄武岩纤维短切纤维2‑6份、玻璃短切纤维1‑3份和硫化剂0.5‑1份。该新能源汽车线束保护套具有优异的耐高温、耐水和机械性能，具有重要的实用价值，本发明还提供新能源汽车线束保护套的制备方法。

Description

一种新能源汽车线束保护套及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车配件，尤其涉及一种新能源汽车线束保护套及其制备方法。
背景技术
线束是指由铜材冲制而成的接触件端子(连接器)与电线电缆压接后，外面再塑压绝缘体或外加金属壳体等，以线束捆扎形成连接电路的组件。新能源汽车线束是其电路的网络主体，线束直接暴露在潮湿或高温环境中，不仅会影响到线束信号的传递，严重的甚至会烧毁线束，造成安全事故。因此，需要对汽车线束进行保护。
目前，新能源汽车线束大多通过孔多波纹管、编织管、缠绕管等保护套进行保护，保护套的材料与结构会直接影响着汽车线束的可靠性。但是，目前的新能源汽车线束保护套多采用尼龙、聚酯或锦纶丝制得，其阻燃性、耐热性较差，易老化且不能有效的进行防水，而且在使用过程中还需要通过金属配件进行加固，安装过程非常繁琐，无法满足汽车领域的应用要求。
为了解决这一问题，中国专利CN106410707A公开了一种基于三明治结构防碰撞大功率线束保护套管及制作方法，该线束保护套包括外层芳纶针织网管、内层玻璃纤维编织管，制备过程中玻璃纤维编织管外表面先涂覆有机硅树脂胶，然后再和外层芳纶针织网管，最后共同浸泡聚氨酯溶液和有机硅树脂，固化，得到成品。因此，该线束保护套管中外层芳纶针织网管和内层玻璃纤维编织管在共同浸泡聚氨酯溶液和有机硅树脂再进行固化之后被固定在一起，很难通过外软内硬的结构设计提高线束保护套管耐冲击性能，而且由于线束保护套的涂层并不完全遮蔽编制网的网孔，因此其也不具有防水功能。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种新能源汽车线束保护套及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种新能源汽车线束保护套，包括针织网管和涂覆于所述针织网管上的涂层；其中，所述涂层的原料包括以下质量份的组分：橡胶树脂45-52份、苯丙树脂25-42份、抗老化剂1-2份、抗静电剂0.5-2份、碳短切纤维3-9份、玄武岩纤维短切纤维2-6份、玻璃短切纤维1-3份和硫化剂0.5-1份。
基于上述，所述橡胶树脂和所述苯丙树脂均为未交联的树脂预聚物。
基于上述，所述橡胶树脂为三元乙丙橡胶树脂、异戊橡胶树脂或丁腈橡胶树脂。
基于上述，所述硫化剂为乙烯基三甲氧基硅烷；或Fe(OH)3、三乙醇胺；或乙烯硫脲、季戊四醇四乙烯酯；或乙烯硫脲、苯并咪唑衍生物的组合。
基于上述，所述苯丙树脂的固含量为38%-43%，所述苯丙树脂由苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和交联单体聚合而成，其中，所述交联单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-正丁（异）氧基甲基丙烯酰胺、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。
基于上述，该保护套的厚度为2-4 mm；所述碳短切纤维、所述玄武岩纤维短切纤维、所述玻璃短切纤维的长径比为2-13且长度小于所述保护套的厚度。
基于上述，所述针织网管由芳纶纤维制得且经纬密度为（10-15）×（10-15），其中，所述芳纶纤维的直径为5-8μm。
基于上述，一种所述的新能源汽车线束保护套的制备方法，其包括步骤：
将所述橡胶树脂、所述苯丙树脂和所述硫化剂进行低温混炼，然后加入所述抗老化剂、所述抗静电剂、所述碳短切纤维、所述玄武岩纤维短切纤维、所述玻璃短切纤维，造粒，得到混合物颗粒；将所述混合物颗粒和所述针织网管放入模具中，先注入超临界流体进行渗透、溶胀，达到扩散平衡，加热释压使所述混合物颗粒发泡与所述针织网管渗透粘结，模压成型后冷却取出，得到所述新能源汽车线束保护套。
基于上述，所述低温混炼的温度为50-60℃，所述超临界流体发泡法采用流体为CO2或N2流体，温度为110-120℃，超临界流体的压力为3.5-15 MPa，释压速度为 3-4 MPa/min；所述模具中的加热温度为150-160℃。
与现有技术相比，本发明具体突出的实质性特点与显著进步。
本发明提供的新能源汽车线束保护套采用针织网管和涂层一体结构，既具有一定的机械强度也具有一定的拉伸弹性，还具有良好的耐高温性能。具体的，针织网管采用芳纶纤维，结合涂层中的碳短切纤维、玄武岩纤维短切纤维、玻璃短切纤维有效提高保护套的机械强度和耐高温性能；采用复合硫化剂，降低硫化温度的同时提高硫化效率。进一步，在制备过程中，先在50-60℃进行混炼，物料充分混合，橡胶树脂和硫化剂进行低温硫化反应，苯丙树脂也部分进行交联；而后续在模具中继续反应完成交联提高保护套的耐高温、耐水及机械性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种新能源汽车线束保护套，该保护套的厚度为4 mm；包括针织网管和涂覆于所述针织网管上的涂层；其中，所述涂层的原料包括以下质量份的组分：橡胶树脂45份、苯丙树脂42份、抗老化剂2份、抗静电剂2份、碳短切纤维9份、玄武岩纤维短切纤维6份、玻璃短切纤维3份和硫化剂0.5份。
具体的，所述抗老化剂和所述抗静电剂可采用市售常规的抗老化剂和抗静电剂，所述橡胶树脂为丁腈橡胶树脂；所述硫化剂Fe(OH)3、三乙醇胺组合物，且硫化剂中Fe(OH)3的质量分数为1%-5%，本实施例中，优选为4%。通过Fe(OH)3促进硫化反应，降低硫化温度。同时，也促进苯丙树脂进行一部分交联反应。
同时，所述苯丙树脂的固含量为43%，所述苯丙树脂由苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和交联单体聚合而成，其中，所述交联单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯。
进一步，所述碳短切纤维、所述玄武岩纤维短切纤维、所述玻璃短切纤维的长径比为13且长度小于所述保护套的厚度。所述针织网管由芳纶纤维制得且经纬密度为15×15，其中，所述芳纶纤维的直径为5μm。
本实施例还提供一种所述的新能源汽车线束保护套的制备方法，其包括步骤：
将所述橡胶树脂、所述苯丙树脂和所述硫化剂进行低温混炼，然后加入所述抗老化剂、所述抗静电剂、所述碳短切纤维、所述玄武岩纤维短切纤维、所述玻璃短切纤维，造粒，得到混合物颗粒；将所述混合物颗粒和所述针织网管放入模具中，先注入超临界流体进行渗透、溶胀，达到扩散平衡，加热释压使所述混合物颗粒发泡与所述针织网管渗透粘结，模压成型后冷却取出，得到所述新能源汽车线束保护套。
具体的，所述低温混炼的温度为50-60℃，所述超临界流体发泡法采用流体为CO2或N2流体，温度为110-120℃，超临界流体的压力为3.5-15 MPa，释压速度为 3-4 MPa/min；所述模具中的加热温度为150-160℃。进一步，本实施例中超临界流体的压力优选为为7-8MPa
经检测，本实施例制得新能源汽车线束保护套的断裂伸长率最高可达52.3％，拉伸强度可达21.4 MPa。
实施例2
本实施例提供一种新能源汽车线束保护套，与实施例1基本相同，区别在于：该保护套的厚度为2 mm；包括针织网管和涂覆于所述针织网管上的涂层；其中，所述涂层的原料包括以下质量份的组分：橡胶树脂52份、苯丙树脂25份、抗老化剂1份、抗静电剂2份、碳短切纤维3份、玄武岩纤维短切纤维2份、玻璃短切纤维1份和硫化剂1份。
具体的，所述橡胶树脂为三元乙丙橡胶树脂；所述硫化剂为乙烯基三甲氧基硅烷，可以有效提高涂层的机械性能和耐高温性能。所述苯丙树脂的固含量为38%，所述苯丙树脂由苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和交联单体聚合而成，其中，所述交联单体为N-正丁（异）氧基甲基丙烯酰胺。
所述碳短切纤维、所述玄武岩纤维短切纤维、所述玻璃短切纤维的长径比为2且长度小于所述保护套的厚度。所述针织网管由芳纶纤维制得且经纬密度为10×10，其中，所述芳纶纤维的直径为8μm。
经检测，本实施例制得新能源汽车线束保护套的断裂伸长率最高可达51.1％，拉伸强度可达22.7 MPa。
实施例3
本实施例提供一种新能源汽车线束保护套，与实施例1基本相同，区别在于：该保护套的厚度为3 mm；包括针织网管和涂覆于所述针织网管上的涂层；其中，所述涂层的原料包括以下质量份的组分：橡胶树脂50份、苯丙树脂33份、抗老化剂1.3份、抗静电剂1份、碳短切纤维5份、玄武岩纤维短切纤维3份、玻璃短切纤维2份和硫化剂0.8份。
具体的，所述橡胶树脂为异戊橡胶树脂；所述硫化剂为乙烯硫脲、季戊四醇四乙烯酯的组合，硫化剂中季戊四醇四乙烯酯的质量分数为8%-10%，本实施例中优选为8%。通过季戊四醇四乙烯酯降低硫化温度。
所述苯丙树脂的固含量为41%，所述苯丙树脂由苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和交联单体聚合而成，其中，所述交联单体为乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯。所述碳短切纤维、所述玄武岩纤维短切纤维、所述玻璃短切纤维的长径比为5且长度小于所述保护套的厚度。所述针织网管由芳纶纤维制得且经纬密度为13×13，其中，所述芳纶纤维的直径为6μm。
经检测，本实施例制得新能源汽车线束保护套的断裂伸长率最高可达50.6％，拉伸强度可达23.8 MPa。
实施例4
本实施例提供一种新能源汽车线束保护套，本实施例提供一种新能源汽车线束保护套，与实施例1基本相同，区别在于：所述涂层的原料包括以下质量份的组分：橡胶树脂48份、苯丙树脂29份、抗老化剂1.5份、抗静电剂1.5份、碳短切纤维7份、玄武岩纤维短切纤维3份、玻璃短切纤维2份和硫化剂0.6份。
具体的，所述橡胶树脂为异戊橡胶树脂；所述硫化剂为或乙烯硫脲、苯并咪唑衍生物的组合，所述硫化剂中苯并咪唑衍生物的质量分数为4%-7%，本实施例优选为5%。通过苯并咪唑衍生物提升硫化效率降低硫化温度。
所述苯丙树脂的固含量为39%，所述苯丙树脂由苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和交联单体聚合而成，其中，所述交联单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯。
所述碳短切纤维、所述玄武岩纤维短切纤维、所述玻璃短切纤维的长径比为10且长度小于所述保护套的厚度。
经检测，本实施例制得新能源汽车线束保护套的断裂伸长率最高可达52.3％，拉伸强度可达21.4 MPa。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种新能源汽车线束保护套，其特征在于，包括针织网管和涂覆于所述针织网管上的涂层；其中，所述涂层的原料包括以下质量份的组分：橡胶树脂45-52份、苯丙树脂25-42份、抗老化剂1-2份、抗静电剂0.5-2份、碳短切纤维3-9份、玄武岩纤维短切纤维2-6份、玻璃短切纤维1-3份和硫化剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车线束保护套，其特征在于，所述橡胶树脂和所述苯丙树脂均为未交联的树脂预聚物。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车线束保护套，其特征在于，所述橡胶树脂为三元乙丙橡胶树脂、异戊橡胶树脂或丁腈橡胶树脂。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车线束保护套，其特征在于，所述硫化剂为乙烯基三甲氧基硅烷；或Fe(OH)3、三乙醇胺；或乙烯硫脲、季戊四醇四乙烯酯；或乙烯硫脲、苯并咪唑衍生物的组合。
5.根据权利要求1-4任一项所述的新能源汽车线束保护套，其特征在于，所述苯丙树脂的固含量为38%-43%，所述苯丙树脂由苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和交联单体聚合而成，其中，所述交联单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-正丁（异）氧基甲基丙烯酰胺、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。
6.根据权利要求1-4任一项所述的新能源汽车线束保护套，其特征在于，该保护套的厚度为2-4 mm；所述碳短切纤维、所述玄武岩纤维短切纤维、所述玻璃短切纤维的长径比为2-13且长度小于所述保护套的厚度。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车线束保护套，其特征在于，所述针织网管由芳纶纤维制得且经纬密度为（10-15）×（10-15），其中，所述芳纶纤维的直径为5-8μm。
8.一种权利要求1-7任一项所述的新能源汽车线束保护套的制备方法，其包括步骤：
将所述橡胶树脂、所述苯丙树脂和所述硫化剂进行低温混炼，然后加入所述抗老化剂、所述抗静电剂、所述碳短切纤维、所述玄武岩纤维短切纤维、所述玻璃短切纤维，造粒，得到混合物颗粒；将所述混合物颗粒和所述针织网管放入模具中，先注入超临界流体进行渗透、溶胀，达到扩散平衡，加热释压使所述混合物颗粒发泡与所述针织网管渗透粘结，模压成型后冷却取出，得到所述新能源汽车线束保护套。
9.根据权利要求8所述的新能源汽车线束保护套的制备方法，其特征在于，所述低温混炼的温度为50-60℃，所述超临界流体发泡法采用流体为CO2或N2流体，温度为110-120℃，超临界流体的压力为3.5-15 MPa，释压速度为 3-4 MPa/min；所述模具中的加热温度为150-160℃。
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