一种防腐液冷充电桩快充用电缆的制作方法

本发明属于充电桩电缆，具体地，涉及一种防腐液冷充电桩快充用电缆。

背景技术：

1、随着社会的发展以及人们对环境保护的日益重视，电动汽车的数量不断增加，新能源和绿色出行逐渐成为一种新的生活方式，越来越多的充电桩出现在生活中，电动汽车主要面临充电速度慢、寻桩困难、排队时间长等问题，为了适应市场需求，充电桩必须实现快充。

2、目前常用低压直流大电流对电动汽车电池进行充电，这种方法充电效率高，可大幅缩短充电时间。但是在快充过程中，无论是来自自身的发热，还是来自充电桩模块、汽车电池的传热，充电枪电缆散热都是很难解决的，因充电桩电缆的结构中没有散热装置，动力线芯被包裹在中间，当动力线芯载流时，电缆导体自身产生大量热量，若不能将导体的热量传导出电缆外，产生的热量会使电缆老化加速，降低电缆的使用寿命。

3、液冷充电桩是一种采用液冷技术进行散热的充电设备，它通过内部循环的冷却液与外界进行热交换，能大幅提高电缆的散热能力；虽然散热问题解决了，但是充电桩电缆还面临着，在长时间使用后，因为电缆老化而引起的短路，如果电缆材料的氧指数较低，将会引发火灾，这对电缆的阻燃性有着严格的要求；此外，充电桩电缆在使用过程中处于频繁拖拽移动的状态，并且长期暴露在室外，易受到酸碱化合物和雨水的腐蚀，这对电缆的耐腐蚀和力学性能指标提出更高的要求。因此，亟需发明一种能解决以上问题的电缆，以满足充电桩电缆技术领域的更高需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种防腐液冷充电桩快充用电缆。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种防腐液冷充电桩快充用电缆，由从内至外依次设置的缆芯、填充料和保护套构成。

4、进一步地，所述缆芯由导体、绝缘层和液冷管构成；绝缘层包覆导体，若干液冷管列阵分布在绝缘层表面，液冷管内设置有冷却液。

5、进一步地，所述导体为铜导体。

6、进一步地，所述绝缘层的材质为云母带。

7、进一步地，所述填充料填充在缆芯与保护套之间的空隙内。

8、进一步地，所述填充料的材质为玻璃丝纤维绳。

9、设置的冷却管能有效带走导体产生的热量，使导体在同等使用温度下具有更高的载流能力，促进充电桩更高功率输出；此外，绝缘层材料为云母带，能一定程度的增强电缆的阻燃性能；最后，填充料为玻璃丝纤维绳还提高了电缆的阻燃性和柔韧性。

10、进一步地，所述保护套材料通过如下步骤制备：

11、将聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶(epdm)、改性纳米二氧化硅、引发剂、润滑剂和助剂，投入双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出得到保护套材料。

12、进一步地，各原料按照重量份数计如下：80-100份聚丙烯树脂、20-30份三元乙丙橡胶、10-15份改性纳米二氧化硅、0.1-0.3份引发剂、4-6份润滑剂、5-15份助剂。

13、进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰和过氧化月桂酰中的一种。

14、进一步地，所述润滑剂为石蜡和硬脂酰胺脂肪酸中的一种。

15、制得的保护套材料以聚丙烯树脂为主要基体，赋予了保护套材料优异的力学性能、耐磨性和一定程度的耐化学腐蚀性；添加三元乙丙橡胶，能提高保护套材料的耐候耐老化性能。

16、进一步地，所述改性纳米二氧化硅通过以下步骤制得：

17、将纳米二氧化硅分散在装有n,n-二甲基甲酰胺的三口烧瓶中，超声20min后，加入乙烯基三甲氧基硅烷，在强烈机械搅拌下缓慢升温至80℃，反应7h，反应结束后冷却至室温，抽滤后取滤渣，用无水乙醇洗涤4-5次，置于100℃的真空烘箱中干燥，得到改性纳米二氧化硅；纳米二氧化硅、n,n-二甲基甲酰胺、乙烯基三甲氧基硅烷的用量之比为5g:100ml:10g；

18、纳米二氧化硅表面有很多-oh，与乙烯基三甲氧基硅烷反应可引入碳碳双键活性基团，得到改性纳米二氧化硅；具体反应过程如下所示：

19、

20、纳米二氧化硅具备良好的耐磨性，通过对其改性，以化学键合的作用接枝有机分子链，即在其表面形成一层有机层，能够大幅改善改性纳米二氧化硅与基体的界面相容性，从而促进改性纳米二氧化硅在基体中均匀分散，使改性纳米二氧化硅的性能得以充分发挥，大幅提升基体的耐磨性，此外纳米二氧化硅还作为增强体材料，还能增强了基体的机械性能。

21、进一步地，所述助剂通过以下步骤制备：

22、s1、在装有搅拌装置三口烧瓶中将4-氨基-2-氟苯酚、对苯二甲醛、哌啶(缩合剂)和甲苯搅拌混合均匀，55℃下反应6h，反应完成后，自然冷却并抽滤，用无水乙醇洗涤，真空干燥，得到中间体1；4-氨基-2-氟苯酚、对苯二甲醛、哌啶、甲苯的用量之比为27.1g:13.4g:9.2g:100ml；

23、在缩合剂的作用下，4-氨基-2-氟苯酚上的氨基与对苯二甲醛上的醛基发生缩合，形成亚胺基(c＝n席夫碱结构)，通过控制二者的摩尔比接近2:1且4-氨基-2-氟苯酚略微过量，使对苯二甲醛上有两个醛基参与反应，得到中间体1；具体反应过程如下所示：

24、

25、s2、在装有搅拌装置三口烧瓶中加入9-癸烯醇和甲苯充分搅拌混合均匀后，在加入苯膦酰二氯和三乙胺，控制反应温度为65℃，搅拌反应8h，反应完成，过滤除去三乙胺盐酸盐，旋蒸除去溶剂，再通过柱层析提纯(洗脱液采用氯仿/苯的混合溶剂，二者的体积比为4:3)，旋蒸除去洗脱液，得到中间体2；9-癸烯醇、甲苯、苯膦酰二氯、三乙胺的用量之比为15.6g:70ml:21.2g:15ml；

26、三乙胺作为缚酸剂，除去反应生成的氯化氢，苯膦酰二氯与9-癸烯醇发生亲核取代反应，通过控制二者的摩尔比接近1:1且苯膦酰二氯略微过量，使苯膦酰二氯上只有一个-cl参与到反应，得到中间体2；具体反应过程如下所示：

27、

28、s3、在装有搅拌装置三口烧瓶中将中间体1、中间体2、三乙胺和甲苯混合搅拌均匀，然后缓慢升温至70℃，反应12h，反应完成，过滤除去三乙胺盐酸盐，减压蒸馏除去部分溶剂，再通过柱层析提纯(洗脱液采用苯/乙酸乙酯的混合溶剂，二者的体积比为5:2)，旋蒸除去洗脱液，得到助剂；中间体1、中间体2、三乙胺、甲苯的用量之比为35.2g:63.5g:15ml:150ml；

29、中间体1和中间体2发生亲核取代反应，通过控制二者的摩尔比接近1:2且中间体2略微过量，使中间体1上的羟基完全反应，三乙胺除去反应生成的氯化氢，得到助剂；具体反应过程如下所示：

30、

31、制得的助剂分子中含有p元素，属于磷系阻燃剂，在受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层，炭的生成降低了从火焰到凝聚相的热传，提升了基体的阻燃性能；此外，助剂分子中还含有席夫碱、c-f键和长碳链结构；其中，席夫碱结构中的c＝n双键在高温下能够生成碳氮六元环，这类六元环结构使基体形成稳定的交联网络，与磷起到协效作用，共同增强基体的阻燃性能；c-f键化学键高，稳定性好，能赋予基体显著的防水性；并且能对c-c主链进行包覆，降低基体的表面能，提升基体的防腐蚀性能；最后，长碳链属于亚甲基链节，不仅拥有较强的疏水性，提升了基体的防水性能，还能提升基体的韧性，并且能穿插在基体的分子链中，提升稳定性；

32、需要补充说明的是，助剂一端还含有碳碳双键，能与基体发生交联，增强与基体的相互作用力，提升了助剂性能的长久稳定性。

33、本发明的有益效果：

34、1、本发明制得的电缆，设置的冷却管能提高电缆的耐热性；绝缘层材料为云母带，填充料为玻璃丝纤维绳，还能增强电缆的阻燃性能和力学性能；

35、2、保护套材料以聚丙烯树脂为主要基体，并添加三元乙丙橡胶，赋予了保护套材料优异的力学性能、耐磨性和一定程度的耐候、耐化学腐蚀性。

36、3、通过对纳米二氧化硅进行改性，相比普通的纳米二氧化硅，与基体的相容性更好，大幅提高电缆的耐磨性；

37、4、制得的助剂能提升电缆的耐化学腐蚀性、防水性、阻燃性和一定程度的力学性能，并且性能长久稳定；

38、因此，本发明制得的电缆具有稳定高效的耐化学腐蚀性、防水性、阻燃性和耐磨性并且力学性能优异，在充电桩电缆技术领域具备重要应用价值。