用于充电枪的线缆的护套料

技术领域

本发明属于充电线缆技术领域，具体地，涉及用于充电枪的线缆的护套料。

背景技术

快速高效的充电是目前电动或者混动汽车发展的主要趋势之一，由于快速高效的充电需要充电电缆承载较大电流，线缆芯线连接大电流时产生的热量较高，因此对电缆的护套料的要求较高，既对护套料的热稳定性要求严格，又对护套料在高温条件下的弹性性能(具有良好的弹性性能才能对电缆起到很好地保护作用)提出了挑战。因此，热稳定性好且高温力学性能优的护套料才能满足快充充电枪的应用条件。

现有的线缆护套料通常为低密度聚乙烯护套料，加工技术成熟，经过辐射交联后，其制成的护套管具有优异的耐高温性能。但是由于体系交联密度的增加，同时使得低密度聚乙烯的弹性性能降低，使得护套料的耐高温性能和弹性性能不能兼具，无法满足快充充电枪的应用条件。

基于此，本发明提供了用于充电枪的线缆的护套料。

发明内容

本发明的目的在于提供用于充电枪的线缆的护套料，以解决背景技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

用于充电枪的线缆的护套料，包括以下重量份的原料：40—60份低密度聚乙烯、10—18份乙烯-辛烯共聚物、20—40份韧性助剂、3—7份相容剂、3—8份辅助剂。

进一步地，所述辅助剂为抗氧化剂、润滑剂的任意比的混合。

进一步地，所述韧性助剂包括以下步骤制成：

第一步、聚乙二醇单甲醚、甲苯-2,4-二异氰酸酯混合后，在氮气保护，60-65℃下搅拌反应1.5—2h，停止反应，并氮气氛围保护，得第一反应物，其中，聚乙二醇单甲醚(数均分子质量为300-500)、甲苯-2,4-二异氰酸酯的摩尔比为1-1.1:1；

第二步、含硫基端羟基硅油、甲苯-2,4-二异氰酸酯混合均匀后，在氮气保护，75-80℃下搅拌3—5h，停止反应，并氮气氛围保护，得第二反应物，其中，含硫基端羟基硅油、甲苯-2,4-二异氰酸酯的摩尔比为1：2-2.1；

第三步、将4,4’－二氨基二苯二硫醚和DMF混合均匀后，加入第二反应物，并在氮气保护，70-75℃下搅拌反应2—4h，降温至45-60℃，加入第一反应物，继续搅拌1—2h，停止搅拌，减压旋蒸，切割，得韧性助剂，其中，4,4’－二氨基二苯二硫醚、第二反应物、第一反应物的摩尔比为2-2.1:1:1，第二反应物的摩尔质量以含硫基端羟基硅油的摩尔质量计，第一反应物的摩尔质量以甲苯-2,4-二异氰酸酯的摩尔质量计。

在所述韧性助剂制备过程中以聚乙二醇单甲醚和甲苯-2,4-二异氰酸酯反应的第一反应物为支链(为一种单端为-NCO的预聚合物)，以含硫基端羟基硅油和甲苯-2,4-二异氰酸酯反应的第二反应物为主链(两端含有-NCO的预聚合物)，以4,4’-二氨基二苯二硫醚为扩链剂，利用了第二反应物的双端-NCO，4,4’-二氨基二苯二硫醚的双端氨基，以及第一反应物单端-NCO，生成了含有二硫键、支链和硫基的韧性助剂，可知，所述韧性助剂为一种聚氨酯，以硅氧烷链为主链(耐高温的柔性链)，能发挥硅氧烷良好的耐高温弹性性能，以及发挥二硫键动态共价键特性(在热和光的作用下，发生共建键的动态转换)，使得韧性助剂的弹性性能能适应高温。

进一步地，所述含硫基端羟基硅油由3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷及二甲基二乙氧基硅烷在75-90℃的含有稀盐酸的纯水中水解至透明而制成，纯水为去离子水、蒸馏水中的一种，且该含硫基端羟基硅油的数均分子质量为2000-2500。

进一步地，所述3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、纯水的摩尔比为0.3-0.45:0.75-0.8:0.05-0.1:0.8-0.9，含稀盐酸的纯水的pH值5-6。

本发明的有益效果：

为解决背景技术中提到的问题，本发明选用低密度聚乙烯为主要基料，利用低密度聚乙烯良好的耐寒性能，以及良好的可改性性能，并为基料提供一种富含烯烃的，引入乙烯-辛烯共聚物和韧性助剂为弹性助剂，尤其是韧性助剂的引入，其是以硅氧烷链为主链，具有良好的耐高温性能，同时含有的二硫键在热或光的作用下，易发生动态交换，不断吸收和释放热量，存在机械性能和热能的动态转换，且在此交换过程中带动的链段运动会带来更大的摩擦内耗，消耗掉材料的热量或所受的机械形变，进而使得由其制成的护套料在高温下仍具有良好的弹性性能；

显著的是，所述韧性助剂含有支链和硫基，其中支链(柔性链，一端固定，一端自由)，这种结构使得护套料在高温下发生松弛转变而消耗能量，进而使得护套料在高温下保持良好的弹性性能，且该支链为聚醚性链，具有低温流动性和润滑性，促进了所述性助剂与低密度聚乙烯以及乙烯-辛烯共聚物的混合均匀，同时该支链的引入，增加后期辐射形成交联网络的复杂性，相较于纯低密度聚乙烯体系的交联网络，有支链存在的交联网络中二硫键的动态转换更易发生(这是因为支链的存在，主链与主链的交联会减少)；且因韧性助剂中硫基(以3-巯丙基形式存在，短支链)的存在，可以发生硫基与双键之间发生光点击聚合，但这受体系中硫基含量的限制，不至于完全限制二硫键的动态转换，进而不但弥补因主链与主链交联减少引起护套料耐高温性能增加的不足，又能保持护套料良好的弹性性能；

总综上所述，本发明获得的护套料成型后具有良好的耐高温性能和弹性性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

含硫基端羟基硅油制备:

将3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷及二甲基二乙氧基硅烷加入烧瓶中，搅拌均匀后，缓慢滴加含有HCl且pH值5-6的纯水溶液，滴加完后，在75℃下保温反应至透明，降温至室温，加入饱和碳酸钠的乙醇水混合溶液洗涤，取油层，旋蒸，得含硫基端羟基硅油，纯水为去离子水或蒸馏水，所述3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、纯水的摩尔比为0.3:0.75:0.05:0.8。

经检测，获得的含硫基端羟基硅油的数均分子质量为2300。

实施例2

含硫基端羟基硅油制备:同实施例1相比，3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、纯水的摩尔比为0.45:0.75:0.05:0.8，反应温度为85℃，其余相同。

经检测，获得的含硫基端羟基硅油的数均分子质量为2500。

实施例3

韧性助剂的制备：

第一步、0.1mol聚乙二醇单甲醚、0.1mol甲苯-2,4-二异氰酸酯混合后，在氮气保护，65℃下搅拌反应1.5h，停止反应，并氮气氛围保护，得第一反应物，其中，聚乙二醇单甲醚的数均分子质量为300-400；

第二步、0.1mol(230g)实施例1制备的含硫基端羟基硅油、0.2mol甲苯-2,4-二异氰酸酯混合均匀后，在氮气保护，75℃下搅拌5h，停止反应，并氮气氛围保护，得第二反应物；

第三步、将0.2mol 4,4’－二氨基二苯二硫醚和200mL DMF混合均匀后，加入第二步获得的第二反应物，并在氮气保护，70℃下搅拌反应4h，降温至45℃，加入第一步反应获得的第一反应物，继续搅拌2h，停止搅拌，减压旋蒸，切割，得韧性助剂。

实施例4

韧性助剂的制备：

第一步、0.11mol聚乙二醇单甲醚、0.1mol甲苯-2,4-二异氰酸酯混合后，在氮气保护，65℃下搅拌反应1.5h，停止反应，并氮气氛围保护，得第一反应物，其中，聚乙二醇单甲醚的数均分子质量为400-500；

第二步、0.1mol(250g)实施例2制备的含硫基端羟基硅油、0.21mol甲苯-2,4-二异氰酸酯混合均匀后，在氮气保护，80℃下搅拌3h，停止反应，并氮气氛围保护，得第二反应物；

第三步、将0.21mol 4,4’-二氨基二苯二硫醚和200mL DMF混合均匀后，加入第二步获得的第二反应物，并在氮气保护，75℃下搅拌反应2h，降温至60℃，加入第一步反应获得的第一反应物，继续搅拌1h，停止搅拌，减压旋蒸，切割，得韧性助剂。

实施例5

用于充电枪的线缆的护套料：

准备原料：包括以下重量份的原料：40份低密度聚乙烯、18份乙烯-辛烯共聚物、30份实施例3制备的韧性助剂、4份相容剂、6份辅助剂；所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐，所述辅助剂为抗氧化剂、润滑剂按照质量比3:1混合组成；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂300按照质量比1:1混合组成，所述润滑剂为硅酮；

熔融挤出：将上述原料经过干燥处理后，加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出，得护套料。

实施例6

用于充电枪的线缆的护套料：

准备原料：包括以下重量份的原料：50份低密度聚乙烯、15份乙烯-辛烯共聚物、40份实施例4制备的韧性助剂、7份相容剂、3份辅助剂；所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐，所述辅助剂为抗氧化剂、润滑剂、耐候剂按照质量比4:1混合组成；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂300按照质量比1:2混合组成，所述润滑剂为聚乙烯蜡；

熔融挤出：将上述原料经过干燥处理后，加入双螺杆挤出剂中，经熔融、挤出，得护套料。

实施例7

用于充电枪的线缆的护套料：

准备原料：包括以下重量份的原料：60份低密度聚乙烯、10份乙烯-辛烯共聚物、20份实施例3制备的韧性助剂、3份相容剂、6份辅助剂；所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐，所述辅助剂为抗氧化剂、润滑剂按照质量比5:1混合组成；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂300按照质量比1:1混合组成，所述润滑剂为硬脂酸锌；

熔融挤出：将上述原料经过干燥处理后，加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出，得护套料。

对比例1

用于充电枪的线缆的护套料：与实施例5相比，将原料中的韧性助剂等量份替换成低密度聚乙烯，其余相同。

对比例2

用于充电枪的线缆的护套料：与实施例6相比，将原料中的韧性助剂等量份替换成以下步骤制成的助剂，其余相同：

第一步、0.1mol(230g)实施例1制备的含硫基端羟基硅油、0.2mol甲苯-2,4-二异氰酸酯混合均匀后，在氮气保护，75℃下搅拌5h，停止反应，并氮气氛围保护，得第二反应物；

第二步、将0.2mol 4,4’-二氨基二苯二硫醚和200mL DMF混合均匀后，加入第一步获得的第二反应物，并在氮气保护，70℃下搅拌反应4h，停止搅拌，减压旋蒸，切割，得韧性助剂。

对比例3

用于充电枪的线缆的护套料：与实施例7相比，将原料中的韧性助剂等量份替换成以下步骤制成的助剂，其余相同：

第一步、0.11mol聚乙二醇单甲醚、0.1mol甲苯-2,4-二异氰酸酯混合后，在氮气保护，65℃下搅拌反应1.5h，停止反应，并氮气氛围保护，得第一反应物，其中，聚乙二醇单甲醚的数均分子质量为400-500；

第二步、0.1mol双端羟基硅油(数均分子质量2500)、0.21mol甲苯-2,4-二异氰酸酯混合均匀后，在氮气保护，80℃下搅拌3h，停止反应，并氮气氛围保护，得第三反应物；

第三步、将第二步获得的第三反应物和第一步反应获得的第一反应物在200mLDMF中混合均匀，并在氮气保护，75℃下搅拌反应2h，降温至60℃，减压旋蒸，切割，得韧性助剂。

实施例8

将实施例5-7和对比例1-3经熔融挤出、辐照成型后，所得试样进行物性测试，所得测试结果如表1所示。

表1

从表1中的数据中，可以看出实施例5-7获得的护套兼具良好的耐高温性能和弹性性能。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。