本发明涉及电力电缆，具体涉及一种半导电屏蔽料组合物及应用、半导电屏蔽料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、高压电缆内半导电屏蔽层位于导体和绝缘层之间，在电缆结构中起到均匀电场以及减少金属线芯与绝缘层交界处间隙的作用。电力输电电缆中，规定额定电压1.8/3.0kv以上使用交联聚乙烯和聚乙烯作为绝缘层的电缆都应有导体屏蔽，以均匀电场。半导电屏蔽料由高分子基体和导电填料组成。半导电复合材料在23-90℃的温度区间内，体积电阻率随温度升高而逐渐增大，即呈现正温度电阻系数（ptc）特性。常以90℃下电阻率（或最大电阻率）与23℃下电阻率比值作为ptc系数。这种ptc效应通常被认为是由聚合物基质和导电填料之间的热膨胀系数不匹配引起的。低温时，导电填料形成贯穿于基质之中的导电网络，因此材料的电阻小。当温度升高时，由于聚合物基质的热膨胀系数比导电填料大，混于基质中的导电填料颗粒之间的距离被拉大，导电网络被破坏，因此电阻变大。当材料冷却时，聚合物收缩，导电填料颗粒间距减小，导电网络得到重建从而恢复导电性。ptc效应对半导电屏蔽层具有显著的负面影响，这主要体现在三个方面，一是随着半导电层的电阻率增加，其均匀电场的能力变弱，不能发挥半导电层原有的作用。二是随着半导电层电阻率增大，其发热量也会增大，进而造成局部过热和界面融化，严重威胁电缆的安全。三是由于半导电层发热量增大，运输过程中的电力损耗增大。所以为了电缆的稳定运行，半导电层的ptc效应必须被弱化。
2、碳纳米管是一种由碳原子组成、类似石墨烯纳米片卷曲而成的具有管状结构的一维碳纳米材料，swcnt管径一般在0.5-3 nm，而mwcnt管径一般在几纳米到几十纳米不等，导电性显著优于石墨烯、炭黑等材料，且管径越细、长度越长。通过引入具有大长径比的第二组分导电填料，碳纳米管是降低炭黑填料含量、降低半导电屏蔽料ptc效应的有效方式之一。但是碳纳米管一维的管状结构极易在基体树脂中发生缠结，难以在基体树脂中形成有效的导电网络。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术存在中高压电缆用半导电屏蔽料的ptc效应较高的问题，提供一种半导电屏蔽料组合物及应用、半导电屏蔽料及其制备方法和应用，该组合物中以接枝特定含量的胺基聚合物的碳纳米管作为第二填料，与导电炭黑以及基体树脂等组分相互配合，在降低导电填料用量的同时，改善了由该组合物制得的半导电屏蔽料的ptc效应，同时提升了半导电屏蔽料的力学性能以及电气性能。
2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种半导电屏蔽料组合物，其中，所述组合物包括：
3、基体树脂、胺基聚合物接枝碳纳米管、导电炭黑和交联剂；
4、其中，所述基体树脂的用量为55-85重量份，所述胺基聚合物接枝碳纳米管的用量为0.1-10重量份，所述导电炭黑的用量为5-40重量份，所述交联剂的用量为0.5-2重量份；所述胺基聚合物接枝碳纳米管中胺基聚合物的接枝率为5-15wt%。
5、本发明第二方面提供一种由上述半导电屏蔽料组合物制得的半导电屏蔽料。
6、本发明第三方面一种上述半导电屏蔽料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
7、s1、将上述半导电屏蔽料组合物中除交联剂以外的组分进行混合、挤出、造粒，得到颗粒料；
8、s2、将所述颗粒料与交联剂混合吸收，得到所述半导电屏蔽料。
9、本发明第四方面提供一种上述半导体屏蔽料组合物或上述半导体屏蔽料在高压电缆中的应用。
10、通过上述技术方案，本发明提供的半导电屏蔽料组合物及应用、半导电屏蔽料及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
11、本发明提供的半导电屏蔽料组合物中以接枝特定含量的胺基聚合物的碳纳米管作为第二填料，与导电炭黑结合，一维的碳纳米管有效桥连了相邻的炭黑分子，胺基聚合物中具有大的空间位阻，能够有效避免碳纳米管的缠结，聚合物中的有机基团增强了碳纳米管与基体树脂的相容性；形成了更加完善的导电网络，极大的改善了由该组合物制得半导电屏蔽料的ptc效应，提升了屏蔽料的力学性能以及电气性能。
12、进一步地，通过控制球磨转速、温度和时间，能够有效控制胺基聚合物在碳纳米管上的接枝率在5wt%-15wt%，简化了碳纳米管的改性方法，同时通过接枝率的控制能够有效改善碳纳米管与乙烯丙烯酸丁酯共聚物（eba）、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（eva）等弱极性树脂的界面相容性，在保证碳纳米管结构稳定性的同时，提高由包含胺基聚合物接枝碳纳米管的组合物制得的半导电屏蔽料的电气性能。
1.一种半导电屏蔽料组合物，其特征在于，所述组合物包括：
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述胺基聚合物接枝碳纳米管中胺基聚合物的接枝率为7-12wt%；
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述胺基聚合物接枝碳纳米管按照以下方法制备：
4.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述基体树脂选自乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的至少一种；
5.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述组合物还包括分散剂，其中，所述分散剂的用量为0.2-2重量份；
6.一种由权利要求1-5中任意一项所述的半导电屏蔽料组合物制得的半导电屏蔽料。
7.一种权利要求6所述的半导电屏蔽料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，步骤s2中，所述吸收的条件包括：吸收的温度为50-80℃，吸收的时间为2-6h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其中，步骤s1包括：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，预混合在200-1000r/min下混合3-20min。
11.根据权利要求9或10所述的制备方法，其中，所述胺基聚合物接枝碳纳米管按照以下步骤制备：
12.权利要求1-5中任意一项所述的半导体屏蔽料组合物或权利要求6所述的半导体屏蔽料在高压电缆中的应用。