具体实施方式

以下，针对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的技术特征的说明基于本发明的代表性的实施方案、具体例子而进行，但本发明不限定于这些实施方案、具体例子。需要说明的是：

本说明书中，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。

本说明书中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。

本说明书中，“任选的”或“任选地”是指接下来描述的事件或情况可发生或可不发生，并且该描述包括该事件发生的情况和该事件不发生的情况。

本说明书中，所提及的“一些具体/优选的实施方案”、“另一些具体/优选的实施方案”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方案有关的特定要素(例如，特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方案中，并且可存在于其它实施方案中或者可不存在于其它实施方案中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方案中。

本发明首先提供了一种半导电屏蔽料，其包括以下组分：乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、高密度聚乙烯、导电炭黑、PE蜡、硬脂酸锌、分散剂以及抗氧剂；其中，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物与高密度聚乙烯的质量比为1:(0.05～0.2)，优选1:(0.07～0.1)。

本发明的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物是一种良好的热塑性弹性体，具有良好的弹性和柔性。

本发明的高密度聚乙烯是一种性能较好的热塑性高分子材料，与低密度聚乙烯相比具有结晶度高、软化点高、模量高和强度高等优点，其低温性能尤为突出，在-60℃的寒冷环境中仍能保持其挠曲性，从而使得其耐环境应力开裂性较好。高密度聚乙烯对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低，化学稳定性好，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀。

发明人通过实验发现，在生产半导电屏蔽料时，以乙烯-丙烯酸丁酯共聚物作为基体，加入高密度聚乙烯，使得材料挤出后具备骨架支撑效果，可防止绝缘层与屏蔽层分离；同时，高密度聚乙烯的耐环境应力开裂性能得以充分发挥，能够预防硫化过程中出现应力开裂现象。

具体地，在本发明的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物在190℃，2.16kg下的熔融指数为5～7g/10min，丙烯酸丁酯的含量为25～30％，本发明选用该熔融指数的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物在体系中的流动性与相容性更好。

具体地，在本发明的高密度聚乙烯中，优选使用在190℃，2.16kg下的熔融指数为14～19g/10min的高密度聚乙烯，例如：ME9180等。

本发明的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物与高密度聚乙烯的质量比为1:(0.05～0.2)，优选1:(0.07～0.1)。当乙烯-丙烯酸丁酯共聚物与高密度聚乙烯的质量比为1:(0.05～0.2)时，所制备的半导电屏蔽料的机械性能良好，其拉伸强度能够达到20MPa以上。具体地，本发明的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物与高密度聚乙烯质量比可以为1:0.08，1:0.09，1:0.11，1:0.12，1:0.15，1:0.16，1:0.18等。

在一些具体的实施方案中，以重量份计，在半导电屏蔽料中，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的含量为45～50份，例如：46份、47.5份、48份、49.5份、50份等；高密度聚乙烯的含量为2～10份，优选为4～6份，例如：3份、3.5份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、8份等。当乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的含量为48～50份，高密度聚乙烯的含量为2～10份，所制备的半导电屏蔽料的热收缩性能优异，产品经电缆厂挤出验证，其热收缩率可控制在0.2％以内。

为获得合适的导电性能，在生产半导电屏蔽料时还需加入导电炭黑。在半导电屏蔽料中，以重量份计，导电炭黑的含量为37～40份，优选39～40份，例如：37份、37.5份、38份、38.5份、39份、39.5份等。当导电炭黑的含量为37～40份时，能够更好地起到均衡电场的作用。

具体地，在本发明中，导电炭黑可以是联科LK-2107、永东特260、永东YD-280C、哥伦比亚7090、卡博特炭黑VXC200和卡博特炭黑VXC68等。

进一步地，由于制备方法中需要高温挤出，因此，本发明通过使用PE蜡来保护乙烯-丙烯酸丁酯共聚物以防止其分解。在本发明中，以重量份计，在半导电屏蔽料中，PE蜡的含量为0.5～2份，优选为1～1.2份，例如：0.7份、0.9份、1.1份、1.3份、1.4份、1.6份、1.8份等。当PE蜡的含量为0.5～2份时，材料在加工时可以长时间挤出。

在一些具体的实施方式中，PE蜡的数均分子量3000～5000，当PE蜡的数均分子量3000～5000时，有利于体系中导电炭黑的分散，且PE蜡与半导电屏蔽料的其它成分的相容性优异，不容易析出。

另外，本发明的半导电屏蔽料中还含有硬脂酸锌，使用硬脂酸锌作为润滑助剂。以重量份计，在所述半导电屏蔽料中，硬脂酸锌的含量为1～4份，优选1.5～2.5份，例如：1.2份、1.8份、2份、2.2份、2.8份、3份、3.2份、3.5份、3.8份等。当硬脂酸锌的含量为1～4份时，硬脂酸锌相比其它润滑助剂，其润滑效果优异，且具有良好的脱膜效果，使材料的自洁性能更加的优异。

为使导电炭黑更好地分散，并利于挤出表面更加光滑平整，在一些具体的实施方案中，本发明通过加入分散剂来实现上述目的。具体地，以重量份计，在半导电屏蔽料中，分散剂的含量为0.05～1份，优选为0.1～0.4份，例如：0.2份、0.3份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。当分散剂的含量为0.05～1份时，有助于导电炭黑更好地分散，并利于挤出表面更加的光滑平整。经OCS挤出验证，通过加入分散剂，本发明的半导电屏蔽料大于75微米的表面凸起物为0个。

在一些具体的实施方案中，本发明的分散剂为润湿分散剂，优选为多官能团型分散剂。具体地，分散剂可以是TEGO Dispers 760W(多官能团型的表面活性剂与含颜料亲和基团的水溶液)。

进一步地，本发明的半导电屏蔽料中还包含有抗氧剂，具体地，以重量份计，在半导电屏蔽料中，抗氧剂的含量为0.05～1份，优选为0.1～0.4份，例如：0.2份、0.3份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。作为优选，在本发明中，抗氧剂为4,4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或两种。

本发明还提供了一种根据本发明所述的半导电屏蔽料的制备方法，其包括将半导电屏蔽料的各组分混合的步骤。

具体地，该制备方法包括以下步骤：

取PE蜡、分散剂、抗氧剂和硬脂酸锌进行预混，得到预混物；

取乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、高密度聚乙烯和导电炭黑进行初次混炼，然后加入预混物进行再次混炼，得到熟胶；

将熟胶进行挤出拉条造粒，得到半导电屏蔽料。

进一步，该制备方法可以包括以下步骤：

(1)将PE蜡、分散剂、抗氧剂和硬脂酸锌加至搅拌机预混，得到预混物；

(2)将乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、高密度聚乙烯和导电炭黑加至密炼机中进行初次封闭混炼40～80秒，然后加入步骤(1)中的预混物，再次封闭混炼200～400秒，混炼成熟胶，该过程中需要开启冷却水保证料温低于180℃；

(3)将混炼好的熟胶送入双螺杆中进行挤出拉条造粒，将所得粒子经过振动筛筛出不规则粒子，用后吸法吸收相应交联剂后风干冷却打包，得到最终产品，即为半导电屏蔽料。

另外，本发明还提供了一种根据本发明所述的半导电屏蔽料和/或根据本发明的制备方法制备的半导电屏蔽料在制备高压电缆中的应用，可以解决外屏蔽层开裂问题以及绝缘层与屏蔽层分离问题。

另外，本发明还提供了一种高压电缆，该高压电缆包括根据本发明所述的半导电屏蔽料和/或根据本发明所述的制备方法制备的半导电屏蔽料。

实施例

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。

原料

乙烯-丙烯酸丁酯共聚物：法国阿科玛公司；其中，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物在190℃，2.16kg下的熔融指数为7g/10min，丙烯酸丁酯的含量27％；

高密度聚乙烯：LG化学；其中，高密度聚乙烯在190℃，2.16kg下的熔融指数为18g/10min；

PE蜡：燕山石化公司；

硬脂酸锌：浙江万马高分子材料集团有限公司。

实施例中各组分含量均以重量份计。

实施例1

步骤一：取数均分子量为3000～5000的PE蜡1.2份，多官能团型分散剂TEGOdispers 760W 0.3份，抗氧剂4,4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚)0.4份，硬脂酸锌2.1份，加入搅拌机预混，得到预混物。

步骤二：取乙烯-丙烯酸丁酯共聚物50份，高密度聚乙烯6份，卡博特炭黑VXC50040份，投入密炼机中初次封闭混炼60秒，然后加入步骤一中预处理好的预混物，再次封闭混炼300秒，混炼成熟胶，过程中需开启冷却水保证料温低于180℃；

步骤三：将混炼好的熟胶送入双螺杆中进行挤出拉条造粒，将所得粒子经过振动筛筛出不规则粒子，用后吸法吸收相应的交联剂后风干冷却打包，得到最终产品，即为半导电屏蔽料。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于取乙烯-丙烯酸丁酯共聚物49.5份，高密度聚乙烯6份，卡博特炭黑VXC500 39.5份，其余组成与实施例1均相同。且实施例2的制备工艺与实施例1相同，制备得到半导电屏蔽料。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅在于乙烯-丙烯酸丁酯共聚物49份，高密度聚乙烯7份，卡博特炭黑VXC500 39份，其余组成与实施例1均相同。且实施例3的制备工艺与实施例1相同，制备得到半导电屏蔽料。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于乙烯-丙烯酸丁酯共聚物48.5份，高密度聚乙烯8份，卡博特炭黑VXC500 39.5份。其余组成与实施例1均相同。且实施例4的制备工艺与实施例1相同，制备得到半导电屏蔽料。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在乙烯-丙烯酸丁酯共聚物49份，高密度聚乙烯9份，卡博特炭黑VXC500 37份，其余组成与实施例1均相同。且实施例5的制备工艺与实施例1相同，制备得到半导电屏蔽料。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于乙烯-丙烯酸丁酯共聚物48份，高密度聚乙烯7份，卡博特炭黑VXC500 40份。其余组成与实施例1均相同。且实施例6的制备工艺与实施例1相同，制备得到半导电屏蔽料。

对比例1

将实施例6中的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物替换为高密度聚乙烯，即乙烯-丙烯酸丁酯共聚物为0份，高密度聚乙烯为55份，其余与实施例6均相同，且对比例1的制备工艺与实施例6相同，制备得到半导电屏蔽料。

对比例2

将实施例6中的高密度聚乙烯替换为乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，其余与实施例6均相同，即高密度聚乙烯为0份，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物为55份，其余组成与实施例6均相同。且对比例2的制备工艺与实施例6相同，制备得到半导电屏蔽料。

对比例3

将实施例1中的PE蜡替换为乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，即乙烯-丙烯酸丁酯共聚物为51.2份，PE蜡为0份，其余组成与实施例1均相同。且对比例3的制备工艺与实施例1相同，制备得到半导电屏蔽料。

对比例4

将实施例1中的硬脂酸锌替换为乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，即乙烯-丙烯酸丁酯共聚物为52.1份，硬脂酸锌为0份，其余组成与实施例1均相同。且对比例4的制备工艺与实施例1相同，制备得到半导电屏蔽料。

对比例5

将实施例1中的多官能团型分散剂TEGO dispers 760W替换为高密度聚乙烯，即高密度聚乙烯为6.3份，多官能团型分散剂TEGO dispers 760W为0份，其余组成与实施例1均相同。且对比例5的制备工艺与实施例1相同，制备得到半导电屏蔽料。

对比例6

将实施例1中的多官能团型分散剂TEGO dispers 760W替换为乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，即乙烯-丙烯酸丁酯共聚物为50.3份，多官能团型分散剂TEGO dispers 760W为0份，其余组成与实施例1均相同。且对比例5的制备工艺与实施例1相同，制备得到半导电屏蔽料。

性能测试

将实施例1-6以及对比例1-6的半导电屏蔽料按照下表1的测试标准与要求进行相关性能测试，结果如表2和表3所示：

表1

其中，表面凸起物验证方法为：在具有高分辨相机的光学扫描设备下进行的试验，扫描速度0.025～0.05m²/min，设备扫描的最低高度为25μm，由高分辨相机扫描试样带表面，试验应在23±2℃和相对湿度为50±5％的标准状态中进行，设备在标准状态待调节时间应不少于6h。调节挤出机各温区温度，使得挤出材料达到良好塑化的状态方可进行测试，调整样品带厚度至最佳测量厚度，设备检测灵敏度应不低于85％。待挤出样品厚度稳定后可开始测试，测试试样总表面积约为1m²。

表2

表3

本发明的实施例1-6的半导电屏蔽料在制备得到屏蔽层后，其材料具备骨架支撑效果，能够防止材料热收缩造成绝缘层与屏蔽层分离，并预防硫化过程中出现应力开裂现象。

通过实施例6和对比例1对比，当对比例1中不使用乙烯-丙烯酸丁酯共聚物时，其断裂伸长率大幅降低(仅为50％，远低于行业最低要求(200％))，实施例6制备的半导电屏蔽料的断裂伸长率(210％)能够满足行业要求。这说明，加入高密度聚乙烯能够提高半导电屏蔽料的断裂伸长率，可防止屏蔽层出现开裂现象。

通过实施例6和对比例2对比，当对比例2中不使用高密度聚乙烯时，其拉伸强度降低(仅为10％，低于行业最低要求(12％))，实施例6的半导电屏蔽料的拉伸强度(17％)高于行业要求。这说明，加入高密度聚乙烯能够提高半导电屏蔽料的拉伸强度，可防止屏蔽层出现开裂现象。

通过实施例1和对比例3对比，当对比例3中不使用PE蜡时，其拉伸强度略降低，其断裂伸长率大幅降低(仅为160％，低于行业最低要求(200％))，实施例1制备的半导电屏蔽料的断裂伸长率(210％)能够满足行业要求。这说明，加入PE蜡能够防止乙烯-丙烯酸丁酯共聚物分解，使乙烯-丙烯酸丁酯共聚物发挥作用，提高半导电屏蔽料的拉伸强度和断裂伸长率，继而防止屏蔽层出现开裂现象。

通过实施例1和对比例4对比，当对比例4中不使用硬脂酸锌时，其拉伸强度略降低，其断裂伸长率大幅降低(仅为150％，低于行业最低要求(200％))，实施例1制备的半导电屏蔽料的断裂伸长率(210％)能够满足行业标准。

通过实施例1和对比例5对比，当对比例5中采用高密度聚乙烯代替分散剂时，其大于75微米的表面凸起物过多(15个)，导致高压电缆表面光滑度较差。这说明，加入分散剂能够减少半导电屏蔽料表面凸起物，保证高压电缆表面光滑。

通过实施1和对比例6对比，当对比例6中采用乙烯-丙烯酸丁酯共聚物代替分散剂时，其大于75微米的表面凸起物过多(13个)，导致高压电缆表面光滑度较差。这说明，加入分散剂能够减少半导电屏蔽料表面凸起物，保证高压电缆表面光滑。

需要说明的是，尽管以具体实例介绍了本发明的技术方案，但本领域技术人员能够理解，本发明应不限于此。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。