一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料及其制备方法和应用，涉及电线电缆技术领域，解决了TPE在辐照交联过程中PP的降解而导致力学性能损失的问题。电缆料由A料和B料按质量比95:5组成，其中，A料包括：SEBS 30～50份；聚丙烯10～20份；硅烷接枝EPDM料30～40份；增塑剂10～30份；相容剂3～6份；阻燃剂45～65份；第一抗氧剂0.5～3.0份；润滑剂0.5～1份；B料包括：聚烯烃树脂100份；催化剂1.0～3.0份；第二抗氧剂0.5～3.0份；抗铜剂0.5～2.0份。本发明专利技术采用硅烷交联工艺，使用硅烷接枝EPDM料改性SEBS/PP，显著提升了电缆的力学性能，而且不需要进行辐照交联，经温水或蒸汽交联即可，降低生产能耗，适用性广，可用于无卤阻燃要求的电动汽车车内高压线缆。

A silane cross-linked halogen-free flame retardant TPE cable material and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料及其制备方法和应用
本专利技术涉及电线电缆
，更具体地说，它涉及一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料及其制备方法和应用。
技术介绍
面对日益严峻的能源、环境、气候变化，发展新能源动气汽车已逐步成为全球共识。电动汽车线缆主要分为车内高压线缆和充电桩/充电站用线缆，车内高压线缆主要用于电池到电机的连接。车内高压线缆要求柔软、低烟无卤、阻燃性好、高温条件下仍具有良好的绝缘性、耐热性、高低温循环不开裂。目前，电动汽车车内高压线缆辐照交联聚烯烃材料，经辐照后具有良好的耐热性，但由于需要具有良好的阻燃性，则需添加大量的无机阻燃粉体，造成了硬度偏大，以及绝缘性降低，无法满足有柔软度要求的电线电缆。热塑性弹性体TPE材料具有高弹性、高强度、高回弹性，可根据配方采用不同的配方组分复合而成，具有广泛可调的硬度，触感柔软，环保无毒安全，有优良的着色性，耐候性，抗疲劳性等优点。TPE电线电缆材料一般是以热塑性弹性体氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、热塑性塑料聚丙烯(PP)以及一些合适的阻燃剂为原料制备而得到的，其中，SEBS具有优良的橡胶弹性、优异的耐候性、耐低温性、环保性能等，但存在加工困难的缺点，PP改性SEBS可显著的降低SEBS熔融粘度，使SEBS易于加工，同时可降低了材料的成本，已在电动汽车充电桩/充电站用线缆领域得到了应用，但TPE的使用温度范围大都在80～135℃，使其在电动汽车车内高压线应用范围受到了限制。交联技术可以显著的提高耐温性，辐照交联成缆后需要辐照设备辐照后才能交联，设备价格昂贵。而且辐照交联只适用于厚度较薄、结构圆形对称的电线电缆，同时由于PP分子链的结构单元中存在叔碳原子，其受辐照射线作用时，分子链发生交联较为困难，PP发生显著的降解，造成TPE力学、阻燃等性能降低，无法满足电线电缆的要求。因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的一在于提供一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，通过采用硅烷接枝三元乙丙橡胶(EPDM)料改性SEBS/PP，解决上述技术问题，其具有适用性广、加工工艺简单、力学性能好的优点。为实现上述目的一，本专利技术提供了如下技术方案：一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，由A料和B料按质量比95:5组成；其中，A料包括如下重量份数的组分：B料包括如下重量份数的组分：进一步优选为，所述的硅烷接枝EPDM料包括如下重量份数的组分：进一步优选为，所述的EPDM树脂为由乙烯、丙烯和非共轭二烯烃共聚合成的三元共聚物，其中乙烯含量为55-75％；所述的乙烯-醋酸乙烯树脂的分子中醋酸乙烯含量为28～40％；所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或至少两种以任意比例混合的混合物；所述的引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙基苯、过氧化二叔丁烷、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或至少两种以任意比例混合的混合物。进一步优选为，所述的第一抗氧剂、第二抗氧剂和第三抗氧剂均为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的一种或两种以任意比例混合的混合物。进一步优选为，所述的SEBS的苯乙烯含量为28～32％，在25℃，20wt％甲苯溶液中测得的粘度为1300～2900cps；所述的聚丙烯为均聚聚丙烯树脂，其在温度230℃，负荷2.16Kg的条件下的熔体流动速率为5～30g/10min。进一步优选为，所述的增塑剂为饱和直链环烷烃白油、芳香基白油和石蜡基白油中的任意一种；所述的相容剂为SEBS接枝马来酸酐共聚物；所述的阻燃剂包括磷系阻燃剂和氮系阻燃剂，所述磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的重量比为(2～8)：(1～5)；所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、芥酸酰胺、硅酮母粒中的任意一种或任意两种以上的以任意比例混合的混合物。进一步优选为，所述的磷系阻燃剂为聚磷酸铵、有机次磷酸铝、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)中的任意一种；所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐中的任意一种。进一步优选为，所述的聚烯烃树脂为乙烯-丁烯或乙烯-辛烯共聚物，其在温度190℃，负荷2.16Kg的条件下的熔融指数为3～18g/10min；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡或月桂酸马来酸二丁基锡；所述的抗铜剂为1,2-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼和(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸草酰(二亚氨基-2,1-亚乙基酯)中的一种或两种以任意比例混合的混合物。本专利技术的目的二在于提供一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料的制备方法，其具有适用性广、加工工艺简单、力学性能好的优点。为实现上述目的二，本专利技术提供了如下技术方案：一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料的制备方法，包括以下步骤：(1)通过双螺杆挤出机，将硅烷接枝EPDM料的各个组分混合挤出造粒，得到硅烷接枝EPDM料，双螺挤出机机身各段温度依次为100～110℃、110℃～130℃、130℃～160℃、160℃～175℃、175℃～185℃、185℃～190℃、机头温度为190℃～200℃；(2)将SEBS倒入搅拌器，再将增塑剂倒入搅拌器，搅拌10～20分钟，搅拌均匀，放置至少12小时备用，再将A料中的其它原料一并倒入搅拌器，再搅拌5～10分钟，得搅拌均匀的原料，然后将搅拌均匀的原料倒入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒后得到A料，密炼机设置温度为150℃，双螺挤出机机身各段温度依次为：155℃～160℃、160℃～170℃、170℃～180℃、180℃～185℃、185℃～190℃、190℃～195℃，双螺杆挤出机的机头温度为195℃～210℃；(3)将B料中的各个组分混合均匀，通过密炼机密炼、单螺杆挤出造粒，得到B料，密炼机设置温度为80℃，单螺杆挤出机机身各段温度依次为：60℃～70℃、70℃～75℃、75℃～800℃、80℃～85℃、单螺杆挤出机的机头温度为85℃～90℃；(4)将A料和B料按比例分别打包，获得硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料。本专利技术中的硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料应用在电动汽车车内高压线中，其具有适用性广、加工工艺简单、力学性能好的优点。本专利技术采用硅烷交联工艺，使用硅烷接枝EPDM料改性SEBS/PP，制备了硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，硅烷接枝EPDM可以进行水交联，既可以得到很好的弹性，硅烷链段还可以提高很好的耐磨性能，而且解决了TPE在辐照交联过程中PP的降解而导致力学性能损失的问题，显著提升了电缆的力学性能。本专利技术中的电缆料不需要进行辐照交联，经温水或蒸汽交联即可，降低了生产能耗，相比于辐照交联，其适用于厚度较厚、结构不对称的电线电缆，适用性广；而且制成的电缆的拉伸强度、断裂伸长率、硬度、阻燃性能具有明显提升，可用于无卤阻燃要求的电动汽车车内高压线缆。综上所述，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术采用硅烷交联工艺，使用硅烷接枝EPDM料改性SEBS/PP，制备了硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，解决了TPE在辐照交联过程中PP的降解而导致力学性能损失的问题，显著提升了电缆的力学性能；(2)本专利技术中的电缆料不需要进行辐照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，其特征在于，由A料和B料按质量比95:5组成；其中，A料包括如下重量份数的组分：SEBS                  30～50份；聚丙烯                10～20份；硅烷接枝EPDM料        30～40份；增塑剂                10～30份；相容剂                3～6份；阻燃剂                45～65份；第一抗氧剂            0.5～3.0份；润滑剂                0.5～1份；B料包括如下重量份数的组分：聚烯烃树脂           100份；催化剂               1.0～3.0份；第二抗氧剂           0.5～3.0份；抗铜剂               0.5～2.0份。

【技术特征摘要】
1.一种硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，其特征在于，由A料和B料按质量比95:5组成；其中，A料包括如下重量份数的组分：SEBS30～50份；聚丙烯10～20份；硅烷接枝EPDM料30～40份；增塑剂10～30份；相容剂3～6份；阻燃剂45～65份；第一抗氧剂0.5～3.0份；润滑剂0.5～1份；B料包括如下重量份数的组分：聚烯烃树脂100份；催化剂1.0～3.0份；第二抗氧剂0.5～3.0份；抗铜剂0.5～2.0份。2.根据权利要求1所述的硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，其特征在于，所述的硅烷接枝EPDM料包括如下重量份数的组分：EPDM树脂70～90份；乙烯-醋酸乙烯树脂10～30份；硅烷偶联剂1.6～2.4份；引发剂0.03～0.06份；第三抗氧剂0.5～2.0份。3.根据权利要求2所述的硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，其特征在于，所述的EPDM树脂为由乙烯、丙烯和非共轭二烯烃共聚合成的三元共聚物，其中乙烯含量为55-75％；所述的乙烯-醋酸乙烯树脂的分子中醋酸乙烯含量为28～40%；所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或至少两种以任意比例混合的混合物；所述的引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙基苯、过氧化二叔丁烷、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或至少两种以任意比例混合的混合物。4.根据权利要求2所述的硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，其特征在于，所述的第一抗氧剂、第二抗氧剂和第三抗氧剂均为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的一种或两种以任意比例混合的混合物。5.根据权利要求1所述的硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，其特征在于，所述的SEBS的苯乙烯含量为28～32％，在25℃，20wt％甲苯溶液中测得的粘度为1300～2900cps；所述的聚丙烯为均聚聚丙烯树脂，其在温度230℃，负荷2.16Kg的条件下的熔体流动速率为5～30g/10min。6.根据权利要求1所述的硅烷交联无卤阻燃TPE电缆料，其特征在于，所述的增塑剂为饱和直链环烷烃白油、芳香基白油和石蜡基白油中的任意一种；所述的相容剂为SEBS接枝马来酸酐共聚物；所述的阻燃剂包括磷系阻燃剂和氮系阻燃剂，所述磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的重量比为（2～8）：（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓锋，徐晓辉，嵇建忠，卞俭俭，王芹，唐艳芳，徐永卫，
申请(专利权)人：上海新上化高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31