一种车用高柔软高弹耐压电缆的交联TPE材料制造技术

一种新能源汽车用高柔软高弹耐压电缆，包括中心导体、交联TPE绝缘层、防护层、屏蔽层和交联TPE护套层；中心导体为通过交叉正规绞合所形成的退火裸铜或镀锡绞合导体；中心导体的外周紧密包覆有交联TPE绝缘层，交联TPE绝缘层的外周紧密包覆有防护层，防护层的外周紧密包覆有屏蔽层，屏蔽层的外周紧密包覆有交联TPE护套层。本发明专利技术克服了电缆在长期使用中存在的开裂问题，又保证电缆使用的高柔软性，同时保证电缆可以满足1.5kv或更高的额定电压，兼具普通TPE绝缘电缆和XLPE绝缘电缆的性能优势。

【技术实现步骤摘要】
一种车用高柔软高弹耐压电缆的交联TPE材料
本专利技术涉及新能源电缆材料的
，具体涉及一种新能源汽车用高柔软高弹耐压电缆的交联TPE材料。
技术介绍
在新能源汽车用的高压电缆中，前期选用的绝缘层与护套层材料主要为TPE材料（热塑性弹性体材料），这种材料无需辐照交联，具有生产效率上的优势，但此类材料主要存在长期使用的开裂问题。后期选用的材料主要为XLPE复合物材料（交联聚乙烯材料），但XLPE材料在硬度与弹性方面存在劣势，在大平方导线中柔软度不佳。综上所述，目前市场上常规的新能源导线存在以下不足：一、抗张强度差，普遍小于10Mpa；二、硬度不足，仅为85A左右；三、强度低且柔软度差，导致弯曲半径过大。因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本专利技术所要研究解决的课题。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种车用高柔软高弹耐压电缆的交联TPE材料。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种车用高柔软高弹耐压电缆的交联TPE材料，用于制成所述电缆的绝缘层或/和护套层；所述交联TPE材料的原料包括以下重量份的组分：SEBS25~35份；聚丙烯20~30份；磷氮系阻燃剂20~30份；纳米二氧化硅5~10份；环烷油5~15份；交联剂5~10份；润滑剂2~5份；色母粒2~3份；抗氧剂0.2~1份；所述交联TPE材料的制备工艺如下：首先，将SEBS与环烷油在低速搅拌机内搅拌混合，搅拌时间为2~4min，使SEBS充分吸油溶胀；然后，加入聚丙烯，继续搅拌2min，然后加入纳米二氧化硅、阻燃剂、润滑剂、交联剂、色母料、抗氧剂，并在高速搅拌机内搅拌5~10min，得到所述交联TPE材料的均匀混合物；最后，将所述混合物在双螺杆挤出机中熔融共混，加工温度为180~210℃，挤出料条，随后拉条造粒；电缆挤出时对所述交联TPE材料进行预烘干处理，烘干温度为80~100℃，烘干时间为4~6h，挤出的温度控制在180~200℃；电缆挤出完成后进行辐照，材料的辐照剂量为12~17Mard/mm，绝缘层与护套层的热延伸控制在40~70%。上述技术方案中的有关内容解释如下：1、上述方案中，SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。通过在TPE材料中加入交联剂，在通过γ射线或电子束辐照过后可以使材料中SEBS材料得到交联，辐照时电缆以20~40m/min的速度通过辐射源，辐照后可以增强材料的性能。SEBS和聚丙烯为TPE材料的主要成分，通过调整两类材料的配比可以调整材料的最终手感及拉伸强度和伸长率，提高SEBS的含量可以提高材料的伸长率和橡胶手感；提高聚丙烯含量能够提高材料强度，通常聚丙烯与SEBS的重量比为1:1.5~1:2.2。2、上述方案中，所述交联TPE材料的原料优选以下重量份的组分：SEBS27~34份；聚丙烯23~29份；磷氮系阻燃剂21.5~28份；纳米二氧化硅6~8.5份；环烷油8~12份；交联剂5.5~9.5份；润滑剂2.2~4.3份；色母粒2.1~2.8份；抗氧剂0.35~0.85份。3、上述方案中，所述聚丙烯的熔融指数为0.8~2g/10min。4、上述方案中，所述环烷油的闪点大于170℃，且其中的饱和烃含量为89.2~94.0%。环烷油可以调整材料硬度，满足电缆对硬度的要求。5、上述方案中，所述磷氮系阻燃剂采用多羟基化合物组成，所述多羟基化合物包括以下一种或几种成分：季戊四醇、聚磷酸铵、三聚氰胺。借此设计，可在火焰环境中相互反应在电缆的表面形成炭层，阻止与空气继续接触，达到阻燃效果。6、上述方案中，所述交联剂采用TAIC（三烯丙基异氰脲酸酯），在制备所述交联TPE材料前，TAIC先经过偶联剂进行表面处理；所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷，所用的重量份数为所述交联剂的5~10%；所述表面处理的方法为将所述交联剂与所述偶联剂在高速搅拌机（无具体搅拌速度要求，使用常规高速搅拌机即可）中进行搅拌混合2~5min，直到材料呈均匀粉体状且无颗粒；混合完成后通入110~120℃的热空气烘干3~5min，再冷却至20~35℃。通过添加交联剂，在经过电子束辐照后可以使交联TPE材料中的SEBS交联，相邻SEBS两个自由基耦合，形成交联键，提高材料的耐热性、耐燃性和机械强度。偶联剂可以保证交联剂的均匀分散，保证电缆辐照均匀。7、上述方案中，电缆挤出完成后进行辐照，材料的辐照剂量为12~17Mard/mm，以防止过辐照和辐照不完全，具体辐照剂量根据电缆的厚度进行调控；绝缘层与护套层的热延伸控制在40~70%。所述交联TPE材料的硬度为80A，手感柔软，弹性好。所述交联TPE材料具有TPE和XLPE（交联聚乙烯）的优点，能够提高电缆运行的稳定性和抗开裂性能，并能满足125℃和150℃的使用温度。本专利技术的工作原理及优点如下：相比现有技术而言，本专利技术可提高电缆整体的柔软性和可安装性。本专利技术交联TPE材料用于电缆的绝缘层和护套层，因此可使电缆具有优异的抗张强度、断裂伸长率、撕裂强度。材料分子间经过交联形成网状结构，长期使用不会出现开裂，相比XLPE材料而言具有高柔软度和高弹性的优势，利于小弯曲半径的电缆敷设要求。综上，本专利技术克服了电缆在长期使用中存在的开裂问题，又保证电缆使用的高柔软性，同时保证电缆可以满足1.5kv或更高的额定电压，兼具普通TPE绝缘电缆和XLPE绝缘电缆的性能优势。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述：实施例：一种车用高柔软高弹耐压电缆的交联TPE材料，用于制成所述电缆的绝缘层或/和护套层；所述交联TPE材料的原料包括以下重量份的组分：SEBS25~35份；聚丙烯20~30份；磷氮系阻燃剂20~30份；纳米二氧化硅5~10份；环烷油5~15份；交联剂5~10份；润滑剂2~5份；色母粒2~3份；抗氧剂0.2~1份。SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。通过在TPE材料中加入交联剂，在通过γ射线或电子束辐照过后可以使材料中SEBS材料得到交联，辐照时电缆以20~40m/min的速度通过辐射源，辐照后可以增强材料的性能。SEBS和聚丙烯为TPE材料的主要成分，通过调整两类材料的配比可以调整材料的最终手感及拉伸强度和伸长率，提高SEBS的含量可以提高材料的伸长率和橡胶手感；提高聚丙烯含量能够提高材料强度，通常聚丙烯与SEBS的重量比为1:1.5~1:2.2。所述交联TPE材料的原料优选以下重量份的组分：SEBS27~34份；聚丙烯23~29份；磷氮系阻燃剂21.5~28份；纳米二氧化硅6~8.5份；环烷油8~12份；交联剂5.5~9.5份；润滑剂2.2~4.3份；色母粒2.1~2.8份；抗氧剂0.35~0.85份。其中，所述聚丙烯的熔融指数为0.8~2g/10min。所述环烷油的闪点大于170℃，且其中的饱和烃含量为89.2~94.0%。环烷油可以调整材料硬度，满足电缆对硬度的要求。所述磷氮系阻燃剂采用多羟基化合物组成，所述多羟基化合物包括以下一种或几种成分：季戊四醇、聚磷酸铵、三聚氰胺。借此设计，可在火焰环境中相互反应在电缆的表面形成炭层，阻止与空气继续接触，达到阻燃效果。更优的，所述交联TPE材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用高柔软高弹耐压电缆的交联TPE材料，用于制成所述电缆的绝缘层或/和护套层；其特征在于：所述交联TPE材料的原料包括以下重量份的组分：SEBS 25~35份；聚丙烯 20~30份；磷氮系阻燃剂 20~30份；纳米二氧化硅 5~10份；环烷油 5~15份；交联剂 5~10份；润滑剂 2~5份；色母粒 2~3份；抗氧剂 0.2~1份；所述交联TPE材料的制备工艺如下：首先，将SEBS与环烷油在低速搅拌机内搅拌混合，搅拌时间为2~4min，使SEBS充分吸油溶胀；然后，加入聚丙烯，继续搅拌2min，然后加入纳米二氧化硅、阻燃剂、润滑剂、交联剂、色母料、抗氧剂，并在高速搅拌机内搅拌5~10min，得到所述交联TPE材料的均匀混合物；最后，将所述混合物在双螺杆挤出机中熔融共混，加工温度为180~210℃，挤出料条，随后拉条造粒；电缆挤出时对所述交联TPE材料进行预烘干处理，烘干温度为80~100℃，烘干时间为4~6h，挤出的温度控制在180~200℃；电缆挤出完成后进行辐照，材料的辐照剂量为12~17Mard/mm，绝缘层与护套层的热延伸控制在40~70%。

【技术特征摘要】
1.一种车用高柔软高弹耐压电缆的交联TPE材料，用于制成所述电缆的绝缘层或/和护套层；其特征在于：所述交联TPE材料的原料包括以下重量份的组分：SEBS25~35份；聚丙烯20~30份；磷氮系阻燃剂20~30份；纳米二氧化硅5~10份；环烷油5~15份；交联剂5~10份；润滑剂2~5份；色母粒2~3份；抗氧剂0.2~1份；所述交联TPE材料的制备工艺如下：首先，将SEBS与环烷油在低速搅拌机内搅拌混合，搅拌时间为2~4min，使SEBS充分吸油溶胀；然后，加入聚丙烯，继续搅拌2min，然后加入纳米二氧化硅、阻燃剂、润滑剂、交联剂、色母料、抗氧剂，并在高速搅拌机内搅拌5~10min，得到所述交联TPE材料的均匀混合物；最后，将所述混合物在双螺杆挤出机中熔融共混，加工温度为180~210℃，挤出料条，随后拉条造粒；电缆挤出时对所述交联TPE材料进行预烘干处理，烘干温度为80~100℃，烘干时间为4~6h，挤出的温度控制在180~200℃；电缆挤出完成后进行辐照，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李扬，钱大海，朱泉健，
申请(专利权)人：江苏亨通电子线缆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32