一种高性能车用电缆材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能车用电缆材料及其制备方法，涉及电缆材料技术领域。本发明专利技术先将三聚氰胺和苯基磷酰二氯制得自制阻燃剂，与聚乙烯通过紫外辐照，制得改性聚乙烯，使改性聚乙烯在燃烧时，能够形成致密的炭层，达到阻燃、抑烟的效果；再将改性聚乙烯、自制添加剂、乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种高性能车用电缆材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆材料
，具体为一种高性能车用电缆材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]新时代新能源汽车产业担负着产业转型升级和保护大气环境的双重使命，极大带动电动汽车用电缆等相关配件的产业发展，各电缆厂商和认证机构纷纷投入大量精力到电动汽车电缆的研发中。
[0003]随着电缆产业的发展，人们对电缆的安全性、美观性等使用性能的要求越来越高，而改进传统电缆用材料，是完善电缆使用性能的根本途径，高分子电缆塑料材料较之传统电缆材料有许多突出的优点，质量轻、机械性能强、易加工成型，材料可重复利用，还具有卓越的美观装饰作用，然而这些高分子材料也存在一些缺点，比如易老化、不阻燃、受损后难以自我修复，满足不了市场需求，亟待解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高性能车用电缆材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高性能车用电缆材料，其特征在于，按重量份数计，主要包括70～100份改性聚乙烯，60～90份乙烯
‑
辛烯共聚物，10～20份自制添加剂，40～60份滑石粉，10～15份碳酸钙，30～50份煅烧陶土，10～20份石蜡基橡胶油。
[0006]进一步的，所述改性聚乙烯由聚乙烯和自制阻燃剂制得。
[0007]进一步的，所述自制阻燃剂由三聚氰胺和苯基磷酰二氯制得。
[0008]进一步的，所述自制添加剂由对乙腈二甲基吡唑四嗪、醛基硝基苯甲酸甲酯和环辛烯制得。
[0009]进一步的，所述高性能车用电缆材料包括以下重量份数的原料组分：90份改性聚乙烯，60份乙烯
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辛烯共聚物，15份自制添加剂，50份滑石粉，12份碳酸钙，40份煅烧陶土，20份石蜡基橡胶油。
[0010]进一步的，一种高性能车用电缆材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
[0011](1)将三聚氰胺、三聚氰胺质量5.4倍的三氯甲烷置于三口烧瓶中，放于0℃冰浴锅中，加入三聚氰胺质量0.8倍的苯基磷酰二氯，加入质量分数为12％的氢氧化钠至溶液pH为7～8，反应6h后，分液，60℃、200rpm下旋蒸3～4min，去离子水洗涤3～4次，得自制阻燃剂；
[0012](2)在氮气氛围下，将聚乙烯浸泡于聚乙烯质量4.5倍的自制阻燃剂/甲醇溶液，自制阻燃剂/甲醇溶液中自制阻燃剂与甲醇的质量比为1:4，浸泡24h后，置于紫外光交联反应器中，辐照时间为10～15min，得改性聚乙烯；
[0013](3)将对乙腈二甲基吡唑四嗪、对乙腈二甲基吡唑四嗪质量19.2倍的乙醇加入到
三口烧瓶中，边以150rpm的速度搅拌边油浴加热至78℃，加入对乙腈二甲基吡唑四嗪质量12.4倍的醛基硝基苯甲酸甲酯/乙醇溶液，醛基硝基苯甲酸甲酯/乙醇溶液中醛基硝基苯甲酸甲酯和乙醇的质量比为1:12.1，加入对乙腈二甲基吡唑四嗪质量1.02倍的冰醋酸，在78℃下以相同速度搅拌3h后，冷却至室温，加入对乙腈二甲基吡唑四嗪质量1.8倍的环辛烯，反应2h得自制添加剂；
[0014](4)将改性聚乙烯和乙烯
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辛烯共聚物按配方量在70～80℃、速度为40rpm的密炼机中塑炼2～3min，加入配方量的自制添加剂、石蜡基橡胶油在100～130℃混炼1～2min，加入配方量的碳酸钙、煅烧陶土、滑石粉在100～130℃混炼2～3min后，置于开炼机上薄通1～2次，并在摆胶装置上摆胶2～3次，压延出片，厚度为0.23mm，冷却至室温，送于连续硫化挤橡机，挤出，得高性能车用电缆材料。。
[0015]进一步的，步骤(2)所述紫外光交联反应器的紫外光波长为254nm，辐照距离为20～30cm。
[0016]进一步的，步骤(3)所述对乙腈二甲基吡唑四嗪的制备方法为：
[0017]a、将三氨基胍盐酸盐、三氨基胍盐酸盐质量5倍的蒸馏水加入三口烧瓶中，边以200rpm的速度搅拌边加热升温至75℃，以1～2mL/min的速度滴加乙酰丙酮
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乙醇混液，乙酰丙酮
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乙醇混液中乙酰丙酮和乙醇的质量比为1:1.13，控制反应温度在75℃，按相同速度搅拌4h后，冷却至室温，抽滤，室温烘干8h得双二甲基吡唑四嗪；
[0018]b、在通风橱中，将双二甲基吡唑四嗪、双二甲基吡唑四嗪质量0.32倍的亚硝酸钠加入到三口烧瓶中，加入双二甲基吡唑四嗪质量89.5倍的蒸馏水乙醇溶液，蒸馏水乙醇溶液中蒸馏水和乙醇的质量比为1:1.8，搅拌均匀后，以0.3～0.5mL/min的速度加入双二甲基吡唑四嗪质量10.9倍的乙醚
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冰乙酸，乙醚
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冰乙酸中乙醚和冰乙酸的质量比为1:6.62，反应12h后，抽滤，用无水乙醇洗涤10～12次，室温干燥6h得氧化四嗪；
[0019]c、将氧化四嗪和氧化四嗪质量8.73倍的乙腈加入到圆底烧瓶中，置于0℃冰水浴中，边以200rpm的速度搅拌边逐滴滴加氧化四嗪质量0.2倍的质量分数为80％的水合肼，反应1h后，抽滤，室温烘干12h得对乙腈二甲基吡唑四嗪。
[0020]进一步的，步骤(4)所述开炼机的转速为20rpm，螺杆直径为163mm，辊距为0.5mm；摆胶装置的摆胶幅度为90mm，压辊距离为72mm；连续硫化挤橡机的螺杆直径为90mm，蒸气压力为2.0MPa，温度为200℃。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0022]本专利技术利用改性聚乙烯、自制添加剂制得车用电缆材料，使电缆材料具有阻燃、自修复、紫外屏蔽的效果。
[0023]首先，改性聚乙烯由聚乙烯、自制阻燃剂制得；自制阻燃剂利用三聚氰胺的氨基和苯基磷酰二氯的氯离子反应制得，再与辐照后的聚乙烯产生的自由基聚合，将自制阻燃剂接枝于聚乙烯分子链中，制得改性聚乙烯；改性聚乙烯燃烧时，自制阻燃剂在改性聚乙烯表面形成致密的炭层，阻止燃烧进一步发生，并抑制燃烧产生的浓烟向外排放，达到阻燃、抑烟效果，并且，苯基磷酰二氯的含磷结构对三聚氰胺的热分解有催化作用，使得热解温度降低，成炭提前，燃烧后短时间内就能够形成炭层达到阻燃效果；此外，改性聚乙烯的亚氨基能与电缆导体的亲水基反应，改善两者的界面结合，能够在导体表面形成均匀的保护层，减少聚集相的出现，提高电缆的电气性能。
[0024]其次，自制添加剂由对乙腈二甲基吡唑四嗪、醛基硝基苯甲酸甲酯和环辛烯制得；对乙腈二甲基吡唑四嗪的乙腈基与醛基硝基苯甲酸甲酯的醛基反应生成发色团氰基，并引入助色团酯基，二者共同作用使得电缆材料能够吸收紫外光，形成互变异构体，从而实现电缆材料的紫外线屏蔽功能，同时，引入多个疏水性的硝基，改善电缆材料的防水性能；再与环辛烯的不饱和键发生双烯加成反应制得自制添加剂，电缆材料受损后，紫外光吸收所产生的的热能使得受损部位中的四嗪基与环辛烯发生逆反应，化学键断裂，阻止损伤加重，降至室温后又重新反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能车用电缆材料，其特征在于，按重量份数计，主要包括70～100份改性聚乙烯，60～90份乙烯
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辛烯共聚物，10～20份自制添加剂，40～60份滑石粉，10～15份碳酸钙，30～50份煅烧陶土，10～20份石蜡基橡胶油。2.根据权利要求1所述的一种高性能车用电缆材料，其特征在于，所述改性聚乙烯由聚乙烯和自制阻燃剂制得。3.根据权利要求2所述的一种高性能车用电缆材料，其特征在于，所述自制阻燃剂由三聚氰胺和苯基磷酰二氯制得。4.根据权利要求3所述的一种高性能车用电缆材料，其特征在于，所述自制添加剂由对乙腈二甲基吡唑四嗪、醛基硝基苯甲酸甲酯和环辛烯制得。5.根据权利要求4所述的一种高性能车用电缆材料，其特征在于，所述高性能车用电缆材料包括以下重量份数的原料组分：90份改性聚乙烯，60份乙烯
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辛烯共聚物，15份自制添加剂，50份滑石粉，12份碳酸钙，40份煅烧陶土，20份石蜡基橡胶油。6.一种高性能车用电缆材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：(1)将三聚氰胺、三聚氰胺质量5.4倍的三氯甲烷置于三口烧瓶中，放于0℃冰浴锅中，加入三聚氰胺质量0.8倍的苯基磷酰二氯，加入质量分数为12％的氢氧化钠至溶液pH为7～8，反应6h后，分液，60℃、200rpm下旋蒸3～4min，去离子水洗涤3～4次，得自制阻燃剂；(2)在氮气氛围下，将聚乙烯浸泡于聚乙烯质量4.5倍的自制阻燃剂/甲醇溶液，自制阻燃剂/甲醇溶液中自制阻燃剂与甲醇的质量比为1:4，浸泡24h后，置于紫外光交联反应器中，辐照时间为10～15min，得改性聚乙烯；(3)将对乙腈二甲基吡唑四嗪、对乙腈二甲基吡唑四嗪质量19.2倍的乙醇加入到三口烧瓶中，边以150rpm的速度搅拌边油浴加热至78℃，加入对乙腈二甲基吡唑四嗪质量12.4倍的醛基硝基苯甲酸甲酯/乙醇溶液，醛基硝基苯甲酸甲酯/乙醇溶液中醛基硝基苯甲酸甲酯和乙醇的质量比为1:12.1，加入对乙腈二甲基吡唑四嗪质量1.02倍的冰醋酸，在78℃下以相同速度搅拌3h后，冷却至室温，加入对乙腈二甲基吡唑四嗪质量1.8倍的环辛烯，反应2h得自制添加剂；(4)将改性聚乙烯和乙烯
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辛烯共聚物按配方量在70～80℃、速度为40rpm的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕琦，
申请(专利权)人：吕琦，
类型：发明
国别省市：