本發(fā)明涉及車用電纜，特別涉及一種應(yīng)用于新能源汽車的耐高溫電纜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，2016年以來，新能源汽車出現(xiàn)井噴式增長，隨之而來的就是大批充電站基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。截至2017年底，公共類充電樁21.4萬個(gè)，隨車配建私人充電樁共計(jì)23.2萬個(gè)。新能源汽車用充電電纜主要用于連接電動(dòng)汽車充電裝置(充電樁)與充電基礎(chǔ)設(shè)施(充電槍)，對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行電力傳輸。新能源汽車的快速發(fā)展帶動(dòng)了充電電纜的發(fā)展，2017年充電電纜需求量達(dá)2000km。針對(duì)新能源汽車推廣面臨的充電時(shí)間長、續(xù)航里程短的問題，2016年瑞士灝訊電纜發(fā)布一款冷卻型充電電纜及其連接器，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)汽車高功率、快速充電。面對(duì)目前充電電纜使用過程中存在的問題，以及高功率、快速充電的需求，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、工藝優(yōu)化，成功開發(fā)了一款新能源汽車用耐高溫直流充電電纜。

2、新能源汽車用充電電纜包括交流充電電纜和直流充電電纜，兩者在滿足電力傳輸?shù)耐瑫r(shí)，均可進(jìn)行信號(hào)測試和溫度監(jiān)控，從而保證充電過程安全可靠。但經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有新能源汽車用充電電纜使用情況的跟蹤和調(diào)研，發(fā)現(xiàn)充電電纜在使用時(shí)還存在以下主要問題：1.由于直流充電電纜不僅具有動(dòng)力線芯還具有信號(hào)控制線芯，不同線芯截面不一，可承受的拉力也不一樣，因此在使用過程中，存在信號(hào)控制線芯斷裂的現(xiàn)象，使充電信號(hào)或溫度失去監(jiān)控，電子鎖信號(hào)異常。2.為了提高充電速度，增加充電效率，目前充電樁的充電電流已經(jīng)達(dá)到250a，這勢(shì)必會(huì)增加導(dǎo)體的發(fā)熱，長時(shí)間大電流的沖擊下，會(huì)使充電電纜絕緣層加速老化，減少使用壽命。3.充電電纜長期使用于室外，經(jīng)受風(fēng)吹、日曬，在使用過程中還要遭受拖曳摩擦，耐磨性差、表面易發(fā)黏、印字不耐擦的常規(guī)熱塑性彈性體材料已不再適用。以上三個(gè)問題嚴(yán)重影響了新能源汽車用充電電纜的使用壽命，導(dǎo)致其必須在3年內(nèi)進(jìn)行更換，這勢(shì)必會(huì)增加維修成本。

3、因此，本方法基于芯材的多層次多梯度包覆和不同層的性能改性，提出一種應(yīng)用于新能源汽車的耐高溫電纜及其制備方法，在保證原有電纜的性能基礎(chǔ)上，大大提高了新工藝下電纜的耐高溫、耐摩擦性能和材料韌性，適合應(yīng)用于工業(yè)推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種應(yīng)用于新能源汽車的耐高溫電纜及其制備方法，通過在相關(guān)的工藝及原料改進(jìn)下，對(duì)于新能源汽車的耐高溫電纜的耐高溫和材料強(qiáng)度具有良好的增益效果。

2、本方法的重點(diǎn)：1、本產(chǎn)品由內(nèi)而外依次是導(dǎo)體層、絕緣層、阻燃層、耐高溫層、緩沖層和耐磨層，其中層與層之間的順序不可變更；2、在包覆絕緣層之前先在導(dǎo)體層的表面纏繞了一圈玻璃纖維，這可以提高在后期絕緣層在包覆過程中與導(dǎo)體層的結(jié)合強(qiáng)度，避免絕緣層出現(xiàn)因?yàn)楦邷鼗蚱渌蚓植渴У膯栴}；3、本產(chǎn)品中在緩沖層添加石墨烯材料有力于材料緩沖層的導(dǎo)熱效果，本方法中緩沖層發(fā)泡材料，大量的氣孔會(huì)降低材料的導(dǎo)熱效果，造成局部熱量上升造成不同層與層之間因?yàn)闊岵痪鶆蚨霈F(xiàn)分離的現(xiàn)象。

3、本發(fā)明涉及的一種應(yīng)用于新能源汽車的耐高溫電纜及其制備方法的具體實(shí)施方案如下:

4、s1.通過將銅絲進(jìn)行微合金化、絞合制備銅導(dǎo)體層；

5、微合金化：在550-600℃真空條件下對(duì)銅絲表面進(jìn)行微合金化，合金化元素為鋅、鋁、鎂、銀等其中一種，合金化處理后表面含量為0.001-0.01％，其中銅絲直徑為0.1-0.3mm；

6、絞合：將多根合金化處理后的銅絲進(jìn)行同向絞合得到銅導(dǎo)體層；

7、s2.通過纏繞玻璃纖維和聚四氟乙烯包覆在銅導(dǎo)體外層得到聚四氟乙烯絕緣層；

8、纏繞玻璃纖維：在s1中銅導(dǎo)體外層纏繞玻璃纖維，纏繞角度為45°-60°，中間跨度為1-5mm，單股玻璃纖維直徑為0.2-0.5mm；

9、聚四氟乙烯包覆：將聚四氟乙烯絕緣材料投入擠出機(jī)中，并擠出包覆于包覆于含玻璃纖維的銅導(dǎo)體層表面，形成聚四氟乙烯絕緣層；

10、s3.通過混煉、阻燃層包覆制備絕緣層表面阻燃層；

11、混煉：將硅橡膠80-120份，金屬氫氧化物150-250份，不飽和羧酸鹽60-100份，過氧化物5-10份，蒙脫土20-22份，石墨烯1-3份，在20-100℃下混煉5-30分鐘，接著在平板硫化機(jī)上于150-200℃硫化10-30分鐘得到阻燃橡膠；

12、絕緣層包覆：將制備的阻燃橡膠擠出包覆于步驟s2中制備的聚四氟乙烯絕緣層表面得到阻燃層；

13、s4.通過混煉、高溫層包覆制備阻燃層表面耐高溫層；

14、混料：將甲基乙烯基生膠60-80份，白炭黑活化分散劑0.8-1.2份，白炭黑15-25份、氧化鐵1-2份，氧化鋅1-3份、耐高溫劑2-4份、促進(jìn)劑二硫化二苯并噻唑0.8-1.2份、過氧化苯甲酰1.2-1.8份，2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體2-3份，甲基錫熱穩(wěn)定劑5-15份，硫化劑2-7份進(jìn)行混煉至均勻，接著在平板硫化機(jī)上于120-200℃硫化10-30分鐘得到耐高溫橡膠；

15、阻燃層包覆：將制備的耐高溫橡膠擠出包覆于步驟s3中制備的阻燃層表面得到耐高溫層；

16、s5.通過混煉、緩沖層包覆制備耐高溫層表面緩沖層；

17、混煉：將三元乙丙橡膠90-120份，氯丁橡膠20-40份，不銹鋼纖維20-30份，石墨烯3-8份，硬脂酸3-7份，硼酸鋅15-25份，碳酸鈣5-25份，三氧化二銻5-20份，硫黃1-2份，促進(jìn)劑4-8份，發(fā)泡劑5-10份進(jìn)行混煉均勻，然后均勻鋪平于pet氟塑離型膜表面，置于干燥箱，于120-150℃進(jìn)行硫化發(fā)泡得到多孔橡膠，其中不銹鋼纖維線徑10-30um；

18、緩沖層包覆：將制備的多孔橡膠擠出包覆于步驟s4中制備的耐高溫表面得到緩沖層；

19、s6.通過混煉、耐磨層包覆制備緩沖層表面耐磨層；

20、混煉：將丁苯橡膠100-150份，天然橡膠80-120份，石墨烯2-10份，硬脂酸3-8份，促進(jìn)劑3-7份，防老劑0.5-1.5份，氧化鋁粉體10-20份，白碳黑10-200份，偶聯(lián)劑3-8份，酚醛樹脂5-10份，hmt?0.5-1.0份，硫磺5-8份，三氧化二銻5-15份，氫氧化鋁10-30份進(jìn)行混煉得到耐磨橡膠；

21、耐磨層包覆：將制備的多孔橡膠擠出包覆于步驟s5中制備的耐磨層表面得到緩沖層；

22、s7.通過將包覆后的電纜經(jīng)連續(xù)冷卻水槽冷卻后，使用收線機(jī)卷繞收線，以獲得電纜產(chǎn)品。

23、有益效果:

24、(1)本發(fā)明設(shè)計(jì)的電纜結(jié)構(gòu)由內(nèi)而外包括導(dǎo)體層、絕緣層、阻燃層、耐高溫層、緩沖層和耐磨層，充分考慮到了材料的導(dǎo)熱效果、層與層結(jié)合強(qiáng)度和材料的抗沖擊抗摩擦性能，整體性能優(yōu)良；

25、(2)本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法中在阻燃層、耐高溫層、緩沖層、耐磨層內(nèi)添加有石墨烯和白炭黑成分，這有利于材料將導(dǎo)體層大量的熱量傳遞出去，避免局部過熱，另外，這兩種材料也有利于不同層的力學(xué)強(qiáng)度提高；

26、(3)本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法中在緩沖層中添加的不銹鋼纖維，這對(duì)于緩沖層的導(dǎo)熱、和強(qiáng)度均有明顯的提高，另外，不銹鋼纖維也可以起到良好的屏蔽效果，避免導(dǎo)體層產(chǎn)生較大的電磁輻射，影響其它電器元件。