干货丨新基建利好缆企,TPE线缆做的出众才够硬核
当前“新基建”的风口来临,不可避免的会带动相关行业的快速发展,像新能源汽车行业,其中充电桩线缆也会迎来利好环境。目前充电桩线缆材质中占有重要地位的TPE线缆材料也将获得快速的发展。因此,了解TPE电线电缆料更为重要。
其实电线电缆制造业本身就是支撑国民经济发展、社会民生的重要行业,是目前电工电器行业中产值比重最大行业之一,无论是产业规模还是产品种类都多且大,电线 电缆产品广泛应用于经济发展、社会民生的各个部门,是现代经济和社会正常运转的基础保障。近些年电线电缆行业出于环保、高效、节能、经济等因素考虑,积极探索新型高分子材料在电线电缆中的应用,这其中热塑性弹性体材料TPE作为的电缆工业材料,以出众的加工性能、力学性能以及良好的电性能与耐受性得到了广泛应用。

热塑性弹性体TPE材料作为相对较新高分子合成材料成为应用热点,由于其本身的高耐候性、热稳定性、方便加工及节能经济等特点逐步加大推广,尤其是新型电线电缆专用TPE材料具有柔曲度优、质感高档、绝缘性好、有无卤阻燃级,符合ROHS、UL标准、安全环保的特点。
目前常见的TPE材料大家都不陌生,基本配方是SEBS、塑料、白油、阻燃剂、抗氧剂等助剂共混制备而成。参考配方如下:
| SEBS | 100份 |
| 白油 | 50份 |
| PPO | 10-20份 |
| PP/POE | 20-30份 |
| 磷氮系阻燃剂 | 100份 |
| 复合抗氧剂 | 3份 |
| 爽滑剂 | 3份 |
| 润滑剂 | 1份 |
| 耐候助剂 | 1份 |
共混机理
SEBS分子结构由软段和硬段两部分组成,其中软段(EB段)为具有可相对滑动特性的柔软线型长分子链,它使TPE具有一定的宏观弹性;硬段(PS段)是限制柔性链滑动的较短刚性链,相当于硫化橡胶交联点的分子刚性成分,包括氢键、阴离子基团、冻结相及结晶相,使 TPE具有一定的刚性、回弹性和耐热性。软段的玻璃化温度低于室温,硬段的玻璃化温度高于室温。
当TPE从流动的熔融态转化到常温下的固态时,硬段凭借链间作用力互相缔合或“交联”而表现出较大的内聚能,首先将不连续相整合形成起增强作用的物理交联区域;软段的特点是高度自由旋转,并呈现出高弹性链段,从而形成连续相。其他相应的配方原辅料就在SEBS分子结构之间,在熔融加工冷却过程,发挥各自的性能特点,最终获得满足性能要求的TPE线缆材料。

从上图可知,物理交联区的大小和形状随橡胶软链段和树脂硬链段的结构和数量比而变化。虽然橡胶/树脂会形成不同的微相分离结构,但在适当亲合性的组合情况下,树脂部分作为固定橡胶段的物理“交联”,类似于硫化橡胶中的交联网络结构。同时,物理交联随温度的变化可逆,当硬相受热熔融后,TPE发生自由流动,此时可以进行加工;当降为常温后,硬相固化使得TPE的强度恢复。
不难看出,原材料中硬度软段比例不同产品有相应的差异,因此,TPE线缆料需要选择合适比例、结构以及分子量的材料牌号。加上其他原辅料的配合,提高材料的相应力学性能以及加工性能等。
比如:目前白油已成为SEBS增塑剂中最常用的添加剂,可以改善SEBS的加工性能和流动性能,从而提高挤出速度。之前也有研究添加白油制备复合材料时发现,随着白油黏度的提高,虽然材料的加工性能降低,但力学性能显著提高;另外,延长充油放置时间使得材料表面逐渐变得平整,材料撕裂强度等力学性能先升高后降低,其中充油放置时间8 h时材料性能最佳。
总之,从最初性能单一到目前全面性能提升,在新能源充电电缆、高强度无卤电缆、低烟阻燃电缆、耐曲挠疲劳电缆、耐热老化耐油电缆以及超柔电动汽车电缆中广泛应用,TPE已发展成为工业生产的重要原料。

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