CN110698820B - 耐冷热冲击汽车车载电容用pet套管材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料及其制备方法，所述耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 40%~60%，PSU 15%~30%，PCTG 15%~25%，TPEE 5%~10%，SEBS 1%~5%，抗老化剂0.1%‑3%，扩链剂0.1%‑1%，上述组分的质量百分比之和为100%。采用本发明的技术方案的PET热缩套管材料不仅拥有良好的收缩性能，还具有优秀的力学强度和刚度，最突出的是在收缩后具有优异的耐冷热冲击脆裂的性能，特别是在进行‑45℃~105℃的1000次以上的冷热循环冲击不脆裂，远远大于普通市面上的PET热缩套管。

Description

耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料及其制备方法。
背景技术
PET热缩套管作为一种代替PVC热缩管的环保新材料，在热缩套管行业的技术趋于成熟，通过热收缩可以良好包覆在电容器或者电池表面，起到很好的绝缘保护作用。环保可靠的PET热缩套管在防潮、防锈、耐溶剂方面效果良好，耐环境老化以及冷热冲击方面也可符合客户的一般要求。
随着智能化的进程越来越快，支撑智能化进的是各种电子元器件产品的性能的提升。因智能化产品在汽车上的应用在加速，电子产品在汽车上的应用在越来越多，由于汽车使用环境的复杂性且对产品安全性能要求高，对电子产品性能的要求也越来越高。供车厂的电子产品生产厂家会对电子产品在苛刻条件下进行整机寿命测试，电子产品在测试时如果其中一个电子元器件测试达不到要求就会对整个电子产品的应用造成阻碍。
为了保证汽车用电子产品特性的稳定，供车厂的电子整机厂会对电子产品进行整机测试，在汽车行业里需要满足在-45℃～105℃的温度环境下进行1000次以上的冷热冲击循环产品无异常。目前行业上的普通PET套管冷热冲击最多100～300次就产生脆裂，套管破裂后会导致电容铝壳裸露，套管失去了原本在电容器上的绝缘保护的作用，故而存在安全隐患。
目前我国工业应用中的PET材料大部分属于添加型的共混改性PET，在改性过程中，存在着改性剂的相容性差、加工性能和力学性能下降等问题。
发明内容
针对以上技术问题，本发明公开了一种耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料及其制备方法，得到的PET套管能满足汽车行业里需要满足在-45℃～105℃的环境下1000次以上的冷热冲击循环，可以用在车载电容器上。
对此，本发明采用的技术方案为：
一种耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料，其包含的组份及其质量百分比为：PET40％～60％，PSU15％～30％，PCTG 15％～25％，TPEE 5％～10％，SEBS 1％～5％，抗老化剂0.1％-3％，扩链剂0.1％-1％，上述组分的质量百分比之和为100％。
其中，PSU为聚砜，属于聚芳酯，分子链含有烃基-SO2-烃基链节的热塑性树脂。PCTG为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，是一种非结晶型共聚酯。TPEE热塑性聚酯弹性体。SEBS为以聚本乙烯为末端，乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。
对于本发明所要解决的技术问题为耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管，在汽车行业里需要满足在-45℃～105℃的温度环境下进行1000次以上的冷热冲击循环，甚至更高的性能要求。
尽管PET材质水蒸气渗透率低，但是要达到长期的反复耐冷热冲击性能要求，仅靠PET本身的特性是做不到的，需要进行材料改性。采用此技术方案，针对PET热缩套管材料配方改进上进行突破，通过大量的实验，选择具有双酚A型分子结构的聚芳酯材料PSU来改性主料，使其具有高的耐冲击强度，耐无机酸碱腐蚀，耐水解性能稳定，以及优异的耐热耐寒耐老化性，并通过辅以抗老化剂和扩链剂，进一步加强材料的耐冷热冲击脆化性能。
作为本发明的进一步改进，所述耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 45％～55％，PSU 20％～25％，PCTG 20％～25％，TPEE5％～10％，SEBS 2％～4％，抗老化剂0.2％-1％，扩链剂0.1％-1％，上述组分的质量百分比之和为100％。
作为本发明的进一步改进，还包含抗老化剂，所述抗老化剂主抗老化剂为受阻酚类物质、辅助抗老化剂为亚磷酸酯类物质。进一步的，所述抗老化剂为亚磷酸酯类、抗老化剂1010、抗老化剂168或抗老化剂1010与抗老化剂168两者的复配物。
作为本发明的进一步改进，所述扩链剂为含羟基或氨基、低分子量的多官能团的醇类或胺类化合物。
本发明还公开了一种如上任意一项所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料的制备方法，其包括以下步骤：
步骤S1，将原料PCTG、TPEE、SEBS混合均匀后，挤出造粒得到初步造粒料；
步骤S2，将初步造粒料与PET、PSU、扩链剂混合均匀，然后挤出造粒，得到耐冷热冲击PET母粒；
步骤S3，将耐冷热冲击PET母粒与抗老化剂混合，挤出成型得到挤出得到耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管。此步骤中，可以根据需要加入色母。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中，通过挤出机进行造粒，挤出机和模头各区温度为：第一区：115～125℃；第二区：215～225℃；第三区：245～255℃；第四区：240～250℃；第五区：240～250℃；第六区：235～245℃；第七区：235～245℃；第八区：230～240℃；第九区：230～240℃；模头：225～235℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中，采用挤出机进行挤出造粒，挤出机和模头各区温度为：第一区：225～235℃；第二区：240～250℃；第三区：255～265℃；第四区：260～270℃；第五区：265～275℃；第六区：260～270℃；第七区：260～270℃；第八区：255～265℃；第九区：250～260℃；模头：245～255℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中，采用挤出机进行挤出成型，挤出机和模头各区温度为：第一区：270～280℃；第二区：280～290℃；第三区：285～295℃；第四区：285～295℃；第五区：280～290℃；第六区：240～250℃；第七区：235～245℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中，先将PCTG、TPEE、SEBS经过70-80℃干燥4-6小时。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中，先将初步造粒料、PET、PSU经过140-150℃干燥4-6小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
采用本发明的技术方案得到材料制备得到的PET套管，综合性能良好，不仅拥有良好的收缩性能，还具有优秀的力学强度和刚度，最突出的是在收缩后具有优异的耐冷热冲击脆裂的性能。该PET套管应用在车载电容器上，在汽车行业里需要满足在-45℃～105℃的温度环境下进行1000次以上的冷热循环冲击不脆裂，甚至更高的性能要求；能适应各种高低温的恶劣环境，长时间使用能保持套管性能良好，起到保护电容作用，增加了电容器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种实施例的双螺杆挤出机的各区示意图。
图2是本发明一种实施例的单螺杆挤出机的各区示意图。
具体实施方式
下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
实施例1
一种耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料，其包含的组份及其质量百分比为：PET 52％，PSU 16％，PCTG 24％，TPEE 5.9％，SEBS 1％，抗老化剂1％，扩链剂0.1％。
其采用以下步骤制备得到PET热缩套管：
(1)初步造粒：按照配方(质量比)称量PCTG、TPEE和SEBS，上述物料经过70-80℃干燥4-6小时后，混合均匀，然后经过双螺杆挤出机挤出造粒得到初步造粒料；
原材料初步造粒采用以下加工工艺条件：
如图1所示，双螺杆挤出机各区及模头温度：一区：120±5℃；二区：220±5℃；三区：240±5℃；四区：245±5℃；五区：245±5℃；六区：240±5℃；七区：240±5℃；八区：235±5℃；九区：235±5℃；模头：230±5℃。
(2)二次造粒：按照配方(质量比)称量，将初步造粒料与PET、PSU经过140-150℃干燥4-6小时，并与扩链剂混合均匀后，通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到耐冷热冲击PET母粒；
双螺杆挤出机各区及模头温度：一区：220±5℃；二区：245±5℃；三区：260±5℃；四区：265±5℃；五区：270±5℃；六区：265±5℃；七区：265±5℃；八区：260±5℃；九区：255±5℃；模头：250±5℃。
(3)挤出、扩张成型得到PET热缩套管。
将耐冷热冲击PET母粒与抗老化剂混合，可以根据实际需求可添加色母，经过单螺杆挤出机挤出得到耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管。
其中，如图2所示，单螺杆挤出机和模头各区温度为：一区：275±5℃、二区：285±5℃、三区：290±5℃、四区：290±5℃、五区：285±5℃、六区：245±5℃、七区：240±5℃。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 45％，PSU 23％，PCTG 20％，TPEE 8％，SEBS 2％，抗老化剂1.7％，扩链剂0.3％
挤出工艺同实施例1。
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 40％，PSU 27％，PCTG 16％，TPEE 9％，SEBS 4％，抗老化剂3％，扩链剂1％。
挤出工艺同实施例1。
对比例1
在实施例1的基础上，本实施例耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 53％，PSU 10％，PCTG 25％，TPEE 8％，SEBS 2％，抗老化剂2％，扩链剂0。
挤出工艺同实施例1。
对比例2
在实施例1的基础上，本实施例耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 33.5％，PSU 35％，PCTG 20％，TPEE 8％，SEBS 2％，抗老化剂1％，扩链剂0.5％。
挤出工艺同实施例1。
将实施例1～3和对比例1～2得到的热缩套管进行测试，耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管的主要技术性能指标要求以及测试方法如表1所示。
表1耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管的主要技术性能指标及测试方法
Figure BDA0002254907170000061
实施例1～3和对比例1～2得到的热缩套管的测试结果如表2所示。
表2实施例1～3和对比例1～2的性能对比表
Figure BDA0002254907170000071
通过表2中的性能对比可见，采用本发明技术方案的实施例1～实施例3具有很好的收缩性能，还有优秀的力学强度和刚度，特别是与对比例相比，具有更好的冷热冲击性能，经过-45～105℃多次冲击后保持不脆裂，远远高于对比例的。
本发明技术方案将适量配比的PET、PSU、PCTG、TPEE与SEBS进行物理填充共混改性，通过双螺杆挤出机的塑化混炼，将熔点比较低的部分材料进行初次造粒，得到保证各种材料优点的中间料；再把初次造粒的中间料、扩链剂、PSU对PET进行共混双螺杆挤出改性，得到耐冷热冲击PET母粒；最后把耐冷热冲击PET母粒与抗老化剂均匀混炼混合，控制工艺条件，最终通过单螺杆挤出机挤出成型，得到综合性能良好，收缩性能良好，并具有优异的耐冷热冲击脆裂的PET套管。该PET套管应用在车载电容器上，能适应各种高低温的恶劣环境，长时间使用能保持套管性能良好，起到保护电容作用，增加了电容器的使用寿命。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料，其特征在于，其包含的组份及其质量百分比为：PET 40%~60%，PSU 15%~30%，PCTG 15%~25%，TPEE 5%~10%，SEBS 1%~5%，抗老化剂0.1%-3%，扩链剂0.1%-1%，上述组分的质量百分比之和为100%。
2. 根据权利要求1所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料，其特征在于，其包含的组份及其质量百分比为：PET 45%~55%，PSU 20%~25%，PCTG 20%~25%，TPEE 5%~10%，SEBS 2%~4%，抗老化剂 0.2%-1%，扩链剂0.1%-1%，上述组分的质量百分比之和为100%。
3.根据权利要求1所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料，其特征在于：所述抗老化剂为抗老化剂1010、抗老化剂168或抗老化剂1010与抗老化剂168两者的复配物。
4.根据权利要求1所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料，其特征在于：所述扩链剂为含羟基或氨基、低分子量的多官能团的醇类或胺类化合物。
5.一种如权利要求1~4任意一项所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将原料PCTG、TPEE、SEBS混合均匀后，挤出造粒得到初步造粒料；
步骤S2，将初步造粒料与PET、PSU、扩链剂混合均匀，然后挤出造粒，得到耐冷热冲击PET母粒；
步骤S3，将耐冷热冲击PET母粒与抗老化剂混合，挤出成型得到耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管。
6.根据权利要求5所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，通过挤出机进行造粒，挤出机和模头各区温度为：第一区：115~125℃； 第二区：215~225℃；第三区：245~255℃ ；第四区：240~250℃ ；第五区：240~250℃ ；第六区：235~245℃ ；第七区：235~245℃；第八区：230~240℃；第九区：230~240℃；模头：225~235℃。
7. 根据权利要求5所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，挤出机和模头各区温度为：第一区：225~235℃； 第二区：240~250℃；第三区：255~265℃；第四区：260~270℃；第五区：265~275℃；第六区：260~270℃；第七区：260~270℃；第八区：255~265℃；第九区：250~260℃；模头：245~255℃。
8. 根据权利要求5所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中，采用挤出机进行挤出成型，挤出机和模头各区温度为：第一区：270~280℃； 第二区：280~290℃；第三区：285~295℃；第四区：285~295℃；第五区：280~290℃；第六区：240~250℃；第七区：235~245℃。
9.根据权利要求5所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，先将PCTG、TPEE、SEBS经过70-80℃干燥4-6小时。
10.根据权利要求5所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，先将初步造粒料、PET、PSU经过140-150℃干燥4-6小时。
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