有機(jī)硅材料是汽車制造中不可缺少的重要材料之一，不僅可優(yōu)化汽車生產(chǎn)制造過程，也可提高汽車的性能和安全性，目前已廣泛應(yīng)用于汽車的各種零部件，如安全氣囊涂層，動(dòng)力傳動(dòng)密封件、墊圈、軟管、擋風(fēng)玻璃內(nèi)襯、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)密封、點(diǎn)火線及線圈護(hù)套、汽車渦輪增壓管冷卻管、汽車元器件的密封和保護(hù)、高壓電纜及線束密封等。

圖 有機(jī)硅材料在汽車上的應(yīng)用，圖片來自?？?/p>

一、什么是硅橡膠？

硅橡膠是一種有機(jī)硅彈性體材料，與來自石油基的高分子材料不同，它來源于地殼中的硅酸鹽礦石。硅橡膠廣泛應(yīng)用于數(shù)碼電子、家電配件、母嬰用品、食品接觸、醫(yī)療器械、汽車配件、電力輸送，電線電纜等領(lǐng)域。通過特定的配方設(shè)計(jì)，硅橡膠在新能源汽車線纜領(lǐng)域展現(xiàn)出其特殊優(yōu)勢。

那么究竟什么是硅橡膠？

硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構(gòu)成，硅原子上通常連有兩個(gè)有機(jī)基團(tuán)的橡膠。普通的硅橡膠主要由含有甲基和少量乙烯基的硅氧鏈節(jié)組成，苯基的引入可提高硅橡膠的耐高、低溫性能，三氟丙基及氰基的引入則可提高硅橡膠的耐溫及耐油性能。

根據(jù)固化方式和基礎(chǔ)聚合物粘度的不同，硅橡膠除熱固化和冷固化外，還可分為以下類別：

固體硅橡膠（HTV）、液體硅橡膠（lsr）、雙組分室溫硫化硅橡膠（RTV-2）、單組分室溫硫化硅橡膠（RTV-1）、有機(jī)硅凝膠等。

圖 硅橡膠的基本組成，資料來自?？?/p>

硅橡膠耐低溫性能良好，一般在-55℃下仍能工作，引入苯基后可達(dá)-73℃。

硅橡膠的耐熱性能也很突出，在180℃下可長期工作，稍高于200℃也能承受數(shù)周或更長時(shí)間仍有彈性，瞬時(shí)可耐300℃以上的溫度。

硅橡膠的透氣性好，氧氣透過率在合成聚合物中是最高的。

二、硅橡膠為何應(yīng)用在新能源汽車線纜上？

隨著全球能源日趨緊張，以及環(huán)境惡化問題的日益嚴(yán)重化，節(jié)能減排使得新能源汽車成為全球汽車行業(yè)發(fā)展的方向，新能源汽車包括混合動(dòng)力汽車(HEV)、純電動(dòng)汽車(BEV)、燃料電池汽車(FCEV)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車以及燃?xì)馄?、醇醚汽車等等?/p>

混合動(dòng)力與純電動(dòng)汽車相對于傳統(tǒng)的燃料汽車，增加很多高壓配件，如動(dòng)力電池、高壓配電盒、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器等，這就對汽車用電纜也提出了新的要求。由于這些電纜布置在前艙發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤區(qū)域, 溫度高、空間狹小，需要電纜柔軟、轉(zhuǎn)彎半徑小、耐高低溫性能好；其次道路工況復(fù)雜，電纜的耐磨性必須要好且機(jī)械強(qiáng)度高；另外車速時(shí)高時(shí)低，特別是滿載爬坡等惡劣工況，瞬間大電流要求電纜線具有短時(shí)過載能力。

綜上，新能源車電纜必須有：良好的電絕緣性能；熱穩(wěn)定性，耐候性；具有抗腐蝕性，耐油疏水性，阻燃性能優(yōu)異；綜合機(jī)械性能優(yōu)越，有高度柔軟性同時(shí)高抗撕裂等等。

目前汽車動(dòng)力電纜絕緣材料有交聯(lián)聚烯烴、熱塑性彈性體。其中交聯(lián)聚烯烴材料耐熱可達(dá)150℃，但該材料線纜比較硬，在狹小的車體空間內(nèi)安裝不便，且需要輻照交聯(lián)，工藝復(fù)雜，不適合大截面線纜。而熱塑性彈性體材料耐熱不超過125℃，用于動(dòng)力線纜溫度等級(jí)偏低，而且熱塑性彈性體材料的線纜長期使用會(huì)有開裂的風(fēng)險(xiǎn)。

而硅橡膠具有耐高低溫、耐臭氧、耐候以及優(yōu)良電絕緣性；硅橡膠線載流量大，節(jié)省導(dǎo)體截面，可以應(yīng)對長時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行要求；可以通過添加阻燃劑達(dá)到耐火性能要求；具有高度柔軟性，易于有限空間內(nèi)的安裝；高抗撕硅橡膠，褲型撕裂可達(dá)25N/mm。因此，硅橡膠材料可以在綜合交聯(lián)聚烯烴、熱塑性彈性體材料優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)彌補(bǔ)它們的不足，而且硅橡膠可以減輕汽車重量和二氧化碳排放，是適用于汽車動(dòng)力電纜的優(yōu)質(zhì)選擇。

圖 TPE、XLPO與硅橡膠材料性能對比，資料來自?？?/p>