一種感溫變色充電線材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電線電纜領(lǐng)域，涉及一種充電線材料及其制備方法和應(yīng)用，尤其涉及 一種感溫變色充電線材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 近三十年，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，同時(shí)使得人類面臨的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益嚴(yán)峻。工業(yè) 和汽車排放的尾氣是當(dāng)前造成溫室效應(yīng)、破壞環(huán)境和影響生活的重要因素，為此世界多國(guó) 正在商議并尋找減少尾氣排放和能源消耗的辦法。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的 提高，人民對(duì)汽車的需求與使用越來(lái)越多，汽車排放的尾氣也急速增多。研究與開發(fā)新型環(huán) 保節(jié)能汽車成為了當(dāng)前話題，其中開發(fā)新能源電動(dòng)汽車成為了首選。因此新型電動(dòng)汽車充 電電線的開發(fā)已成為線纜行業(yè)急需解決的問(wèn)題。
[0003] 汽車充電線纜常有兩種使用模式：一種是存置于汽車上，跟隨汽車在不同環(huán)境中 使用；另一種是被安置于公路、車庫(kù)、賓館、商場(chǎng)、停車場(chǎng)的充電柱上被長(zhǎng)期使用。無(wú)論那種 使用模式，電纜都有可能受到包括日光、風(fēng)化、潮濕、海水、油污、酸雨、冰凍等多種不利環(huán)境 的影響，同時(shí)在使用中還經(jīng)常要彎曲、拖拉，不可避免會(huì)發(fā)生磨擦、刮擦、壓碾等機(jī)械損傷。
[0004] 現(xiàn)今，電動(dòng)汽車用充電電線材料大都選用PVC基材作為其電線用護(hù)套材料，雖然 此種充電電線絕緣性好，表面耐磨且價(jià)格相對(duì)較低，但由于其燃燒會(huì)釋放劇毒的氯化氫氣 體，具有較大的火災(zāi)隱患，這對(duì)于許多電動(dòng)汽車用戶使用過(guò)程中存在很大的潛在威脅。大 多數(shù)電線電纜中為了達(dá)到阻燃效果多使用金屬氫氧化物阻燃劑，如氫氧化鋁和氫氧化鎂， 但由于需要加入高達(dá)40~60wt%的用量才能達(dá)到阻燃要求，往往又會(huì)影響材料的物理機(jī) 械性能。專利CN 102140192A公開了一種低煙無(wú)鹵聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法，采用 Mg(OH)2對(duì)聚合物進(jìn)行阻燃，其阻燃效率低，需要添加60wt%以上才能達(dá)到較高的阻燃要 求，大大降低了材料的力學(xué)性能。專利CN 103073776A公開了一種無(wú)鹵膨脹阻燃電線電纜 絕緣料組合物，所述組合物的原料包括以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配方組成：聚烯烴60~80%、無(wú)鹵 膨脹型阻燃劑15~35 %、協(xié)效劑2~10 %、相容劑1~10 %、潤(rùn)滑劑0. 1~1%以及抗氧 劑0. 1~1 %;其阻燃劑的用量雖然僅占原料重量的15~35%，具有良好的阻燃性能，但是 材料的機(jī)械性能并不理想。
[0005] 在電動(dòng)汽車充電過(guò)程中，會(huì)有較大電流快速充入線纜，使線纜在使用過(guò)程中急劇 升溫；同時(shí)，在充電過(guò)程中也存在反復(fù)彎曲拉扯的現(xiàn)象，電線易因短路造成線身溫度過(guò)高而 沒(méi)有警示，存在燙傷使用人的隱患。
[0006] 為此，開發(fā)出一種能夠感應(yīng)溫度變化并能讓人能夠直接觀察出其變化且兼具良好 機(jī)械性能的電線電纜，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用前景是十分巨大的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的充電線纜在使用過(guò)程中因溫度過(guò)高而沒(méi)有警示存在的安 全隱患問(wèn)題，以及線纜無(wú)法兼具良好阻燃性和良好機(jī)械性能的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種感 溫變色充電線材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明通過(guò)添加感溫變色粉，并利用氫化（苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯）嵌段共聚物（SEBS)、聚丙烯（PP)和聚烯烴彈性體（POE)三者間的協(xié) 同作用，以及Mg(OH) 2和溴系阻燃劑之間的協(xié)同作用制備出能夠感應(yīng)溫度變化并讓人能夠 直接觀察出其變化且兼具良好機(jī)械性能和阻燃性能的感溫變色充電線材料。
[0008] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0009] 第一方面，本發(fā)明提供了一種感溫變色充電線材料，所述材料主要由以下原料按 重量份計(jì)制備得到：
[0010] 氫化（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）嵌段共聚物（SEBS) ]8~28份 聚丙烯（PP) 10~20份 聚烯烴彈性體（POE) 5~]5份 環(huán)烷油 10~20份 感溫變色粉 1.5~3份 氫氧化鎂 25~30份 溴系阻燃劑 15~20份：
[0011] 其中，SEBS的重量份可為18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26 份、27份或28份等；PP的重量份可為10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、 18份、19份或20份等；POE的重量份可為5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13 份、14份或15份等；環(huán)烷油的重量份可為10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17 份、18份、19份或20份等；感溫變色粉的重量份可為1. 5份、1. 7份、2份、2. 3份、2. 5份、 2. 7份或3份等；氫氧化鎂的重量份可為25份、26份、27份、28份、29份或30份等；溴系阻 燃劑的重量份可為15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
[0012] 優(yōu)選為，所述材料主要由以下原料按重量份計(jì)制備得到：
[0013] 氫化（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）嵌段共聚物 20~25份 聚丙烯 13~17份 聚烯烴彈性體 7~13份
[0014] 環(huán)烷油 13~17份 感溫變色粉 2~2.5份 氫氧化鎂 25~27份 溴系阻燃劑 15~17份；
[0015] 進(jìn)一下優(yōu)選為，所述材料主要有以下原料按重量份計(jì)制備得到：
[0016] 氫化（_乙烯-丁二歸-苯乙烯):嵌段共聚物 23份 聚丙烯 15份 聚烯烴彈性體 10份 環(huán)烷油 15份 感溫變色粉 2.3汾 氫氧化鎂 26份 溴系阻燃劑 16份。
[0017] 其中，所述氫化（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）嵌段共聚物（SEBS)、聚丙烯（PP)和 聚烯烴彈性體（POE)三者間的協(xié)同作用使材料具有良好的機(jī)械性能。
[0018] 所述環(huán)烷油是以環(huán)烷烴為主要成分的石油餾分，其酸值〈0. 15mgK0H/g，流動(dòng)點(diǎn) 為-40~-12 °C，飽和烴含量為87. 55 %~93. 86 %，芳烴含量為6. 14 %~11. 96 %，瀝青質(zhì) 含量為〇~0.49%。
[0019] 所述"感溫變色粉"是一種微膠囊化的可逆感溫變色物質(zhì)，又稱溫變顏料或感溫 粉，微膠囊包裹著隱形材料、色形成劑及控溫劑，藉由不同的控溫因子材料選擇，可制成不 同溫度區(qū)間的變色的色料。這種感溫微膠囊粉粒徑為3~10微米，顆粒呈圓球狀，內(nèi)部是 變色物質(zhì)，外部是一層厚約0. 2~0. 5微米既不能溶解也不會(huì)融化的透明外殼，可隨溫度的 上升、下降發(fā)生可逆變色，在不同的溫度下顯現(xiàn)出不同的顏色。
[0020] 所述Mg (OH) 2不僅可以起到溴系阻燃劑協(xié)同作用，使材料具有良好的阻燃性能，同 時(shí)Mg(OH)2還可作為受酸劑，使電線在濕熱環(huán)境下使用時(shí)抑制銅導(dǎo)體的變色，同時(shí)保證了感 溫變色粉對(duì)溫度的敏感性。
[0021] 本發(fā)明中，所述材料的制備原料還包括抑煙劑、抗氧化劑、潤(rùn)滑劑或協(xié)效劑中任意 一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：抑煙劑和抗氧化劑的組合，抗氧 化劑和潤(rùn)滑劑的組合，潤(rùn)滑劑和協(xié)效劑的組合。
[0022] 上述所述的還包括抑煙劑、抗氧化劑、潤(rùn)滑劑或協(xié)效劑中任意一種或至少兩種的 組合，是指根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要在制備感溫變色充電線材料的過(guò)程中可選擇不添加，也可根 據(jù)需要添加抑煙劑、抗氧化劑、潤(rùn)滑劑或協(xié)效劑中任意一種或至少兩種的組合。
[0023] 本發(fā)明中，所述抑煙劑為硼酸鋅、八鉬酸銨、二氧化鉬或氧化錫中任意一種或至少 兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：硼酸鋅和八鉬酸銨的組合，八鉬酸銨和二氧 化鉬的組合，二氧化鉬和氧化錫的組合，硼酸鋅、八鉬酸銨和二氧化鉬的組合，硼酸鋅、八鉬 酸銨、二氧化鉬和氧化錫中的組合。
[0024] 優(yōu)選地，所述抗氧化劑為抗