CN112824445A - 一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及充电电缆的技术领域，特别是涉及一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆及其制备方法，其可以提高电缆的耐高低温的性能，减少电缆外皮老化损坏，减少漏电事故，不影响电动汽车正常使用，降低安全隐患；包括多组导线缠绕形成的导线线芯和耐高低温保护层，耐高低温保护层包裹在导线线芯外部，并且耐高低温保护层内填充有屏蔽层，耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：三元乙丙橡胶、聚氯乙烯树脂、改性碳纤维、纳米ZnO、纳米钙、聚酯增塑剂、高分子有机钙、过氧化二异丙苯、纳米级活性轻质碳酸钙、偶联剂、防老剂和硫磺，屏蔽层为铜网编织而成；其制备方法，包括以下步骤：（1）导线线芯成股；（2）耐高低温保护层制备；（3）收卷。

Description

一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及充电电缆的技术领域，特别是涉及一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆及其制备方法。
背景技术
众所周知，随着国家最近几年对新能源汽车的大力推广，市场上新能源电动汽车保有量也不低且每年都在增加，为了能过缩短充电时间，充电电流越来越大，对充电电缆提出的材料要求也越来越严苛。
充电电缆作为电动汽车使用过程中必不可少的一部分，其使用性能的优良与否决定这其使用寿命的长短，而现有的电动汽车用充电电缆一般均在室外使用，因此其会长时间受到日光的照射，并且由于充电的电流较大，当室外温度过高或过低时，由于高低温长时间会造成电缆外皮的疲劳现象，因此很容易造成电缆外皮的老化损坏，容易使电缆发生漏电等事故，不仅容易影响电动汽车的正常使用，还容易对使用者造成一定的安全隐患。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种可以提高电缆的耐高低温的性能，减少电缆外皮老化损坏，减少漏电事故，不影响电动汽车正常使用，降低安全隐患的电动汽车充电系统用耐高低温电缆；
本发明的另一个目的在于提供一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法。
本发明的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，包括多组导线缠绕形成的导线线芯和耐高低温保护层，所述耐高低温保护层包裹在导线线芯外部，并且耐高低温保护层内填充有屏蔽层，
所述耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：
三元乙丙橡胶 50~70份；
聚氯乙烯树脂 30~52份；
改性碳纤维 30~40份；
纳米ZnO 5~10份；
纳米钙 5~10份；
聚酯增塑剂 5~9份；
高分子有机钙 5~10份；
过氧化二异丙苯 2~4份；
纳米级活性轻质碳酸钙 10~16份；
偶联剂 1~3份；
防老剂 1~3份；
硫磺 0.5~1份；
所述屏蔽层为铜网编织而成。
本发明的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，优选的，所述耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：
三元乙丙橡胶 58~61份；
聚氯乙烯树脂 38~43份；
改性碳纤维 34~36份；
纳米ZnO 6~7份；
纳米钙 6~8份；
聚酯增塑剂 7~8份；
高分子有机钙 6~7份；
过氧化二异丙苯 2.5~3.5份；
纳米级活性轻质碳酸钙 12~13份；
偶联剂 1.5~2.5份；
防老剂 1.5~2.5份；
硫磺 0.7~0.9份。
本发明的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，所述偶联剂为Si69。
本发明的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，所述屏蔽层的铜网编织密度为50~65%。
本发明的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，所述屏蔽层的铜网编织层数为3~5层。
本发明的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，包括以下步骤：
（1）导线线芯成股：使用成股机将多股导线线芯拧成一股；
（2）耐高低温保护层制备包括以下步骤：
S1、物料初步混合：将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯树脂和改性碳纤维加入混合机中进行初步混合，并调整混合温度为90℃~95℃，使其混合均匀；
S2、物料整体混合：将剩余的纳米ZnO、纳米钙、聚酯增塑剂、高分子有机钙、过氧化二异丙苯、纳米级活性轻质碳酸钙、偶联剂、防老剂和硫磺加入至经过初步混合后的物料中，并将其混合均匀后加入至混炼机中进行密炼30~50min；
S3、开炼处理：将经过密炼后的物料加入开炼机中进行开炼处理10~20min；
S4、辐照交联改性处理：在开炼的后半程中，对物料同时进行辐照交联改性处理，辐照处理时间为5~10min；
S5、挤出成型：将处理后的料通过双螺杆挤出机挤出成型，做成双层的耐高低温保护层，并在双层的阻燃保护层之间编织填充镀锡铜网，将其包覆在导线线芯外部，得到耐高低温保护层；
（3）收卷：将制备完成后的电缆进行表面清理，并进行收卷。
本发明的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，所述步骤物料密炼的温度为102℃~106℃。
本发明的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，所述辐照条件为单次辐照剂量为29Gy至35kGy。
与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，其在使用时所耐受的使用温度范围为-40℃~80℃，具有良好的耐高低温稳定性，在恶劣的环境下也可以正常使用，其采用三元乙丙橡胶、聚氯乙烯树脂、改性碳纤维、纳米ZnO、纳米钙、聚酯增塑剂、高分子有机钙、过氧化二异丙苯、纳米级活性轻质碳酸钙、偶联剂、防老剂和硫磺作为原料制备出的耐高低温保护层对导线线芯起到良好的保护作用，可以提高电缆的耐高低温的性能，减少电缆外皮老化损坏，减少漏电事故，不影响电动汽车正常使用，降低安全隐患。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，包括多组导线缠绕形成的导线线芯和耐高低温保护层，所述耐高低温保护层包裹在导线线芯外部，并且耐高低温保护层内填充有屏蔽层，
所述耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：
三元乙丙橡胶 50份；
聚氯乙烯树脂 30份；
改性碳纤维 30份；
纳米ZnO 5份；
纳米钙 5份；
聚酯增塑剂 5份；
高分子有机钙 5份；
过氧化二异丙苯 2份；
纳米级活性轻质碳酸钙 10份；
Si69 1份；
防老剂 1份；
硫磺 0.5份；
所述屏蔽层为铜网编织而成，编织密度为65%，编织层数为3层。
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，包括以下步骤：
（1）导线线芯成股：使用成股机将多股导线线芯拧成一股；
（2）耐高低温保护层制备包括以下步骤：
S1、物料初步混合：将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯树脂和改性碳纤维加入混合机中进行初步混合，并调整混合温度为92℃，使其混合均匀；
S2、物料整体混合：将剩余的纳米ZnO、纳米钙、聚酯增塑剂、高分子有机钙、过氧化二异丙苯、纳米级活性轻质碳酸钙、Si69、防老剂和硫磺加入至经过初步混合后的物料中，并将其混合均匀后加入至混炼机中进行密炼45min，密炼的温度为106℃；
S3、开炼处理：将经过密炼后的物料加入开炼机中进行开炼处理15min；
S4、辐照交联改性处理：在开炼的后半程中，对物料同时进行辐照交联改性处理，辐照处理时间为8min，单次辐照剂量为32kGy；
S5、挤出成型：将处理后的料通过双螺杆挤出机挤出成型，做成双层的耐高低温保护层，并在双层的阻燃保护层之间编织填充镀锡铜网，将其包覆在导线线芯外部，得到耐高低温保护层；
（3）收卷：将制备完成后的电缆进行表面清理，并进行收卷。
本实施例制备的电缆在使用时所耐受的使用温度范围为-40℃~80℃，具有良好的耐高低温稳定性，在恶劣的环境下也可以正常使用。
实施例2
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，包括多组导线缠绕形成的导线线芯和耐高低温保护层，所述耐高低温保护层包裹在导线线芯外部，并且耐高低温保护层内填充有屏蔽层，
所述耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：
三元乙丙橡胶 58份；
聚氯乙烯树脂 38份；
改性碳纤维 34份；
纳米ZnO 6份；
纳米钙 6份；
聚酯增塑剂 7份；
高分子有机钙 6份；
过氧化二异丙苯 2.5份；
纳米级活性轻质碳酸钙 12份；
偶联剂 1.5份；
防老剂 1.5份；
硫磺 0.7份。
所述屏蔽层为铜网编织而成，编织密度为58%，编织层数为3层。
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，包括以下步骤：
（1）导线线芯成股：使用成股机将多股导线线芯拧成一股；
（2）耐高低温保护层制备包括以下步骤：
S1、物料初步混合：将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯树脂和改性碳纤维加入混合机中进行初步混合，并调整混合温度为95℃，使其混合均匀；
S2、物料整体混合：将剩余的纳米ZnO、纳米钙、聚酯增塑剂、高分子有机钙、过氧化二异丙苯、纳米级活性轻质碳酸钙、Si69、防老剂和硫磺加入至经过初步混合后的物料中，并将其混合均匀后加入至混炼机中进行密炼35min，密炼的温度为102℃；
S3、开炼处理：将经过密炼后的物料加入开炼机中进行开炼处理12min；
S4、辐照交联改性处理：在开炼的后半程中，对物料同时进行辐照交联改性处理，辐照处理时间为9min，单次辐照剂量为32kGy；
S5、挤出成型：将处理后的料通过双螺杆挤出机挤出成型，做成双层的耐高低温保护层，并在双层的阻燃保护层之间编织填充镀锡铜网，将其包覆在导线线芯外部，得到耐高低温保护层；
（3）收卷：将制备完成后的电缆进行表面清理，并进行收卷。
本实施例制备的电缆在使用时所耐受的使用温度范围为-40℃~80℃，具有良好的耐高低温稳定性，在恶劣的环境下也可以正常使用。
实施例3
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，包括多组导线缠绕形成的导线线芯和耐高低温保护层，所述耐高低温保护层包裹在导线线芯外部，并且耐高低温保护层内填充有屏蔽层，
所述耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：
三元乙丙橡胶 60份；
聚氯乙烯树脂 40份；
改性碳纤维 35份；
纳米ZnO 6.5份；
纳米钙 7份；
聚酯增塑剂 7.5份；
高分子有机钙 6.5份；
过氧化二异丙苯 3份；
纳米级活性轻质碳酸钙 12.5份；
偶联剂 2份；
防老剂 2份；
硫磺 0.8份。
所述屏蔽层为铜网编织而成，编织密度为60%，编织层数为4层。
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，包括以下步骤：
（1）导线线芯成股：使用成股机将多股导线线芯拧成一股；
（2）耐高低温保护层制备包括以下步骤：
S1、物料初步混合：将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯树脂和改性碳纤维加入混合机中进行初步混合，并调整混合温度为95℃，使其混合均匀；
S2、物料整体混合：将剩余的纳米ZnO、纳米钙、聚酯增塑剂、高分子有机钙、过氧化二异丙苯、纳米级活性轻质碳酸钙、Si69、防老剂和硫磺加入至经过初步混合后的物料中，并将其混合均匀后加入至混炼机中进行密炼40min，密炼的温度为103℃；
S3、开炼处理：将经过密炼后的物料加入开炼机中进行开炼处理15min；
S4、辐照交联改性处理：在开炼的后半程中，对物料同时进行辐照交联改性处理，辐照处理时间为10min，单次辐照剂量为32kGy；
S5、挤出成型：将处理后的料通过双螺杆挤出机挤出成型，做成双层的耐高低温保护层，并在双层的阻燃保护层之间编织填充镀锡铜网，将其包覆在导线线芯外部，得到耐高低温保护层；
（3）收卷：将制备完成后的电缆进行表面清理，并进行收卷。
本实施例制备的电缆在使用时所耐受的使用温度范围为-40℃~80℃，具有良好的耐高低温稳定性，在恶劣的环境下也可以正常使用。
实施例4
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，包括多组导线缠绕形成的导线线芯和耐高低温保护层，所述耐高低温保护层包裹在导线线芯外部，并且耐高低温保护层内填充有屏蔽层，
所述耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：
三元乙丙橡胶 61份；
聚氯乙烯树脂 43份；
改性碳纤维 36份；
纳米ZnO 7份；
纳米钙 8份；
聚酯增塑剂 8份；
高分子有机钙 7份；
过氧化二异丙苯 3.5份；
纳米级活性轻质碳酸钙 13份；
偶联剂 2.5份；
防老剂 2.5份；
硫磺 0.9份。
所述屏蔽层为铜网编织而成，编织密度为55%，编织层数为4层。
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，包括以下步骤：
（1）导线线芯成股：使用成股机将多股导线线芯拧成一股；
（2）耐高低温保护层制备包括以下步骤：
S1、物料初步混合：将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯树脂和改性碳纤维加入混合机中进行初步混合，并调整混合温度为95℃，使其混合均匀；
S2、物料整体混合：将剩余的纳米ZnO、纳米钙、聚酯增塑剂、高分子有机钙、过氧化二异丙苯、纳米级活性轻质碳酸钙、Si69、防老剂和硫磺加入至经过初步混合后的物料中，并将其混合均匀后加入至混炼机中进行密炼50min，密炼的温度为106℃；
S3、开炼处理：将经过密炼后的物料加入开炼机中进行开炼处理10min；
S4、辐照交联改性处理：在开炼的后半程中，对物料同时进行辐照交联改性处理，辐照处理时间为5min，单次辐照剂量为35kGy；
S5、挤出成型：将处理后的料通过双螺杆挤出机挤出成型，做成双层的耐高低温保护层，并在双层的阻燃保护层之间编织填充镀锡铜网，将其包覆在导线线芯外部，得到耐高低温保护层；
（3）收卷：将制备完成后的电缆进行表面清理，并进行收卷。
本实施例制备的电缆在使用时所耐受的使用温度范围为-40℃~80℃，具有良好的耐高低温稳定性，在恶劣的环境下也可以正常使用。
实施例5
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，包括多组导线缠绕形成的导线线芯和耐高低温保护层，所述耐高低温保护层包裹在导线线芯外部，并且耐高低温保护层内填充有屏蔽层，
所述耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：
三元乙丙橡胶 70份；
聚氯乙烯树脂 52份；
改性碳纤维 40份；
纳米ZnO 10份；
纳米钙 10份；
聚酯增塑剂 9份；
高分子有机钙 10份；
过氧化二异丙苯 4份；
纳米级活性轻质碳酸钙 16份；
Si69 3份；
防老剂 3份；
硫磺 1份；
所述屏蔽层为铜网编织而成，编织密度为50~65%，编织层数为3~5层。
一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，包括以下步骤：
（1）导线线芯成股：使用成股机将多股导线线芯拧成一股；
（2）耐高低温保护层制备包括以下步骤：
S1、物料初步混合：将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯树脂和改性碳纤维加入混合机中进行初步混合，并调整混合温度为95℃，使其混合均匀；
S2、物料整体混合：将剩余的纳米ZnO、纳米钙、聚酯增塑剂、高分子有机钙、过氧化二异丙苯、纳米级活性轻质碳酸钙、Si69、防老剂和硫磺加入至经过初步混合后的物料中，并将其混合均匀后加入至混炼机中进行密炼35min，密炼的温度为103℃；
S3、开炼处理：将经过密炼后的物料加入开炼机中进行开炼处理10min；
S4、辐照交联改性处理：在开炼的后半程中，对物料同时进行辐照交联改性处理，辐照处理时间为5min，单次辐照剂量为29Gy；
S5、挤出成型：将处理后的料通过双螺杆挤出机挤出成型，做成双层的耐高低温保护层，并在双层的阻燃保护层之间编织填充镀锡铜网，将其包覆在导线线芯外部，得到耐高低温保护层；
（3）收卷：将制备完成后的电缆进行表面清理，并进行收卷。
本实施例制备的电缆在使用时所耐受的使用温度范围为-40℃~80℃，具有良好的耐高低温稳定性，在恶劣的环境下也可以正常使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，其特征在于，包括多组导线缠绕形成的导线线芯和耐高低温保护层，所述耐高低温保护层包裹在导线线芯外部，并且耐高低温保护层内填充有屏蔽层，
所述耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：
三元乙丙橡胶 50~70份；
聚氯乙烯树脂 30~52份；
改性碳纤维 30~40份；
纳米ZnO 5~10份；
纳米钙 5~10份；
聚酯增塑剂 5~9份；
高分子有机钙 5~10份；
过氧化二异丙苯 2~4份；
纳米级活性轻质碳酸钙 10~16份；
偶联剂 1~3份；
防老剂 1~3份；
硫磺 0.5~1份；
所述屏蔽层为铜网编织而成。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，其特征在于，优选的，所述耐高低温保护层包括以下重量份数的原料：
三元乙丙橡胶 58~61份；
聚氯乙烯树脂 38~43份；
改性碳纤维 34~36份；
纳米ZnO 6~7份；
纳米钙 6~8份；
聚酯增塑剂 7~8份；
高分子有机钙 6~7份；
过氧化二异丙苯 2.5~3.5份；
纳米级活性轻质碳酸钙 12~13份；
偶联剂 1.5~2.5份；
防老剂 1.5~2.5份；
硫磺 0.7~0.9份。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，其特征在于，所述偶联剂为Si69。
4.如权利要求1所述的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，其特征在于，所述屏蔽层的铜网编织密度为50~65%。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆，其特征在于，所述屏蔽层的铜网编织层数为3~5层。
6.如权利要求1至5所述的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，包括以下步骤：
（1）导线线芯成股：使用成股机将多股导线线芯拧成一股；
（2）耐高低温保护层制备包括以下步骤：
S1、物料初步混合：将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯树脂和改性碳纤维加入混合机中进行初步混合，并调整混合温度为90℃~95℃，使其混合均匀；
S2、物料整体混合：将剩余的纳米ZnO、纳米钙、聚酯增塑剂、高分子有机钙、过氧化二异丙苯、纳米级活性轻质碳酸钙、偶联剂、防老剂和硫磺加入至经过初步混合后的物料中，并将其混合均匀后加入至混炼机中进行密炼30~50min；
S3、开炼处理：将经过密炼后的物料加入开炼机中进行开炼处理10~20min；
S4、辐照交联改性处理：在开炼的后半程中，对物料同时进行辐照交联改性处理，辐照处理时间为5~10min；
S5、挤出成型：将处理后的料通过双螺杆挤出机挤出成型，做成双层的耐高低温保护层，并在双层的阻燃保护层之间编织填充镀锡铜网，将其包覆在导线线芯外部，得到耐高低温保护层；
（3）收卷：将制备完成后的电缆进行表面清理，并进行收卷。
7.如权利要求6所述的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，其特征在于，所述步骤物料密炼的温度为102℃~106℃。
8.如权利要求6所述的一种电动汽车充电系统用耐高低温电缆的制备方法，其特征在于，所述辐照条件为单次辐照剂量为29Gy至35kGy。
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