[发明专利]高抗撕无卤阻燃电动汽车电线电缆料及电线电缆生产方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车用电缆料制造领域，具体涉及一种高抗撕无卤阻燃电动汽车电线电缆料及电线电缆制备方法。

背景技术

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。

目前，市场上电动汽车高压电池连接线均为单芯绝缘加护套结构型电缆，护套材质均为热塑性弹性体（TPE）材质。以苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）为例，其作为传统电缆料聚氯乙烯（PVC）的主要替代品之一，在满足环境友好的前提下，同时保持了易加工性和力学性能，耐候、耐热性能也得到提高。但较低的氧指数（18%）使SEBS在燃烧时会产生浓烟和熔滴，阻燃效果并不理想。已有专利如US2009/0088502A1，US2009/00884577A1，CN101824201A，CN100509938C分别描述了添加具有成炭功能的聚苯醚（PPO）所带来的阻燃性能的改进，但聚苯醚的加入不仅使复合体系的加工难度增加，而且更容易出现开裂的情况，影响材料使用寿命。

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。有关高抗撕电缆料的专利报道如CN101864101A，CN102408638A，CN103102543A，CN103589022A主要用于工程电缆领域，存在以下几点不足之处：（1）含卤基材如氯丁橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等的选用在燃烧时会产生大量的有毒气体，不符合环保要求；（2）采用塑性体树脂为基材提高硬度以增强抗撕性能会损失电缆柔性，手感不理想；（3）化学交联因为硫化剂的加入使电缆料不够清洁环保，且生产不够高效。

已有关于电动汽车用电缆的专利报道多集中在结构设计等方面，而关于电动汽车用电缆的高抗撕性能研究较少。因此开发一种具备高抗撕性能的无卤阻燃热塑性弹性体复合材料确有必要。

辐照交联作为电缆生产中广泛应用的技术手段，可以通过将聚合物的链状结构三维网络化而实现电缆料物理性能、耐热性以及阻燃性能的提升。在本发明中，复合体系的加工过程采用低剂量辐照实现基材的微交联，在兼顾环保和阻燃效果的前提下，实现不可逆形变的大幅度降低，有效地提升了电动汽车用电缆护套的抗撕裂性能。

发明内容

本发明针对现有问题，提供一种以苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）为基础的高抗撕无卤阻燃热塑性弹性体复合材料及其制备方法，并以其作为电动汽车用电缆护套材质。在保证护套的环境友好性以及阻燃性能的前提下，实现了抗撕裂性能的大幅度提升，使电动汽车用电缆可以在复杂环境下长期可靠运行。

为达到上述目的，本发明提供一种高抗撕无卤阻燃电动汽车电线电缆料，由如下重量份的原料组分构成：

SEBS100份；

聚丙烯20~60份；

烯烃类聚合物5~20份；

阻燃剂40~80份；

成炭剂20~60份；

抗氧剂0.3~3份；

加工助剂0.3~3份；

软化增塑剂15~80份。

优选地，所用烯烃类聚合物为聚乙烯（PE）、聚烯烃弹性体（POE）以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）中的一种或多种的组合。

优选地，所用阻燃剂为有机氮、磷系阻燃剂中的三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）、有机次磷酸盐中的一种或多种的组合。

优选地，所用成炭剂为间苯二酚双(二苯基磷酸酯)（RDP），双酚A-双(二苯基磷酸酯)（BDP）中的一种或两种的组合。

优选地，所用软化增塑剂为环烷烃油和白油中的一种或两种的组合。

所述高抗撕无卤阻燃电动汽车电线电缆料的制备方法，包括下列步骤：

1）配料称量：按配方称量好各种原料。

2）打粉混合：将称量好的SEBS、聚丙烯、烯烃类聚合物、抗氧剂、阻燃剂、成炭剂、加工助剂、软化增塑剂加入高速混合机中搅拌均匀后，出料，得到混合物料。

3）混合料通过长径比较大的双螺杆挤出机在175~210℃下熔融挤出、拉条、冷却、造粒，获得高抗撕无卤阻燃电动汽车电线电缆料成品母料。

3）所述成品电线电缆料经双螺杆押出机和导体（铜或铝等金属导体）挤出线材，将所得线材通过电子加速器辐照交联，交联剂量1~5Mrad，即可获得高抗撕无卤阻燃电动汽车用电缆。