本發明涉及一種新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料及其制備方法,屬于電纜料領域。
背景技術:
熱固性輻照交聯彈性體(tpe)是一種兼有塑料和橡膠特性而且應用廣泛的高分子材料,又稱第三類橡膠。由于它有優越的加工特性和機械性能,可以直接用擠出機擠出,簡化了生產工藝,提高了生產效率,降低了生產成本和能耗,從20世紀50年代人類生產出彈性體以來發展極為迅速,目前已經發展到了第四代。熱固性輻照交聯彈性體由于具有優越的加工性、柔軟性,同時大部分又有良好的電性能、耐候性、物理機械性能,它是新能源汽車車內電纜用優良的材料。主要應用于新能源汽車充電接口與電池、電池與電機之間的連接。目前,市面上的新能源汽車車內用電纜普遍偏硬,材料的柔軟度和其他性能不能兼容,因此如何降低新能源汽車車內用電纜料的硬度也將成為新材料開發中亟需解決的問題。
技術實現要素:
本發明提供一種新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料及其制備方法,在實現無鹵阻燃的基礎上,進一步提高了材料的柔軟度,真正實現了低煙無鹵技術在彈性體中的應用,且克服了難加工的現狀,顯著提高了電纜料的機械性能。
為解決上述技術問題,本發明所采用的技術方案如下:
一種新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料,其原料包括如下組分:
所述份數為重量份數。
超低密度聚乙烯為dfdb-1088或dfdb-1085,這樣能使各組分之間的協同效應發揮到最佳。
本申請通過對彈性體的特定的選擇,使其與其他物料復配產生了顯著的協同效應,所得電纜料柔軟性好,交聯之后硬度不大于80a(邵氏a);機械性能非常好,顯著高于國標要求;在燃燒時能大量吸附燃燒產生的煙塵,從而顯著降低了煙密度,真正實現了低煙,且所得電纜料的耐油性能很好,對于汽油、柴油、礦物油有很好的抗溶脹性。
本申請電纜料的阻燃性也也有了顯著的提升,可順利通過vw-1單根垂直燃燒試驗。
為了更好的提高產品的機械性能和耐油性能,優選,乙烯醋酸乙烯共聚物中va含量為26-34%,熔融指數為4~8g/10min;相容劑為馬來酸酐接枝乙丙橡膠poe;抗氧劑為芳基仲胺類抗氧劑。這樣可更進一步促進各組分之間的協同效應,從而提升產品的綜合性能。va指醋酸乙烯。
更進一步優選,乙烯醋酸乙烯共聚物為揚巴的6110mc,va含量約為28%,熔融指數為6g/10min;相容劑采用上海久聚的馬來酸酐接枝poe;抗氧劑選用美國科聚亞的主、輔抗氧劑協同使用。
為了有更好的低煙效果,進一步促進各組分之間的協同效應,同時保證所得電纜料的機械性能,優選,偶聯劑為硅烷偶聯劑。申請人經研究發現,利用硅烷的橋梁作用,使得粉體和基料之間能夠更好的相容,混合更加均勻,材料在燃燒時粉體能夠充分起到阻燃的效果。
為進一步提高電纜料的均勻性,提高電纜料的機械性能,優選,氫氧化鋁用硅烷前處理過,粒徑為1~2μm;硅烷前處理使氫氧化鋁的粒徑更加細膩,所得電纜料的機械性能和低煙阻燃性有了更進一步的改善。
為了進一步提高電纜料的均勻性,提高電纜料的機械性能,優選,氫氧化鋁使用前用高攪機高速攪拌4-5min。這樣可以去除粉料粒子間的靜電,提高粉料在基料中的分散性,然后加入硅烷偶聯劑后繼續高速攪拌10min,這樣粉體和基料之間的相容性會大大提升,對所得電纜料的機械性能也有明顯的改善。
上述新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料的制備方法,其特征在于:包括順序相接的如下步驟:
①、將氫氧化鋁用高攪機高速攪拌4-5min,然后加入硅烷偶聯劑后繼續高速攪拌10min。
②、將步驟①所得物料、超細二氧化硅、抗氧劑a、抗氧劑b、光穩定劑和紫外線吸收劑置于高速混合機中以850-1000r/min的轉速攪拌8-12min,;
③、將步驟①所得物料置于密煉機中并加入乙烯醋酸乙烯共聚物、相容劑、硅酮母粒、色母粒和交聯劑進行混煉,然后雙螺桿喂料單螺桿擠出,最后經風冷造粒;
④、將乙丙橡膠和超低密度聚乙烯置于密煉機中混煉均勻,然后雙錐喂料擠出,風冷造粒;
⑤、將步驟②、③所得粒子重新置于密煉機中充分進行混煉,然后雙錐喂料擠出,即得新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料。
上述步驟②和③中,混練的溫度均為120-140℃;步驟②、③和④中的擠出溫度均為120-155℃。
上述制備方法可使各物料充分混合,且所得電纜料的均勻性顯著提升,很好地解決了現有無機粉料分散性差的缺陷。
本發明未提及的技術均參照現有技術。
本發明新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料,在實現無鹵阻燃的基礎上,通過對彈性體的特定的選擇,使其與其他基料復配產生了顯著的協同效應,所得電纜料的柔軟性極好,且機械性能有了明顯的提升,耐油性能很好,對于汽油、柴油、礦物油有很好的抗溶脹性;使用粒徑極細的粉體并用硅烷做前處理,使的材料燃燒時顯著降低了煙密度,真正實現了低煙;新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料制備方法簡單、成本低廉,有良好的市場前景。
具體實施方式
為了更好地理解本發明,下面結合實施例進一步闡明本發明的內容,但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
實施例1
新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料,其原料包括如下組分:乙烯醋酸乙烯共聚物6110mc(揚巴的eva)30份,超低密度聚乙烯dfdb-1088(dow)30份,4725p乙丙膠30份,上海久聚的電纜相容劑10份,硅酮母粒(凱杰高分子)3份,色母粒fn1275(上海武江)3份,氫氧化鋁(化學法并表面硅烷處理,1250目,鞏義市藝洋水處理材料有限公司)120份,超細二氧化硅(萬載輝明化工,粒徑0.8~1μm)10份,抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)0.5份,抗氧劑412s(科聚亞的抗氧劑)1份光穩定劑328(常州華鈦)0.1份,紫外線吸收劑uv531(常州華鈦)0.1份,交聯劑taic(杭州科利)3份,所述份數為重量份數。
上述氫氧化鋁經過如下方式處理:將120份氫氧化鋁用高攪機高速攪拌(900r/min)5min,然后加入1.2份硅烷偶聯劑kh550后繼續高速攪拌(1200r/min)10min。
上述新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料的制備方法,包括順序相接的如下步驟:
①、將硅烷偶聯劑處理過的氫氧化鋁、超細二氧化硅、抗氧劑445、抗氧劑412s、光穩定劑和紫外線吸收劑置于高速混合機中以900r/min的轉速攪拌10min。
②、將步驟①所得物料置于3l密煉機中并加入乙烯醋酸乙烯共聚物、相容劑、硅酮母粒、色母粒和交聯劑進行混煉,然后雙螺桿喂料單螺桿擠出,最后經風冷造粒;其中:混練機:130℃,單螺桿擠出段:第一段:120~125℃,第二段:135~140℃,第三段:140~145℃,第四段:145~150℃,第五段:150~155℃;
③、將乙丙橡膠和超低密度聚乙烯置于密煉機中混煉均勻,然后雙錐喂料擠出,風冷造粒。其中:混練機:130℃,擠出溫度為:第一段:120~125℃,第二段:135~140℃,第三段:140~145℃,第四段:145~150℃,第五段:150~155℃;
④、將步驟②、③所得粒子重新置于密煉機中充分進行混煉,然后雙錐喂料擠出,擠出溫度為第一段:120~125℃,第二段:130~135℃,第三段:140~145℃,第四段:145~150℃,第五段:150~155℃,最后經風冷造粒,即得新能源汽車車內電纜用無鹵阻燃彈性體電纜料。經檢測,各項指標如表1所示。
實施例2
同實施例1步驟,不同之處在于各原料的重量分組成為:乙烯醋酸乙烯共聚物6110mc(揚巴的eva)40份,30份超低密度聚乙烯dfdb-1088(dow),20份3745p乙丙膠,相容劑(上海久聚的相容劑)10份,硅酮母粒(凱杰高分子)2份,色母粒fn1275(上海武江)3份,氫氧化鋁100份(氫氧化鋁放入高攪機高速攪拌(900r/min)5min,加入1.35份硅烷偶聯劑kh550,900r/min攪拌10分鐘,粒徑約為1.5μm),超細二氧化硅(萬載輝明化工,粒徑0.8~1μm)20份,抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份,抗氧劑412s(科聚亞的抗氧劑)2份,光穩定劑328(常州華鈦)0.1份,紫外線吸收劑uv531(常州華鈦)0.1/*/劑taic(杭州科利)4份,所述份數為重量份數。經檢測,各項指標如表1所示。
實施例3
同實施例1步驟,不同之處在于各原料的重量分組成為:乙烯醋酸乙烯共聚物6110mc(揚巴的eva)40份,20份超低密度聚乙烯dfdb-1088(dow),30份3722p乙丙膠,相容劑(上海久聚的電纜相容劑)10份,硅酮母粒(凱杰高分子)3份,色母粒fn1275(上海武江)3份,氫氧化鋁100份(放入高攪機高速攪拌(900r/min)5min,加入1.2份硅烷偶聯劑kh550,1000r/min攪拌10分鐘,粒徑約為1μm),超細二氧化硅(萬載輝明化工,粒徑0.8~1μm)20份,抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份,抗氧劑412s(科聚亞的抗氧劑)2份,光穩定劑328(常州華鈦)0.1份,紫外線吸收劑uv531(常州華鈦)0.1份,交聯劑taic(杭州科利)5份,所述份數為重量份數。經檢測,各項指標如表1所示。
實施例4
同實施例1步驟,不同之處在于各原料的重量分組成為:乙烯醋酸乙烯共聚物6110mc(揚巴的eva)30份,30份超低密度聚乙烯dfdb-1085(dow),30份2504乙丙膠,相容劑(上海久聚的電纜相容劑)10份,硅酮母粒(凱杰高分子)3份,色母粒fn1275(上海武江)1份,氫氧化鋁120份(放入高攪機高速攪拌(900r/min)5min,加入1.2份硅烷偶聯劑kh550,1000r/min攪拌10分鐘,粒徑約為1μm),超細二氧化硅(萬載輝明化工,粒徑0.8~1μm)10份,抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份,抗氧劑412s(科聚亞的抗氧劑)2份,光穩定劑328(常州華鈦)0.2份,紫外線吸收劑uv531(常州華鈦)0.2份,交聯劑taic(杭州科利)3份,所述份數為重量份數。經檢測,各項指標如表1所示。
實施例5
同實施例1步驟,不同之處在于各原料的重量分組成為:乙烯醋酸乙烯共聚物6110mc(揚巴的eva)35份,30份超低密度聚乙烯dfdb-1085(dow),30份4045乙丙膠,相容劑(上海久聚的電纜相容劑)15份,硅酮母粒(凱杰高分子)3份,色母粒fn1275(上海武江)3份,氫氧化鋁120份(放入高攪機高速攪拌(900r/min)5min,加入1.2份硅烷偶聯劑kh550,1000r/min攪拌10分鐘,粒徑約為1μm),超細二氧化硅(萬載輝明化工,粒徑0.8~1μm)10份,抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)1份,抗氧劑412s(科聚亞的抗氧劑)2份,光穩定劑328(常州華鈦)0.2份,紫外線吸收劑uv531(常州華鈦)0.2份,交聯劑taic(杭州科利)3份,所述份數為重量份數。經檢測,各項指標如表1所示。
實施例6
同實施例1步驟,不同之處在于各原料的重量分組成為:乙烯醋酸乙烯共聚物6110mc(揚巴的eva)60份,10份超低密度聚乙烯dfdb-1085(dow),20份4044乙丙膠,相容劑(上海久聚的電纜相容劑)15份,硅酮母粒(凱杰高分子)3份,色母粒fn1275(上海武江)3份,氫氧化鋁120份(放入高攪機高速攪拌(900r/min)5min,加入1.2份硅烷偶聯劑kh550,1000r/min攪拌10分鐘,粒徑約為1μm),超細二氧化硅(萬載輝明化工,粒徑0.8~1μm)20份,抗氧劑445(科聚亞的抗氧劑)0.8份,抗氧劑412s(科聚亞的抗氧劑)2份,光穩定劑328(常州華鈦)0.2份,紫外線吸收劑uv531(常州華鈦)0.2份,交聯劑taic(杭州科利)5份,所述份數為重量份數。經檢測,各項指標如表1所示。
表1
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說明:上述硬度是反應材料柔軟度的,低于80a證明柔軟性極好,伸長率大于300,彈性好;耐油性能測的是線的外徑變化率,小于15%,耐油性能極好。