外护套材料及用其制成的高温瓷化陶瓷充电缆线的制作方法

本发明涉及一种高温瓷化材料及用其制成的充电装置，尤其涉及一种用于电动车辆的高温瓷化外护套材料及用其制成的高温瓷化、耐高压陶瓷充电缆线。

背景技术：

众所周知，为响应国家节能减排政策，促进"低碳"产业的发展，电动汽车越来越普及。国际上日本、美国的电动汽车发展更为迅速，而在我国稍微稍慢一些，但是电动汽车在今后的市场前景很广阔，所以电动汽车所需的充电桩电缆需求量也会很大。而电动汽车上使用的充电桩电缆的技术要求非常高，目前国内几乎没有生产厂家专业制造该种电缆。也有一些电动汽车充电桩电缆出现，但是大多数结构复杂、制造成本高且耐高温、耐高压效果不佳，容易出现故障、引起火灾并造成损失。

可陶瓷化材料是近年来兴起的一种新型电缆防火材料，可陶瓷化材料在高温烧蚀后会形成坚硬壳状包覆层，可以保护线芯避免受外力撞击发生破损进而发生短路，而可陶瓷化材料的致密性是评价电缆耐高温的一个重要指标，在着火或灭火过程中电缆会被喷淋大量的水，可瓷化材料包覆层通常致密程度较低，遇水容易渗透发生短路，因此既要保证充电缆线的外护套的防水防火性能，还要保证充电缆线的耐高温性能。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种高温瓷化陶瓷充电缆线的外护套，所述外护套采用陶瓷化低烟无卤阻燃聚烯烃耐水火陶瓷材料制成，耐水火陶瓷材料包括有机硅混炼胶和复合陶瓷粉，复合陶瓷粉包括陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料，陶瓷胚体材料按重量份数计包括：二氧化硅100份，氧化硼40-50份，氧化锆20-30份，氧化铝20-30份，氧化锶3-5份，陶瓷釉体材料按重量份计包括：二氧化硅100份，氧化钾20-30份，氧化铝40-50份，氧化钙15-25份，氧化锌10-20份，氧化镁15-20份；

通过合理配比复合陶瓷粉中陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料的组成，能够提高充电线的耐水火性能。

根据本发明的另一方面，提供了一种高温瓷化陶瓷充电缆线，包括依次连接的充电插头、充电插头手柄、柔性陶瓷充电线、缆线内控制箱，充电插头上设置有与充电插座连接的三个插脚，还包括与插脚连接的温度传感器；柔性陶瓷充电线包括线芯、信号线，线芯、信号线分别是由铜丝同心分层绞制而成的绞合线芯，所述线芯外依次设置有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层、耐火层、绕包隔氧层和外护套，所述金属屏蔽层与耐火层之间设置有阻燃陶瓷纤维填充层，所述的阻燃陶瓷纤维填充层外设置有包带成缆绕包层；所述的金属屏蔽层为铜带屏蔽；绕包隔氧层包括双层陶瓷化硅橡胶层及置于所述双层陶瓷化硅橡胶层间的陶瓷纤维层，具体为第一陶瓷化硅橡胶层、第二陶瓷化硅橡胶层以及中间的陶瓷纤维层，缆线内控制箱通过信号线与电动车辆充电桩连接，以用于对该电动车辆的充电进行控制，还包括充电温度显示单元，温度传感器检测实时的充电温度，并将该信号发送给缆线内控制器，缆线内控制器接收该信号并将其发送给充电温度显示单元。

优选地，充电温度显示单元上还设置有报警器；当温度过高时，报警器发出闪烁或发出蜂鸣声，以提醒充电人员注意；

优选地，还包括充电状态显示单元，充电状态显示单元实时显示电动汽车的充电状态并将信号发送给缆线内控制器；

优选地，线芯为三根，信号线为两根，两根信号线分别向缆线内控制器发送充电温度信号和充电状态信号。

优选地，耐火层及双层陶瓷化硅橡胶层采用陶瓷化低烟无卤阻燃硅橡胶材料，其由以下材料按重量份制成：有机硅混炼胶100份，硫化剂15-20份，玻璃粉130-150份，白云母30-50份，氢氧化镁1-50份，氢氧化铝1-50份，硼类化合物1-20份，含膦基高分子化合物1-10份；其具备良好的耐高温性能。

本发明的充电线的外护套在高温（燃烧或短路）时将瓷化，在火焰灼烧或高温条件下材料生成坚硬瓷化外层，外层不熔融、不滴落、防水，隔热隔火效果良好，确保火灾情况下正常供电，导线短路时，熔断导线而不会伤人，为消防救援争取宝贵的时间；耐火层及双层陶瓷化硅橡胶层具备良好的耐高温性能，包括耐火层和外护套的用于电动车辆的高温瓷化陶瓷充电缆线，可实时监控充电过程中的温度和充电状态，并在温度过高时报警。

本发明的充电线产品特点：

1、常温下介电强度≥25mv/m，体积电阻率≥1.0×10¹⁴ω•m，与同等级的电缆料硬度、耐磨、抗撕裂性能相同；

2、650℃以上的温度或火焰条件下，能够迅速生成完整的瓷化状态，抗弯强度可达10mpa，介电强度大于20mv/m，体积电阻率高于5×10¹³ω•m；

3、导线高温（燃烧或短路）瓷化状态时，导线外层不开裂、不滴落，确保正常供电；

4、加工设备投资小，一次成型，工艺简单，可连续生产，相比传统电缆生产时，不需要二次加热或蒸汽硫化，能耗更小，生产成本更低；

5、符合国家标准要求：

⑴gb/t12666.6的a级标准，

⑵bs6387的cwz最高耐火等级；

⑶iec60331标准

⑷ga306.2标准

6、安全、环保：低烟无卤、无重金属、无毒无味，符合rohs标准要求。

附图说明

图1为本发明的外护套材料示意图；

图2为本发明的充电线示意图；

图3为本发明的充电缆线示意图；

图4为本发明的充电线结构图；

图5为本发明的绕包隔氧层结构图。

图中所示：1、充电插头，2、充电插头手柄，3、陶瓷充电线，4、线芯，5、导体屏蔽层，6、绝缘层，7、绝缘屏蔽层，8、阻燃陶瓷纤维填充层，9、金属屏蔽层，10、包带成缆绕包层，11、耐火层，12、绕包隔氧层，13、外护套。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1所示，本发明提供了一种高温瓷化陶瓷充电缆线的外护套，采用陶瓷化低烟无卤阻燃聚烯烃耐水火陶瓷材料制成，耐水火陶瓷材料包括有机硅混炼胶和复合陶瓷粉，复合陶瓷粉包括陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料，陶瓷胚体材料按重量份数计包括：二氧化硅100份，氧化硼40-50份，氧化锆20-30份，氧化铝20-30份，氧化锶3-5份，陶瓷釉体材料按重量份计包括：二氧化硅100份，氧化钾20-30份，氧化铝40-50份，氧化钙15-25份，氧化锌10-20份，氧化镁15-20份。

其密度为1.55-1.65g/cm³，通过合理配比复合陶瓷粉中陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料的组成，能够提高充电线的耐水火性能；在高温或者火焰灼烧的情况下，生成的陶瓷状壳体不开裂、不滴落，能够有效地隔离高温火焰对内部线路的侵害，延缓内部材料的熔化、分解，保证线路的通畅。

如图2-5所示，本发明提供了一种用于电动车辆的高温瓷化陶瓷充电缆线，包括依次连接的充电插头1、充电插头手柄2、柔性陶瓷充电线3、缆线内控制箱（图中未示出），充电插头1上设置有与充电插座连接的三个插脚，还包括与插脚连接的温度传感器；柔性陶瓷充电线3包括线芯4、信号线，线芯4、信号线分别是由铜丝同心分层绞制而成的绞合线芯，所述线芯4外依次设置有导体屏蔽层5、绝缘层6、绝缘屏蔽层7、金属屏蔽层9、耐火层11、绕包隔氧层12和外护套13，所述金属屏蔽层9与耐火层11之间设置有阻燃陶瓷纤维填充层8，所述的阻燃陶瓷纤维填充层8外设置有包带成缆绕包层10；所述的金属屏蔽层9为铜带屏蔽；绕包隔氧层12包括双层陶瓷化硅橡胶层及置于所述双层陶瓷化硅橡胶层间的陶瓷纤维层，具体为第一陶瓷化硅橡胶层122、第二陶瓷化硅橡胶层123以及中间的陶瓷纤维层121，缆线内控制箱通过信号线与电动车辆充电桩连接，以用于对该电动车辆的充电进行控制，还包括充电温度显示单元，温度传感器检测实时的充电温度，并将该信号发送给缆线内控制器，缆线内控制器接收该信号并将其发送给充电温度显示单元。

优选地，充电温度显示单元上还设置有报警器；当温度过高时，报警器发出闪烁或发出蜂鸣声，以提醒充电人员注意；

优选地，还包括充电状态显示单元，充电状态显示单元实时显示电动汽车的充电状态并将信号发送给缆线内控制器；

优选地，线芯4为三根，信号线为两根，两根信号线分别向缆线内控制器发送充电温度信号和充电状态信号。

优选地，所述耐火层及双层陶瓷化硅橡胶层采用陶瓷化低烟无卤阻燃硅橡胶材料，其由以下材料按重量份制成：有机硅混炼胶100份，硫化剂15-20份，玻璃粉130-150份，白云母30-50份，氢氧化镁1-50份，氢氧化铝1-50份，硼类化合物1-20份，含膦基高分子化合物1-10份；

耐火层及双层陶瓷化硅橡胶层密度小，为1.32-1.50g/cm³，材料在常态下柔软有弹性，强度高、机械性能优良、耐高温、抗老化、电性能优异，有绝佳的阻燃性能。

与现有技术相比，本发明的充电线的外护套在高温（燃烧或短路）时将瓷化，在火焰灼烧或高温条件下材料生成坚硬瓷化外层，外层不熔融、不滴落、防水，隔热隔火效果良好，确保火灾情况下正常供电，导线短路时，熔断导线而不会伤人，为消防救援争取宝贵的时间；耐火层及双层陶瓷化硅橡胶层具备良好的耐高温性能，用于电动车辆的高温瓷化陶瓷充电缆线，可实时监控充电过程中的温度和充电状态，并在温度过高时报警。

以上所述，仅为本发明的优选实施例，不能解释为以此限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明所要求保护的范围内。