用于电动汽车充电电缆的高强度pvc弹性体及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种PVC弹性体组合物，具体的说，设及一种用于电动汽车充电电缆的 高强度PVC弹性体及其制备工艺。
[0002]
【背景技术】
[0003] 近几年的能源、气候、环境问题日趋严重，汽车工业己经无法避免节能减排的现实 和紧迫性，发展并使用新能源汽车逐渐成为全世界的共识，电动汽车作为新能源汽车的主 要形式之一受到越来越多的关注。
[0004] 电动汽车充电系统用电缆用于电动汽车与电源的充电连接，是电动汽车传导充电 系统的关键设备之一，该类产品性能的优劣对电动汽车的安全可靠运行将产生直接的影 响。电动汽车充电电缆是连接于电动汽车和充电粧之间的用于传输电能的载体。而现代充 电技术则对充电过程有了更高的要求，即需要进行电动汽车和充电粧之间的信息传输，且 能对充电动作做出适当的控制。电动汽车充电电缆在保证优良的绝缘性能基础上，还应当 具有耐老化性和耐热性能，同时还需具备良好的低烟阻燃的性能，W降低在事故中可能发 生的伤害和损失。一般来说，电动汽车充电电缆有两种使用模式:一是放置于汽车上，随养 汽车在不同环境下使用；另一个则是被安置在公路、商场、停车场、宾馆、车库等场合的充电 柱上。无论是哪种，充电电缆都可能受到日光、风化、油污、潮湿、冰冻等不利条件的影响，且 在使用中很可能经常要弯曲、拖拉，运都不可避免造成电缆的刮擦、磨损、压娠等损伤。工业 领域广泛应用的聚氯乙締 (PVC)树脂具有优异的物理和化学性能，但是直接作为汽车充电 电缆的原料并不能获得满足要求的强度及耐低溫性，而且PVC增塑作用不稳定，小分子增塑 剂容易发生溶出迁移现象，不仅对环境造成污染，也会加速制品性能劣化，降低使用寿命。 国内使用的高性能电缆多为新加坡进口。
[0005] 因此非常需要通过设置特定的W聚氯乙締 (PVC)为主要成分的弹性体组合物，使 其制备的充电电缆不仅强度高，能够提供橡胶弹性和对压缩永久变形的抗性，而且能够在 各类严酷环境下使用，能够完全替代进口材料，可W满足日益增长的经济及环保需求。
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【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种高强度PVC弹性体组合物，其制备原料包含： 100重量份的PVC树脂； 20~40重量份的粉末下腊橡胶； 40~60重量份的增塑剂； 5~20重量份的聚丙締酸醋类改性剂； 0.01~15重量份的超支化聚氨醋改性埃洛石纳米管； 所述增塑剂包含有0.0 l~30重量份的壳聚糖接枝聚己内醋； 所述聚丙締酸醋类改性剂是W低玻璃化溫度的交联丙締酸醋聚合物乳胶粒子为核、外 层接枝聚甲基丙締酸甲醋或聚氯乙締并具有核壳结构的共聚物。
[000引作为本发明一个优选地实施方案，所述PVC树脂聚合度为2000~2500，K值为81~ 84,绝对粘度为2.8~3.2 mPa S。
[0009] 作为本发明一个优选地实施方案，所述聚丙締酸醋类改性剂是W聚丙締酸下醋为 核，W含25%~100%聚氯乙締的聚甲基丙締酸甲醋为壳层的共聚物。
[0010] 作为本发明一个优选地实施方案，所述超支化聚氨醋改性埃洛石纳米管通过两步 法制备获得:首先使用氨基硅烷偶联剂对埃洛石纳米管进行改性，再将改性后的埃洛石纳 米管与超支化聚氨醋置于有机溶剂中，在50~70°C下反应10~15小时，其中氨基硅烷偶联 剂改性后的埃洛石纳米管与超支化聚氨醋的重量比为1:3~6。
[0011] 作为本发明一个优选地实施方案，所述氨基硅烷偶联剂包括N-(2-氨乙基)-3-氨 丙基二甲氧基硅烷、3-氨丙基二乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、 N-( 2-氨乙基)-3-氨丙基二乙氧基硅烷、W及3-氨丙基二甲氧基硅烷。
[0012] 作为本发明一个优选地实施方案，所述增塑剂还包含邻苯二甲酸二辛醋、邻苯二 甲酸二异癸醋、对苯二甲酸二辛醋、偏苯S酸S辛醋或者癸二酸二辛醋中的一种或多种。
[0013] 作为本发明一个优选地实施方案，所述壳聚糖接枝聚己内醋的原料壳聚糖与聚己 内醋的投料摩尔比为1:10~30。
[0014] 作为本发明一个优选地实施方案，所述原料壳聚糖粘度为0.7~1 Pa-s。
[0015] 作为本发明一个优选地实施方案，所述壳聚糖接枝聚己内醋和超支化聚氨醋改性 埃洛石纳米管的重量份比例为1:0.5~0.75。
[0016] 本发明还提供了一种电动汽车充电电缆，包括绝缘和护套，所述绝缘和护套中至 少一种是由上面所述的任意一项所述的PVC弹性体组合物制备获得。
[0017] 本发明还提供了一种制备所述绝缘或护套的工艺方法，至少包括W下步骤： (1) 原料按配比在高速揽拌机中混合均匀，其中壳聚糖接枝聚己内醋在揽拌过程中分3 次等量加入，混合溫度70~90°C ; (2) 将混合好的物料加入至密炼机中，密炼溫度为160~170°C，密炼8~10分钟后获取 熟料，将熟料置于双螺杆挤出机中，并在175~195°C下挤出造粒，获得母料； (3 )所述母料经螺杆挤出机挤出线材，即可获得绝缘或护套。
[0018] 与现有技术相比，本发明PVC弹性体组合物肖氏(A)硬度最高达到91，低溫脆化溫 度最低至-48.5°C，并且具有较好的力学性能和绝缘性。采用本发明组合物制备电动汽车充 电电缆的绝缘和护套能够提供橡胶弹性和对压缩永久变形的抗性，能够在各类严酷环境下 使用，因而提供了本发明技术效果。
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【具体实施方式】
[0020] 参选W下本发明的优选实施方法的详述W及包括的实施例可更容易地理解本公 开内容。本文中所用的术语"包含"、"包括"、"具有"、"含有"或其任何其它变形，意在覆盖非 排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要 素，而是可W包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的 要素。
[0021] 溫度、时间、或者其它值或参数W范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优 选值限定的范围表示时，运应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围 下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开 了范围"1~5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1~4"、"1~3"、"1~2"、"1~2和4~ 5"、"1~3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端 值和在该范围内的所有整数和分数。
[0022] 在本说明书的描述中，参考术语"一个优选地实施方案"、"一些优选地实施方案"、 "作为优选地方案"、"示例"或"一些示例"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必须针对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W在任一个或多个实施例或示例中W合适的方式结合。此外，在不相互矛盾 的情况下，本领域的技术人员可W将本说明书中描述的不同实施例或示例W及不同实施例 或示例的特征进行结合和组合。
[0023] 本发明提供了一种高强度PVC弹性体组合物，其制备原料包含： 100重量份的PVC树脂； 40~60重量份的增塑剂； 5~20重量份的聚丙締酸醋类改性剂； 0.01~15重量份的超支化聚氨醋改性埃洛石纳米管； 所述增塑剂包含有0.0 l~30重量份的壳聚糖接枝聚己内醋； 所述聚丙締酸醋类改性剂是W低玻璃化溫度的交联丙締酸醋聚合物乳胶粒子为核、外 层接枝聚甲基丙締酸甲醋或聚氯乙締并具有核壳结构的共聚物。
[0024] PVC 树脂: PVC树脂即聚氯乙締树脂，是由氯乙締单体聚合而成的热塑性高聚物，属于无定性聚合 物，含结晶度5-10%的微晶体。具有优异的物理和化学性能，主要体现在W下几个方面:耐 腐烛性强，化学性能稳定，常溫下除少数几种溶剂外，PVC树脂可耐任何浓度的盐酸、90 %W 下的硫酸、50-60 %的硝酸及20 %W下的烧碱;优良的阻燃性能和电绝缘性，纯PVC树脂氧指 数高达60%，属于难燃材料，尽管在火焰上能燃烧并放出HCl气体，但离开火焰即自媳；良好 的可塑性，PVC树脂属于热塑性塑料，可采用多种成型加工方式制备出满足各种需求的制 品，同时未经交联的PVC树脂可回收反复利用;优良的耐磨损性能，PVC制品可广泛用作耐磨 地板、耐磨W及防腐耐磨涂料等。另外PVC树脂还具有原材料来源广泛和价格低廉的优点。 软质PVC的增塑作用不稳定，工业化的软质PVC制品常采用小分子增塑剂，如邻苯二甲酸二 正辛酷(D0P)、液体石蜡、环氧大豆油等，运类制品在加工和长期使用过程中小分子增塑剂 会发生溶出、挥发、迁移，不但污染环境，而且会使制品性能劣化，失去使用价值。PVC树脂耐 热性能的影响来说，PVC聚合度越大，其耐热性能越好，加工性能越差。
[0025] 作为一些优选地实施方案，所述PVC树脂为高分子量的PVC树脂。高分子量的PVC树 脂平均聚合度在2000 W上，K值在80 W上，平均分子量在15~20万左右。由于分子量高，PVC 分子链间缠结点增多，较易形成类似交联结构。
[00%] 作为一些优选地实施方案，所述PVC树脂聚合度为2000~2500，K值为81~84,绝对 粘度为2.8~3.2 111?曰5。
[0027] 聚丙締酸醋类改性剂: 本发明所述聚丙締酸醋类改性剂(ACR)主要起增初作用，研究表明ACR弹性体粒子可能 小颗粒状均匀地分散于PVC基体连续相中，形成宏观均相和微观分相结构。弹性体粒子在体 系中充当应力集中体的角色，一方面诱发周围PVC基体产生大量的剪切带和银纹;剪切带和 银纹的产生