CN112724581B - 一种热塑性高弹耐油磨砂手感型tpe电线料及其制备方法 - Google Patents

一种热塑性高弹耐油磨砂手感型tpe电线料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料及其制备方法，其包括如下原料：SEBS、聚丙烯、加氢基础油、丁晴橡胶、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、马来酸酐接枝SEBS、无机填料以及抗氧助剂，本发明提供的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料在其他性能与市售非阻燃TPE线缆料、市售耐油磨砂电缆料相当，满足了常规使用要求的同时实现了高弹、耐油、磨砂手感的优点。

Description

一种热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电线电缆材料技术领域，特别是涉及一种热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料及其制备方法。
背景技术
热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料是一种满足高弹性、耐矿物油、无卤无毒并具有磨砂手感等特性的环保型电线材料，它是使用SEBS作为基材，用聚丙烯增加强度，以碳酸钙为无极填料，经共混、塑化、造粒而成的热塑性电线料。热塑性高弹耐油磨砂TPE电线料的开发，要解决如下几个技术关键：
(1)常规TPE电线料使用SEBS，加氢基础油，聚丙烯，碳酸钙等制得的电缆材料表面比较光滑，并不会出现磨砂手感而且制成的线缆耐油性很差。如果通过客户端降低生产温度来调整，做出来的线缆表面会比较粗糙而且性能较差；
(2)因为丁晴橡胶和热塑性聚酯弹性体(TPEE)均具有一定的极性，和TPE的主材SEBS、聚丙烯等有差异，会造成两者不相容，做出来的线材表面比较粗糙而且线缆弹性比较差。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有TPE产品中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中一个目的是，克服现有TPE产品的不足，提供一种热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料，其包括如下质量百分比的原料：SEBS15～25％、聚丙烯10～15％、加氢基础油8～15％、丁晴橡胶5～10％、热塑性聚酯弹性体(TPEE)5～10％、马来酸酐接枝SEBS 5～10％、无机填料15～25％以及抗氧助剂0.5～1％，其中，
SEBS密度约0.908g/cm3,，结合苯乙烯含量31％～35％；
聚丙烯密度约0.904g/cm3，熔融指数约15.0g/10min(2.16kg@230℃)；
加氢基础油密度约0.84g/cm3，运动粘度(40℃)32～40mm2/s；
丁晴橡胶密度约1.04g/cm3，门尼粘度约52MU；粒径大小约300μm；
热塑性聚酯弹性体(TPEE)密度约为1.23g/cm3，熔融指数约30.0g/10min(2.16kg@230℃)，硬度约为63D；
马来酸酐接枝SEBS弹性体接枝率为0.7％～0.9％，熔融指数为0.8g/10min～1.2g/10min；
无机填料粉体颗粒的直径D50为1～2μm；
抗氧助剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按质量比1：1共同混合制得。
作为本发明所述热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的一种优选方案，其中，无机填料为碳酸钙。
本发明另一个目的是，提供一种热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法，包括如下步骤：
将SEBS、加氢基础油投入到搅拌釜中，旋转搅拌使得混合完全；
将剩余组分投入搅拌釜中，升温加热，搅拌混匀物料，混合均匀的物料投入双螺杆机中挤出；
将所得材料在电线电缆挤线机生产线上，包裹在导体线芯上制得成品。
作为本发明所述热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法的一种优选方案，其中搅拌中，搅拌时间为4-8min。
作为本发明所述热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法的一种优选方案，其中加热混合中双螺杆包括十一个加热区：第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区、第七区、第八区、第九区、第十区、第十一区和加热后的机头。
作为本发明所述热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法的一种优选方案，其中加热混合中十一个加热区和机头的温度设置如下：第一区170℃，第二区180℃，第三区200℃，第四区200℃，第五区200℃，第六区200℃，第七区200℃，第八区200℃，第九区200℃，第十区190℃，第十一区190℃，机头180℃。
作为本发明所述热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法的一种优选方案，其中制备成品中电线电缆挤线机包括四个加热区一区、二区、三区、四区和加热的机头。
作为本发明所述热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法的一种优选方案，其中制备成品中四个加热区及机头的温度设置如下：一区160℃、二区170℃、三区180℃、四区180℃、机头170℃。
作为本发明所述热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法的一种优选方案，其中按照重量记，SEBS：聚丙烯：加氢基础油：丁晴橡胶：热塑性聚酯弹性体(TPEE)：马来酸酐接：无机填料：抗氧助剂＝20％：12％：10％：10％：10％：12.5％：25％：0.5％。
作为本发明所述热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法的一种优选方案，其中所述抗氧助剂按照重量记，包括50％的四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和50％的三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
本发明提供了一种用SEBS、加氢基础油和聚丙烯作为基材树脂的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料，在其他性能与市售非阻燃TPE线缆料、市售耐油磨砂电缆料相当的同时，实现了常规使用要求的同时实现了高弹、耐油、磨砂手感的优点。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
本实施例按照如下质量百分比准备原料：SEBS20％、聚丙烯12％、加氢基础油10％、丁晴橡胶10％、热塑性聚酯弹性体(TPEE)10％、马来酸酐接枝SEBS 12.5％、无机填料25％以及抗氧助剂0.5％。
将准备好的原料按照如下步骤进行操作：将SEBS、加氢基础油两种组分投入到具有高速搅拌功能的搅拌釜中，设置高速搅拌，搅拌4-8min，直至SEBS完全吸收加氢基础油，提高SEBS的塑化能力。然后将剩余组分一起投入搅拌釜中，在搅拌釜中搅拌并升温值70℃，使各组分混合均匀。
将搅拌均匀的混合料投入到长径比为48:1的双螺杆中挤出，双螺杆的温度设置为：第一区170℃，第二区180℃，第三区200℃，第四区200℃，第五区200℃，第六区200℃，第七区200℃，第八区200℃，第九区200℃，第十区190℃，第十一区190℃，机头180℃，切粒风冷后包装。
电缆的挤出工艺是将上述经过加热的搅拌均匀混合料与导体线芯一起输入电线电缆挤出机，控制挤塑机的温度制作线缆。挤出温度按照如下分段区分，其中，一区160℃、二区170℃、三区180℃、四区180℃、机头170℃。经过电线电缆挤出机制得成品。
实施例2
本实施例按照如下质量百分比准备原料：SEBS25％、聚丙烯10％、加氢基础油15％、丁晴橡胶5％、热塑性聚酯弹性体(TPEE)10％、马来酸酐接枝SEBS 10％、无机填料24.5％以及抗氧助剂0.5％。
将准备好的原料按照如下步骤进行操作：将SEBS、加氢基础油两种组分投入到具有高速搅拌功能的搅拌釜中，设置高速搅拌，搅拌4-8min，直至SEBS完全吸收加氢基础油，提高SEBS的塑化能力。然后将剩余组分一起投入搅拌釜中，在搅拌釜中搅拌并升温值70℃，使各组分混合均匀。
将搅拌均匀的混合料投入到长径比为48:1的双螺杆中挤出，双螺杆的温度设置为：第一区170℃，第二区180℃，第三区200℃，第四区200℃，第五区200℃，第六区200℃，第七区200℃，第八区200℃，第九区200℃，第十区190℃，第十一区190℃，机头180℃，切粒风冷后包装。
电缆的挤出工艺是将上述经过加热的搅拌均匀混合料与导体线芯一起输入电线电缆挤出机，控制挤塑机的温度制作线缆。挤出温度按照如下分段区分，其中，一区160℃、二区170℃、三区180℃、四区180℃、机头170℃。经过电线电缆挤出机制得成品。
实施例3
本实施例按照如下质量百分比准备原料：SEBS15％、聚丙烯15％、加氢基础油10％、丁晴橡胶10％、热塑性聚酯弹性体(TPEE)10％、马来酸酐接枝SEBS 14.5％、无机填料25％以及抗氧助剂0.5％。
将准备好的原料按照如下步骤进行操作：将SEBS、加氢基础油两种组分投入到具有高速搅拌功能的搅拌釜中，设置高速搅拌，搅拌4-8min，直至SEBS完全吸收加氢基础油，提高SEBS的塑化能力。然后将剩余组分一起投入搅拌釜中，在搅拌釜中搅拌并升温值70℃，使各组分混合均匀。
将搅拌均匀的混合料投入到长径比为48:1的双螺杆中挤出，双螺杆的温度设置为：第一区170℃，第二区180℃，第三区200℃，第四区200℃，第五区200℃，第六区200℃，第七区200℃，第八区200℃，第九区200℃，第十区190℃，第十一区190℃，机头180℃，切粒风冷后包装。
电缆的挤出工艺是将上述经过加热的搅拌均匀混合料与导体线芯一起输入电线电缆挤出机，控制挤塑机的温度制作线缆。挤出温度按照如下分段区分，其中，一区160℃、二区170℃、三区180℃、四区180℃、机头170℃。经过电线电缆挤出机制得成品。
实施例4
将实施1、实施例2和实施例3中制得的成品按照ASTM D412测试拉伸强度和断裂生长率，按照IEC 60167测量20℃体积电阻率，按照IEC 60250测量介电强度，按照ASTM D2240测量表面硬度，按照GB 5470测量低温脆化温度，按照ISO 6722测量耐油性(汽油)23℃/20H外径变化率，同时测量弹性、手感和重复利用性能，得到表1。
表1实施例1～3中制得成品、市售非阻燃TPE线缆料和市售耐油磨砂电缆料性能数据
Figure BDA0002789692030000051
Figure BDA0002789692030000061
根据表1中实施例1、实施例2、实施例3、市售非阻燃TPE线缆料和市售耐油磨砂电缆料的性能数据比较可得，实施例1中制得的TPE电线料在机械性能(拉伸强度、断裂伸长率)上明显好于实施例2和实施例3，在电阻率、介电强度、表面硬度、低温催化温度、耐油性、弹性、重复利用性上相较实施例2或者实施例3均为三者中较优的实施例，实施例1中的原料配比为优选的原料配比。
通过表1中实施例1与市售非阻燃TPE线缆料、市售耐油磨砂电缆料的性能数据比较可得，实施例1中制得成品的机械性能与市售耐油磨砂电缆料相当，略低于市售非阻燃TPE线缆料，实施例1中制得成品的电阻率略高于市售耐油磨砂电缆料、市售非阻燃TPE线缆料，实施例1中制得成品的的介电强度、低温脆化温度与市售耐油磨砂电缆料、市售非阻燃TPE线缆料相当，实施例1制得成品的耐油性(汽油)23℃/20H外径变化率数值小于市售耐油磨砂电缆料、市售非阻燃TPE线缆料，实施例1中制得成品的表面强度与市售非阻燃TPE线缆料相同，略低于市售耐油磨砂电缆料，实施例1制得成品在弹性和手感上均具有较好的性能，与市售非阻燃TPE线缆料、市售耐油磨砂电缆料相比，我方发明在实现了高弹、耐油、磨砂手感的基础上，其他性能与市售非阻燃TPE线缆料、市售耐油磨砂电缆料相当，满足了常规使用要求的同时实现了高弹、耐油、磨砂手感的优点。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料，其特征在于：包括如下质量百分比的原料：SEBS15~25%、聚丙烯10~15%、加氢基础油8~15%、丁腈橡胶5~10%、热塑性聚酯弹性体（TPEE）5~10%、马来酸酐接枝SEBS 5~10%、无机填料15~25%以及抗氧助剂0.5~1%，其中，
所述SEBS密度0.908g/cm3，其中苯乙烯含量31%~35%；
所述聚丙烯密度0.904g/cm3，2.16kg@230℃熔融指数15.0g/10min；
所述加氢基础油密度0.84g/cm3，40℃运动粘度32~40mm2/s；
所述丁腈橡胶密度1.04g/cm3，门尼粘度52MU；粒径大小300μm；
所述热塑性聚酯弹性体（TPEE）密度为1.23g/cm3，2.16kg@230℃熔融指数为30.0g/10min，硬度为63D；
所述马来酸酐接枝SEBS接枝率为0.7%~0.9%，熔融指数为0.8g/10min ~1.2g/10min；
所述无机填料粉体颗粒的直径D50为1~2μm；
所述抗氧助剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按质量比1：1共同混合制得。
2.根据权利要求1所述的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料，其特征在于：所述无机填料为碳酸钙。
3.一种热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
搅拌：将SEBS、加氢基础油投入到搅拌釜中，旋转搅拌使得混合完全；
加热混合：将聚丙烯、丁腈橡胶、热塑性聚酯弹性体（TPEE）、马来酸酐接枝SEBS、无机填料和抗氧助剂投入搅拌釜中，升温加热，搅拌混匀物料，混合均匀的物料投入双螺杆机中挤出；
制备成品：将所得材料在电线电缆挤线机生产线上，包裹在导体线芯上制得成品。
4.根据权利要求3中所述的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法，其特征在于：所述搅拌中，搅拌时间为4-8min。
5.根据权利要求3所述的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法，其特征在于：所述加热混合中双螺杆包括十一个加热区：第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区、第七区、第八区、第九区、第十区、第十一区和加热后的机头。
6.根据权利要求5所述的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法，其特征在于：所述加热混合中十一个加热区和机头的温度设置如下：第一区170℃，第二区180℃，第三区200℃，第四区200℃，第五区200℃，第六区200℃，第七区200℃，第八区200℃，第九区200℃，第十区190℃，第十一区190℃ ，机头180℃。
7.根据权利要求3所述的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法，其特征在于：所述制备成品中电线电缆挤线机包括四个加热区一区、二区、三区、四区和加热的机头。
8.根据权利要求7所述的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法，其特征在于：所述制备成品中四个加热区及机头的温度设置如下：一区160℃、二区170 ℃、三区180℃、四区 180℃、机头170℃。
9.根据权利要求3所述的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法，其特征在于：按照重量计，SEBS：聚丙烯：加氢基础油：丁腈橡胶：热塑性聚酯弹性体（TPEE）：马来酸酐接枝SEBS：无机填料：抗氧助剂=20%： 12%：10%：10%：10%： 12.5%：25%：0.5%。
10.根据权利要求3所述的热塑性高弹耐油磨砂手感型TPE电线料的制备方法，其特征在于：所述抗氧助剂按照重量计，包括50%的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和50%的三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
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US20020142175A1 (en) * 2001-01-09 2002-10-03 Sumitomo Wiring System, Ltd. Resin composition, method of making it and electrical wire covered with it
CN106380869A (zh) * 2016-08-29 2017-02-08 上海至正道化高分子材料股份有限公司 一种125度辐照交联新能源汽车高压线用弹性体电缆料及其制备方法
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