新能源汽車5種常見線纜彈性體材料

來源 : m.gov315.com.cn 編輯 : 玖泰卷筒電纜時(shí)間 : 2023-08-30 09:13:46 瀏覽量 :

新能源汽車是未來10~20年國家重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，作為傳輸電能的線纜，在新能源汽車內(nèi)部與充電樁領(lǐng)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(hù)套設(shè)計(jì)以彈性體線纜為主，簡(jiǎn)易方便。線纜分為車內(nèi)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(jié)構(gòu)一般由軟鏈段和硬鏈段構(gòu)成，材料特征具有高回彈性，可多次循環(huán)扭曲。目前行業(yè)里針對(duì)這些特性有幾款適用于新能源汽車彈簧線纜護(hù)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(qiáng)度MPa	10.3	10.3	6	8.27	5.5	25
伸長(zhǎng)率%	150	200	300	300	200	300
長(zhǎng)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	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)
耐氣侯性	可	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	可	優(yōu)
耐熱老化性	可	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)
耐油性	差	優(yōu)	可	可	可	優(yōu)
耐磨性	差	優(yōu)	優(yōu)	可	優(yōu)	優(yōu)
耐酸堿	可	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	可	優(yōu)
耐臭氧	可	優(yōu)	優(yōu)	優(yōu)	可	優(yōu)
抗撕裂	差	優(yōu)	可	可	差	優(yōu)

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(jī)氟類、有機(jī)硅類和乙烯類等（TPS、TPU、TPO、TPV等），通過交聯(lián)反應(yīng)，形成軟鏈段和硬鏈段的交互網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。目前使用的大部分是指SEBS為基材的彈性體。

優(yōu)點(diǎn)：加工工藝簡(jiǎn)單，密度小，價(jià)格適中，整體電纜非常柔軟，能夠滿足現(xiàn)有各標(biāo)準(zhǔn)要求。

缺點(diǎn)：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(zhǎng)期使用材料熱穩(wěn)定性差，高溫條件下材料機(jī)械性能下降很多，戶外使用開裂風(fēng)險(xiǎn)大；不耐臟，粘手。

工作溫度：根據(jù)客戶要求，耐寒-50度；耐溫120度以內(nèi)。

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(chǔ)樹脂，可通過加入不同量的增塑劑來調(diào)節(jié)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(lián)后鏈段形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，彈性伸縮長(zhǎng)度可達(dá)原彈簧長(zhǎng)度2-4倍。

優(yōu)點(diǎn)：阻燃和絕緣、耐酸、耐油、易加工改性、便宜。

缺點(diǎn)：燃燒時(shí)會(huì)有黑煙和HCl氣體。

工作溫度：耐寒-40度；耐溫105度以內(nèi)（根據(jù)客戶要求）。

三、TPU

TPU（Thermal Receiver Unit）由與異氰酸酯反應(yīng)的氨酯硬鏈段與聚酯或聚醚軟鏈段相互嵌段結(jié)合的熱塑性聚氨酯橡膠，分子結(jié)構(gòu)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(zhǎng)度可達(dá)原彈簧長(zhǎng)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(kuò)鏈劑反應(yīng)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(yīng)的鏈段；

優(yōu)點(diǎn)：TPU具有卓越的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性,環(huán)保材料。

缺點(diǎn)：目前國內(nèi)加工困難，原料企業(yè)較少，成本較高。

工作溫度：耐寒-40度；耐溫150度以內(nèi)（根據(jù)客戶要求）。

由TPU原料直接加工的為霧面TPU線纜，價(jià)格在400元左右，改性的TPU為亮面，價(jià)格在200元左右。目前國內(nèi)改性材料工藝難點(diǎn)在于擠出工藝，在原來的國產(chǎn)設(shè)備改造而來。在歐美國家這種線纜應(yīng)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(tài)物質(zhì)，熱固性橡膠；

硅橡膠為si-O鍵連成的鏈狀結(jié)構(gòu)，形成螺旋式分子結(jié)構(gòu)，其分子間力較小，可自由旋轉(zhuǎn)，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(dǎo)體材質(zhì)：工藝原理同橡膠類似，通過混煉、高壓成型等工藝加工。

優(yōu)點(diǎn)：耐熱性、耐寒性和耐候性，防水，柔軟性好，易于安裝。

缺點(diǎn)：不耐油，抗撕裂能力差，價(jià)格較貴。

工作溫度：耐寒-40度；耐溫200度以內(nèi)（根據(jù)客戶要求）。

五、XLPE

XLPE（crosslinked polyethylene）交聯(lián)聚乙烯是一種利用物理或化學(xué)方法，將XLPE絕緣材料的分子結(jié)構(gòu)由線性的分子結(jié)構(gòu)改變?yōu)榫W(wǎng)狀的線性結(jié)構(gòu)。一般采用硅烷交聯(lián)，加入有機(jī)錫催化劑，硅烷，引發(fā)劑，抗氧劑等，交聯(lián)構(gòu)成三維立體網(wǎng)絡(luò)，PE為基礎(chǔ)樹脂，硅烷為橋鍵材料。

轉(zhuǎn)變成熱固性彈性體，提高其絕緣性能，電纜的耐溫范圍擴(kuò)大，性能得到提高。XLPE電線電纜一旦發(fā)生燃燒產(chǎn)生的是二氧化碳和水。

優(yōu)點(diǎn)：較高的交聯(lián)性，柔性較好，絕緣性好，結(jié)構(gòu)輕便，安裝方便，便宜。

缺點(diǎn)：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(nèi)（根據(jù)客戶要求）。

問
為什么高柔線那么硬？

答
千萬別認(rèn)為高柔線是軟的，中文里的“柔”的確等同于“軟”，但“高柔性電纜”這一電纜名詞的引入最初用于進(jìn)口電纜，這里的“柔性”并非單指柔軟，而是指柔韌。尤其有些進(jìn)口高端拖鏈電纜，手感雖然較國產(chǎn)拖鏈電纜硬，但耐用性及認(rèn)可度卻是公認(rèn)的好。

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