一种新能源汽车线缆用弹性体料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新能源汽车线缆用弹性体料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，新能源汽车已成为全球趋势，我国新能源汽车产业也将进入快速发展阶段。 汽车线缆作为新能源汽车的重要元器件之一，新能源汽车对其所使用的高压线缆和充电粧 线缆在柔软度、机械物理和电性能等方面都提出了较高要求。汽车内部因存在震动、摩擦、 臭氧、油污、高热、寒冷和电磁辐射等各种复杂条件，因此要求汽车线缆具有抗撕裂、耐油、 耐高低温、抗氧化等各种性能，而且新能源汽车是应低碳环保的要求应运而生，因此汽车线 缆除了满足上述安全性能外，还应满足环保要求，即还应满足低烟无卤的要求。
[0003] 现有技术中新能源汽车高压线缆和充电粧电缆都采用无卤阻燃热塑性弹性体TPE 作为绝缘层和护套层材料。无卤阻燃热塑性弹性体TPE具有弹性好、耐低温好、加工方便的 优点，但存在耐热老化性能不好、抗撕裂性差、电绝缘性能差、耐油性差、烟密度大的缺陷， 难以满足新能源汽车高压线缆和充电粧电缆的要求。
[0004] 现有技术CN102964724B公开了一种汽车用薄壁绝缘电线料及其制备方法，该电 线料的成分包括聚氯乙烯、改性剂、增塑剂、填充剂、阻燃剂、稳定剂、耐磨剂和其他助剂。该 电线料耐高低温、以及抗撕裂性能不足，且不满足无卤环保要求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供了一种新能源汽车线缆用弹性体料，解决了现有技术中汽车 线缆不能同时满足耐高低温、耐老化、抗撕裂、耐油以及无卤环保要求的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0007] -种新能源汽车线缆用弹性体料，该弹性体料包括以下重量份的成分：
[0008] 乙烯辛烯共聚树脂：32-42份；
[0009] 三元乙丙橡胶：30-36份；
[0010] 马来酸酐接枝改性树脂：8-12份；
[0011] 交联改性树脂：8-10份；
[0012] 氢化丁腈橡胶：10-12份；
[0013] 液态聚异丁烯：8-10份；
[0014] 玻璃纤维：2-4份；
[0015] 氢氧化铝/氢氧化镁：90_110份；
[0016] 3. 5 水硼酸锌：15-25 份；
[0017] 滑石粉：10-15 份；
[0018] 聚乙烯蜡：0? 5-1.0份；
[0019] 抗氧剂：1. 5-2.0 份；
[0020] 交联剂：0? 9-1. 2 份；
[0021] 其中，所述交联改性树脂采用如下方法制备：醋酸乙烯酯重量含量为70%的乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物加入过氧化物交联剂，经过交联后制成改性树脂；所述马来酸酐接 枝改性树脂是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐单体接枝物。
[0022] 优选的，所述过氧化物交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯，其加入量为所述乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物重量的0. 3-0. 4%。
[0023] 优选的，所述乙烯辛烯共聚树脂在190°C下熔融指数为1. 1-1. 5克/10分钟；所述 三元乙丙橡胶中乙烯的含量为53-65wt%，5-亚乙基-2-降冰片烯的含量为6-12wt%。
[0024] 优选的，所述氢化丁腈橡胶中丙烯腈的重量含量的38-40%;为了方便加工工艺， 本发明选用低分子量聚异丁烯，所述液态聚异丁烯的平均分子量为1300-2400。
[0025] 优选的，所述玻璃纤维为玻璃纤维短切纱，并采用硅烷类偶联剂进行处理。
[0026] 优选的，所述抗氧剂为四[0-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、 硫代二丙酸二月桂酯中的一种或两种。
[0027] 优选的，所述抗氧剂为四[0-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯 和硫代二丙酸二月桂酯按重量比2 :3混合而成。
[0028] 优选的，所述交联剂为三聚氰酸三烯丙酯。
[0029] 下面对本发明的主要成分进行说明：
[0030] 乙烯辛烯共聚树脂：是一种聚烯烃热塑性弹性体，具有优异的韧性和良好的加工 性，用于聚烯烃的增韧；又因其没有不饱和双键，耐候性、耐老化性能优于其他弹性体。
[0031] 三元乙丙橡胶：是乙烯、丙烯和少量非共辄二烯烃的共聚物，价格低廉，其主链由 饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双链，其耐臭氧、耐热等耐老化性能较优异，广泛用于 汽车部件。乙烯辛烯共聚树脂和三元乙丙橡胶混合，提高本产品的韧性、耐臭氧及耐老化性 能，同时降低了原料成本。
[0032] 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA):是耐热、耐油、弹性优异的廉价弹性体，EVA用过 氧化物硫化，具有较高的强度和硬度，较小的伸长率，抗变形能力强等性能，其中过氧化物 硫化时醋酸乙烯酯（VA)重量含量为70%的EVA橡胶性能最好。本发明优选的过氧化物交 联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯（BIBP)，使用双叔丁基过氧化二异丙基苯作为交联剂， 用量少，且制得产品无刺激性臭味，满足环保要求，在本发明中双叔丁基过氧化二异丙基苯 的用量优选为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物重量的〇. 3-0. 4%。采用交联能力强的高VA含量 EVA加入BIBP交联剂预先通过双螺杆挤出制成交联改性树脂，再将该改性树脂加入到本发 明产品混合料中混匀，使得用本发明产品制成的线缆经后续辐照交联后，绝缘层内部形成 的交联点呈不均匀分布：交联点分散区内形成一些交联点密度较大的交联点密集区。绝缘 层在拉伸和撕裂过程中，该交联点密集区内的交联点会阻止应力的继续作用，从而提高材 料的抗撕裂强度和抗拉伸强度。本发明将其用于新能源汽车线缆用弹性体料，增加了该弹 性体料的强度，提高抗变形抗撕裂性能。
[0033] 玻璃纤维：作为强化塑料的补强材料应用，其最大的优点是抗拉、抗撕裂强度大， 具有优良的电绝缘性。一般来说，玻璃纤维的直径越细，拉伸强度越高，因为随着玻璃纤维 直径和长度的减小，玻璃纤维中的微裂纹会相应减少，从而提高纤维强度，在本发明中，玻 璃纤维优选的直径10ym，短切长度3mm。所述玻璃纤维和本发明中树脂能形成良好的粘合 界面并在材料撕裂过程中可改变裂口扩展方向，可明显提高本发明产品的抗撕裂强度。
[0034] 本发明采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的交联改性树脂和细直径玻璃纤维协同作 用提高本发明的抗撕裂强度；采用交联能力强的高VA含量EVA加入BIBP交联剂制备交联 改性树脂，再将该改性树脂加入到本发明产品混合料中混匀，经辐照交联制备本发明所述 弹性体料，其内部形成的交联点呈不均匀分布，出现一些交联点密度较大的交联点密集区。 在撕裂过程中，该交联点密集区内的交联点会阻止应力的继续作用，从而提高材料的抗撕 裂强度；而玻璃纤维作为补强材料，与本发明中树脂形成良好的粘合界面，在撕裂过程中改 变裂口扩展方向，进一步提高本发明所述新能源汽车线缆用弹性体的抗撕裂强度。
[0035] 氢化丁腈橡胶：是将丁腈橡胶中不饱和双键经催化加氢而制成的，其主链为饱和 烃结构，但保留了腈基，这使其保持了原来优良的耐油性的同时又具有较好的耐热、耐候性 等耐老化性能，另外，氢化丁腈橡胶还具有高强度、高撕裂性能、优异的耐磨性能等特点。
[0036] 聚异丁烯：其分子链主体不含双键，无长支链存在，无不对称碳原子，自由体积小， 具有优异的气密性以及强渗透力；一般来说，分子量在350-3500之间的材料称低分子量 聚异丁烯，低分子量聚异丁烯通常呈液态，在本发明中聚异丁烯的平均分子量优选范围为 1300-2400。小分子量液态聚异丁烯会很均匀地渗透到树脂混合物中，其电绝缘性能良好并 能更好地减少极性树脂所占自由体积，较大幅度提高了本发明材料的电绝缘性能和耐低温 性能。
[0037] 本发明采用液态聚异丁烯和氢化丁腈橡胶配合使用，综合考虑了本发明产品的耐 油性和电绝缘性能的平衡，液态聚异丁烯弥补了氢化丁腈橡胶对本发明产品电绝缘性能的 不利影响。
[0038] 本发明所述新能源汽车线缆用弹性体料，选用上述成分，充分考虑了耐高低温、耐 老化、抗撕裂、阻燃以及无卤环保的需求。
[0039] 本发明还提供了一种新能源汽车线缆用弹性体料的制备方法，该方法包括以下步 骤：
[0040] (1)制备交联改性树脂：醋酸乙烯酯重量含量为70%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物和0. 35wt%的双叔丁基过氧化二异丙基苯放入到冷混机中，低速搅拌2分钟，得到混匀 的混合物；将混匀的混合物加入到六个温度段的双螺杆挤出机中，进行化学交联反应并制 成交联改性树脂块状物；所述的双螺杆挤出机的六个温度段的温度分别为80°C、16(TC、 175°C、175°C、180°C、180°C;
[0041] (2)制备：将上述块状交联改性树脂和乙烯辛烯共聚树脂、三元乙丙橡胶、马来酸 酐接枝改性树脂、氢化丁腈橡胶、液态聚异丁烯、玻璃纤维、氢氧化镁、3. 5水硼酸锌、滑石 粉、聚乙烯蜡、抗氧剂、交联剂按如下重量份：乙烯辛烯共聚树脂：32-42份，三元乙丙橡胶： 30-36份，马来酸酐接枝改性树脂：8-12份，交联改性树脂：8-10份，氢化丁腈橡胶：10-12 份，液态聚异丁稀：8-10份，玻璃纤维：2-4份，氢氧化铝/氢氧化镁：90-110份，3. 5水硼 酸锌：15-25份，滑石粉：10-15份，聚乙烯蜡：0. 5-1. 0份，抗氧剂：1. 5-2. 0份，交联剂： 0. 9-1. 2份，一起投入温度为150-160°C的密闭式混炼机中，混炼15-20分钟，制成团状物 料；
[0042] (3)造粒：将所述团状物料投入七温度段双螺杆挤出机中，挤制成颗粒，得到新能 源汽车线缆用弹性体料；所述七温度段双螺杆挤出机的七个温度段分别为l〇〇°C、125°C、 135°C、145°C、150°C、145°C、130°C。
【具体实施方式】
[0043] 对本发明所用的部分成分来源进行说明：<