本发明专利技术公开了一种超高压直流屏蔽料及其制备方法，该屏蔽料，按质量份数计，包含以下原料制成：基体树脂65～80份，优选70～80份；炭黑‑MXene‑离子液体复合导电剂15～25份，优选18～23份；抗氧剂0.2～5份，优选0.5～2.5份；润滑剂1～2份，优选1～1.5份；交联剂0.5～2份，优选0.8～1.2份。本发明专利技术通过引入MXene‑离子液体改性超导炭黑，提高了导电效果，减少了炭黑的用量，实现了导电填料的均匀分散，从而减少了表面凸起物的产生，改善了屏蔽料的表面光滑度，同时由于离子液体及MXene的协同导电效应，降低了屏蔽料的PTC效应并减少了空间电荷的产生。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及属于电缆材料加工，具体来说，涉及一种超高压直流屏蔽料及其制备方法。
技术介绍
1、超高压直流输电具有长距离、大容量及低成本的特点，被广泛应用于海底电缆领域。屏蔽料作为超高压电缆料的必不可缺的一个重要组成部分，其稳定性及经济性显得尤为重要。超高压直流屏蔽料要求屏蔽料具备超光滑、低的ptc效应以及减少空间电荷的产生等特点，从而保证直流电缆可以长时间稳定运行。
2、导电炭黑表面能大，比表面积大，容易发生团聚。炭黑团聚是影响超高压屏蔽料表面光洁度的重要原因之一。在cn116120655a中，使用离子液体对导电炭黑进行改性，解决了炭黑团聚导致的凸起问题，提高了表面光洁度，但未涉及对空间电荷产生的影响。空间电荷是指在电介质内部或界面上积累的电荷，它会对电场分布造成扰动，可能导致电缆击穿。在电介质中，空间电荷的产生可能源于电荷载流子的不均匀分布，比如电子、空穴或离子的捕获与释放，因此，减少空间电荷的产生也尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种超高压直流屏蔽料及其制备方法，通过引入mxene-离子液体改性超导炭黑，提高了导电效果，减少了炭黑的用量，实现了导电填料的均匀分散，从而减少了表面凸起物的产生，改善了屏蔽料的表面光滑度。同时由于离子液体及mxene的协同导电效应，降低了屏蔽料的ptc效应并减少了空间电荷的产生。
2、为了实现以上目的的一个方面，本专利技术采用以下技术方案：一种超高压直流屏蔽料，按质量份数计，包含以下原料制成：
3、基体树脂65～80份，优选70～80份；
4、炭黑-mxene-离子液体复合导电剂15～25份，优选18～23份；
5、抗氧剂0.2～5份，优选0.5～2.5份；
6、润滑剂1～2份，优选1～1.5份；
7、交联剂0.5～2份，优选0.8～1.2份；
8、其中，所述炭黑-mxene-离子液体复合导电剂为mxene及咪唑类导电离子液体修饰的炭黑。
9、在一些具体的实施方式中，所述基体树脂包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物eva、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物eba、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物ema、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物eea中的一种或多种，优选为eba树脂或ema树脂，更优选为eba树脂。
10、在一些具体的实施方式中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯单体单元的质量分数为15～30％，优选16～20％，更优选为16～19％；乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中的丙烯酸丁酯单体单元的质量分数为15～25％，优选16～20％，更优选为16～19％；乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的丙烯酸甲酯单体单元的质量分数为15～25％，优选16～20％，更优选为16～19％。
11、在一些具体的实施方式中，所述咪唑类导电离子液体为1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
12、在一些具体的实施方式中，所述炭黑-mxene-离子液体复合导电剂的制备方法包含如下步骤：
13、1)将mxene及离子液体在搅拌状态下加热进行反应，反应物经粉碎处理及分离，得到固体并干燥得到离子液体修饰的mxene；
14、2)将步骤1)得到的离子液体修饰的mxene与炭黑混合得到分散液，将分散液研磨处理，得到炭黑-mxene-离子液体复合导电剂。
15、在一些具体的实施方式中，所述步骤1)中，mxene及离子液体的质量份数比为5-6：1-1.5，示例性地为5：1﹑5.5：1﹑6：1﹑5：1.5﹑5.5：1.5﹑6：1.5等。
16、在一些具体的实施方式中，所述步骤1)中，搅拌条件包括：搅拌时间为40-60min，搅拌速度为400-600r/min，示例性地为400r/min﹑450r/min﹑500r/min﹑550r/min﹑600r/min等。
17、在一些具体的实施方式中，所述步骤1)中，加热温度为120-170℃，示例性地为120℃﹑125℃﹑130℃﹑135℃﹑140℃﹑145℃﹑150℃﹑155℃﹑160℃﹑165℃﹑170℃等。
18、在一些具体的实施方式中，所述步骤1)中，所述反应在微波反应器中进行，所述粉粹处理在细胞粉碎器中进行，优选粉碎处理时间为30-50min，优选振动频率为50-80khz。
19、在一些具体的实施方式中，所述步骤1)中，离心在离心机中进行，所述离心的条件包括：离心转速为8000-10000r/min，离心时间为5-10min。
20、在一些具体的实施方式中，所述步骤1)中，干燥的条件包括：干燥温度为80-90℃，干燥时间为8-10h。
21、在一些具体的实施方式中，所述步骤2)中，将离子液体修饰的mxene以及炭黑分散在有机溶剂中，加入分散剂，得到分散溶液。
22、优选地，溶剂为乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚中的一种或多种，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或多种。
23、优选地，炭黑：离子液体修饰的mxene：溶剂：分散剂的质量份数比例为1：3-8：90-95：1-3。
24、在一些具体的实施方式中，所述步骤2)中，将离子液体修饰的mxene以及炭黑超声分散在有机溶剂中，优选地，所述超声时间为1～3h，所述超声温度为25～40℃，所述超声频率为40000-60000hz。
25、在一些具体的实施方式中，所述步骤2)中，研磨方式选自球磨、振动磨、气流磨、搅拌磨、行星球磨、高压辊磨中的一种，优选球磨。
26、在一些具体的实施方式中，球磨的条件包括：球磨转速为200-300r/min，球磨时间为1-2h。
27、在优选的实施方式中，所述炭黑-mxene-离子液体复合导电剂的制备方法包含如下步骤：
28、s1：取5-6份mxene及1-1.5份离子液体置于微波反应器中，加热至120-170℃，优选搅拌时间为40-60min，优选搅拌速度为400-600r/min，随后用细胞粉碎器处理30-50min，优选振动频率为50-80khz，采用8000-10000r/min的离心机离心5-10min，取上清液分别加入二氯甲烷及乙醇离心15-20min，保留固体，重复2-3次，将得到的黑色固体置于真空干燥箱中于80-90℃下烘干8-10h，得到离子液体修饰的mxene；
29、s2：将s1中制备的离子液体修饰的mxene以及炭黑超声分散在有机溶剂中，加入分散剂，优选溶剂为乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚中的一种，优选分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种；炭黑：离子液体修饰的mxene：溶剂：分散剂的优选质量份数比例为1：3-8：90-95：1-3；处理好的分散液在球磨机中以200-300r/min球磨1-2h，得到炭黑-mxene-离子液体复合导电剂。
30、在一些具体的实施方式中，所述抗氧剂为抗氧剂300，抗氧剂1010，抗氧剂10本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种超高压直流屏蔽料，其特征在于，按质量份数计，包含以下原料制成：
2.根据权利要求1所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述基体树脂包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物EBA、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物EEA中的一种或多种，优选为EBA树脂或EMA树脂，更优选为EBA树脂；
3.根据权利要求1所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述炭黑-MXene-离子液体复合导电剂的制备方法包含如下步骤：
4.根据权利要求3所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述步骤1)中，MXene及离子液体的质量份数比为5-6:1-1.5。
5.根据权利要求3或4所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述步骤1)中，搅拌条件包括：搅拌时间为40-60min，搅拌速度为400-600r/min，加热温度为120-170℃；
6.根据权利要求3-5任一项所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述步骤2)中，将离子液体修饰的MXene以及炭黑分散在有机溶剂中，加入分散剂，得到分散溶液；
7.根据权利要求3-6任一项所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述炭黑-MXene-离子液体复合导电剂的制备方法包含如下步骤：
8.根据权利要求1-7任一项所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂300，抗氧剂1010，抗氧剂1076中的一种或多种，优选为抗氧剂300；所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬酯酰胺中的一种或多种，优选为聚乙烯蜡；所述交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙苯中的一种或多种。
9.如权利要求1-8任一项所述超高压直流屏蔽料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述超高压直流屏蔽料的制备方法，其特征在于，所述混炼在往复式混炼机中进行，所述往复式混炼机混炼部分为往复式单螺杆挤出机，往复式混炼机中加工的熔融物料经由过滤系统进行过滤；
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【技术特征摘要】
1.一种超高压直流屏蔽料，其特征在于，按质量份数计，包含以下原料制成：
2.根据权利要求1所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述基体树脂包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物eva、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物eba、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物ema、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物eea中的一种或多种，优选为eba树脂或ema树脂，更优选为eba树脂；
3.根据权利要求1所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述炭黑-mxene-离子液体复合导电剂的制备方法包含如下步骤：
4.根据权利要求3所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述步骤1)中，mxene及离子液体的质量份数比为5-6:1-1.5。
5.根据权利要求3或4所述的超高压直流屏蔽料，其特征在于，所述步骤1)中，搅拌条件包括：搅拌时间为40-60min，搅拌速度为400-600r/min，加热温度为120-170℃；
6.根据权利要求3-5任一项所述的超高压直流屏蔽...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海斌，王文博，祁先勇，刘敬锐，刘海燕，许德喆，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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