一種熒光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 一種熒光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] 同時(shí)，在夜間或在停電時(shí)，黑暗的環(huán)境往往會(huì)令使用者無(wú)法快速拾取電線，或者存 在令使用者泮倒的危險(xiǎn)。
[0006] 為此，開發(fā)出一種能夠在夜間或黑暗環(huán)境中具有提醒功能且兼具良好機(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)中存在的在黑暗的環(huán)境中使用者無(wú)法快速拾取電線并且有泮 倒的危險(xiǎn)問(wèn)題，以及現(xiàn)有線纜無(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 一種熒光充電線材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明通過(guò)添加熒光粉，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)溫度變化并能讓人能 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熒光變色充電線材料。
[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)明提供了一種熒光充電線材料，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) 18~28份 聚丙烯（PP) 10~20份 聚烯烴彈性體（POE) 5~15份 環(huán)烷油 10-20份 突光粉 4~6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；熒光粉的重量份可為4份、4. 5份、5份、5. 5份或6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 20~2:5:份 聚丙烯 13~17份 聚烯烴彈性體 7~13份 環(huán)烷油 13~17份 熒光粉 5~6份
[0014] 氫氧化鎂 25~27份 溴系阻燃劑 15-L7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（苯乙烯-丁二烯-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 熒光粉 5份 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Mg (OH) 2不僅可以與溴系阻燃劑協(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)保證了熒光 粉對(duì)光的敏感性。
[0020] 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。
[0021] 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)需要在制備熒光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。
[0022] 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。
[0023] 優(yōu)選地，所述抗氧化劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑264、抗氧劑CA、抗氧劑 2246、抗氧劑3114或抗氧劑3125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：抗氧劑1010和抗氧劑1076的組合，抗氧劑264和抗氧劑CA的組合，抗氧劑2246 和抗氧劑3114的組合，抗氧劑1010、抗氧劑1076和抗氧劑264的組合等。
[0024] 優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑為芥酸酰胺、油酸酰胺或硬脂酸酰胺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：芥酸酰胺和油酸酰胺的組合，油酸酰胺和硬脂酸 酰胺的組合，芥酸酰胺、油酸酰胺和硬脂酸酰胺的組合等。
[0025] 優(yōu)選地，所述協(xié)效劑為二氧化硅、碳化硅、氧化鋯、氧化鋅、二氧化鈦或氧化鋁中任 意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制實(shí)例有：二氧化硅和碳化硅的組合，碳化 硅、氧化鋯和氧化鋅的組合，氧化鋯、氧化鋅、二氧化鈦和氧化鋁的組合等。
[0026] 本發(fā)明中，所述材料的制備原料不包括表面處理劑和/或固化劑，即所述材料的 制備原料不包括表面處理劑，所述材料的制備原料不包括固化劑，所述材料的制備原料不 包括表面處理劑和固化劑；所述表面處理劑和固化劑為電線電纜材料生產(chǎn)過(guò)程中的常規(guī) 添加劑，也指在電線電纜材料生產(chǎn)過(guò)程中改善界面性能的添加劑以及起到固化作用的添加 劑。具體的表面處理劑例如硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或甲基含氫硅等，但 又不限于這些所列舉這些物質(zhì)；具體的固化劑例如乙烯基三胺、二氨基環(huán)己烷、亞甲基雙環(huán) 己烷胺、二乙胺基丙胺、間苯二甲胺或二氨基二苯基甲烷等，但又不限于這些所列舉這些物 質(zhì)。
[0027] 本發(fā)明中不添加表面處理劑和固化劑是由于在材料制備過(guò)程中，材料內(nèi)部有時(shí)會(huì) 產(chǎn)生強(qiáng)大的收縮應(yīng)力，若添加表面處理劑和固化劑不僅影響了材料的機(jī)械性能，還會(huì)影響 熒光粉的光能儲(chǔ)存能力。
[0028] 本發(fā)明中，所述溴系阻燃劑為十溴二苯醚、四溴雙酚A、十溴二苯乙烷、八溴醚或溴 化聚苯乙烯中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制實(shí)例有：十溴二苯醚和 四溴雙酚A的組合，十溴二苯乙烷和八溴醚的組合，八溴醚和溴化聚苯乙烯的組合，十溴二 苯醚、四溴雙酚A和十溴二苯乙烷的組合，十溴二苯醚、四溴雙酚A、十溴二苯乙烷、八溴醚 和溴化聚苯乙烯的組合等。
[0029] 所述熒光粉為光致儲(chǔ)能熒光粉。所述光致儲(chǔ)能熒光粉是熒光粉在受到自然光、日 光燈光或紫外光等照射后，把光能儲(chǔ)存起來(lái)，在停止光照射后，再緩慢地以熒光的方式釋放 出來(lái)，使其在夜間或者黑暗處仍能發(fā)光，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)至十幾小時(shí)。
[0030] 通過(guò)在黑暗環(huán)境中發(fā)光，可以讓使用者在黑暗環(huán)境中快速拾取電線，并且消除了 泮倒的危險(xiǎn)。
[0031] 第二方面，本發(fā)明提供了上述熒光變色充電線材料的制備方法，所述制備方法 為：
[0032] 按配方量將除熒光粉以外的所有原料依次加入混合機(jī)中進(jìn)行混合，混合均勻后加 入熒光粉繼續(xù)混合，將混配好的物料轉(zhuǎn)移至雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。
[0033] 優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為150~200°C，例如150°C、160°C、170°C、 180°(：、190°(：或 200°(：等，優(yōu)選為180~190°(：。
[0034] 第三方面，本發(fā)明提供了上述熒光充電線材料制備得到的充電電線。
[0035] 第四方面，本發(fā)明提供了上述熒光變色充電