一种硅烷自交联线缆用绝缘材料及其制备方法、新能源汽车线缆与流程

本发明涉及车用材料，更具体地，涉及一种硅烷自交联线缆用绝缘材料及其制备方法和新能源汽车线缆。

背景技术：

1、新能源汽车主要包括天然气汽车、混合动力汽车和纯电动汽车。新能源汽车用线缆需要满足iso6722-1-2011和jaso d618-2013的相关性能要求。

2、新能源汽车用线缆绝缘材料一般采用热塑性无卤阻燃弹性体tpe制备而成，或者由聚乙烯(pe)和聚烯烃类弹性体制备而成，经辐照后具有良好的柔软度。

3、新能源汽车用线缆的线芯一般为铜导体，导体重量占汽车线缆重量的60％以上。新能源汽车为了实现轻量化和低成本，采用铝合金线芯作为导体，重量可减轻40％以上，同时可降低线缆成本30％以上。

4、由于铝导体的热膨胀系数显著高于铜导体，因此线缆绝缘材料在辐照时，铝合金导体的受热膨胀程度远大于铜导体的受热膨胀程度，铝合金导体的受热膨胀也会将绝缘材料撑开。辐照后铝合金导体冷却收缩后，铝合金导体与撑开的线缆绝缘材料之间会出现松动，产生漏电、触电等安全隐患。

5、现有技术公开了一种耐长期高温老化聚烯烃材料，经辐照后材料具有良好的柔软度，所得新能源汽车线缆满足iso6722-1-2011相关性能要求。然而，由于该新能源汽车线缆用绝缘材料需经过辐照，当该线缆采用铝合金作为导体时，仍然会出现铝合金导体与绝缘线缆之间出现松动的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有汽车铝合金芯线缆用绝缘材料在辐照后与铝合金导体之间容易出现松动的缺陷和不足，提供一种硅烷自交联线缆用绝缘材料，通过特定的a组分和b组分的协同作用，无需辐照条件即可发生自交联反应，由于无需电子束的辐照，绝缘材料中的铝合金导体也不会发生热膨胀，铝合金导体在绝缘材料中的插拔力大于100n，铝合金导体与绝缘材料间不会出现松动，防止出现漏电、触电等安全隐患，且制备得到的汽车铝合金芯线缆满足iso6722-1-2011和jaso d618-2013的相关性能要求。

2、本发明的另一目的在于提供一种硅烷自交联线缆用绝缘材料的制备方法。

3、本发明的又一目的在于提供一种新能源汽车线缆。

4、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

5、一种硅烷自交联线缆用绝缘材料，按重量份数计，包括a组分和b组分，a组分和b组分的重量比为(80～145)：(25～40)，

6、其中，a组分按重量份数计，包括增韧剂30～60份；无机填充粉体40～60份；增容剂5～10份；抗氧剂4～8份；有机锡类催化剂1～5份；加工助剂0～3份；

7、b组分按重量份数计，包括聚乙烯30～50份；增韧剂10～30份；硅烷类偶联剂1～5份；引发剂1～5份；

8、所述无机填充粉体d50为1～7um。

9、本发明新能源汽车线缆用绝缘材料中，a组分和b组分混合后可形成硅烷自交联，b组分的含量在本发明特定范围内，具有较好的交联度。由于无需辐照条件即可发生自交联反应，由于无需电子束的辐照，绝缘材料中的铝合金导体也不会发生热膨胀，铝合金导体在绝缘材料中的插拔力大于100n，铝合金导体与绝缘材料间不会出现松动，防止出现漏电、触电等安全隐患。

10、b组分的含量较少，在3000小时、150℃带铜老化过程中材料会发生脆化。

11、本发明新能源汽车线缆用绝缘材料，a组分中，无机填充粉体的用量在本发明特定范围内，使得材料具有较小的弯曲力，具有较高的柔软度。无机填充粉体的用量过多，a组分和b组分在挤塑过程中成品线缆表面出现预凝胶的情况，且不同部分交联程度不均一，从而导致热延伸测试极不稳定，无法通过测试，进一步导致单根垂直燃烧无法通过的后果；而且过多的无机填充粉体一方面金属杂质离子含量提高，另一方面过多的无机填充粉体与树脂间界面相容性变差，导致材料的长期带铜老化性能和断裂伸长率性能变差。

12、而且，为了进一步提高材料的柔软度，a组分中，聚乙烯0～0.0000001份，即不包括聚乙烯。

13、a组分中，相对一般的线缆配方，抗氧剂的用量较高，即使用量较高的抗氧剂也难以在线缆表面析出，抗氧剂有利于提高材料的耐长期热氧老化性能。

14、a组分中，有机锡类催化剂能够增加a组分和b组分的交联效率，热延伸较低，有利于提高材料的带铜老化性能。但是有机锡类催化剂的用量过大，导致材料的断裂伸长率显著降低。

15、无机填充粉体的d50大于7μm，粉体粒径太大，会显著降低材料的断裂伸长率；无机填充粉体的d50过小，粉体流动性很差，a组分和b组分自交联时挤塑速度慢，强行转快螺杆速度会损坏设备。

16、优选地，a组分中，无机填充粉体为45～55份。

17、优选地，所述无机填充粉体为氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、高黏土、白炭黑、次磷酸盐或三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种，所述无机填充粉体的活化度小于等于10％，活化度的测试标准为gb/t 19281-2014。

18、无机填充粉体的活化度小于等于10％，可防止粉体中的水分引起a组分提前预交联，从而防止材料的带铜老化性能降低。

19、无机填充粉体的粒径较小，有利于提高材料的阻燃和断裂伸长率。

20、优选地，所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或二(十二烷硫基)二丁基锡中的一种或几种。

21、优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，所述引发剂为过氧化二叔丁基、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷或2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷中的一种或几种。

22、优选地，所述a组分和b组分中，所述增韧剂为poe、eva、eea、tpe、tpu、ema、eba、epdm中的一种或多种，所述增韧剂的密度为0.85～1.2g/cm3，在230℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为0.5～20g/10min，测试标准为gb/t3682-2000。

23、优选地，所述增容剂为poe-g-mah、lldpe-g-mah、eva-g-mah或exa-g-mah中的一种或几种。

24、增容剂在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为1～8g/10min。

25、优选地，所述聚乙烯为ldpe和/或lldpe，密度为0.87～0.92g/cm3，在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为0.1～5g/10min，测试标准为gb/t3682-2000。

26、优选地，所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或酰肼类抗氧剂中的一种或多种。

27、其中，受阻胺类抗氧剂可以为445和/或944，受阻酚类抗氧剂可以为1010、1076、1079或1035中的一种或几种，亚磷酸酯类抗氧剂可以为168、rianox dstdp或pep-36中的一种或几种，酰肼类抗氧剂可以为sonox 1027和/或rianox md-1024。

28、抗氧剂可提升硅烷自交联线缆用绝缘材料的抗氧化效果。

29、在实际应用中，所述加工助剂为润滑剂，可以为氟类物润滑剂、聚乙烯蜡润滑剂、硅酮母粒润滑剂或硬脂酸类润滑剂中的至少一种。

30、更进一步优选的，润滑剂为硅酮母粒润滑剂。

31、润滑剂可提升硅烷自交联线缆用绝缘材料的润滑效果。

32、本发明还保护上述所述硅烷自交联线缆用绝缘材料的制备方法，包括如下步骤：

33、s1.将a组分混合均匀，通过往复机在100～200℃下混炼、塑化造粒，得到a料；

34、将b组分混合均匀，通过双螺杆挤出机在90～200℃下挤出、造粒，干燥后即得b料。

35、s2.将a料和b料在90～180℃挤塑成型，得到硅烷自交联线缆用绝缘材料。

36、本发明还保护一种新能源汽车线缆，包括铝合金导体和包裹所述铝合金导体的绝缘材料，所述绝缘材料为上述所述硅烷自交联线缆用绝缘材料。

37、本发明的新能源汽车成品线缆具有良好的柔软度，150℃，3000h长期带铜高温老化不发生脆化开裂，满足iso6722-1-2011和jaso d618-2013相关性能要求，尤其适用于铝合金导体为线芯的新能源汽车线缆中。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

39、本发明公开了一种硅烷自交联线缆用绝缘材料，通过特定的a组分和b组分的协同作用，无需辐照条件即可发生自交联，由于无需辐照，绝缘材料中的铝合金导体也不会发生热膨胀，铝合金导体在绝缘材料中的插拔力大于100n，铝合金导体与绝缘材料间不会出现松动，防止产生漏电、触电等安全隐患，且制备得到的汽车铝合金芯线缆满足iso6722-1-2011和jaso d618-2013的相关性能要求。

40、本发明的硅烷自交联线缆用绝缘材料，挤塑后，成品缆表面光滑，仅发生轻微预交联，进一步可以实现无凝胶点出现，邵氏硬度为81～90，可用于制备10～120mm2的线材，可通过水平阻燃测试，成品缆150℃/3000h带铜老化不发生脆化，成品缆拉伸强度可达11～13mpa，断裂伸长率可达300～415％，200℃，0.2mpa成品缆热延伸可达40～50％，铝合金导体在绝缘材料中的插拔力可达116～122n。