CN112979891A - 高摇摆数据线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及通信传输设备技术的领域，具体公开了一种高摇摆数据线及其制备方法。高摇摆数据线包括导电线芯，所述导电线芯上包覆有高摇摆TPE材料，所述高摇摆TPE材料由包括以下重量份的原料制成：SEBS弹性体20‑40份，聚丙烯10‑20份，碳酸钙5‑10份，马来酸酐5‑10份，接枝助剂2‑4份，抗皱剂3‑5份；其制备方法为：将高摇摆TPE材料熔融挤出，然后包裹在导电线芯上，将导电线芯的与USB接头和传输接头焊接，再与高摇摆TPE材料注塑成型，得到高摇摆数据线。本申请的高摇摆数据线，具有较好的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度，不易开裂；另外，本申请的制备方法操作简单，有助于进一步减少高摇摆数据线断裂。

Description

高摇摆数据线及其制备方法

技术领域

本申请涉及通信传输设备技术的领域，更具体地说，它涉及一种高摇摆数据线及其制备方法。

背景技术

数据线是一种常见的用于数据传输的结构，数据线一般包括导电的线芯和包裹在线芯外表面的外护套，外护套能够减少线芯损坏，还能够减少使用人员触电。

目前常用的数据线外护套一般使用TPE材料制成，这种数据线外护套具有良好的绝缘性能，但是在制作的过程中，不易脱模。相关技术CN111391275A公开了一种改性TPE材料生产工艺及改性TPE材料，改性TPE材料的主要原料有：SEBS：15％-25％，白油：15％-25％，聚氨酯：45％-60％，聚氨酯接枝剂：3％-7％，填料0-10％，硅油0.3％-0.7％。改性TPE材料制备工艺的步骤主要包括：白油吸收、混合料的制备和双螺杆挤出成型，其中硅油在双螺杆挤出成型阶段添加。上述相关技术能够均匀稳定地将硅油添加进入材料中，便于工业化地生产制造，得到的材料脱模性能好，能够更加广泛地应用于注塑加工的领域中，可以应用于双色注塑或二次注塑的3C电子产品等。

针对上述中的相关技术，发明人认为上述改性TPE材料的刚性较大，使用上述改性TPE材料制成的数据线在多次摇摆或弯折后，容易出现开裂，导致数据线不能正常使用。

发明内容

为了减少数据线的在多次摇摆后容易开裂的情况，本申请提供一种高摇摆数据线及其制备方法。

本申请提供的一种高摇摆数据线采用如下的技术方案：

一种高摇摆数据线，包括导电线芯，所述导电线芯上包覆有高摇摆TPE材料，所述高摇摆TPE材料由包括以下重量份的原料制成：SEBS弹性体20-40份，聚丙烯10-20份，碳酸钙5-10份，马来酸酐5-10份，接枝助剂2-4份，抗皱剂3-5份。

通过采用上述技术方案，本申请的高摇摆TPE材料中加入聚丙烯，形成了以聚丙烯为连续相、SEBS弹性体为分散相的形态结构，该形态结构能够有效提高SEBS弹性体的拉伸强度和流动性能；

马来酸酐与SEBS弹性体生成SEBS-g-MAH(马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物)，SEBS-g-MAH有助于提高TPE材料的韧性，马来酸酐与聚丙烯生成PP-g-MAH(马来酸酐接枝聚丙烯)，PP-g-MAH有助于增强碳酸钙与SEBS弹性体的相容性，从而增强TPE材料的拉伸强度和韧性；接枝助剂有助于提高马来酸酐与SEBS弹性体和聚丙烯的接枝率；

抗皱剂可以提高TPE材料的抗褶皱性能，可以减少TPE材料在多次摇摆后出现褶皱，有助于减少TPE材料开裂；

因此，本申请制备的高摇摆TPE材料具有较好的拉伸强度、韧性和抗褶皱性能，使用高摇摆TPE材料制备的高摇摆数据线在多次摇摆后，不易开裂。

优选的，所述高摇摆TPE材料由包括以下重量份的原料制成：SEBS弹性体27-33份，聚丙烯13-17份，碳酸钙6.2-7.8份，马来酸酐6-8份，接枝助剂2-4份，抗皱剂3.8-4.2份。

通过采用上述技术方案，由于聚丙烯的耐冲击性较差，加入过量的聚丙烯，会对制备的高摇摆TPE材料的耐冲击性产生不利影响；采用上述原料配比，聚丙烯既能增强高摇摆TPE材料的拉伸强度和流动性能，又能减少对高摇摆TPE材料的耐冲击性的影响；在上述原料配比下，马来酸酐与SEBS弹性体和聚丙烯生成的接枝产物较为适量，有助于提高高摇摆TPE材料的拉伸强度和韧性；因此，上述原料配比有利于进一步提高高摇摆数据线的拉伸强度和韧性，减少高摇摆数据线损坏。

优选的，所述接枝助剂由包括以下重量份的原料制成：二烷基过氧化物类引发剂3-6份、己内酰胺4-8份。

通过采用上述技术方案，二烷基过氧化物能够分解产生自由基，该自由基与SEBS弹性体和聚丙烯的主链产生吸氢效应，生成大分子自由基，从而有助于马来酸酐发生接枝反应；但是二烷基过氧化物会引发交联副反应，本申请加入己内酰胺，有助于抑制大分子间的交联反应，因此，有助于提高接枝率。

优选的，所述二烷基过氧化物类引发剂为α-α双(叔丁过氧基)二异丙苯。

通过采用上述技术方案，由于α-α双(叔丁过氧基)二异丙苯在同等加工温度下，相比于其他二烷基过氧化物类引发剂，能够分解产生更多的的自由基，有助于与SEBS弹性体和聚丙烯的主链产生吸氢效应，生成更多的大分子自由基，进一步提高接枝率。

优选的，所述抗皱剂由包括以下重量份的原料制成：蒙脱土4-6份，白炭黑4-6份，二苯胺类防老剂3-5份。

通过采用上述技术方案，由于蒙脱土具有三层片状结构，有助于提高高摇摆TPE材料的抗裂纹延展性能；白炭黑有助于提高高摇摆TPE材料的耐疲劳性和机械性能，从而有助于减少高摇摆TPE材料出现褶皱；二苯胺类防老剂能够高摇摆TPE材料的耐热老化性能和耐臭氧性能，而且有助于蒙脱土和白炭黑分散在高摇摆TPE材料中，提高高摇摆TPE材料断裂延伸率；因此，蒙脱土、白炭黑和二苯胺类防老剂有助于减少高摇摆数据线在多次摇摆后出现褶皱的情况。

优选的，所述二苯胺类防老剂的制备方法包括以下步骤：

S1、将10-15重量份4-氨基二苯胺、40-60重量份甲基异戊基酮和0.5-0.75重量份Pd/C催化剂加入反应釜中，混合均匀后，得到混合料；

S2、向反应釜中通入氢气，将混合料在140-160℃、3.5-4.5MPa的氢压下反应，得到反应产物；

S3、除去反应产物中的Pd/C催化剂，得到滤液，蒸馏滤液至质量分数为97％-99.2％，得到二苯胺类防老剂。

通过采用上述技术方案，上述制备方法的产品收率较高，反应过程稳定，Pd/C催化剂可以重复使用，有助于节约资源，制备的二苯胺类防老剂质量分数较高，性能优异。

本申请提供一种高摇摆数据线的制备方法采用如下的技术方案：包括以下步骤，

(1)按配比，将SEBS弹性体、聚丙烯、碳酸钙、马来酸酐和抗皱剂混合均匀后加入双螺杆挤出机中，再将接枝助剂加入双螺杆挤出机中，得到基础料；

(2)在160-190℃条件下，将基础料挤出，得到高摇摆TPE材料；

(3)将高摇摆TPE材料包裹在导电线芯上，得到传输线；

(4)将传输线裁剪至0.5-3m的长度，将传输线内的导电线芯的一端安装USB接头，将导电线芯的另一端安装传输接头，得到预制线；

(5)将预制线的传输接头、USB接头与高摇摆TPE材料进行注塑成型，得到高摇摆数据线。

通过采用上述技术方案，上述方法操作简单，通过注塑成型，提高了高摇摆数据线的密封性，有助于减少传输接头和USB接头与高摇摆TPE材料脱离，减少高摇摆数据线断裂。

优选的，第(2)步骤中，双螺杆挤出机的螺杆转速为250-450r/min，停留时间为30-60s。

通过采用上述技术方案，在上述转速和停留时间下，有助于提高接枝助剂的促进效果，进一步提高接枝产物的接枝率。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用高摇摆TPE材料，高摇摆TPE材料中加入聚丙烯、马来酸酐、接枝助剂和抗皱剂，有助于增强TPE材料的拉伸强度、韧性和抗褶皱性能，因此，能够减少高摇摆数据线在多次摇摆后开裂；

2、本申请中优选二烷基过氧化物类引发剂和己内酰胺，有助于马来酸酐发生接枝反应，抑制大分子间的交联反应，提高接枝率；

3、本申请中优选α-α双(叔丁过氧基)二异丙苯，有助于进一步提高接枝率；

4、本申请蒙脱土、白炭黑和二苯胺类防老剂，有助于提高高摇摆TPE材料的抗裂纹延展性能、耐疲劳性和耐老化性，减少高摇摆数据线在多次摇摆后出现褶皱的情况；

5、本申请高摇摆TPE材料的制备方法，通过控制合适的加工温度、转速和停留时间，有助于提高接枝助剂的促进效果，进一步提高接枝产物的接枝率，通过注塑成型，有助于减少高摇摆数据线断裂。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请中所使用的原料均可通过市售获得。其中SEBS弹性体购自东莞市汇昇塑化有限公司，聚丙烯购自茂名石化，碳酸钙购自廊坊鹏彩精细化工有限公司，马来酸酐购自山东隆汇化工有限公司，α-α双(叔丁过氧基)二异丙苯购自湖南以翔科技有限公司，过氧化二异丙苯购自上海阿拉丁生化科技有限公司，二叔丁基过氧化物购自济南德乔化工科技有限公司，己内酰胺购自南通润丰石油化工有限公司，4-氨基二苯胺购自湖北久丰隆化工有限公司，甲基异戊基酮购自美国伊士曼公司。

接枝助剂的制备例

制备例1-3

如表一所示，制备例1-3的主要区别在于原料不同。

以下以制备例1为例进行说明。

一种接枝助剂，采用如下步骤制备：按配比，将二烷基过氧化物类引发剂和己内酰胺放入搅拌器中，在160r/min的搅拌速度下，搅拌5min，得到接枝助剂。

表一 接枝助剂的原料配比表

制备例4

一种二苯胺类防老剂，采用如下步骤制备：

S1、按配比，将12.5kg的4-氨基二苯胺、50kg的甲基异戊基酮和0.65kg的Pd/C催化剂依次加入反应釜中，在140r/min下搅拌10min,得到混合料；

S2、向反应釜中通入氮气2min，然后通入氢气2min，调节反应釜内的气压为3.5MPa,再将反应釜的温度升至140℃，保温保压反应3h后，得到反应产物；

S3、将反应产物过滤，除去反应产物中的Pd/C催化剂后，得到滤液，在100℃下蒸馏滤液，滤液的质量分数为98.5％时，停止蒸馏，得到二苯胺类防老剂。

制备例5

本制备例与制备例4的区别之处在于，S2步骤中，反应釜的温度升至160℃。

制备例6

本制备例与制备例4的区别之处在于，S2步骤中，调节反应釜内的气压为4.5MPa。

制备例7-9

如表二所示，制备例7-9的主要区别在于原料不同。

以下以制备例7为例进行说明。

一种抗皱剂，采用如下步骤制备：按配比，将蒙脱土、白炭黑和二苯胺类防老剂加入搅拌器中，在140r/min下搅拌10min，得到抗皱剂。

表二 抗皱剂的原料配比表

实施例

实施例1-5

如表三所示，实施例1-5的主要区别在于高摇摆TPE材料的原料配比不同。

以下以实施例1为例进行说明。

(1)按配比，将SEBS弹性体、聚丙烯、碳酸钙、马来酸酐和抗皱剂加入搅拌器中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中，再将接枝助剂加入双螺杆挤出机中，得到基础料；

(2)在160℃、螺杆转速为250r/min条件下，将基础料挤出，停留时间为30s，得到高摇摆TPE材料；

(3)将高摇摆TPE材料包裹在导电线芯上，得到传输线；

(4)将传输线裁剪至1m的长度，将传输线内的导电线芯的一端与USB接头焊接，将导电线芯的另一端与传输接头焊接，得到预制线；

(5)将预制线的传输接头和USB接头，均插入接头外模注塑模具内，与高摇摆TPE材料进行注塑成型，得到高摇摆数据线。

表三 高摇摆TPE材料的原料配比表

实施例6-9

如表四所示，相比于实施例5，实施例6-9的主要区别在于原料不同。

表四 高摇摆TPE材料的原料表

实施例10

本实施例与实施例5的区别之处在于，第(2)步骤中，双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。

实施例11

本实施例与实施例5的区别之处在于，第(2)步骤中，停留时间为60s。

实施例12

本实施例与实施例5的区别之处在于，第(2)步骤中，温度为90℃。

对比例

对比例1

如表五所示，一种改性TPE材料，采用以下步骤制备：

步骤1、白油吸收：将SEBS、白油依次投入混料机中，在30r/min的搅拌速度下搅拌30min混合均匀，使得SEBS充分吸收白油，白油选择KN4006；

步骤2、混合料的制备：将聚氨酯、聚氨酯接枝剂投入混料机中与吸收了白油的SEBS混合，搅拌30min后，得到均匀的混合料；

步骤3、双螺杆挤出成型：将混合料投入双螺杆挤出机的进料口，并利用高速齿轮泵在熔融挤出段的加液口添加硅油，加液口位置的温度为220℃，高速齿轮泵选用3000r/min的高速齿轮泵，双螺杆挤出机出料口挤出的物料即为改性TPE材料；

其中，硅油的单位时间添加量与螺杆挤出机的单位时间挤出量的比例关系为0.3:100。

使用该改性TPE材料按照实施例5的制备步骤，制得数据线样品。

表五 改性TPE材料的物料表

对比例2

本对比例与实施例5的区别之处在于，接枝助剂中不含有己内酰胺。

对比例3

本对比例与实施例5的区别之处在于，原料中不含有接枝助剂。

对比例4

本对比例与实施例5的区别之处在于，抗皱剂中不含有二苯胺类防老剂。

对比例5

本对比例与实施例5的区别之处在于，原料中不含有抗皱剂。

对比例6

本对比例与实施例5的区别之处在于，原料中不含有马来酸酐。

性能检测试验

针对本申请实施例1-12提供的高摇摆数据线和对比例1-6提供的数据线样品，进行如下的性能检测，检测数据见表六。

其中，根据ASTM D412《硫化橡胶和热塑性弹性体拉伸试验方法》测试高摇摆数据线和数据线样品的拉伸强度和断裂伸长率；根据ASTM D2240标准测试高摇摆数据线和数据线样品的硬度；根据ASTM D624《橡胶和热塑性弹性体抗撕裂强度》测试高摇摆数据线和数据线样品的抗撕裂强度。

表六 性能检测试验数据表

结合实施例1-5和对比例1并结合表六可以看出，相比于对比例1，实施例1-5的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度均较大，而实施例1-5的硬度变化较小，因此，实施例1-5制备的高摇摆数据线在多次摇摆或弯折后，不易断裂。

结合实施例5-9并结合表六可以看出，相比于实施例5，实施例6-7的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度均较小，这说明添加α-α双(叔丁过氧基)二异丙苯对高摇摆数据线的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度的增强效果较好；相比于实施例5，实施例8-9的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度变化不大，这说明在制备例4-6的条件下，制备的二苯胺类防老剂对高摇摆数据线的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度的增强效果均较好。

结合实施例5、实施例10-12并结合表六可以看出，相比于实施例5，实施例10-12的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度变化不大，这说明在实施例10-12的制备条件下，制备的高摇摆数据线的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度均较好。

结合实施例5、对比例2-6并结合表六可以看出，相比于实施例5，对比例2的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度均降低，这说明在二烷基过氧化物类引发剂和己内酰胺同时存在的情况下，制备的高摇摆数据线的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度更好；相比于实施例5，对比例4的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度均降低，这说明在抗皱剂中添加二苯胺类防老剂，有助于提高高摇摆数据线的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度；相比于实施例5，对比例3、对比例5和对比例6的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度均更低，而且比对比例2和对比例4的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度低，这说明在接枝助剂、抗皱剂和马来酸酐同时存在的条件下，制备的高摇摆数据线的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度更好。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种高摇摆数据线，其特征在于，包括导电线芯，所述导电线芯上包覆有高摇摆TPE材料，所述高摇摆TPE材料由包括以下重量份的原料制成：SEBS弹性体20-40份，聚丙烯10-20份，碳酸钙5-10份，马来酸酐5-10份，接枝助剂2-4份，抗皱剂3-5份。

2.根据权利要求1所述的高摇摆数据线，其特征在于：所述高摇摆TPE材料由包括以下重量份的原料制成：SEBS弹性体27-33份，聚丙烯13-17份，碳酸钙6.2-7.8份，马来酸酐6-8份，接枝助剂2.5-3.5份，抗皱剂3.8-4.2份。

3.根据权利要求1所述的高摇摆数据线，其特征在于：所述接枝助剂由包括以下重量份的原料制成：二烷基过氧化物类引发剂3-6份、己内酰胺4-8份。

4.根据权利要求3所述的高摇摆数据线，其特征在于：所述二烷基过氧化物类引发剂为α-α双（叔丁过氧基）二异丙苯。

5.根据权利要求1所述的高摇摆数据线，其特征在于：所述抗皱剂由包括以下重量份的原料制成：蒙脱土4-6份，白炭黑4-6份，二苯胺类防老剂3-5份。

6.根据权利要求5所述的高摇摆数据线，其特征在于：所述二苯胺类防老剂的制备方法包括以下步骤：

S1、将10-15重量份4-氨基二苯胺、40-60重量份甲基异戊基酮和0.5-0.75重量份Pd/C催化剂加入反应釜中，混合均匀后，得到混合料；

S2、向反应釜中通入氢气，将混合料在140-160℃、3.5-4.5MPa的氢压下反应，得到反应产物；

S3、除去反应产物中的Pd/C催化剂，得到滤液，蒸馏滤液至质量分数为97%-99.2%，得到二苯胺类防老剂。

7.权利要求1-6任一所述的高摇摆数据线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）按配比，将SEBS弹性体、聚丙烯、碳酸钙、马来酸酐和抗皱剂混合均匀后加入双螺杆挤出机中，再将接枝助剂加入双螺杆挤出机中，得到基础料；

（2）在160-190℃条件下，将基础料挤出，得到高摇摆TPE材料；

（3）将高摇摆TPE材料包裹在导电线芯上，得到传输线；

（4）将传输线裁剪至0.5-3m的长度，将传输线内的导电线芯的一端安装USB接头，将导电线芯的另一端安装传输接头，得到预制线；

（5）将预制线的传输接头和USB接头，均与高摇摆TPE材料进行注塑成型，得到高摇摆数据线。

8.权利要求7所述的高摇摆数据线的制备方法，其特征在于：第（2）步骤中，双螺杆挤出机的螺杆转速为250-450r/min，停留时间为30-60s。