一種電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性tpe混合材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，所述改性TPE混合材料按重量份包括如下組分：熱塑性彈性體50-70份；增強(qiáng)劑10-20份；阻燃劑25-55份；潤(rùn)滑劑0.2-0.5份；偶聯(lián)劑0.1-0.3份；抗氧劑0.1-0.3份。本發(fā)明的改性TPE混合材料具有高彈性、抗彎折、高強(qiáng)度、抗撕裂、阻燃環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，適合電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種電動(dòng)汽車(chē)充電粧電纜用的改性TPE混合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚合物改性和加工生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種改性TPE混合材料及其制備方法，尤其涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]熱塑性彈性體TPE(Thermoplastic Elastomer)是一種具有橡膠的高彈性，高強(qiáng)度，高回彈性，又具有可注塑加工的特征，具有環(huán)保無(wú)毒安全，硬度范圍廣，有優(yōu)良的著色性，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性，加工性能優(yōu)越，無(wú)須硫化，可以循環(huán)使用降低成本，既可以二次注塑成型，與PP、PE、PC、PS、ABS等基體材料包覆粘合，也可以單獨(dú)成型。
[0003]苯乙烯類(lèi)TPE又稱(chēng)TPS，為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型的共聚物，其性能最接近SBR橡膠。代表性的品種為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)。
[0004]近些年來(lái)，異戊二烯取代丁二烯的嵌段苯乙烯聚合物(SIS)發(fā)展很快，其產(chǎn)量已占TPS量的1/3左右，約90份用在粘合劑方面。用SIS制成的熱熔膠不僅粘性?xún)?yōu)越，而且耐熱性也好，現(xiàn)已成為美歐日各國(guó)熱熔膠的主要材料。
[0005]SBS和SIS的最大問(wèn)題是不耐熱，使用溫度一般不能超過(guò)80°C。同時(shí)，其強(qiáng)伸性、耐候性、耐油性、耐磨性等也都無(wú)法同橡膠相比。為此，近年來(lái)美歐等國(guó)對(duì)它進(jìn)行了一系列性能改進(jìn)，先后出現(xiàn)了 SBS和SIS經(jīng)飽和加氫的SEBS和SEPS。
[0006]基于SEBS的熱塑性彈性體(TPE)，其基本組成包括SEBS、白油及熱塑性樹(shù)脂等，是一類(lèi)具有通用塑料加工性能，但產(chǎn)品有著類(lèi)似交聯(lián)橡膠性能的高分子合金材料。SEBS分子結(jié)構(gòu)中的雙鍵被飽和，因此具有耐老化的特性；組成中不含鹵素，它安全無(wú)毒、穩(wěn)定性好、質(zhì)地柔軟、外觀漂亮、手感舒適、回彈性能好和很強(qiáng)的防濕滑性，還具有環(huán)保的特點(diǎn)；此外基于SEBS的TPE還具有很高的電絕緣性。
[0007]基于這些特點(diǎn)，TPE材料可取代PVC用作電線(xiàn)電纜的絕緣材料，應(yīng)用在低溫、耐老化及需要良好觸感的領(lǐng)域，特別是一些高檔電子消費(fèi)品領(lǐng)域，如耳機(jī)線(xiàn)、電子線(xiàn)、電源線(xiàn)等。
[0008]CN103804944A公開(kāi)了一種改良性TPE塑料，所述的改良性TPE塑料是由TPE本體，聚氯乙烯和六亞甲基四胺組合而成。盡管該TPE材料具有優(yōu)良的著色性，觸感柔軟，耐候性，抗疲勞性和耐溫性，然而，其強(qiáng)度不夠、并且不耐撕裂，阻燃性差，不適合電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的需求。
[0009]CN103540075A公開(kāi)了一種高阻燃的TPE材料，用于有VW-1要求的電源線(xiàn)護(hù)套，USB連接線(xiàn)等領(lǐng)域，其采用SEBS，PP，茂金屬，白油為主體改性，加特種改性ΡΡ0，氮磷阻燃劑。解決了目前TPE不能通過(guò)燃燒和析出的現(xiàn)象，然而該材料的強(qiáng)度和彈性較差，將其應(yīng)用到電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜時(shí)受到局限。
[0010]CN103554814A公開(kāi)了一種耐高溫性能好的TPE材料，它由下列重量份的各組分制成:氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80-100份、氫化環(huán)烷油80-100份、聚丙烯15-20份、丙烯-乙烯無(wú)規(guī)共聚物15-20份、CaC03100-120份、硬脂酸鈣0.5-1份、2-叔丁基-4，6- 二甲基苯酚0.1-0.2份、2，4，6-三叔丁基苯酚0.4-0.8份。該TPE材料耐熱性能好，壓縮形變、彈性回復(fù)等物性不會(huì)因溫度過(guò)高而顯著下降，然而其阻燃性能較差。
[0011]上述涉及到的與改性TPE相關(guān)文獻(xiàn)中，普遍存在強(qiáng)度不夠、不耐撕裂，阻燃環(huán)保性差等缺陷，大大影響了其力學(xué)性能和使用壽命，從而制約了其在電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種改性TPE混合材料，特別是一種電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料。
[0013]為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0014]一種電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，其特征在于，按重量份包括如下組分:熱塑性彈性體50-70份；增強(qiáng)劑10-20份；阻燃劑25-55份；潤(rùn)滑劑0.2-0.5份；偶聯(lián)劑0.1-0.3份；抗氧劑0.1-0.3份，上述各組分含量之和為100份。
[0015]所述熱塑性彈性體的重量份為45-65份，例如可以是45份、48份、50份、52份、54份、57份、59份、60份、62份、65份，優(yōu)選為50-60份，更優(yōu)選為58份。
[0016]優(yōu)選地,所述熱塑性彈性體按重量份包括如下組分:SEBS 50~52份；白油15~25份；聚丙烯20-30份。
[0017]所述增強(qiáng)劑的重量份為12-18份，例如可以是12份、15份、16份、18份，優(yōu)選為15-18份，更優(yōu)選為17份。
[0018]優(yōu)選地，所述增強(qiáng)劑為聚乙烯或聚苯乙烯中的任意一種或至少兩種的混合物，優(yōu)選為聚苯乙烯。
[0019]采用在TPE混合材料中加入增強(qiáng)劑，可以使SEBS在共混物中分散相顆粒尺寸明顯減小，分布更均勻，共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度內(nèi)移，常溫和低溫下缺口沖擊強(qiáng)度增大，聚苯乙烯和熱塑性彈性體的組合具有明顯的協(xié)同作用，與單獨(dú)加入其中一種組分制成的改性TPE混合材料相比，其彈性、抗彎折、抗撕裂性能和強(qiáng)度都會(huì)顯著增強(qiáng)。
[0020]所述阻燃劑為氮磷復(fù)合阻燃劑和/或磷系阻燃劑，優(yōu)選為磷系阻燃劑。
[0021]優(yōu)選地，所述磷系阻燃劑按重量份包括如下組分:環(huán)氧樹(shù)脂包覆聚磷酸銨45-55份、季戊四醇10-15份、三聚氰胺3-5份、包覆紅磷5-10份、氫氧化鎂5-10份、氫氧化鋁5-10份、硼酸鋅5-10份，二氧化硅1-5份、硅酸錳1-5份、偶聯(lián)劑0.5-3份。
[0022]本發(fā)明采用上述阻燃劑不僅可以實(shí)現(xiàn)高阻燃效果，而且可以達(dá)到環(huán)保要求。
[0023]優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、N- β -氨乙基-Y -氨丙基三甲氧基硅烷或N- β -氨乙基-Y -氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一種或至少兩種的混合物。
[0024]所述潤(rùn)滑劑的重量份為0.2-0.4份，優(yōu)選為0.25-0.3份，更優(yōu)選為0.3份。
[0025]優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟和/或硬脂酸鋅，優(yōu)選為聚乙烯蠟。
[0026]所述偶聯(lián)劑的重量份為0.1-0.25份，例如可以是0.1份、0.12份、0.15份、0.18份、0.21份、0.25份，優(yōu)選為0.15-0.25份，更優(yōu)選為0.18份。
[0027]優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑和/或鈦酸酯偶聯(lián)劑，優(yōu)選為鈦酸酯偶聯(lián)劑。
[0028]所述抗氧劑為抗氧劑168和/或抗氧劑1010。
[0029]一種電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為:先將各原料組分在高混機(jī)中混合10-15min，然后送入雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)擠出造粒。
[0030]所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度控制在180-210°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400-1200轉(zhuǎn)/分鐘。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0032]1、本發(fā)明的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料強(qiáng)度較高，其邵氏A硬度可達(dá)到95及以上，抗沖擊強(qiáng)度≥5.2kJ/m2。
[0033]2、本發(fā)明的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料韌性強(qiáng)，具有良好的彈性、抗彎折和抗撕裂性能好，其拉伸強(qiáng)度> 92MPa，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到700%以上，耐撕裂性能^ 93kn/m。
[0034]3、本發(fā)明的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料具有高阻燃環(huán)保性能，其阻燃指數(shù)達(dá)到UL94V0級(jí)別。
[0035]4、本發(fā)明的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料同時(shí)具備高強(qiáng)度、高韌性并耐撕裂等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有高阻燃、低發(fā)煙的特點(diǎn)，是一種新型的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜專(zhuān)用料，相比傳統(tǒng)TPE混合材料更加環(huán)保和安全。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0037]實(shí)施例1
[0038]熱塑性彈性體54份；增強(qiáng)劑10份；阻燃劑35份；潤(rùn)滑劑0.4份；偶聯(lián)劑0.4份；抗氧劑0.2份。
[0039]所述熱塑性彈性體由按重量份的SEBS 50份、白油25份和聚丙烯25份組成；所述增強(qiáng)劑為聚苯乙烯；所述阻燃劑為磷系阻燃劑，所述磷系阻燃劑由環(huán)氧樹(shù)脂包覆聚磷酸銨46份，季戊四醇14份，三聚氰胺5份，包覆紅磷5份，氫氧化鎂6份、氫氧化鋁10份、硼酸鋅7份、二氧化硅1份、二氧化鈦1份、硅酸鎳1份、硅酸錳3份、Y -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷1份組成；所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑；所述抗氧劑為抗氧劑 1010。
[0040](2)將各原料組分在高混機(jī)中混合10_15min，然后送入雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)擠出造粒。所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度控制在180-210°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400-1200轉(zhuǎn)/分鐘。該實(shí)施例制得的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料的性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0041]對(duì)比例I
[0042]如實(shí)施例1所制備的改性TPE混合材料，其中刪除增強(qiáng)劑組分，即不含有增強(qiáng)劑聚苯乙烯，得到的改性TPE混合材料的主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
[0043]對(duì)比例2
[0044]如實(shí)施例1所制備的改性TPE混合材料，其中含有增強(qiáng)劑聚苯乙烯，不含有SEBS組分，得到的改性TPE混合材料的主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
[0045]表1
[0046]

【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，其特征在于，按重量份包括如下組分:熱塑性彈性體50-70份；增強(qiáng)劑10-20份；阻燃劑25-55份；潤(rùn)滑劑0.2-0.5份；偶聯(lián)劑0.1-0.3份；抗氧劑0.1-0.3份，上述各組分含量之和為100份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，其特征在于，所述熱塑性彈性體的重量份為45-65份，優(yōu)選為50-60份，更優(yōu)選為58份；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，其特征在于，所述熱塑性彈性體按重量份包括如下組分:SEBS50~52份；白油15~25份；聚丙烯20-30 份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，其特征在于，所述增強(qiáng)劑的重量份為12-18份，優(yōu)選為15-18份，更優(yōu)選為17份； 優(yōu)選地，所述增強(qiáng)劑為聚乙烯和/或聚苯乙烯，優(yōu)選為聚苯乙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，其特征在于，所述阻燃劑為氮磷復(fù)合阻燃劑和/或磷系阻燃劑，優(yōu)選為磷系阻燃劑； 優(yōu)選地，所述磷系阻燃劑按重量份包括如下組分:環(huán)氧樹(shù)脂包覆聚磷酸銨45-55份、季戊四醇10-15份、三聚氰胺3-5份、包覆紅磷5-10份、氫氧化鎂5-10份、氫氧化鋁5_10份、硼酸鋅5-10份，二氧化硅1-5份、硅酸錳1-5份、偶聯(lián)劑0.5-3份； 優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、N- β -氨乙基-Y -氨丙基三甲氧基硅烷或N- β -氨乙基-Y -氨丙基甲基二甲氧基硅 烷中的任意一種或至少兩種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑的重量份為0.2-0.4份，優(yōu)選為0.25-0.3份，更優(yōu)選為0.3份； 優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟和/或硬脂酸鋅，優(yōu)選為聚乙烯蠟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑的重量份為0.1-0.25份，優(yōu)選為0.15-0.25份，更優(yōu)選為0.18份； 優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑和/或鈦酸酯偶聯(lián)劑，優(yōu)選為鈦酸酯偶聯(lián)劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的電動(dòng)汽車(chē)充電樁電纜用的改性TPE混合材料，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑168和/或抗氧劑1010。
9.一種權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的改性TPE混合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為:先將各原料組分在高混機(jī)中混合10-15min，然后送入雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)擠出造粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機(jī)的料筒溫度控制在180-210°C，螺桿轉(zhuǎn)速為400-1200轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號(hào)】C08K3/36GK104177751SQ201410390759
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】程秀麗, 李賢基, 朱興平 申請(qǐng)人:廣東奧美格傳導(dǎo)科技股份有限公司