[发明专利]一种高压电缆热塑性半导电屏蔽材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高压电缆热塑性半导电屏蔽材料，其特征在于，所述材料包括如下重量份数的各组分：聚丙烯15～40份、聚烯烃共聚物弹性体30～50份、导电碳黑15～40份、复合导电粉料0.1～5.0份、润滑分散剂0.5～10份、抗氧剂0.5～5.0份；所述复合导电粉料为MXene-石墨烯、MXene-碳纳米管或石墨烯-碳纳米管复合导电粉料。

2.如权利要求1所述的高压电缆热塑性半导电屏蔽材料，其特征在于，所述聚丙烯的熔融指数为1.5～5.0g/10min；所述聚烯烃弹性体的熔融指数为1.5～5.0g/10min。

3.如权利要求1所述的高压电缆热塑性半导电屏蔽材料，其特征在于，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯的一种或多种；所述聚烯烃弹性体选自乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶的一种或多种。

4.如权利要求1所述的高压电缆热塑性半导电屏蔽材料，其特征在于，所述导电碳黑的吸油值大于180cc/100g，DBP吸收值小于1.50×10^-3m³/kg、45μm筛余物小于10ppm、细粉含量小于7.0％、硫含量小于0.02％、灰分含量小于0.15％、吸碘值大于70g/kg、水分含量小于0.2％。

5.如权利要求1所述的高压电缆热塑性半导电屏蔽材料，其特征在于，所述MXene-石墨烯、MXene-碳纳米管、石墨烯-碳纳米管复合导电粉料分别由溶液法复合得到的：将0.1～2.0mg/mL的剥离得到的MXene粉料分散液与0.1～2.0mg/mL的碳纳米管分散液或石墨烯分散液按预设的导电组分质量比例混合，超声分散，过滤，洗涤，冷冻干燥得到所述MXene-石墨烯或MXene-碳纳米管复合导电粉料；将0.1～2.0mg/mL的碳纳米管分散液与0.1～2.0mg/mL石墨烯分散液按预设的导电组分质量比例混合，加入十二烷基磺酸钠，超声分散，过滤，洗涤、冷冻干燥得到所述石墨烯-碳纳米管复合导电粉料。

6.如权利要求5所述的高压电缆热塑性半导电屏蔽材料，其特征在于，所述剥离得到的MXene粉料是通过包括如下步骤的方法制备而得：

A、按LiF与盐酸的质量比为0.05～0.15:1，将LiF溶于8.0～12.0mol/L盐酸中，得LiF-盐酸混合溶液；

B、在0～25℃的水浴中，将Ti₃AlC₂缓慢加入到所述LiF-盐酸混合溶液中；Ti₃AlC₂与LiF的质量比为0.5～0.8:1；

C、调整水浴锅温度为35℃～55℃，匀速搅拌，进行反应；

D、将反应得到的混合液移入离心管中离心，离心转速2000～5000rpm，每次5～8min；弃上层液体，并补加去离子水，混合均匀；多次重复离心水洗过程；当pH＝6.5～7.5时，离心不能够明显分离分出上下层，即得多层的Ti₃C₂；

E、将离心管内沉淀加上悬浮液都转移至三口烧瓶中，充入保护气，在超声清洗器内，冰水混合物中超声，之后将混合液离心，收集上层液体；再重复超声，离心，收集上层悬浮液，得到少层MXene的水溶液，冷冻干燥，即得所述MXene粉料。

7.如权利要求6所述的高压电缆热塑性半导电屏蔽材料，其特征在于，步骤C中，匀速搅拌速率350～800rpm，反应持续12～30h。

8.如权利要求6所述的高压电缆热塑性半导电屏蔽材料，其特征在于，步骤E中，混合液超声20～40min，离心20～40min；再超声20～40min，离心20～40min，收集上层悬浮液。

9.如权利要求1所述的高压电缆热塑性半导电屏蔽材料，其特征在于，所述石墨烯-碳纳米管复合导电粉料为由化学气相沉积法制得的碳纳米管修饰的石墨烯。

10.一种根据权利要求1所述的高压电缆热塑性半导电屏蔽材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、将所述聚烯烃弹性体、导电碳黑、抗氧剂、润滑分散剂在密炼机挤出机中混匀，随即用单螺杆挤出造粒，得到高炭黑含量的弹性体母料颗粒；

S2、将经步骤S1得到的弹性体母料颗粒与所述聚丙烯、复合导电粉料在密炼机中混炼均匀，制得所述高压电缆热塑性半导电屏蔽材料。