一种用于充电桩的阻燃电缆料及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种充电桩电缆，尤其是一种用于充电桩的阻燃电缆料及其制备方法。


背景技术：

2.目前，新能源汽车已成为全球趋势，我国新能源汽车产业也将进入快速发展阶段。由此也带来了充电桩的巨大需求。由于充电桩的使用环境等特殊要求，使得对其所使用充电桩电缆在柔软度、机械物理和电性能等方面都提出了较高要求，导致要求作为这类线缆绝缘层和护套层材料必须低烟无卤阻燃、弹性好、耐温等级高(耐热老化性能好)、耐低温、抗撕裂、电绝缘性能好、耐油、耐臭氧、耐环境开裂等特性。
3.目前，充电桩电缆都采用无卤阻燃热塑性弹性体tpe作为绝缘层和护套层材料。无卤阻燃热塑性弹性体tpe具有弹性好、耐低温好、加工方便的优点，但材料未发生交联，存在耐热老化性能不好、抗撕裂性差、电绝缘性能差、耐油性差、烟密度大的缺陷，在使用过程中容易出现问题，进而给新能源汽车在充电过程中带来了安全隐患。如中国专利申请cn201410390759.5公开了一种电动汽车充电桩电缆用的改性tpe混合材料及其制备方法，该tpe混合材料按重量份包括如下组分：热塑性弹性体50-70份，增强剂10-20份，阻燃剂25-55份，润滑剂0.2-0.5份，偶联剂0.1-0.3份，抗氧剂0.1-0.3份，该材料因阻燃剂添加量较大而强度较低，并且耐撕裂性能、耐热性和耐刮性较差，限制了其在电动汽车充电桩电缆上的应用。中国专利申请cn201611226350公开了一种充电桩电缆用125℃辐照交联低烟无卤阻燃材料，其所述阻燃材料包括以下原料组分及重量份：基材树脂20-35份，相容剂5-20份，阻燃剂30-60份，抗氧剂1-5份，润滑剂1-6份，交联敏化剂0.5-2.5份，该材料的柔软度较差，阻燃性一般，且要求辐照交联，线缆生产速度受限。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种能够同时满足柔软、高阻燃、耐高低温、耐老化、耐环境开裂、高绝缘、耐油、耐臭氧以及耐环境开裂要求的一种用于充电桩的阻燃电缆料，具体技术方案为：
5.一种用于充电桩的阻燃电缆料，由以下原料按照重量份数制成：
6.三元乙丙橡胶：55-70份；
7.乙烯辛烯共聚树脂：10-20份；
8.马来酸酐接枝改性树脂：8-12份；
9.交联改性树脂：8-10份；
10.聚乙烯-醋酸乙烯酯：5-10份；
11.聚苯醚：2-5份；
12.阻燃剂：60-90份；
13.阻燃增效剂：20-30份；
14.聚乙烯蜡：0.5-1.0份；
15.抗氧剂：1.2-2.0份；
16.交联剂：0.9-1.2份。
17.优选的，所述交联改性树脂采用如下方法制备：
18.将超低密度聚乙烯树脂加入过氧化物交联剂，经过交联后制成改性树脂；
19.其中，所述超低密度聚乙烯树脂在190℃下熔融指数为0.5-1.0克/10分钟；过氧化物交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯，其加入量为所述乙烯辛烯共聚树脂重量的0.2-0.4％。
20.优选的，所述马来酸酐接枝改性树脂是乙烯辛烯共聚树脂的马来酸酐单体接枝物。
21.优选的，所述三元乙丙橡胶中乙烯的含量为55-70wt％，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为3-8wt％；
22.优选的，所述乙烯辛烯共聚树脂在190℃下熔融指数为1.0-1.5克/10分钟；
23.所述聚乙烯-醋酸乙烯酯的密度为0.9～1.0g/cm3，熔融指数为0.5～5g/10分钟。
24.优选的，所述阻燃剂采用二乙基次膦酸铝和氢氧化镁的按重量比1：3混合而成。
25.优选的，所述阻燃增效剂采用硅烷偶联剂包覆三聚氰胺聚磷酸酯。
26.优选的，所述抗氧化剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯按重量比2：3混合而成。
[0027]
优选的，所述交联剂为三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙烯酸三羟甲基酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯中的一种或几种。
[0028]
一种用于充电桩的阻燃电缆料的制备方法，，包括以下步骤：
[0029]
(1)制备交联改性树脂：将超低密度聚乙烯树脂和0.3wt％的双叔丁基过氧化二异丙基苯放入到搅拌机中，低速搅拌2分钟，得到混匀的混合物；再将混匀的混合物加入到六个温度段的双螺杆挤出机中，进行化学交联反应并制成交联改性树脂块状物；所述的双螺杆挤出机的六个温度段的温度分别为100℃、160℃、175℃、175℃、175℃、180℃；
[0030]
(2)制备：将上述块状交联改性树脂和三元乙丙橡胶、乙烯辛烯共聚树脂、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚苯醚、阻燃剂、阻燃增效剂、聚乙烯蜡、抗氧剂、交联剂投入到可加热密炼机混炼至170-175℃，混炼时间15-20分钟，制成团状物料；
[0031]
(3)造粒：将所述团状物料投入七温度段双螺杆挤出机中，挤制成颗粒，得到所述用于充电桩的阻燃电缆料；所述七温度段双螺杆挤出机的七个温度段分别为100℃、145℃、155℃、165℃、165℃、160℃、160℃。
[0032]
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
[0033]
(1)一种用于充电桩的阻燃电缆料以三元乙丙橡胶为主体，保证了电缆料柔软、耐高低温、耐臭氧及耐老化性能；加入超低密度聚乙烯的交联改性树脂明显提高本发明的抗撕裂强度，并且提高了本发明耐热、耐环境开裂性能。
[0034]
(2)利用多种自由基光引发剂的组合，提高了聚烯烃电缆料的交联效率，相比于普通辐照交联方式明显提高了电线电缆的生产效率。
[0035]
(3)采用阻燃剂与阻燃增效剂之间的协同作用，阻燃剂的表面改性技术、微胶囊包覆技术等，改善在聚烯烃中因大量添加无卤阻燃剂所造成的机械性能严重恶化问题，复合
型的聚合物树脂体系具有极强的相容性，极大的提高了无机阻燃剂与有机树脂间的粘合力，还提供了产品优异的物理性能和加工性能。阻燃性能通过gb/t2408v-0垂直燃烧试验，并且绿色环保。
具体实施方式
[0036]
现结合实施例对本发明作进一步说明。
[0037]
实施例一
[0038]
一种用于充电桩的阻燃电缆料，由以下原料按照重量份数制成：
[0039]
三元乙丙橡胶：56份，乙烯辛烯共聚树脂：18份，马来酸酐接枝改性树脂：10份，交联改性树脂：10份，聚乙烯-丙烯酸酯橡胶：6份，聚苯醚：3份，阻燃剂：60份，阻燃增效剂：30份，聚乙烯蜡：0.5份，抗氧剂：1.2份，交联剂：0.9份。
[0040]
一种用于充电桩的阻燃电缆料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0041]
(1)制备交联改性树脂：将超低密度聚乙烯树脂和0.3wt％的双叔丁基过氧化二异丙基苯放入到搅拌机中，低速搅拌2分钟，得到混匀的混合物；再将混匀的混合物加入到六个温度段的双螺杆挤出机中，进行化学交联反应并制成交联改性树脂块状物；所述的双螺杆挤出机的六个温度段的温度分别为100℃、160℃、175℃、175℃、175℃、180℃；
[0042]
(2)制备：将上述块状交联改性树脂和三元乙丙橡胶、乙烯辛烯共聚树脂、聚乙烯-丙烯酸酯橡胶、聚苯醚、阻燃剂、阻燃增效剂、聚乙烯蜡、抗氧剂、交联剂按如下重量份：三元乙丙橡胶：56份，乙烯辛烯共聚树脂：18份，马来酸酐接枝改性树脂：10份，交联改性树脂：10份，聚乙烯-丙烯酸酯橡胶：6份，聚苯醚：3份，阻燃剂：60份，
[0043]
阻燃增效剂：30份，聚乙烯蜡：0.5份，抗氧剂：1.2份，交联剂：0.9份，一起投入到可加热密炼机混炼至175℃，混炼时间20分钟，制成团状物料；
[0044]
(3)造粒：将所述团状物料投入七温度段双螺杆挤出机中，挤制成颗粒，得到充电桩电缆用紫外光照交联低烟无卤阻燃电缆料；所述七温度段双螺杆挤出机的七个温度段分别为100℃、145℃、155℃、165℃、165℃、160℃、160℃。
[0045]
实施例二
[0046]
一种用于充电桩的阻燃电缆料，由以下原料按照重量份数制成：
[0047]
三元乙丙橡胶：70份，乙烯辛烯共聚树脂：10份，马来酸酐接枝改性树脂：8份，交联改性树脂：8份，聚乙烯-丙烯酸酯橡胶：5份，聚苯醚：4份，阻燃剂：75份，阻燃增效剂：25份，聚乙烯蜡：0.6份，抗氧剂：1.5份，交联剂：1.1份。
[0048]
一种用于充电桩的阻燃电缆料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0049]
将实施例1制备的交联改性树脂和将上述块状交联改性树脂和三元乙丙橡胶、乙烯辛烯共聚树脂、聚乙烯-丙烯酸酯橡胶、聚苯醚、阻燃剂、阻燃增效剂、聚乙烯蜡、抗氧剂、交联剂按如下重量份：三元乙丙橡胶：70份，乙烯辛烯共聚树脂：10份，马来酸酐接枝改性树脂：8份，交联改性树脂：8份，聚乙烯-丙烯酸酯橡胶：5份，聚苯醚：4份，阻燃剂：75份，阻燃增效剂：25份，聚乙烯蜡：0.6份，抗氧剂：1.5份，交联剂：1.1份一起投入到可加热密炼机混炼至175℃，混炼时间20分钟，制成团状物料；
[0050]
按实施例1中所述的第三步(3)造粒工艺进行造粒，得到充电桩电缆用紫外光照交联低烟无卤阻燃电缆料
[0051]
实施例三
[0052]
一种用于充电桩的阻燃电缆料，由以下原料按照重量份数制成：
[0053]
三元乙丙橡胶：63份，乙烯辛烯共聚树脂：10份，马来酸酐接枝改性树脂：8份，交联改性树脂：10份，聚乙烯-丙烯酸酯橡胶：9份，聚苯醚：5份，阻燃剂：90份，阻燃增效剂：20份，聚乙烯蜡：0.6份，抗氧剂：1.5份，交联剂：1.2份。
[0054]
一种用于充电桩的阻燃电缆料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0055]
将实施例1制备的交联改性树脂和将上述块状交联改性树脂和三元乙丙橡胶、乙烯辛烯共聚树脂、聚乙烯-丙烯酸酯橡胶、聚苯醚、阻燃剂、阻燃增效剂、聚乙烯蜡、抗氧剂、交联剂按如下重量份：三元乙丙橡胶：63份，乙烯辛烯共聚树脂：10份，马来酸酐接枝改性树脂：8份，交联改性树脂：10份，聚乙烯-丙烯酸酯橡胶：9份，聚苯醚：5份，阻燃剂：90份，阻燃增效剂：20份，聚乙烯蜡：0.6份，抗氧剂：1.5份，交联剂：1.2份一起投入到可加热密炼机混炼至175℃，混炼时间20分钟，制成团状物料；
[0056]
按实施例1中所述的第三步(3)造粒工艺进行造粒，得到充电桩电缆用紫外光照交联低烟无卤阻燃电缆料
[0057]
性能测试结果：
[0058]
对实施例1-3制备获得的充电桩电缆用耐高温辐照交联低烟无卤阻燃电缆料进行性能测试，性能指标如表1所示。对比例为普通充电桩线缆用电缆料的样品制备。实施例及对比例所列出的数据均为典型值：
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表1
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