[发明专利]用于电动汽车充电电缆的高强度PVC弹性体及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种PVC弹性体组合物，具体的说，涉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。

背景技术

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。

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桩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桩之间的信息传输，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，以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，这都不可避免造成电缆的刮擦、磨损、压碾等损伤。工业领域广泛应用的聚氯乙烯（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温性，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。

因此非常需要通过设置特定的以聚氯乙烯（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，可以满足日益增长的经济及环保需求。

发明内容

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重量份的粉末丁腈橡胶；

40～60重量份的增塑剂；

5～20重量份的聚丙烯酸酯类改性剂；

0.01～15重量份的超支化聚氨酯改性埃洛石纳米管；

所述增塑剂包含有0.01～30重量份的壳聚糖接枝聚己内酯；

所述聚丙烯酸酯类改性剂是以低玻璃化温度的交联丙烯酸酯聚合物乳胶粒子为核、外层接枝聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯并具有核壳结构的共聚物。

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。

作为本发明一个优选地实施方案，所述聚丙烯酸酯类改性剂是以聚丙烯酸丁酯为核，以含25%～100%聚氯乙烯的聚甲基丙烯酸甲酯为壳层的共聚物。

作为本发明一个优选地实施方案，所述超支化聚氨酯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酯置于有机溶剂中，在50～70℃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酯的重量比为1：3～6。

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-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、以及3-氨丙基三甲氧基硅烷。

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酯、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯或者癸二酸二辛酯中的一种或多种。

作为本发明一个优选地实施方案，所述壳聚糖接枝聚己内酯的原料壳聚糖与聚己内酯的投料摩尔比为1：10～30。

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。

作为本发明一个优选地实施方案，所述壳聚糖接枝聚己内酯和超支化聚氨酯改性埃洛石纳米管的重量份比例为1：0.5～0.75。

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。

本发明还提供了一种制备所述绝缘或护套的工艺方法，至少包括以下步骤：