无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的制作方法
【专利摘要】本发明属于线缆材料技术领域，涉及一种无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，按质量百分比计，所述电线线缆材料包括以下组分：聚苯乙烯类弹性体10％?40％；橡胶5％?25％；聚烯烃10％?40％；聚苯醚或改性聚苯醚5％?25％；无卤阻燃剂0.1％?10％；相容剂0.1％?5％；抗氧剂0.1％?5％；动态硫化体系0.1％?10％；碳纳米管0.1％?2％；所述动态硫化体系包括质量比为100：(30?70)：(5?20)：(5?30)的过氧化物、硫化助剂、活化剂和白油的混合物；所述碳纳米管为经过表面处理带有羧基的碳纳米管。相对于现有技术，本发明提供的无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料具有耐油、耐磨特性、高的抗撕裂性能和高的阻燃性能，可以满足正常使用的需求。
【专利说明】
无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料
技术领域
[0001] 本发明属于线缆材料技术领域，涉及一种无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线 缆材料。
【背景技术】
[0002] 在环境和能源问题日益严峻的今天，电动汽车技术作为环境友好的新能源科技已 经吸引了众多国内以及国际厂商的研发热情，而电动汽车配套基础充电设施建设也已成发 展重点。汽车电缆料的关键技术之一就是耐磨性能的研究改进，这是因为，汽车线由于其使 用位置特殊，汽车在运行过程中无法避免线与线之间的互相摩擦，一旦塑料护套磨穿会直 接导致短路造成交通事故隐患，所以车用电线要求有足够的耐磨性能。
[0003] 此外，在汽车用电缆的使用过程中，长期的剪切、拉伸负载和弯折形变会使电缆护 套疲劳老化，使电缆护套表现出开裂现象，无法满足正常使用。
[0004] 有鉴于此，确有必要提供一种无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其 具有耐油、耐磨特性和高的抗撕裂性能，可以满足正常使用的需求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于:针对现有技术的不足，而提供一种无卤阻燃热塑性弹性体新能 源汽车用线缆材料，其具有耐油、耐磨特性和高的抗撕裂性能，可以满足正常使用的需求。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，按质量百分比计，所述电线线缆 材料包括以下组分：
[0008] 聚苯乙烯类弹性体 10%-40%;
[0009] 橡胶 5 %-25 %;
[0010] 聚稀烃 10 %-40 %;
[0011] 聚苯醚或改性聚苯醚5%_25%;
[0012] 无齒阻燃剂 0.1%-10%;
[0013] 相容剂 0.1%-5%;
[0014] 抗氧剂 0.1%-5%;
[0015] 动态硫化体系 0.1%-10%;
[0016] 碳纳米管 0.1 %-2 %;
[0017]所述动态硫化体系包括质量比为100: (30-70): (5-20): (5-30)的过氧化物、硫化 助剂、活化剂和白油的混合物；
[0018]所述碳纳米管为经过表面处理带有羧基的碳纳米管。
[0019]其中，聚苯醚或改性聚苯醚电绝缘性能好，吸水性小，有较好的耐磨性，尺寸稳定性 好，有较高的耐热性，阻燃性也较好，但是有应力开裂倾向，通过相容技术可以规避聚苯醚材 料的开裂。此外，本发明提供动态硫化技术使材料具备耐油、耐磨特性。所谓动态硫化技术，是 指弹性体在两相混合过程中"就地交联"，交联的弹性体相分散在热塑性塑料中，采用动态硫 化技术制得的橡胶、聚苯乙烯类弹性体、聚乙烯、聚苯醚(或改性聚苯醚)的共混物具有优异的 强度、耐热性和耐介质性能，其中被硫化了得橡胶作为分散相分布在热塑性塑料连续相中。 [0020]采用过氧化物作为硫化剂时，所得弹性体的网络结构是具有很高键能的碳碳键， 而且非常稳定，使得材料具有很好的耐老化性能，硫化助剂、活化剂的使用可以提高过氧化 物的硫化效率，活化剂能够增加交联效率，白油则可以使硫化剂等均匀的包裹在粒料上，从 而可以确保橡胶的充分硫化，并均匀地分散在热塑性塑料连续相中。
[0021 ]碳纳米管具有高强度、高韧性和优异的电化性能，本发明中的碳纳米管为经过表面 处理带有羧基的碳纳米管，显弱酸性，当其用量较小时，弱酸性的碳纳米管增加了碳纳米管与 基体的结合，使得其在体系中的分散较为均匀，从而不至于产生局部的团聚，进而提高了体系 的交联密度，另一方面由于碳纳米管具有良好的表面性能，使得弹性体能够在其周围形成物 理交联，这有利于增加体系的交联密度，但是碳纳米管的添加量不能太大，否则会出现严重的 团聚情况，无法促进硫化效率。同时，由于碳纳米管具有很好的表面性能，使得橡胶基体能够 很好的在其表面运动，适当的碳纳米管在体系中充当了润滑剂的作用，减小了流动阻力，使体 系流动性增加，但是当碳纳米管超过一定量时，其趋于形成较大的颗粒，颗粒间相互碰撞摩擦 产生流动阻力，导致体系流动性下降。此外，适量的碳纳米管还可以提高材料的拉伸性能。 [0022]抗氧剂可以提高材料的耐老化性能。无卤阻燃剂可以提高材料的阻燃性能。
[0023] 相对于现有技术，本发明提供的无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料具 有耐油、耐磨特性、高的抗撕裂性能和高的阻燃性能，可以满足正常使用的需求。
[0024] 作为本发明无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的一种改进，按质量百 分比计，所述电线线缆材料包括以下组分：
[0025] 聚苯乙烯类弹性体 15%-35%;
[0026] 橡胶 7 %-20 %;
[0027] 聚烯烃 15 %-35 %;
[0028] 聚苯醚或改性聚苯醚7%_20%;
[0029]无卤阻燃剂
[0030] 相容剂 1%-3%;
[0031] 抗氧剂 0.5%_4%;
[0032] 动态硫化体系
[0033] 碳纳米管 0.5%_1.5%。
[0034] 作为本发明无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的一种改进，按质量百 分比计，所述电线线缆材料包括以下组分：
[0035] 聚苯乙烯类弹性体 31%;
[0036] 橡胶 15%;
[0037] 聚烯烃 25%;
[0038] 聚苯醚或改性聚苯醚15%;
[0039]无卤阻燃剂 5%;
[0040] 相容剂 2%;
[0041] 抗氧剂 2%;
[0042] 动态硫化体系 4%;
[0043] 碳纳米管 1%。
[0044] 作为本发明无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的一种改进，所述过氧 化物为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧己烷。
[0045] 作为本发明无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的一种改进，所述活化 剂为N，N_邻亚苯基马来酰亚胺。
[0046] 作为本发明无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的一种改进，所述硫化 助剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
[0047] 作为本发明无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的一种改进，所述相容 剂为马来酸酐接枝SEBS和/或马来酸酐接枝PE。
[0048] 作为本发明无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的一种改进，所述无卤阻 燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、磷酸盐、次磷酸酯和次磷酸盐中的至少一种。
[0049] 作为本发明无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的一种改进，所述抗氧 剂为抗氧剂1 〇 1 〇、抗氧剂1076、抗氧剂164和抗氧剂264中的至少一种。
[0050] 作为本发明无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料的一种改进，其制备方 法包括以下步骤：
[0051 ]第一步，设定动态硫化温度，预热双螺杆挤出机；
[0052]第二步，将除动态硫化体系以外的成分混合，得到混合料，然后将过氧化物、硫化 助剂、活化剂加入混合料中，混合时添加白油，使过氧化物、硫化助剂、活化剂能够粘附在母 料颗粒的表面；
[0053]第三步，将第二步得到的混合粒料加入双螺杆挤出机内，在175°C-210°C下熔融挤 出、拉条、冷却，造粒，得到电缆材料。
【具体实施方式】 [0054] 实施例1
[0055]本实施例提供了一种无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其特征在 于，按质量百分比计，所述电线线缆材料包括以下组分：
[0056] 聚苯乙烯类弹性体 31%;
[0057] 橡胶 15%;
[0058] 聚烯烃 25%;
[0059] 聚苯醚 15%;
[0060] 无卤阻燃剂 5%;
[0061] 相容剂 2%;
[0062] 抗氧剂 2%;
[0063] 动态硫化体系 4%;
[0064] 碳纳米管 1%。
[0065]其中，动态硫化体系包括质量比为100:50:10:6的过氧化物、硫化助剂、活化剂和 白油的混合物;过氧化物为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧己烷，硫化助剂为三烯丙基异氰 脲酸酯，活化剂为N，N-邻亚苯基马来酰亚胺，碳纳米管为经过表面处理带有羧基的碳纳米 管，无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐，相容剂为马来酸酐接枝SEBS，抗氧剂为抗氧剂1010。 [0066]其制备方法包括以下步骤：
[0067] 第一步，设定动态硫化温度，预热双螺杆挤出机；
[0068] 第二步，将除动态硫化体系以外的成分混合，得到混合料，然后将过氧化物、硫化 助剂、活化剂加入混合料中，混合时添加白油，使过氧化物、硫化助剂、活化剂能够粘附在母 料颗粒的表面；
[0069]第三步，将第二步得到的混合粒料加入双螺杆挤出机内，在180°C-190°C下熔融挤 出、拉条、冷却，造粒，得到电缆材料。
[0070] 实施例2
[0071]本实施例提供了一种无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，按质量百分 比计，所述电线线缆材料包括以下组分：
[0072] 聚苯乙烯类弹性体 36.8%;
[0073] 橡胶 10%;
[0074] 聚烯烃 20%;
[0075] 聚苯醚 22%;
[0076]无卤阻燃剂 3%;
[0077] 相容剂 2%;
[0078] 抗氧剂 2%;
[0079] 动态硫化体系 3%;
[0080] 碳纳米管 1.2%;
[0081 ]所述动态硫化体系包括质量比为100:40:15:15的过氧化物、硫化助剂、活化剂和 白油的混合物;过氧化物为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧己烷，硫化助剂为三烯丙基异氰 脲酸酯，活化剂为N，N_邻亚苯基马来酰亚胺，碳纳米管为经过表面处理带有羧基的碳纳米 管。无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐，相容剂为马来酸酐接枝PE，抗氧剂为抗氧剂1076。 [0082]其制备方法包括以下步骤：
[0083]第一步，设定动态硫化温度，预热双螺杆挤出机；
[0084]第二步，将除动态硫化体系以外的成分混合，得到混合料，然后将过氧化物、硫化 助剂、活化剂加入混合料中，混合时添加白油，使过氧化物、硫化助剂、活化剂能够粘附在母 料颗粒的表面；
[0085]第三步，将第二步得到的混合粒料加入双螺杆挤出机内，在185°C-200°C下熔融挤 出、拉条、冷却，造粒，得到电缆材料。
[0086] 实施例3
[0087] 本实施例提供了一种无卤阻燃新能源充电粧用电线线缆材料，按质量百分比计， 所述电线线缆材料包括以下组分：
[0088] 聚苯乙烯类弹性体 30%;
[0089] 橡胶 19%;
[0090] 聚烯烃 18%;
[0091] 改性聚苯醚 18%;
[0092]无卤阻燃剂 4%;
[0093] 相容剂 1.3%;
[0094] 抗氧剂 3%;
[0095] 动态硫化体系 6%;
[0096] 碳纳米管 0.7%。
[0097]其中，动态硫化体系包括质量比为100:35:8:8的过氧化物、硫化助剂、活化剂和白 油的混合物;过氧化物为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧己烷，硫化助剂为三烯丙基异氰脲 酸酯，活化剂为N，N-邻亚苯基马来酰亚胺，所述碳纳米管为经过表面处理带有羧基的碳纳 米管。无卤阻燃剂为磷酸盐，相容剂为马来酸酐接枝PE，抗氧剂为抗氧剂164,改性聚苯醚是 由聚苯醚和聚苯乙烯共混而得。
[0098]其制备方法包括以下步骤：
[0099] 第一步，设定动态硫化温度，预热双螺杆挤出机；
[0100] 第二步，将除动态硫化体系以外的成分混合，得到混合料，然后将过氧化物、硫化 助剂、活化剂加入混合料中，混合时添加白油，使过氧化物、硫化助剂、活化剂能够粘附在母 料颗粒的表面；
[0101] 第三步，将第二步得到的混合粒料加入双螺杆挤出机内，在190 °C -210 °C下熔融挤 出、拉条、冷却，造粒，得到电缆材料。
[0102] 实施例4
[0103] 本实施例提供了一种无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，按质量百分 比计，所述电线线缆材料包括以下组分：
[0104] 聚苯乙烯类弹性体 18%;
[0105] 橡胶 20%;
[0106] 聚烯烃 32%;
[0107] 改性聚苯醚 14%;
[0108]无卤阻燃剂 8.5%;
[0109]相容剂 1.5%;
[0110]抗氧剂 1.5%;
[0111] 动态硫化体系 4%;
[0112] 碳纳米管 0.5%;
[0113] 所述动态硫化体系包括质量比为100:35:12:22的过氧化物、硫化助剂、活化剂和 白油的混合物;氧化物为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧己烷，硫化助剂为三烯丙基异氰脲 酸酯，活化剂为N，N-邻亚苯基马来酰亚胺，所述碳纳米管为经过表面处理带有羧基的碳纳 米管。无卤阻燃剂为次磷酸酯，相容剂为马来酸酐接枝SEBS，抗氧剂为抗氧剂264,改性聚苯 醚是由聚苯醚和聚苯乙烯共混而得。
[0114] 其制备方法包括以下步骤：
[0115] 第一步，设定动态硫化温度，预热双螺杆挤出机；
[0116] 第二步，将除动态硫化体系以外的成分混合，得到混合料，然后将过氧化物、硫化 助剂、活化剂加入混合料中，混合时添加白油，使过氧化物、硫化助剂、活化剂能够粘附在母 料颗粒的表面；
[0117] 第三步，将第二步得到的混合粒料加入双螺杆挤出机内，在180°C-200°C下熔融挤 出、拉条、冷却，造粒，得到电缆材料。
[0118] 实施例5
[0119] 本实施例提供了一种无卤阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，按质量百分 比计，所述电线线缆材料包括以下组分：
[0120] 聚苯乙烯类弹性体 24%;
[0121] 橡胶 21%;
[0122] 聚烯烃 23%;
[0123] 聚苯醚 13.5%;
[0124] 无卤阻燃剂 5.5%;
[0125] 相容剂 3.5%;
[0126] 抗氧剂 3.5%;
[0127] 动态硫化体系 5.2%;
[0128] 碳纳米管 0.8%;
[0129] 所述动态硫化体系包括质量比为100:45:13:13的过氧化物、硫化助剂、活化剂和 白油的混合物;氧化物为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧己烷，硫化助剂为三烯丙基异氰脲 酸酯，活化剂为N，N_邻亚苯基马来酰亚胺，所述碳纳米管为经过表面处理带有羧基的碳纳 米管。无卤阻燃剂为次磷酸盐，相容剂为马来酸酐接枝SEBS，抗氧剂为抗氧剂1010。
[0130] 其制备方法包括以下步骤：
[0131 ]第一步，设定动态硫化温度，预热双螺杆挤出机；
[0132] 第二步，将除动态硫化体系以外的成分混合，得到混合料，然后将过氧化物、硫化 助剂、活化剂加入混合料中，混合时添加白油，使过氧化物、硫化助剂、活化剂能够粘附在母 料颗粒的表面；
[0133] 第三步，将第二步得到的混合粒料加入双螺杆挤出机内，在185°C-205°C下熔融挤 出、拉条、冷却，造粒，得到电缆材料。
[0134] 对实施例1至5的材料进行物理性能测试，所得结果见表1，作为对比，将市售的充 电粧用电线线缆材料做同样的测试(对比例）：
[0135] 表1:实施例1至5的材料的物理性能测试结果：
[0138] 对实施例1至5的材料和市售的材料进行老化测试，具体的，将这些材料置于空气 烘箱中进行老化，老化温度为135°C，老花时间为168h，然后测试其机械性能:低温弯曲性能 (温度为-40 °C，时间为16h)、耐热冲击性能（温度为150 °C，时间为lh)和热变形性能（150 °C)，所得结果见表2:
[0139] 表2:实施例1至5的材料的老化性能测试结果：
[0141] 由此可知，本发明具有高撕裂强度，环保、无卤阻燃，而且不易出现裂纹，使用寿命 长，。
[0142] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方 式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本 发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书 中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【主权项】
1. 无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其特征在于，按质量百分比计，所述 电线线缆材料包括W下组分： 聚苯石婦类弹性体 10%-40%; 橡胶 5%-25%; 聚締控 10%-40%; 聚苯酸或改性聚苯離 5%-25%; 无面阻燃剂 化I%-10%; 相容剂 0.1%-5%; 抗氧剂 0.1%-5%| 动态硫化体系 0.1%-10%； 碳纳米管 0.1%-2%; 所述动态硫化体系包括质量比为100: (30-70): (5-20): (5-30)的过氧化物、硫化助剂、 活化剂和白油的混合物； 所述碳纳米管为经过表面处理带有簇基的碳纳米管。2. 根据权利要求1所述的无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其特征在于， 按质量百分比计，所述电线线缆材料包括W下组分： 聚苯乙帰类弹性体 15%-35%; 橡胶 7%-20%; 聚締轻 ].5%-35输 聚苯酸或改性聚苯酸 7%-20%; 无因阻燃剂 相容剂 1%-3%; 抗氧剂 0.5%-4%; 动态硫化体系 10/0-7%; 碳纳米管 0.5%-1.5%。3. 根据权利要求2所述的无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其特征在于， 按质量百分比计，所述电线线缆材料包括W下组分： 聚苯乙嫌樂弹性体31%; 橡胶 15%； 聚締居 25%; 聚苯酸或改性聚苯離 15;%:; 无因阻燃剂 5%; 相容剂 2%; 抗氧剂 2%; 动态硫化体系 4%, 碳纳米管 1%。4. 根据权利要求1至3任一项所述的无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其 特征在于:所述过氧化物为2，5-二甲基-2，5-二叔下基过氧己烧。5. 根据权利要求1至3任一项所述的无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其 特征在于:所述活化剂为N，N-邻亚苯基马来酷亚胺。6. 根据权利要求1至3任一项所述的无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其 特征在于:所述硫化助剂为Ξ締丙基异氯脈酸醋。7. 根据权利要求1至3任一项所述的无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其 特征在于:所述相容剂为马来酸酢接枝SEBS和/或马来酸酢接枝PE。8. 根据权利要求1至3任一项所述的无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其 特征在于:所述无面阻燃剂为Ξ聚氯胺氯尿酸盐、Ξ聚氯胺聚憐酸盐、憐酸盐、次憐酸醋和 次憐酸盐中的至少一种。9. 根据权利要求1至3任一项所述的无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料，其 特征在于:所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂164和抗氧剂264中的至少一种。10. 根据权利要求1至3任一项所述的无面阻燃热塑性弹性体新能源汽车用线缆材料， 其特征在于，其制备方法包括W下步骤： 第一步，设定动态硫化溫度，预热双螺杆挤出机； 第二步，将除动态硫化体系W外的成分混合，得到混合料，然后将过氧化物、硫化助剂、 活化剂加入混合料中，混合时添加白油，使过氧化物、硫化助剂、活化剂能够粘附在母料颗 粒的表面； 第Ξ步，将第二步得到的混合粒料加入双螺杆挤出机内，在175°C-210°C下烙融挤出、 拉条、冷却，造粒，得到电缆材料。
【文档编号】C08L21/00GK105968872SQ201610380335
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】钟荣栋, 刘悦
【申请人】东莞市安拓普塑胶聚合物科技有限公司