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    新能源汽車是未來10~20年國家重點發展項目,作為傳輸電能的線纜,在新能源汽車內部與充電樁領域中,線纜扮演著重要的角色,為不可或缺的一部分。新能源汽車的線纜護套設計以彈性體線纜為主,簡易方便。線纜分為車內和車外。

    彈性體主要分為兩類,熱塑性彈性體、熱固性彈性體,其分子鏈結構一般由軟鏈段和硬鏈段構成,材料特征具有高回彈性,可多次循環扭曲。目前行業里針對這些特性有幾款適用于新能源汽車彈簧線纜護套的材料:TPE、PVC、TPU、硅膠、XLPE(XLPO)等。
     

    性能名稱 DQPVC XLPO EPDM TPE SILICONE TPU
    密度(g/cm³) 1.5 1.30 1.50 1.20 1.20 1.10
    硬度(邵氏A) 78 80 80 80 70 80
    抗拉強度MPa 10.3 10.3 6 8.27 5.5 25
    伸長率% 150 200 300 300 200 300
    長期使用溫度℃ 70,105 125 150 105,125 200 90,105
    脆化溫度℃ -40 -50 -50 -50 -40 -50
    耐水性
    耐氣侯性
    耐熱老化性
    耐油性
    耐磨性
    耐酸堿
    耐臭氧
    抗撕裂

    一、TPE

    TPE熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer)亦稱為熱塑性橡膠(Thermoplastic Rubber)TPR,TPE的類別有:苯乙烯類、烯烴類、雙烯類、氯乙烯類、聚酯類、酯類、酰胺類、有機氟類、有機硅類和乙烯類等(TPS、TPU、TPO、TPV等),通過交聯反應,形成軟鏈段和硬鏈段的交互網絡結構。目前使用的大部分是指SEBS為基材的彈性體。

    優點:加工工藝簡單,密度小,價格適中,整體電纜非常柔軟,能夠滿足現有各標準要求。

    缺點:大多含有不飽和鍵,溫定性差;耐油效果低,特別是汽油;耐氣候性較差,長期使用材料熱穩定性差,高溫條件下材料機械性能下降很多,戶外使用開裂風險大;不耐臟,粘手。

    工作溫度:根據客戶要求,耐寒-50度;耐溫120度以內。

    二、聚氯乙烯彈性體

    PVC(Polyvinyl chloride)聚氯乙烯線纜以聚氯乙烯為基礎樹脂,可通過加入不同量的增塑劑來調節其柔軟性,降低其“玻璃化”溫度,從而具有良好的柔軟性,還可增加塑性,使其易于加工成型。交聯后鏈段形成網狀結構,彈性伸縮長度可達原彈簧長度2-4倍。

    優點:阻燃和絕緣、耐酸、耐油、易加工改性、便宜。

    缺點:燃燒時會有黑煙和HCl氣體。

    工作溫度:耐寒-40度;耐溫105度以內(根據客戶要求)。

    三、TPU

    TPU(Thermal Receiver Unit)由與異氰酸酯反應的氨酯硬鏈段與聚酯或聚醚軟鏈段相互嵌段結合的熱塑性聚氨酯橡膠,分子結構分為聚酯型和聚醚型,由剛性嵌段和柔性鏈段組成,在加工工藝中注塑成型占到40%以上,擠出成型約為35%左右;彈簧伸縮長度可達原彈簧長度2-6倍。

    剛性嵌段:二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)和擴鏈劑反應的鏈段;

    柔性鏈段:二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)和大分子多元醇反應的鏈段;

    優點:TPU具有卓越的高張力、高拉力、強韌和耐老化的特性,環保材料。

    缺點:目前國內加工困難,原料企業較少,成本較高。

    工作溫度:耐寒-40度;耐溫150度以內(根據客戶要求)。

    由TPU原料直接加工的為霧面TPU線纜,價格在400元左右,改性的TPU為亮面,價格在200元左右。目前國內改性材料工藝難點在于擠出工藝,在原來的國產設備改造而來。在歐美國家這種線纜應用較普遍。

    四、硅橡膠

    硅膠(Silica Gel)亦為硅橡膠,是一種高活性的吸附材料,屬非晶態物質,熱固性橡膠;

    硅橡膠為si-O鍵連成的鏈狀結構,形成螺旋式分子結構,其分子間力較小,可自由旋轉,良好的回彈性。采用硅膠材料加工而成的AGR硅橡膠電纜,彈性較好,適宜溫度范圍為-60℃-200℃電壓:300/500V導體材質:工藝原理同橡膠類似,通過混煉、高壓成型等工藝加工。

    優點:耐熱性、耐寒性和耐候性,防水,柔軟性好,易于安裝。

    缺點:不耐油,抗撕裂能力差,價格較貴。

    工作溫度:耐寒-40度;耐溫200度以內(根據客戶要求)。

    五、XLPE

    XLPE(crosslinked polyethylene)交聯聚乙烯是一種利用物理或化學方法,將XLPE絕緣材料的分子結構由線性的分子結構改變為網狀的線性結構。一般采用硅烷交聯,加入有機錫催化劑,硅烷,引發劑,抗氧劑等,交聯構成三維立體網絡,PE為基礎樹脂,硅烷為橋鍵材料。

    轉變成熱固性彈性體,提高其絕緣性能,電纜的耐溫范圍擴大,性能得到提高。XLPE電線電纜一旦發生燃燒產生的是二氧化碳和水。

    優點:較高的交聯性,柔性較好,絕緣性好,結構輕便,安裝方便,便宜。

    缺點:耐熱性差,批次間色差難控制。

    工作溫度:耐寒-50度;耐溫100度以內(根據客戶要求)。

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