一种耐高温热塑性弹性体电缆料及电缆的制作方法

本发明涉及电缆料，尤其涉及一种耐高温热塑性弹性体电缆料及电缆。

背景技术：

1、随着工业的不断发展，电缆行业也得到飞速发展。为适应不同的需求，现有的电缆制造技术中引入了热塑性弹性体高分子材料，由于热塑性弹性体高分子材料是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性，在常温下制备的电缆具备橡胶的高弹性，而在高温下制备的电缆通过热塑型弹性体高分子材料的热塑性阻抗耐温，从而使热塑性弹性体电缆能够一些要求更高的行业，如新能源中的风力发电、电动汽车、光伏输电等。

2、现有技术中，由于热塑性弹性体的种类多样，在电线电缆材料领域使用的热塑性弹性体主要有聚烯烃类热塑性弹性体(tpo)、苯乙烯类热塑性弹性体(tps)、聚氨酯类热塑性弹性体(tpu)和各种热塑性动态硫化橡胶(tpv)。tpo包括常规的乙烯-辛烯共聚物(poe)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)，通常用于制造耐温小于90℃的热塑性电缆料；tps多使用氢化过的苯乙烯类弹性体如sebs、seps，其耐热性和耐候性都非常优异，通常用于制作耐温小于125℃的热塑性电缆；tpu虽然耐化学性能优异，耐油好，但其耐热性，高温耐水性能较差，且加工温度范围窄；tpv是将完全硫化的橡胶粒子(epdm)分散在塑料相(pp)中，其耐热老化和耐油性能较聚烯烃均有明显提高，但其加工性能一般，表面有流痕。目前，一般是根据要求直接采用tpo或tps或tpv作为主体生产电缆料，但由于新能源汽车内使用的电缆或新能源汽车充电桩使用的电缆要求更高，直接采用tpo或tps或tpv作为主体生产的电缆料在耐高温和耐曲折上存在不足。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种耐高温热塑性弹性体电缆料及电缆，通过对电缆结构上的改进以及原料的复配选择，使电缆的耐高温和耐曲折性能更加突出，能够适应不同的环境。

2、本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

3、一种耐高温热塑性弹性体电缆料，包括以下重量份原料：热塑性弹性体30-50份、增塑剂1-3份、分散剂0.2-1份、润滑剂0.5-1份、填充剂5-10份、相容剂1-3份。

4、进一步，所述热塑性弹性体为聚醚型tpu、聚酯型tpu和seps的组合，所述聚醚型tpu、聚酯型tpu和seps的质量比为1：(0.2-0.5):0.6。

5、由于tpu具有高模量、高强度，优良的耐磨性、耐化学品、耐水解性、耐髙低温和耐霉菌性的优良性能，一般型号的tpu能够耐80℃的温度，特殊型号的tpu能够耐120℃，且聚醚型tpu的耐水解的性能更好。seps具有良好的机械性能、耐候性、低温性能、耐热性和耐化学腐蚀性能，其脆化温度≤-60℃，最高使用温度达到149℃。采用聚醚型tpu为主体，复配聚酯型tpu和sebs，能够提高热塑性弹性体的耐高低温性能和耐水解性能。

6、进一步，所述分散剂为乙烯－丙烯酸共聚物、乙烯－醋酸乙烯共聚物、聚乙二醇200、硬脂酸单甘油酯中的一种或几种的组合。

7、本实施例中，分散剂优选为乙烯－丙烯酸共聚物和乙烯－醋酸乙烯共聚物的混合物，其中，20-40％的乙烯－丙烯酸共聚物，60-80％的乙烯－醋酸乙烯共聚物。

8、进一步，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、液体石蜡、固体石蜡、微晶石蜡或聚乙烯蜡中的一种或几种的组合。

9、本实施例中，润滑剂优选为聚乙烯蜡。

10、所述相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯、马来酸酐接枝的eva、马来酸酐接枝的sebs或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或者几种的组合。

11、本实施例中，相容剂优选为马来酸酐接枝的sebs。通过选用马来酸酐接枝的sebs，能够填充剂与热塑性弹性体的相容性，同时，还能够增强填充剂在热塑性弹性体的分散性，减小分散剂的用量。

12、进一步，所述填充剂为改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维的制备包括以下步骤：

13、s1.将玄武岩纤维置于稀酸溶液中，超声处理10-20min，过滤，洗涤，得到表面清洁的玄武岩纤维；

14、s2.将经过s1步骤处理的玄武岩纤维置于四氢呋喃溶液中，加入马来酸酐接枝的sebs，超声波处理20-40min，低速搅拌5-8h，过滤，洗涤，得到预处理的玄武岩纤维一；

15、进一步，所述改性玄武岩纤维的制备还包括以下步骤：

16、s3.将经过s1步骤处理的玄武岩纤维编织成玄武岩纤维束，在玄武岩纤维束表面涂覆马来酸酐接枝的sebs，常温干燥，得到预处理的玄武岩纤维二。

17、通过先将玄武岩纤维表面清理干净，再通过将相容剂包覆在玄武岩纤维上，一方面，使玄武岩纤维增强热塑性弹性体时，能够增强与热塑性弹性体的结合性能，另一方面，使玄武岩纤维能够分散的更均匀；通过将相容剂涂覆在玄武岩纤维束的表面，使玄武岩纤维束编织在导体上时，再通过热塑性弹性体的包覆，能够提高玄武岩纤维与热塑性弹性体的结合性能，避免电缆在长期完整过程中，出现分层的现象。

18、进一步，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中一种或几种的组合。

19、本实施例中，增塑剂优选为邻苯二甲酸二异癸酯，能够增强电缆料的耐高温性能和耐老化性能。

20、本技术实施例还公开了一种耐高温热塑性弹性体电缆，包括导体、增强层和护套层，所述增强层编织在导体上，所述增强层为预处理的玄武岩纤维二，且编织密度为90-96％，所述护套层包覆在增强层上。

21、通过在导体上编织玄武岩纤维束作为增强层，不仅能够提高电缆的耐高温性能，内隔热性能，还能够增强电缆的阻燃性能。

22、本实施例中，玄武岩纤维的直径为5-12μm，玄武岩纤维束的直径为15-48μm，通过控制玄武岩纤维束的直径以及编织密度，减小电缆弯曲时的内应力。

23、进一步，所述护套层的制备包括以下步骤：

24、s10.将热塑性弹性体置于高速混料机中，搅拌5-10min，再加入填充剂、分散剂和相容剂，于120-140℃的条件下，继续搅拌10-20min，再加入润滑剂和增塑剂，搅拌3-5min，得到混合料；

25、s20.将混合料转入螺杆挤出机中，于机头温度为185-200℃的条件下，挤出，冷却，造粒，得到护套层电缆料；

26、s30.将护套层电缆料加入挤塑机中，挤塑，得到护套层。

27、进一步，所述护套层包覆在增强层上，还通过电子束辐照，电子束辐照的剂量为3-5gray/cm2。

28、通过采用电子束辐照，进一步增强护套层与增强层的连接性能。

29、采用上述方案的发明，具有如下有益效果：

30、1.通过选用聚醚型tpu、聚酯型tpu和seps复配作为热塑性弹性体，能够提升基体的耐高低温性能和耐水解性能，并通过填充剂填充复配的热塑性弹性体以及加工助剂的配合，能够进一步提升电缆料的耐高低温性能和耐曲折性能以及抗拉性能，使电缆能够适用于不同的环境；

31、2.通过采用改性玄武岩纤维作为填充剂，不仅能够提升电缆的力学性能，还能够提升电缆的阻燃性能，同时在电缆的导体上编织改性玄武岩纤维，进一步提升电缆的耐热性能和力学性能。