CN112724584A - 一种充电桩电缆用tpe护套料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充电桩电缆用TPE护套料，其原料包括如下重量份数的组分:苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 250‑300份，增塑剂100‑150份，聚丙烯100‑130份，茂金属线性聚乙烯M‑PE 100‑130份，聚烯烃弹性体POE 50‑80份，聚苯醚80‑100份，磷系阻燃剂100‑150份，氮系阻燃剂100‑150份，硅酮母粒10‑30份和抗氧剂1‑2份。本发明还提供TPE护套料的制备方法；包括：(S1)原料混合：将SEBS和白矿油在搅拌速度为300‑600rpm/min的混料机中搅拌5‑10分钟，再加入其它组份搅拌30‑60分钟；(S2)材料挤出：将混合好的混合物投入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，即得；其中，所述双螺杆挤出机的长径比为40‑48的同向双螺杆挤出机，挤出温度在170‑200℃，主机转速在200‑300rpm。本发明达到提高械性能、抗撕裂性、耐油性、耐温和阻燃性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及TPE材料技术领域，特别涉及一种TPE护套料，尤其是一种充电桩电缆用TPE护套料及其制备方法。
背景技术
人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题，未来在利好政策的推动下，新能源汽车保有量将进一步扩大，同时也将带了更多充电桩的市场需求。
目前，市场上使用的充电桩电缆护套料一般是PVC材料，虽然PVC有良好的加工性能、机械性能和优异的阻燃性能，但是燃烧时会释放大量的有害气体，对人员和环境造成严重影响，如中国专利(CN106543581A)申请公开的充电桩电缆用PVC护套料。中国专利(CN107189186A)申请公开的耐热绝缘TPE各项性能优异，但是辐照交联技术周期较长，成本高且交联度不稳定；热固性材料不可重复使用，经济效益不高；材料硬度过高不便于在狭窄的地方铺设、拖曳，多应用于车载高压绝缘线。中国专利(CN110951204A)和中国专利(CN108047629A)中提及TPE材料性能良好，硬度适中，但未侧重材料的抗撕裂性能和耐油性。
以上可见，TPE护套料的材料综合性能不能有效发兼顾。
发明内容
本发明一方面要解决的技术问题是提供一种充电桩电缆用TPE护套料，解决了现有技术中TPE护套料不能兼顾械性能、抗撕裂、耐油、耐温和阻燃的技术问题，达到了提高械性能、抗撕裂性、耐油性、耐温和阻燃性的技术效果。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种充电桩电缆用TPE护套料，其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 250-300份，增塑剂100-150份，聚丙烯100-130份，茂金属线性聚乙烯M-PE 100-130份，聚烯烃弹性体POE 50-80份，聚苯醚80-100份，磷系阻燃剂100-150份，氮系阻燃剂100-150份，硅酮母粒10-30份和抗氧剂1-2份。
优选的，其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 250-280份，增塑剂100-120份，聚丙烯100-110份，茂金属线性聚乙烯M-PE 100-120份，聚烯烃弹性体POE 50-60份，聚苯醚80-90份，磷系阻燃剂100-120份，氮系阻燃剂100-120份，硅酮母粒10-20份和抗氧剂1-2份。
更优选的，其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 280-300份，增塑剂120-150份，聚丙烯110-130份，茂金属线性聚乙烯M-PE 120-130份，聚烯烃弹性体POE 60-80份，聚苯醚90-100份，磷系阻燃剂120-150份，氮系阻燃剂120-150份，硅酮母粒20-30份和抗氧剂1-2份。
特别优选的，其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 280份，增塑剂120份，聚丙烯110份，茂金属线性聚乙烯M-PE 120份，聚烯烃弹性体POE 60份，聚苯醚90份，磷系阻燃剂120份，氮系阻燃剂120份，硅酮母粒20份和抗氧剂2份。
所述的苯乙烯类弹性体是高度氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，其中苯乙烯含量28-33％，25℃下10％甲苯溶液粘度为2000-3000；如中国石化岳阳石化的YH-503T、南通台橡的6151和美国科腾的G1651等；优选的，重均分子量80000-150000。
所述的增塑剂为工业用白矿油，优选的，闪点在210-250的石蜡基白油
所述聚丙烯为共聚聚丙烯，熔指在3-8g/10min
所述的茂金属线性聚乙烯为茂金属催化的线性低密度聚乙烯，具有良好的耐环境应力开裂性能和抗撕裂性能
所述的聚烯烃弹性体是茂金属催化的乙烯-辛烯共聚物
所述的聚苯醚重均分子量在8000-20000，如蓝星化工的040C，具有良好的机械性能，阻燃性能。
所述的磷系阻燃剂为二乙基次膦酸铝、次磷酸铝、聚磷酸盐中的一种或二种组合。
所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐的一种或二者复配使用
所述硅酮母粒为聚烯烃载体的硅酮母粒，且硅氧烷浓度为50％以上。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂的复配使用，如1010，1076，抗245，抗168等。
本发明另一方面要解决的技术问题是提供一种充电桩电缆用TPE护套料的制备方法，包括以下步骤：
(S1)原料混合：将SEBS和白矿油在搅拌速度为300-600rpm/min的混料机中搅拌5-10分钟，再加入其它组份搅拌30-60分钟；
(S2)材料挤出：将混合好的混合物投入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，即得；
其中，所述双螺杆挤出机的长径比为40-48的同向双螺杆挤出机，挤出温度在170-200℃，主机转速在200-300rpm。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
以SEBS与聚丙烯共混做基础材料，添加茂金属催化的聚烯烃弹性体，降低聚丙烯在体系里的质量份数，同时极大的提高的材料的抗撕裂性能、耐环境应力开裂和老化性能，同时降低了材料的硬度，通过适当的调整配方的比例和筛选优质原材料，可以有效的解决材料耐油性。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
现有技术中，TPE护套料不能兼顾械性能、抗撕裂、耐油、耐温和阻燃的技术问题。例如：中国专利(CN106543581A)申请公开的充电桩电缆用PVC护套料。中国专利(CN107189186A)申请公开的耐热绝缘TPE各项性能优异，但是辐照交联技术周期较长，成本高且交联度不稳定；热固性材料不可重复使用，经济效益不高；材料硬度过高不便于在狭窄的地方铺设、拖曳，多应用于车载高压绝缘线。中国专利(CN110951204A)和中国专利(CN108047629A)中提及TPE材料性能良好，硬度适中，但未侧重材料的抗撕裂性能和耐油性。因此，在本领域期望得到一种具有高机械性能、高抗撕裂、耐油、耐温、阻燃的材料。
本申请实施方式的技术方案通过提供一种充电桩电缆用TPE护套料，解决了现有技术中TPE护套料不能兼顾械性能、抗撕裂、耐油、耐温和阻燃的问题，在苯乙烯类热塑性弹性体SEBS、增塑剂、聚丙烯、茂金属线性聚乙烯M-PE、聚烯烃弹性体POE、聚苯醚、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅酮母粒和抗氧剂下实现了提高械性能、抗撕裂性、耐油性、耐温和阻燃性的有益效果。
本发明为解决上述技术问题的实施方案的总体思路如下：
一种充电桩电缆用TPE护套料，其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 250-300份，增塑剂100-150份，聚丙烯100-130份，茂金属线性聚乙烯M-PE 100-130份，聚烯烃弹性体POE 50-80份，聚苯醚80-100份，磷系阻燃剂100-150份，氮系阻燃剂100-150份，硅酮母粒10-30份和抗氧剂1-2份。
其中，苯乙烯类弹性体是高度氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，其中苯乙烯含量28-33％，25℃下10％甲苯溶液粘度为2000-3000；如中国石化岳阳石化的YH-503T、南通台橡的6151和美国科腾的G1651等；优选的，重均分子量80000-150000。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例1
一种充电桩电缆用TPE护套料，其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 250份，增塑剂100份，聚丙烯100份，茂金属线性聚乙烯M-PE 100份，聚烯烃弹性体POE 50份，聚苯醚80份，磷系阻燃剂100份，氮系阻燃剂100份，硅酮母粒10份和抗氧剂1份。
的苯乙烯类弹性体是高度氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)，其中苯乙烯含量28-33％，25℃下10％甲苯溶液粘度为2000-3000；如中国石化岳阳石化的YH-503T、南通台橡的6151和美国科腾的G1651等；优选的，重均分子量80000-150000。
具体的，增塑剂为工业用白矿油，其中，闪点在210-250℃的石蜡基白油；
具体的，聚丙烯为共聚聚丙烯，熔指在3-8g/10min；
具体的，茂金属线性聚乙烯为茂金属催化的线性低密度聚乙烯，具有良好的耐环境应力开裂性能和抗撕裂性能；
具体的，聚烯烃弹性体是茂金属催化的乙烯-辛烯共聚物。
具体的，聚苯醚重均分子量在8000-20000，采用蓝星化工的040C，具有良好的机械性能，阻燃性能。
具体的，磷系阻燃剂为二乙基次膦酸铝和次磷酸铝组合。
具体的，氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐和三聚氰胺聚磷酸盐复配使用。
具体的，所述硅酮母粒为聚烯烃载体的硅酮母粒，且硅氧烷浓度为50％以上。
具体的，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂的复配使用。
本实施例还提供一种充电桩电缆用TPE护套料的制备方法，包括以下步骤：
(S1)原料混合：将SEBS和白矿油在搅拌速度为300rpm/min的混料机中搅拌5分钟，再加入其它组份搅拌30-60分钟；
(S2)材料挤出：将混合好的混合物投入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，即得；
其中，双螺杆挤出机的长径比为40的同向双螺杆挤出机，挤出温度在170℃，主机转速在200rpm。
实施例2
一种充电桩电缆用TPE护套料，其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 250-300份，增塑剂100-150份，聚丙烯100-130份，茂金属线性聚乙烯M-PE 100-130份，聚烯烃弹性体POE 50-80份，聚苯醚80-100份，磷系阻燃剂100-150份，氮系阻燃剂100-150份，硅酮母粒10-30份和抗氧剂1-2份。
本实施例还提供一种充电桩电缆用TPE护套料的制备方法，包括以下步骤：
(S1)原料混合：将SEBS和白矿油在搅拌速度为500rpm/min的混料机中搅拌8分钟，再加入其它组份搅拌50分钟；
(S2)材料挤出：将混合好的混合物投入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，即得；
其中，双螺杆挤出机的长径比为46的同向双螺杆挤出机，挤出温度在180℃，主机转速在250rpm。
实施例3
一种充电桩电缆用TPE护套料，其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 300份，增塑剂150份，聚丙烯130份，茂金属线性聚乙烯M-PE 130份，聚烯烃弹性体POE 80份，聚苯醚100份，磷系阻燃剂150份，氮系阻燃剂150份，硅酮母粒30份和抗氧剂2份。
本实施例还提供一种充电桩电缆用TPE护套料的制备方法，包括以下步骤：
(S1)原料混合：将SEBS和白矿油在搅拌速度为600rpm/min的混料机中搅拌10分钟，再加入其它组份搅拌60分钟；
(S2)材料挤出：将混合好的混合物投入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，即得；
其中，双螺杆挤出机的长径比为48的同向双螺杆挤出机，挤出温度在200℃，主机转速在300rpm。
实施例1-3取平均值后的测试结果描述如下：
实施例1-3提供的TPE护套料的密度为1.02g/cm3，硬度76±3A，拉伸强度为18MPa，断裂伸长为600％，裤型撕裂强度为22N/mm，直角撕裂强度为55N/mm，老化性能过136℃/168h，耐油符合ISO 6722-1和GB/T 33594-2017，阻燃改性后，能达到GB/T 18380.12-2008水平。
综上，茂金属催化聚烯烃弹性体代替部分聚丙烯降低材料硬度，提高材料抗撕裂性能，耐环境应力开裂性能和老化性能。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种充电桩电缆用TPE护套料，其特征在于：其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 250-300份，增塑剂100-150份，聚丙烯100-130份，茂金属线性聚乙烯M-PE 100-130份，聚烯烃弹性体POE 50-80份，聚苯醚80-100份，磷系阻燃剂100-150份，氮系阻燃剂100-150份，硅酮母粒10-30份和抗氧剂1-2份；所述的苯乙烯类弹性体是高度氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS，其中苯乙烯含量28-33％，25℃下10％甲苯溶液粘度为2000-3000。
2.根据权利要求1所述的充电桩电缆用TPE护套料，其特征在于：其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 250-280份，增塑剂100-120份，聚丙烯100-110份，茂金属线性聚乙烯M-PE 100-120份，聚烯烃弹性体POE 50-60份，聚苯醚80-90份，磷系阻燃剂100-120份，氮系阻燃剂100-120份，硅酮母粒10-20份和抗氧剂1-2份。
3.根据权利要求1所述的充电桩电缆用TPE护套料，其特征在于：其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 280-300份，增塑剂120-150份，聚丙烯110-130份，茂金属线性聚乙烯M-PE 120-130份，聚烯烃弹性体POE 60-80份，聚苯醚90-100份，磷系阻燃剂120-150份，氮系阻燃剂120-150份，硅酮母粒20-30份和抗氧剂1-2份。
4.根据权利要求1所述的充电桩电缆用TPE护套料，其特征在于：其原料包括如下重量份数的组分:
苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 280份，增塑剂120份，聚丙烯110份，茂金属线性聚乙烯M-PE 120份，聚烯烃弹性体POE 60份，聚苯醚90份，磷系阻燃剂120份，氮系阻燃剂120份，硅酮母粒20份和抗氧剂2份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的充电桩电缆用TPE护套料，其特征在于：所述的增塑剂为工业用白矿油，所述白矿油的闪点在210-250的石蜡基白油；所述聚丙烯为共聚聚丙烯，所述聚丙烯的熔指在3-8g/10min；所述的茂金属线性聚乙烯为茂金属催化的线性低密度聚乙烯。
6.根据权利要求5所述的充电桩电缆用TPE护套料，其特征在于：所述的聚烯烃弹性体是茂金属催化的乙烯-辛烯共聚物；所述的聚苯醚重均分子量在8000-20000；所述的磷系阻燃剂为二乙基次膦酸铝、次磷酸铝、聚磷酸盐中的一种或二种组合。
7.根据权利要求6所述的充电桩电缆用TPE护套料，其特征在于：所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐的一种或二者复配使用；所述硅酮母粒为聚烯烃载体的硅酮母粒，且硅氧烷浓度为50％以上；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂的复配使用。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的充电桩电缆用TPE护套料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(S1)原料混合：将SEBS和白矿油在搅拌速度为300-600rpm/min的混料机中搅拌5-10分钟，再加入其它组份搅拌30-60分钟；
(S2)材料挤出：将混合好的混合物投入双螺杆挤出机中熔融共混挤出，即得；
其中，所述双螺杆挤出机的长径比为40-48的同向双螺杆挤出机，挤出温度在170-200℃，主机转速在200-300rpm。
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