一种耐高温防开裂车用电缆的特种热塑性硫化橡胶材料制造技术

一种耐高温防开裂车用电缆的特种热塑性硫化橡胶材料，其原料包括以下重量份的组分：EPDM 40~50份；PP 30~40份；POE 5~10份；PE 5~8份；烷烃油20~40份；防老剂1~4份；抗氧剂1~4份；润滑剂2~5份；交联剂2~3份；氧化锌4~8份；磷氮系阻燃剂20~40份。本发明专利技术可提高电缆整体的柔软性和可安装性，并具有优异的抗张强度、断裂伸长率、撕裂强度且机械强度高；长期使用不会出现开裂，耐温等级可达150℃，满足新能源汽车的耐温要求。

A Special Thermoplastic Vulcanized Rubber Material for High Temperature and Crack-proof Vehicle Cables

A special thermoplastic vulcanizate material for automotive cables with high temperature resistance and crack resistance is made up of 40-50 parts of EPDM, 30-40 parts of PP, 5-10 parts of POE, 5-8 parts of PE, 20-40 parts of alkane oil, 1-4 parts of antioxidant, 2-5 parts of lubricant, 2-3 parts of crosslinking agent, 4-8 parts of zinc oxide and 20-40 parts of phosphorus-nitrogen flame retardant. The invention can improve the overall flexibility and installability of the cable, and has excellent tensile strength, breaking elongation, tearing strength and high mechanical strength; no cracking will occur in long-term use, and the temperature-resistant grade can reach 150 degrees C, which meets the temperature-resistant requirements of new energy vehicles.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温防开裂车用电缆的特种热塑性硫化橡胶材料
本专利技术涉及汽车电缆材料的
，具体涉及一种新能源汽车用耐高温防开裂电缆的特种热塑性硫化橡胶材料。
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，此问题为材料本身的固有特性，不易改善，而且该材料的耐温只能达到125℃，无法满足更高的耐温要求，所以现在主要的新能源电缆都采用辐照交联材料，交联材料可以解决绝缘层与护套层的开裂问题并提高材料的耐温等级，但由于辐照工序的增加将会影响电缆的生产效率。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耐高温防开裂车用电缆的特种热塑性硫化橡胶材料。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种耐高温防开裂车用电缆的特种热塑性硫化橡胶材料，用于制成所述电缆的绝缘层或/和护套层；所述特种热塑性硫化橡胶的原料包括以下重量份的组分：EPDM40~50份；PP30~40份；POE5~10份；PE5~8份；烷烃油20~40份；防老剂1~4份；抗氧剂1~4份；润滑剂2~5份；交联剂2~3份；氧化锌4~8份；磷氮系阻燃剂20~40份；所述特种热塑性硫化橡胶材料的制备采用动态硫化工艺；第一步，将EPDM、PP、POE和PE先进行搅拌混合2~4min，直到材料颗粒分布均匀；第二步，依次加入润滑剂、烷烃油、防老剂、阻燃剂、氧化锌进行混合4~7min，使原料中粉体及液体充分吸附在颗粒表面；第三步，加入密炼机进行塑炼，温度设定为200~250℃，密炼时间为10~30min；第四步，加入交联剂及助交联剂，并继续密炼5~10min；第五步，采用双螺杆挤出机进行材料造粒，螺杆转向为同向，螺杆转速为200~400r/min，挤出温度控制为220~250℃，模口加2~4层80~100目的滤网；第六步，材料进行电缆挤出过程中的加工温度为240~260℃，螺杆转速为10-~60rpm，选用挤压型模具有助于材料成型；材料挤出模口后立即进入水中，以减少烟气的挥发，同时水槽的第一段采用温水，温度为50~70℃，并且从水槽的第一段开始向后逐次降低水温10~15℃直至常温水，以减小材料的应力集中。上述技术方案中的有关内容解释如下：1、上述方案中，特种热塑性硫化橡胶为一种高流动性TPV材质，满足挤出加工；EPDM指的是三元乙丙橡胶，是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种；PP指的是聚丙烯；POE指的是聚烯烃弹性体，是以茂金属为催化剂的具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体；PE指的是聚乙烯，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂；润滑剂采用硅酮粉和硅油的混合物。2、上述方案中，所述PP材料的熔融指数为4~15g/10min；所述POE材料中的辛烯含量为25wt%，POE材料的熔融指数为0.2~3g/10min。3、上述方案中，所述EPDM材料中的第三单体为5-乙叉降冰片烯（ENB），含量为8.1wt%；EPDM材料中的乙烯含量为52wt%。此配方橡胶流动性较好，与聚丙烯等材料配合后可以满足高速挤出要求。4、上述方案中，所述抗氧剂采用季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的混合物，两者的比例为1:2；所述防老剂为二乙酰胺硫代亚磷酸酯，通过抗氧剂的配合满足热塑性硫化橡胶材料150℃的长期抗老化性能。5、上述方案中，所述交联剂采用过氧化物交联剂，该过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯，并添加丙烯酸酯类助交联剂，两者的重量比为1:4。6、上述方案中，所述特种热塑性硫化橡胶的原料优选以下重量份的组分：EPDM42~49份；PP31~38份；POE5.5~9.8份；PE5.2~7.6份；烷烃油23~37份；防老剂1.2~3.4份；抗氧剂1.1~3.6份；润滑剂2.3~4.5份；交联剂2.2~2.8份；氧化锌4.3~7.8份；磷氮系阻燃剂22~38.5份。本专利技术的工作原理及优点如下：相比现有技术而言，本专利技术用于制成绝缘层和护套层，具有优异的抗张强度、断裂伸长率、撕裂强度且机械强度高；材料分子间混合均匀，分子间作用力强，长期使用不会出现开裂，另外其耐温等级可以达到150℃，满足绝大多数新能源汽车的耐温要求。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：一种耐高温防开裂车用电缆的特种热塑性硫化橡胶材料，用于制成所述电缆的绝缘层或/和护套层；所述特种热塑性硫化橡胶的原料包括以下重量份的组分：EPDM40~50份；PP30~40份；POE5~10份；PE5~8份；烷烃油20~40份；防老剂1~4份；抗氧剂1~4份；润滑剂2~5份；交联剂2~3份；氧化锌4~8份；磷氮系阻燃剂20~40份。其中，特种热塑性硫化橡胶为一种高流动性TPV材质，满足挤出加工；EPDM指的是三元乙丙橡胶，是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种；PP指的是聚丙烯；POE指的是聚烯烃弹性体，是以茂金属为催化剂的具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体；PE指的是聚乙烯，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂；润滑剂采用硅酮粉和硅油的混合物。所述PP材料的熔融指数为4~15g/10min；所述POE材料中的辛烯含量为25wt%，POE材料的熔融指数为0.2~3g/10min。所述EPDM材料中的第三单体为5-乙叉降冰片烯（ENB），含量为8.1wt%；EPDM材料中的乙烯含量为52wt%。此配方橡胶流动性较好，与聚丙烯等材料配合后可以满足高速挤出要求。所述抗氧剂采用季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的混合物，两者的比例为1:2；所述防老剂为二乙酰胺硫代亚磷酸酯，通过抗氧剂的配合满足热塑性硫化橡胶材料150℃的长期抗老化性能。所述交联剂采用过氧化物交联剂，该过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯，并添加丙烯酸酯类助交联剂，两者的重量比为1:4。其中，所述特种热塑性硫化橡胶材料的制备采用动态硫化工艺；第一步，将EPDM、PP、POE和PE先进行搅拌混合2~4min，直到材料颗粒分布均匀；第二步，依次加入润滑剂、烷烃油、防老剂、阻燃剂、氧化锌进行混合4~7min，使原料中粉体及液体充分吸附在颗粒表面；第三步，加入密炼机进行塑炼，温度设定为200~250℃，密炼时间为10~30min；第四步，加入交联剂及助交联剂，并继续密炼5~10min；交联剂后加入，以防止高温及剪切后橡胶硫化过量，影响材料后续的挤出；通过交联剂的加入，在高温及高剪切的作用下可以使材料中的橡胶相得到交联，可以大幅提高共混弹性体的性能。第五步，采用双螺杆挤出机进行材料造粒，螺杆转向为同向，螺杆转速为200~400r/min，高剪切有利于减小分散性粒径；挤出温度控制为220~250℃，模口加2~4层80~100目的滤网，以提高材料挤出压力及塑化效果；该步骤为材料制备的挤出。第六步，材料进行电缆挤出过程中的加工温度为240~260℃，螺杆转速为10-~60rpm，选用挤压型模具有助于材料成型；该步骤为电缆的挤出。材料挤出模口后立即进入水中，以减少烟气的挥发，同时水槽的第一段采用温水，温度为50~70℃，并且从水槽的第一段开始本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温防开裂车用电缆的特种热塑性硫化橡胶材料，用于制成所述电缆的绝缘层或/和护套层，其特征在于：所述特种热塑性硫化橡胶的原料包括以下重量份的组分：EPDM 40~50份；PP 30~40份；POE 5~10份；PE 5~8份；烷烃油 20~40份；防老剂 1~4份；抗氧剂 1~4份；润滑剂 2~5份；交联剂 2~3份；氧化锌 4~8份；磷氮系阻燃剂 20~40份；所述特种热塑性硫化橡胶材料的制备采用动态硫化工艺；第一步，将EPDM、PP、POE和PE先进行搅拌混合2~4min，直到材料颗粒分布均匀；第二步，依次加入润滑剂、烷烃油、防老剂、阻燃剂、氧化锌进行混合4~7min，使原料中粉体及液体充分吸附在颗粒表面；第三步，加入密炼机进行塑炼，温度设定为200~250℃，密炼时间为10~30min；第四步，加入交联剂及助交联剂，并继续密炼5~10min；第五步，采用双螺杆挤出机进行材料造粒，螺杆转向为同向，螺杆转速为200~400r/min，挤出温度控制为220~250℃，模口加2~4层80~100目的滤网；第六步，材料进行电缆挤出过程中的加工温度为240~260℃，螺杆转速为10‑~60rpm，选用挤压型模具有助于材料成型；材料挤出模口后立即进入水中，以减少烟气的挥发，同时水槽的第一段采用温水，温度为50~70℃，并且从水槽的第一段开始向后逐次降低水温10~15℃直至常温水，以减小材料的应力集中。...

【技术特征摘要】
1.一种耐高温防开裂车用电缆的特种热塑性硫化橡胶材料，用于制成所述电缆的绝缘层或/和护套层，其特征在于：所述特种热塑性硫化橡胶的原料包括以下重量份的组分：EPDM40~50份；PP30~40份；POE5~10份；PE5~8份；烷烃油20~40份；防老剂1~4份；抗氧剂1~4份；润滑剂2~5份；交联剂2~3份；氧化锌4~8份；磷氮系阻燃剂20~40份；所述特种热塑性硫化橡胶材料的制备采用动态硫化工艺；第一步，将EPDM、PP、POE和PE先进行搅拌混合2~4min，直到材料颗粒分布均匀；第二步，依次加入润滑剂、烷烃油、防老剂、阻燃剂、氧化锌进行混合4~7min，使原料中粉体及液体充分吸附在颗粒表面；第三步，加入密炼机进行塑炼，温度设定为200~250℃，密炼时间为10~30min；第四步，加入交联剂及助交联剂，并继续密炼5~10min；第五步，采用双螺杆挤出机进行材料造粒，螺杆转向为同向，螺杆转速为200~400r/min，挤出温度控制为220~250℃，模口加2~4层80~100目的滤网；第六步，材料进行电缆挤出过程中的加工温度为240~260℃，螺杆转速为10-~60rpm，选用挤压型模具有助于材料成型；材料挤出模口后立即进入水中，以减少烟气的挥发，同时水槽的第一段采用温水，温度为50~70℃，并且从水槽的第一段开始向后...

【专利技术属性】
技术研发人员：李扬，王刚，刘强明，
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