CN112375371A - 一种充电电缆用tpu护套料及其制备与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电电缆用TPU护套料及其制备与应用，本发明技术方案通过采用热塑性聚氨酯TPU为基体，添加改性剂、相容剂、无卤阻燃剂、阻燃协效剂、润滑剂、抗氧剂和防鼠剂，各组分相互配合，具有协同作用，使得电缆护套料可以保证热塑性聚氨酯TPU原有的良好加工性能和弹性，具有较好的力学性能和耐热、耐低温、耐磨、耐化学液体、耐水性能、阻燃性能，还显著提升了TPU护套料的抗开裂性能，同时有效防止老鼠撕咬，表面雾面效果优良。

Description

一种充电电缆用TPU护套料及其制备与应用
技术领域
本发明涉及电缆领域，特别涉及一种充电电缆用TPU护套料及其制备与应用。
背景技术
电动汽车充电用的电缆是电缆的一种，面对着日益严重的能源、气候、环境问题，发展新能源汽车成为全世界的共识，充电电缆随着电动汽车时代应运而生，电动汽车充电电缆的结构有别于普通电缆，严苛的使用环境也对其有着较高的性能要求。
热塑性聚氨酯(TPU)，是由二异氰酸酯，大分子二醇和小分子扩链剂反应得到的含有氨基甲酸酯基团的一类高聚物。TPU材料具有高机械强度，耐撕裂、耐磨与弯曲特征，耐高低温性能优越。因TPU优越的材料特性，在制作充电电缆护套时，其厚度可以比热塑性弹性体(TPE)或PVC材料薄60％，使得充电电缆整体线径变小，变轻。国际标准IEC62893-1中对于热塑性护套材料的规定只有TPU材料能够满足。因此在中国市场上，高端的充电电缆也都优选TPU材料做电缆护套，用量也日益增多。
CN104945860A公开了一种无卤充电桩电缆用料，其由以下原料组成：TPEE热塑性弹性体、TPU热塑性弹性体、阻燃剂、增容剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂。还公开了上述无卤充电桩电缆用料的制备方法；本发明提供的无卤充电桩电缆用料的配方合理，具有无卤、阻燃性好、粘结性好，且高流动，耐汽油，极易挤出加工成型等优点，由于无卤、阻燃，有效杜绝在加热过程中会释放有害物质，不会威胁到人类身体的健康和环境的现象；本发明提供的制备方法工艺简洁，易于实现，生产效率高，能快速制出无卤充电桩电缆用料制品，该制品可以广泛应用于充电桩电缆用料和其他需要阻燃耐汽油线材产品。
CN105542443公开了一种无卤阻燃热塑性聚氨酯电缆护套料及其制备方法，先将按重量份数称取的热塑性聚氨酯树脂65-75份以及耐热改性剂5-10份加入至高速混合机中，低速搅拌，边搅拌边加入硅烷偶联剂0.5-1份，混合均匀后，依次加入分子链修复剂0.5-1.5份、抗氧剂1-2份、紫外光稳定剂0.3-0.7份、润滑剂0.5-1.5份和无卤阻燃剂20-30份继续搅拌，将混合料引入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒和干燥，得到成品。耐高温热老化性能优异、增进耐矿物油性能、高温耐水解性能理想、无卤阻燃效果好及满足成缆时的可加工性能要求；保证混合料的均一性，工艺简单、节能环保。
但本申请的发明人在实现本申请实施例的过程中，发现上述TPU护套料至少存在如下技术问题：(1)电动汽车在充电过程中，充电电缆需在汽车和充电桩之间来回移动，现有的TPU护套料在充电桩连接处端口的护套料由于弯曲半径比较小，收受到的弯曲应力比较大，经常使用反复弯曲会导致护套料与充电桩接口处应力开裂，使得电缆护套料的防护性能大大降低；(2)充电电缆护套料用TPU特有的气味使护套料成为鼠类常啃咬对象，现有的TPU护套料本身对老鼠等生物的抗蚀性差，如果TPU护套料被老鼠啃咬，不仅会造成严重的电力故障和信息混乱，甚至会造成大规模短路引发火灾等；(3)现有的TPU护套料的雾面效果不佳。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种充电电缆用TPU护套料及其制备与应用，旨在解决现有的充电电缆用TPU护套料易开裂、易被老鼠啃咬、雾面效果不佳的技术问题，显著提升TPU护套料的抗开裂性能，同时有效防止老鼠撕咬，表面雾面效果优良。
为本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
本发明的第一方面，提供了一种充电电缆用TPU护套料，采用包括如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU20-80份；改性剂5-15份；相容剂2-10份；无卤阻燃剂10-40份；阻燃协效剂5-10份；润滑剂0.5-2份；抗氧剂0.5-3份；防鼠剂0.5-5份。
可选地，所述热塑性聚氨酯TPU为聚醚型TPU、聚酯型聚TPU,聚己内酯型TPU中的一种或多种。
可选地，所述改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、三元乙丙橡胶(EPDM)、SEBS中的一种或多种。
可选地，所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(POE-MAH)、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(EVA-MAH)、SEBS接枝马来酸酐共聚物(SEBS-MAH)中的一种或多种。
可选地，所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成；所述阻燃协效剂为高岭土、纳米蒙脱土、硼酸锌的一种或多种。
可选地，所述氮系无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或两种；所述磷系无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝、无机次磷酸铝、聚磷酸铵中的一种或多种。
可选地，所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅酮粉中的一种或多种。
可选地，所述抗氧剂为双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](抗氧化剂1035)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(抗氧剂TH-412S)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、光稳定剂622中的一种或多种。
可选地，所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺、3-[2-(3，5-二甲基-2-氧代环己基)-2-羟基乙基]戊二酰亚胺、乙酸三丁基锡、二硫化二甲氨基甲酸叔丁基次磺酰胺中的一种或多种。
可选地，所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺、乙酸三丁基锡、和二硫化二甲氨基甲酸叔丁基次磺酰胺。
根据本发明的另一方面，提供了充电电缆用TPU护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将除热塑性聚氨酯TPU以外的原料混合均匀，得到混合物；
S2.将热塑性聚氨酯TPU进行干燥处理；
S3.将上述混合物和干燥后的热塑性聚氨酯TPU混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述充电电缆用TPU护套料。
进一步地，步骤S2中干燥处理的温度为70-100℃，干燥处理的时间为4-8h；步骤S3中双螺杆挤出机的挤出温度为160-200℃。
根据本发明的另一方面，还提供所述充电电缆用TPU护套料在电动汽车充电电缆上的应用。
本发明具有如下有益效果：
本发明技术方案通过采用热塑性聚氨酯TPU为基体，添加改性剂、相容剂、无卤阻燃剂、阻燃协效剂、润滑剂、抗氧剂和防鼠剂，各组分相互配合，具有协同作用，使得电缆护套料可以保证热塑性聚氨酯TPU原有的良好加工性能和弹性，具有较好的力学性能和耐热、耐低温、耐磨、耐化学液体、耐水性能、阻燃性能，还显著提升了TPU护套料的抗开裂性能，同时有效防止老鼠撕咬，表面雾面效果优良。
本发明提供的充电电缆用TPU护套料，通过在材料中添加一定组分的防鼠剂，能有效的防止老鼠等啮齿类动物啃咬。
本发明的制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。
具体实施方式
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
如无特殊说明，本说明书中的术语的含义与本领域技术人员一般理解的含义相同，但如有冲突，则以本说明书中的定义为准。
本文中“包括”、“包含”、“含”、“含有”、“具有”或其它变体意在涵盖非封闭式包括，这些术语之间不作区分。术语“包含”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和成分。术语“包含”还包括术语“由…组成”和“基本上由…组成”。本发明的组合物和方法/工艺包含、由其组成和基本上由本文描述的必要元素和限制项以及本文描述的任一的附加的或任选的成分、组分、步骤或限制项组成。
在说明书和权利要求书中使用的涉及组分量、工艺条件等的所有数值或表述在所有情形中均应理解被“约”修饰。涉及相同组分或性质的所有范围均包括端点，该端点可独立地组合。由于这些范围是连续的，因此它们包括在最小值与最大值之间的每一数值。还应理解的是，本申请引用的任何数值范围预期包括该范围内的所有子范围。
如本文所用，“重量份”或“重量份数”可互换使用，所述的重量份可以是任何一个固定的以毫克、克数或千克数表示重量(如1mg、1g、2g、5g、或1kg等)。例如，一个由1重量份组分a和9重量份组分b构成的组合物，可以是1克组分a+9克组分b，也可以是10克组分a+90克组分b等构成的组合物。
正如背景技术所描述的，现有技术中存在现有的TPU护套料在充电桩连接处端口的护套料由于弯曲半径比较小，收受到的弯曲应力比较大，经常使用反复弯曲会导致护套料与充电桩接口处应力开裂，使得电缆护套料的防护性能大大降低；现有的TPU护套料易被老鼠啃咬，现有的TPU护套料的雾面效果不佳的技术问题，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种充电电缆用TPU护套料及其制备与应用。
第一方面，一种充电电缆用TPU护套料，采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU20-80份；改性剂5-15份；相容剂2-10份；无卤阻燃剂10-40份；阻燃协效剂5-10份；润滑剂0.5-2份；抗氧剂0.5-3份；防鼠剂0.5-5份。
本发明实施例中，热塑性聚氨酯TPU的重量份为20-80份，例如20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份以及它们之间的任意值。
本发明实施例中，所述热塑性聚氨酯TPU优选但不限定为聚醚型TPU、聚酯型聚TPU,聚己内酯型TPU中的一种或多种。
本发明实施例中，改性剂的重量份为5-15份，例如5份、8份、10份、12份、15份以及它们之间的任意值。
本发明实施例中，所述改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、三元乙丙橡胶(EPDM)、SEBS中的一种或多种。
本发明的发明人经过多方面研究尝试发现，在热塑性聚氨酯TPU的基体材料中添加改性剂，TPU护套料的抗开裂性能有了极其显著的提高，提高了整个电缆的使用寿命。
本发明实施例中，相容剂的重量份为2-10份，例如2份、4份、6份、8份、10份以及它们之间的任意值。
本发明对所述相容剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的相容剂即可，可以采用熟知的方法制备或是市售购买即可。作为优选，所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(POE-MAH)、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(EVA-MAH)、SEBS接枝马来酸酐共聚物(SEBS-MAH)中的一种或多种。本发明通过添加上述相容剂，可以使各原料之间更好的相容，表现出更高的机械性能，防止由于各原料相容性不好而开裂。
本发明实施例中，无卤阻燃剂的重量份为10-40份，例如10份、20份、25份、30份、35份、40份以及它们之间的任意值。
本发明实施例中，所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成。本发明中，以氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂复配作为无卤阻燃剂，氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂之间具有协同作用，TPU体系具有良好的阻燃效果，添加量较少，不影响材料的力学性能，也不会对复合材料的加工性能产生太大的影响，而且燃烧时不产生浓烟和毒气，符合环保的趋势。
本发明中涉及的“无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂”可以为无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂按照任何合适的比例进行的组合，本发明对无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂之间的用量比例关系不作要求，本领域技术人员可以根据实际需要，选择合适的用量比例关系，但是，需要注意的是，上述无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂的用量总和需要满足本发明对原料用量的限定。
本发明对所述氮系无卤阻燃剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的氮系无卤阻燃剂即可，作为优选，所述氮系无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或两种。
本发明对所述磷系无卤阻燃剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的磷系无卤阻燃剂即可，作为优选，所述磷系无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝、无机次磷酸铝、聚磷酸铵中的一种或多种。
本发明实施例中，所述阻燃协效剂为高岭土、纳米蒙脱土、硼酸锌的一种或多种。本发明加入阻燃协效剂，在燃烧时迅速结成炭壳，与氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂具有很好的协同作用，添加量较少，可以降低氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂添加量，并且具有一定的抑烟作用，使护套料燃烧后发烟量变少。
现有技术中，为了提高电缆护套料的阻燃性，常常加入大量阻燃剂，但由此容易造成电缆护套料物理机械性能的下降，尤其是抗开裂性。本发明中，选择以无卤阻燃剂和阻燃协效剂复配作为阻燃剂，其中，所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成，各组分相互配合，协同作用，使得TPU护套料具有显著的阻燃效果和优异的抗开裂性等性能，解决了阻燃性能和物理机械性能难以全面达到要求的技术难题。
本发明实施例中，润滑剂的重量份为0.5-2份，例如0.5份、0.8份、1份、1.5份、2份以及它们之间的任意值。
本发明对所述润滑剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的润滑剂即可，可以采用熟知的方法制备或是市售购买即可。作为优选，所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅酮粉、EBS中的一种或多种。
本发明实施例中，抗氧剂的重量份为0.5-3份，例如0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份以及它们之间的任意值。
本发明对所述抗氧剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的抗氧剂即可，可以采用熟知的方法制备或是市售购买即可。作为优选，所述抗氧剂为双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](抗氧剂1035)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(抗氧剂TH-412S)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、光稳定剂622中的一种或多种。本发明通过添加抗氧剂，可以延缓或抑制原料氧化过程的进行，防止TPU护套料在外界高温、光照老化而脆化开裂。
本发明实施例中，防鼠剂的重量份为0.5-5份，例如0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、5份以及它们之间的任意值。
本发明实施例中，所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺、3-[2-(3，5-二甲基-2-氧代环己基)-2-羟基乙基]戊二酰亚胺、乙酸三丁基锡、二硫化二甲氨基甲酸叔丁基次磺酰胺中的一种或多种。
更优选地，所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺、乙酸三丁基锡、和二硫化二甲氨基甲酸叔丁基次磺酰胺。
老鼠作为一种繁殖力和生命力很强的啮齿类动物，其广泛生活在世界上各个地区，由于其门齿很发达且会不断生长，所以鼠类有啮咬物体所保持其牙齿锋利的习性，现有的充电电缆TPU护套料特有的气味使护套料成为鼠类常啃咬对象，现有的TPU护套料本身对老鼠等生物的抗蚀性差。
本发明提供的充电电缆用TPU护套料，通过在材料中添加防鼠剂，能有效的防止老鼠等啮齿类动物啃咬。
现有技术中，防鼠剂通常采用环已酰亚胺、类萜化合物单体等，多以“毒杀”为主，这样势必造成充电电缆用TPU护套料被咬坏后，鼠类动物被毒死，不符合环保要求，同时，此类防鼠剂的加入也降低了充电电缆用TPU护套料的机械物理性能。
为了解决上述问题，发明人经过广泛而深入的研究，对现有的防鼠剂进行筛选，最终确定所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺、3-[2-(3，5-二甲基-2-氧代环己基)-2-羟基乙基]戊二酰亚胺、乙酸三丁基锡、二硫化二甲氨基甲酸叔丁基次磺酰胺中的一种或多种。通过采用本发明中的防鼠剂，可以散发出老鼠非常讨厌的气味，使得老鼠对电缆避而远之，即使老鼠没被气味驱赶咬了充电电缆TPU护套料，因为添加了特定组成防鼠剂的充电电缆TPU护套料具有高度的辛辣味，能够阻止充电电缆被破坏；添加该防鼠剂到充电电缆TPU护套料中，不会对充电电缆用TPU护套料的机械物理性能产生不良影响；同时该防鼠剂环保、安全，对人体和环境均无毒无害，符合生态要求，解决了防鼠性能、物理机械性能、环保性能等难以全面达到要求的技术难题。
发明人经过反复研究发现，所述防鼠剂的用量对于充电电缆TPU护套料的防鼠性能和物理机械性能有着重要的影响，通过控制特定组成的防鼠剂的重量份分布在0.5-5份这一特定的范围，防鼠效果特别优秀，能够有效避免老鼠对充电电缆用TPU护套料啃咬。
第二方面，提供了第一方面中充电电缆用TPU护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将除热塑性聚氨酯TPU以外的原料混合均匀，得到混合物；
S2.将热塑性聚氨酯TPU进行干燥处理；
S3.将上述混合物和干燥后的热塑性聚氨酯TPU混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述充电电缆用阻燃抗开裂TPU护套料。
其中，步骤S2中干燥处理的温度为70-100℃，干燥处理的时间为4-8h；步骤S3中双螺杆挤出机的挤出温度为160-200℃，例如160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、200℃以及它们之间的任意值。
第三方面，还提供第一方面中所述充电电缆用TPU护套料在电动汽车充电电缆上的应用。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施例对上述技术方案进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种充电电缆用TPU护套料，采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU50份；改性剂7份；相容剂3份；无卤阻燃剂35份；阻燃协效剂8份；润滑剂1份；抗氧剂1份；防鼠剂1.5份。
其中，所述热塑性聚氨酯TPU为聚醚型TPU；所述改性剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)；所述相容剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(EVA-MAH)；所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成；所述阻燃协效剂为纳米蒙脱土；所述氮系无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐；所述磷系无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝；所述润滑剂为硅酮粉；所述抗氧剂为双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](抗氧化剂1035)。
所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺、乙酸三丁基锡、和二硫化二甲氨基甲酸叔丁基次磺酰胺。
上述充电电缆用TPU护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将除热塑性聚氨酯TPU以外的原料混合均匀，得到混合物；
S2.将热塑性聚氨酯TPU进行干燥处理；干燥处理的温度为80℃，干燥处理的时间为6h；
S3.将上述混合物和干燥后的热塑性聚氨酯TPU混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述充电电缆用TPU护套料，其中双螺杆挤出机的挤出温度为180℃。
实施例2
一种充电电缆用TPU护套料，采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU20份；改性剂5份；相容剂10份；无卤阻燃剂10份；阻燃协效剂5份；润滑剂0.5份；抗氧剂0.5份；防鼠剂0.5份。
其中，所述热塑性聚氨酯TPU为聚酯型聚TPU；所述改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)；所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(POE-MAH)和乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(EVA-MAH)；所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成；所述阻燃协效剂为高岭土；所述氮系无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐；所述磷系无卤阻燃剂为无机次磷酸铝；所述润滑剂为硬脂酸钙；所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)。
所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺。
上述充电电缆用TPU护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将除热塑性聚氨酯TPU以外的原料混合均匀，得到混合物；
S2.将热塑性聚氨酯TPU进行干燥处理；干燥处理的温度为70℃，干燥处理的时间为8h；
S3.将上述混合物和干燥后的热塑性聚氨酯TPU混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述充电电缆用TPU护套料，其中双螺杆挤出机的挤出温度为160℃。
实施例3
一种充电电缆用TPU护套料，采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU80份；改性剂15份；相容剂2份；无卤阻燃剂40份；阻燃协效剂10份；润滑剂2份；抗氧剂3份；防鼠剂5份。
其中，所述热塑性聚氨酯TPU为聚己内酯型TPU；所述改性剂为三元乙丙橡胶(EPDM)和SEBS；所述相容剂为SEBS接枝马来酸酐共聚物(SEBS-MAH)；所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成；所述阻燃协效剂为硼酸锌；所述氮系无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐；所述磷系无卤阻燃剂为聚磷酸铵；所述润滑剂为聚乙烯蜡；所述抗氧剂为季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(抗氧剂TH-412S)。
所述防鼠剂为3-[2-(3，5-二甲基-2-氧代环己基)-2-羟基乙基]戊二酰亚胺。
上述充电电缆用TPU护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将除热塑性聚氨酯TPU以外的原料混合均匀，得到混合物；
S2.将热塑性聚氨酯TPU进行干燥处理；干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为4h；
S3.将上述混合物和干燥后的热塑性聚氨酯TPU混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述充电电缆用TPU护套料，其中双螺杆挤出机的挤出温度为200℃。
实施例4
一种充电电缆用TPU护套料，采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU40份；改性剂8份；相容剂5份；无卤阻燃剂20份；阻燃协效剂6份；润滑剂1份；抗氧剂2份；防鼠剂2份。
其中，所述热塑性聚氨酯TPU为聚醚型TPU和聚酯型聚TPU；所述改性剂为三元乙丙橡胶(EPDM)；所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(POE-MAH)；所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成；所述阻燃协效剂为高岭土和纳米蒙脱土；所述氮系无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐；所述磷系无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝和无机次磷酸铝；所述润滑剂为硬脂酸钙和聚乙烯蜡；所述抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)。
所述防鼠剂为二硫化二甲氨基甲酸叔丁基次磺酰胺。
上述充电电缆用TPU护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将除热塑性聚氨酯TPU以外的原料混合均匀，得到混合物；
S2.将热塑性聚氨酯TPU进行干燥处理；干燥处理的温度为90℃，干燥处理的时间为5h；
S3.将上述混合物和干燥后的热塑性聚氨酯TPU混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述充电电缆用TPU护套料，其中双螺杆挤出机的挤出温度为170℃。
实施例5
一种充电电缆用TPU护套料，采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU60份；改性剂10份；相容剂8份；无卤阻燃剂25份；阻燃协效剂9份；润滑剂0.8份；抗氧剂1.5份；防鼠剂3份。
其中，所述热塑性聚氨酯TPU为聚酯型聚TPU和聚己内酯型TPU；所述改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)；所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(POE-MAH)和乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(EVA-MAH)；所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成；所述阻燃协效剂为纳米蒙脱土和硼酸锌；所述氮系无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐和三聚氰胺氰尿酸盐；所述磷系无卤阻燃剂为无机次磷酸铝和聚磷酸铵；所述润滑剂为聚乙烯蜡和硅酮粉；所述抗氧剂为光稳定剂622。
所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺和3-[2-(3，5-二甲基-2-氧代环己基)-2-羟基乙基]戊二酰亚胺。
上述充电电缆用TPU护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将除热塑性聚氨酯TPU以外的原料混合均匀，得到混合物；
S2.将热塑性聚氨酯TPU进行干燥处理；干燥处理的温度为75℃，干燥处理的时间为7h；
S3.将上述混合物和干燥后的热塑性聚氨酯TPU混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述充电电缆用TPU护套料，其中双螺杆挤出机的挤出温度为170℃。
实施例6
一种充电电缆用TPU护套料，采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU30份；改性剂12份；相容剂6份；无卤阻燃剂30份；阻燃协效剂6份；润滑剂1.5份；抗氧剂2.5份；防鼠剂4份。
其中，所述热塑性聚氨酯TPU为聚醚型TPU；所述改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)；所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(POE-MAH)和SEBS接枝马来酸酐共聚物(SEBS-MAH)；所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成；所述阻燃协效剂为高岭土；所述氮系无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐；所述磷系无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝；所述润滑剂为聚乙烯蜡；所述抗氧剂为双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](抗氧化剂1035)和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)。
所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺和二硫化二甲氨基甲酸叔丁基次磺酰胺。
上述充电电缆用TPU护套料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将除热塑性聚氨酯TPU以外的原料混合均匀，得到混合物；
S2.将热塑性聚氨酯TPU进行干燥处理；干燥处理的温度为90℃，干燥处理的时间为6h；
S3.将上述混合物和干燥后的热塑性聚氨酯TPU混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述充电电缆用TPU护套料，其中双螺杆挤出机的挤出温度为160℃。
对比例1
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例1中采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU57份；相容剂3份；无卤阻燃剂35份；阻燃协效剂8份；润滑剂1份；抗氧剂1份；防鼠剂1.5份。
对比例2
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例2中采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU50份；改性剂7份；相容剂3份；无卤阻燃剂43份；润滑剂1份；抗氧剂1份；防鼠剂1.5份。
对比例3
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例3中采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU50份；改性剂7份；相容剂3份；阻燃协效剂43份；润滑剂1份；抗氧剂1份；防鼠剂1.5份。
对比例4
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例4中所述无卤阻燃剂由磷系无卤阻燃剂组成。
对比例5
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例5中所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂组成。
对比例6
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例6中采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU50份；改性剂7份；相容剂3份；无卤阻燃剂35份；阻燃协效剂8份；润滑剂1份；抗氧剂1份。
对比例7
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例7中采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU50份；改性剂7份；相容剂3份；无卤阻燃剂35份；阻燃协效剂8份；润滑剂1份；抗氧剂1份；防鼠剂0.3份。
对比例8
基于实施例1，不同之处仅在于：本对比例7中采用如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU50份；改性剂7份；相容剂3份；无卤阻燃剂35份；阻燃协效剂8份；润滑剂1份；抗氧剂1份；防鼠剂6份。
测试例
为验证本发明产品性能，对实施例1-6和对比例1-8所制得的TPU护套料分别进行了相关性能测试，具体方法如下：
按照GB/T 33594-2017的标准测试物理机械性能；
按照GB/T 2408—2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》测试试样的垂直燃烧性能，试样尺寸为：长度为125mm，宽度为13mm，厚度为3mm；
防鼠性能测试：选70只300g/只的大鼠，随机放入14个鼠笼，每笼5只，将实施例1-6、对比例1-8制备的TPU护套料分别对应放入1-14号鼠笼，用钢丝固定好，每天喂食大鼠，观察大鼠活动、饮食和护套料被啃咬情况，连续观察2周。
其中，实施例1-6中的TPU护套料的测试结果参见表1。
Figure BDA0002728794210000141
对比例1中的TPU护套料的抗撕裂强度为17N/mm，摇摆次数为6430次。证明在热塑性聚氨酯TPU的基体材料中添加改性剂，TPU护套料的抗开裂性能有了极其显著的提高。
对比例2-5中的TPU护套料的垂直燃烧试验分别达到V-1等级、V-2等级、V-1等级、V-1等级。证明以无卤阻燃剂和阻燃协效剂复配作为阻燃剂，其中，所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成，各组分相互配合，产生协同作用，使得TPU护套料具有显著的阻燃效果。
对比例6中，防鼠性能测试表明TPU护套料的啃咬深度大于护套的1/2，护套层表面未被咬穿；对比例7-8中啃咬深度不大于护套的1/2，护套层表面未被咬穿。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电电缆用TPU护套料，其特征在于，采用包括如下重量份的原料制得：热塑性聚氨酯TPU20-80份；改性剂5-15份；相容剂2-10份；无卤阻燃剂10-40份；阻燃协效剂5-10份；润滑剂0.5-2份；抗氧剂0.5-3份；防鼠剂0.5-5份。
2.如权利要求1所述的充电电缆用TPU护套料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯TPU为聚醚型TPU、聚酯型聚TPU,聚己内酯型TPU中的一种或多种；所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(POE-MAH)、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(EVA-MAH)、SEBS接枝马来酸酐共聚物(SEBS-MAH)中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的充电电缆用TPU护套料，其特征在于，所述改性剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、三元乙丙橡胶(EPDM)、SEBS中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的充电电缆用TPU护套料，其特征在于，所述无卤阻燃剂由氮系无卤阻燃剂和磷系无卤阻燃剂组成；所述阻燃协效剂为高岭土、纳米蒙脱土、硼酸锌的一种或多种。
5.如权利要求4所述的充电电缆用TPU护套料，其特征在于，所述氮系无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或两种；所述磷系无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝、无机次磷酸铝、聚磷酸铵中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的充电电缆用TPU护套料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅酮粉中的一种或多种；所述抗氧剂为双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](抗氧化剂1035)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(抗氧剂TH-412S)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、光稳定剂622中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的充电电缆用TPU护套料，其特征在于，所述防鼠剂为正壬酸香草酰胺、3-[2-(3，5-二甲基-2-氧代环己基)-2-羟基乙基]戊二酰亚胺、乙酸三丁基锡、二硫化二甲氨基甲酸叔丁基次磺酰胺中的一种或多种。
8.如权利要求1-7任一项所述充电电缆用TPU护套料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1.将除热塑性聚氨酯TPU以外的原料混合均匀，得到混合物；
S2.将热塑性聚氨酯TPU进行干燥处理；
S3.将上述混合物和干燥后的热塑性聚氨酯TPU混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得所述充电电缆用TPU护套料。
9.如8所述充电电缆用TPU护套料的制备方法，其特征在于，步骤S2中干燥处理的温度为70-100℃，干燥处理的时间为4-8h；步骤S3中双螺杆挤出机的挤出温度为160-200℃。
10.如权利要求1-7任一项所述充电电缆用TPU护套料在电动汽车充电电缆上的应用。
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