KR100786140B1

KR100786140B1 - 수가교를 통한 반도전 수지 조성물 및 그 제조방법１

Info

Publication number: KR100786140B1
Application number: KR1020060128008A
Authority: KR
Inventors: 성백룡; 전근배; 배혜연; 박장현; 이환광
Original assignee: 주식회사 디와이엠; 이환광
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2007-12-21

Abstract

본 발명은 반도전 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 실란 그래프트 공중합체 49.9 내지 67.0 중량%, 전도성 물질 30 내지 50 중량%, 산화 방지제 0.1 내지 3 중량%를 포함한 반도전 수지 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 반도전 수지 조성물은 반도전성 재료가 갖추어야 할 기계적 물성 또는 체적저항 특성을 만족할 뿐만 아니라, 일반 PVC 압출라인에서 제조할 수 있어 제조비가 감소되는 효과가 있다.

반도전, 폴리올레핀, 실란, 수가교, 카본 블랙, 라디칼 중합개시제

Description

수가교를 통한 반도전 수지 조성물 및 그 제조방법１ {Semiconductive Resin Composition Using Silane Crosslinking Method and Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 고압 케이블용 반도전 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수가교를 통해 제조되는 전력 케이블의 외부 반도전층을 구성하는 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전력 케이블은 알루미늄이나 구리 등의 금속으로 이루어진 도체부분과 도체를 외부로부터 절연시키는 절연층, 도체 및 절연층 사이에 구비되어 도체 및 절연층을 전기적 충격으로부터 보호해주는 내부 반도전층(이하, "내도"라 한다), 절연층 외측면에 구비되는 외부 반도전층(이하, "외도"라 한다) 그리고 케이블 자체를 보호하여 주기 위해 외부 반도전층의 외측면에 구비되는 피복층 등으로 구성되어 있으며, 필요에 따라 그 구조는 변하기도 한다.

상기 내도는 도체와 절연체 사이에 위치하므로 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)와 같은 금속과의 접착 특성이 좋아야 함은 물론 가교 폴리에틸렌 재질인 절연체와 의 접합성 또한 우수하여야 한다. 또한 장기간 사용에 따른 전기적 안정성을 확보하고 있어야 한다.

한편, 외도는 내도와 마찬가지로 절연체와의 접합성이 우수하고 전기적 안정성을 확보하면서도 우수한 기계적 물성을 확보하여 장기간 사용에 따른 안정성을 확보하여야 한다.

이러한 반도전 재료는 상이한 중합체를 가교시키는 방법이 공지되어 있다. 상기 방법은 기계적 강도, 내화학성, 내마모성 및 내열성과 같은 중합체의 특성을 개선시키는 방법으로서, 일반적으로 열가소성을 띠거나 가교가 불가능한 것으로 간주되는 중합체에 가교성기를 도입하여 가교시킬 수 있다. 이러한 일예로는 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀을 퍼옥사이드에 의해 가교시키는 방법이다.

또한, 가교성 기로서 실란 화합물을 도입함으로써 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀을 가교시키는 방법도 공지되어 있다. 실란 화합물은 제조된 폴리올레핀 측쇄에 그라프팅시키거나, 상기 올레핀과 실란 화합물을 공중합시켜 도입될 수 있다.

이상과 같이 전력 케이블용 반도전성 조성물에 따른 종래의 기술은 미국특허 제 4,413,066호, 제 4,297,310호, 제 4,351,876호, 제 4,397,981호, 제 4,446,283호 및 제 4,456,704호 등에 개시되어 있다.

그러나, 전술한 실란 화합물의 그라프팅을 포함하는 중합체 제조방법은 성형 장치(압출기)에서의 스코오칭(scorching) 또는 조기 가교가 제조 용량을 균일하게 유지시키는 것이 불가능하고, 생성된 생성물의 질이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 성형 장치에 클로깅되는 겔 덩어리가 발생하여 미관상 좋지 않고, 원 치 않는 덩어리가 생성물 중에 존재하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 반도전성 재료가 갖추어야 할 기계적 물성 또는 체적저항 특성을 만족할 뿐만 아니라, 일반 PVC 압출라인에서 제조할 수 있는 반도전 수지 조성물을 제공하는데 기술적 과제가 있다.

한가지 관점에서, 본 발명은 반도전 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 실란 그래프트 공중합체 49.9 내지 67.0 중량%, 전도성 물질 30 내지 50 중량%, 산화 방지제 0.1 내지 3 중량%를 포함한 반도전 수지 조성물을 제공한다.

다른 관점에서, 본 발명은 폴리올레핀계 공중합체 수지로 이루어진 베이스 수지 97 내지 99 중량%, 알콕시 실란 화합물 0.99 내지 2.9 중량%, 라디칼 중합개시제 0.01 내지 0.1 중량%를 반응 압출기에 투입하여 반응 압출시켜 실란이 폴리올레핀 공중합체 수지에 화학적으로 결합된 실란 그래프트 공중합체를 제조하는 그래프팅 단계; 반도전 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 상기 그래프팅 단계에서 제조되는 실란 그래프트 공중합체 49.9 내지 67.0 중량%, 전도성 물질 30 내지 50 중량%, 산화 방지제 0.1 내지 3 중량%를 혼련기에 투입하여 혼합하는 혼련 단계; 상기 혼련된 조성물을 압출기로 압출하는 압출 단계; 압출된 조성물을 70 내지 90 ℃의 물에 담근 후 3 내지 5시간 동안 수가교하는 수가교 단계로 이루어진 반도전 수 지 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 실란 그래프트 공중합체는 폴리올레핀계 공중합체 수지로 이루어진 베이스 수지, 알콕시 실란 화합물 및 라디칼 중합개시제로 이루어지며, 그 사용량은 반도전 수지 조성물의 전체 중량을 기준으로 49.9 내지 67.0 중량%를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 실란 그래프트 공중합체를 구성하는 폴리올레핀계 공중합체 수지로 이루어진 베이스 수지(이하, "베이스 수지"라 한다)는 폴리프로필렌, 결정성을 가지는 폴리에틸렌, 전도성 입자의 충진성을 향상시키는 공중합체 형식의 폴리에틸렌 유도체의 혼합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌과 폴리에틸렌 유도체의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.

상기 폴리에틸렌은 에틸렌과 탄소원자 3 내지 8의 α-올레핀으로부터 중합되어진 용융지수 1 내지 3 g/10min, 밀도 0.910 내지 0.960 g/cm³의 초저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 폴리에틸렌 유도체는 에틸렌-비닐-아세테이트(EVA) 공중합체, 에틸렌-메틸-아크릴레이트(EMA) 공중합체, 에틸렌-에틸-아크릴레이트(EEA) 공중합체, 에틸렌-부틸-아크릴레이트(EBA) 공중합체, 에틸렌-아크릴릭 엑시드(EAA) 공중합체, 에틸렌-프로필렌-러버(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔-터폴리머(EPDM) 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 실란 그래프트 공중합체를 구성하는 알콕시 실란 화합물은 베이스 수지에 화학적으로 결합되어 전력 케이블의 가교화를 위한 관능기의 역할을 하는 첨가제로서, 상기 알콕시 실란 화합물은 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 메틸-트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리(2-메톡시에톡시)실란, 3-메타크릴로일옥시프로필-트리메톡시실란(3-methacryloyloxypropyl-trimethoxysilane), 3-메르캅토프로필-트리메톡시실란(3-mercaptopropyl-trimethoxysilane), 3-아미노프로필-트리메톡시실란(3-aminopropyl-trimethoxysilane), 3-글리시딜옥시프로필-트리메톡시실란(3-glycidyloxypropyl-trimethoxysilane) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 실란 그래프트 공중합체를 구성하는 라디칼 중합개시제는 베이스 수지와 알콕시 실란 화합물을 화학적으로 그라프팅시키는 역할을 하는 개시제로서, 상기 라디칼 중합개시제는 t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸 퍼옥시)헥산, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, a,a-비스(t-부틸 퍼옥시 이소프로필)벤젠, 디-이소프로필벤젠 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 전도성 물질은 반도전 수지 조성물에 내후성 및 도전성을 부여하기 위한 충진제로서, 이러한 특징을 갖는 물질이라면 어떠한 물질이라도 상기 전도성 물질에 해당될 것이지만, 바람직하게는 카본 블랙 등을 사용하는 것이 좋으 며, 그 사용량은 반도전 수지 조성물의 전체 중량을 기준으로 30 내지 50 중량%을 사용하는 것이 좋다.

상기 카본 블랙은 어떠한 카본 블랙을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 입자크기 15 내지 25 ㎚, 표면적 80 내지 150 m²/g, 겉보기 밀도 200 내지 300 kg/㎥인 특성을 갖는 카본 블랙을 사용하는 것이 좋으며, 특정적으로는 아세틸렌 블랙 또는 퍼니스 블랙을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 산화 방지제는 전력 케이블의 가공 시나 포설 후 직접 또는 간접적으로 받게 되는 절연체의 산화를 억제할 뿐만 아니라 알콕시 실란 화합물, 라디칼 중합개시제 및 베이스 수지의 화학반응 시 발생될 수 있는 조기 가교 현상을 억제하는 기능을 가진 첨가제로서, 상기 산화 방지제는 페놀계 산화 방지제 계통, 예컨데 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 2,2'-티오디에틸비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 4,4'-티오비스(6-t-부틸-m-크레졸), 트리에틸렌글리콜-비스-3(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀, 테트라키스-메틸렌(3,5-디-터트-뷰틸-4-하이드록시시나네이트)-메탄 등과 에스테르계 산화 방지제 계통, 예컨데 디라우릴 티오디프로피오네이트 등이 단독 또는 조합 형태로 사용될 수 있으며, 그 사용량은 반도전 수지 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%를 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 산화 방지제는 액상의 크레졸계 산화 방지제를 사용할 수 있다.

필요에 따라, 상기 반도전 수지 조성물에는 활제가 첨가될 수 있다.

여기서, 활제란 압출기에 투입되는 재료의 가공성을 향상시키기 위한 것으로서, 왁스 계열, 예컨대 PE 왁스, 파라핀 왁스와 스테아린산 계열, 예컨대 스테아린산 아연, 스테아린산 마그네슘, 스테아린산 칼슘 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 반도전 수지 조성물은 상온에서 인장강도가 1.2 kgf/㎟ 이상, 바람직하게는 1.2 내지 1.8 kgf/㎟, 상온에서 신장율이 200%이상, 바람직하게는 200 내지 400%, 가열 후 인장잔율이 85% 이상, 바람직하게는 85 내지 130%, 가열 후 신장잔율이 80% 이상, 바람직하게는 80 내지 120%, 23℃에서 체적 저항율이 5 Ωㆍm 이하, 바람직하게는 0.1 내지 5 Ωㆍm, 90℃에서 체적 저항율이 50 Ωㆍm 이하, 바람직하게는 5 내지 50 Ωㆍm, 가교도가 50 내지 80 %, 박리력이 2 내지 10 kgf/12.7㎜, 밀도가 1.1 내지 1.2 g/㎤인 물성을 갖을 수 있다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 반도전 수지 조성물의 제조방법은 폴리올레핀계 공중합체 수지로 이루어진 베이스 수지, 알콕시 실란 화합물, 라디칼 중합개시제를 반응 압출기에 투입하여 반응 압출시켜 실란이 폴리올레핀 공중합체 수지에 화학적으로 결합된 실란 그래프트 공중합체를 제조하는 그래프팅 단계; 상기 실란 그래프트 공중합체, 전도성 물질, 산화 방지제를 혼련기에 투입하여 혼합하는 혼련 단계; 상기 혼련된 조성물을 압출기로 압출하는 압출 단계; 압출된 조성물을 70 내지 90 ℃의 물에 담근 후 3 내지 5시간 동안 수가교하는 수가교 단계로 이루 어진 반도전 수지 조성물의 제조방법을 포함한다.

본 발명에 따른 그래프팅 단계는 실란 그래프트 공중합체의 전체 중량을 기준으로 폴리올레핀계 공중합체 수지로 이루어진 베이스 수지 97 내지 99 중량%, 알콕시 실란 화합물 0.99 내지 2.9 중량%, 라디칼 중합개시제 0.01 내지 0.1 중량%를 반응 압출기에 투입하여 반응 압출시켜 실란이 폴리올레핀 공중합체 수지에 화학적으로 결합된 실란 그래프트 공중합체를 제조하는 단계로서, 이때, 제조된 상기 실란 그래프트 공중합체는 30 내지 70%, 바람직하게는 50 내지 60%의 그래프트율을 갖는 것이 좋다. 또한, 상기 압출기는 용융상태의 실란 그래프트 공중합체의 온도가 180 내지 250℃의 범위를 갖도록 운전된다.

이때, 상기 알콕시 실란 화합물의 함유량이 상기 범위를 벗어나게 되면 핫(hot) 신율이 크게 감소되거나 압출시 스코치 안정성 등의 물성이 크게 저하된다.

상기 베이스 수지는 폴리에틸렌과 폴리에틸렌 유도체의 중량 비율이 1 : 99 내지 30 : 70으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 폴리에틸렌 유도체는 하나 이상, 바람직하게는 1개 내지 3개가 혼합되어 사용될 수 있다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 베이스 수지는 상기 베이스 수지의 전체 중량을 기준으로 에틸렌비닐아세테이트 80 내지 99 중량%와 저밀도 폴리에틸렌 1 내지 20 중량%를 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 저밀도 폴리에틸렌의 용융지수는 1 내지 3 g/10min 범위를 갖을 수 있다.

여기서, 에틸렌비닐아세테이트는 반도전성 조성물의 기계적 물성, 전기적 물 성 및 외관 등의 향상을 목적으로 하고, 저밀도 폴리에틸렌은 상기 에틸렌비닐아세테이트의 물성 저하를 최소화하면서 압출 특성 등의 가공성을 향상시킴을 그 목적으로 한다.

필요에 따라, 상기 그래프팅 단계에는 수가교 시간을 단축시키기 위해 촉매를 첨가할 수 있으며, 이때 사용되는 촉매로는 디부틸틴디라우레이트, 디부틸틴디말레이트, 디부틸틴디아세테이트, 디부틸주석디라우에이트, 디옥틸주석말리에이트, 디부틸주석디아세테이트, 디부틸틴디옥토에이트, 테트라부틸티타네이트, 헥실아민, 디부틸아민초산, 제일 주석, 제일 주석 옥토에이트, 납 나프텐에이트, 아연 카프릴레이트, 코발트 나프텐 에이트 등이 사용되며, 실란 그래프트 공중합체의 전체 중량을 기준으로 0 내지 1 중량%로 함유될 수 있다.

본 발명에 따른 혼련 단계는 상기 실란 그래프트 공중합체, 전도성 물질, 산화 방지제를 혼련기에 투입하여 혼합하는 단계로서, 오픈 롤 또는 니더 믹서 등의 혼련기에 반도전 수지 조성물의 전체 중량을 기준으로 실란 그래프트 공중합체 49.9 내지 67.0 중량%, 전도성 물질 30 내지 50 중량%, 산화 방지제 0.1 내지 3 중량%를 투입한 후 130 내지 160℃, 바람직하게는 150℃의 온도에서 혼련시키고, 140 내지 170℃, 바람직하게는 158℃의 온도에서 배출시킨다.

본 발명에 따른 압출 단계는 상기 혼련된 혼합물을 압출기로 압출하는 단계로서, 상기 혼련 단계를 통과한 실란 그래프트 공중합체, 전도성 물질, 산화 방지제의 조성물을 압출기로 압출한다.

이때, 상기 압출 단계는 90 내지 170℃의 온도 범위에서 수행된다.

본 발명에 따른 수가교 단계는 압출된 조성물을 70 내지 90 ℃의 물에 담근 후 3 내지 5시간 동안 수가교하는 단계로서, 상기 압출 단계를 통과한 압출물을 수가교 하여 전력 케이블의 외부 반도층에 사용되는 반도전 수지 조성물을 제조한다.

전술한 방법으로 제조된 반도전 수지 조성물은 알루미늄이나 구리 등의 금속으로 이루어진 도체부분과 도체를 외부로부터 절연시키는 절연층, 도체 및 절연층 사이에 구비되어 도체 및 절연층을 전기적 충격에서 보호해주는 내도, 절연층 외측면에 구비되는 외도 및 케이블 자체를 보호하여 주기 위해 외도의 외측면에 구비되는 피복층 등으로 구성된 전력 케이블에서 외도의 구성 물질로 사용될 수 있다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에 의하여 제조되는 물질 등의 물성, 예컨대 인장강도/신장율, 인장강도/신장 잔율, 체적 저항율, 핫/셋 신율, 가교도, 박리력 등은 다음의 시험방법에 의하여 측정된다.

<시험방법>

반도전 수지 조성물의 물성평가

(1) 인장강도/신장율 : 상온, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 ASTM D 638 방법에 의해 측정함.

(2) 인장강도/신장 잔율 : 135℃, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 ASTD D 638 방법에 의해 측정하여 상온 특성대비 잔율로 표시하며 값이 클수록 내열성이 좋음을 의미함.

(3) 체적 저항율 : 23℃ 및 90℃, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 IECA S-94-649 방법에 의해 측정함.

(4) 핫/셋 신율 : 150℃, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 IECA S-94-649 방법에 의해 측정함.

(5) 가교도 : 상온, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 ASTM D 2765 방법에 의해 측정함.

(6) 박리력 : 25℃, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 ASTM D 903 방법에 의해 측정함.

<실시예 1>

25℃, 1기압 하에서, 트윈 압축기[화인기계, 대한민국]에 에틸렌비닐아세테이트[EVA 180F, 삼성석유화학, 대한민국; 밀도 0.940 용융지수 2] 80 중량부, 저밀도 폴리에틸렌[LDPE, 엘지화학, 대한민국; 밀도 0.920 용융지수 2] 20 중량부, 비닐트리메톡시실란[A-171, OSI, 미국] 1.0 중량부, 디큐밀 퍼옥사이드[PBP, NOF, 일본] 0.01 중량부를 투입하고 반응압출하여 실란 그래프트 공중합체를 제조하였다. 이때, 운전조건은 용융상태인 실란 그래프트 공중합체의 온도가 180 내지 250℃의 범위를 갖도록 조절하였으며, 그래프트율이 30 내지 70인 실란 그래프트 공중합체를 제조하였다.

이때, 트윈 압출기의 작업 온도 조건은 다음 표 1로 나타내었다.

이때, 상기 S는 조작 온도이고, A는 실제 사용 온도를 의미한다.

그 다음, 상온으로 유지되는 리본 블랜다[화인, 대한민국]에 카본 블랙[HI-420B, KCB, 대한민국] 48 중량부, 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀[TBM-6, Great Lakes Chemical Corp, 미국] 0.5 중량부, 테트라키스-메틸렌(3,5-디-터트-뷰틸-4-하이드록시시나네이트)-메탄[ANOX-20, Great Lakes Chemical Corp, 미국] 0.5 중량부, 스테아린산 아연[ZN-ST, 신원, 대한민국] 2 중량부 및 상기 실란 그래프트 공중합체를 투입하여 150℃의 온도 하에서 약 20분간 혼련하였고, 158℃의 온도 하에서 배출하였다.

그 다음, 혼련된 조성물을 단축 압축기를 이용하여 압출한 후, 90 ℃의 물에 담근 후 4시간 동안 수가교를 실시하여 전력 케이블용 반도전 수지 조성물을 제조하였다.

이때, 단축 압축기의 존(Zone) 1은 100℃, 존 2는 120℃, 존 3은 130℃, 존 4는 150℃, 어댑터(Adapter)는 155℃, 헤드(Head) 155℃, 다이(Die)는 160℃의 온도 조건으로 수행되었다.

이때, 압출기 압력은 55 psi이고, 스크류는 30 rpm으로 작동하였다.

그 결과를 표 2로 나타냈다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일한 조건에서 반도전 수지 조성물을 제조하되, 실시예 1의 카본 블랙[HI-420B, KCB, 대한민국] 48 중량부 대신 카본 블랙[HI-420B, KCB, 대한민국] 52 중량부를 공급하고 반도전 수지 조성물을 얻었다.

그 결과를 표 2로 나타냈다.

<실시예 3>

실시예 1과 동일한 조건에서 반도전 수지 조성물을 제조하되, 실시예 1의 카본 블랙[HI-420B, KCB, 대한민국] 48 중량부 대신 카본 블랙[HI-420B, KCB, 대한민국] 55 중량부를 공급하고 반도전 수지 조성물을 얻었다.

그 결과를 표 2로 나타냈다.

<실시예 4>

실시예 1과 동일한 조건에서 반도전 수지 조성물을 제조하되, 실시예 1의 에틸렌비닐아세테이트[삼성석유화학, 대한민국; 밀도 0.940 용융지수 2] 80 중량부, 저밀도 폴리에틸렌[LDPE, 엘지화학, 대한민국; 밀도 0.920 용융지수 2] 20 중량부 대신 에틸렌비닐아세테이트[삼성석유화학, 대한민국; 밀도 0.940 용융지수 2 ] 95 중량부, 저밀도 폴리에틸렌[LDPE, 엘지화학, 대한민국; 밀도 0.920 용융지수 2] 5 중량부를 공급하고, 실시예 1의 카본 블랙[HI-420B, KCB, 대한민국] 48 중량부 대신 카본 블랙[RAVEN 520U, CCK, 미국] 70 중량부를 공급하며, 실시예 1의 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀[TBM-6, Great Lakes Chemical Corp, 미국] 0.5 중량부 대신 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀[TBM-6, Great Lakes Chemical Corp, 미국] 1 중량부를 공급하여 반도전 수지 조성물을 얻었다.

그 결과를 표 2로 나타냈다.

본 발명에 따른 반도전 수지 조성물은 반도전성 재료는 인장강도가 모두 1.2 kgf/㎟ 이상이었고, 신장율이 163% 이상이었으며, 체적 저항율은 23℃에서 0.43 Ωㆍm 이하, 90℃에서 20.01 Ωㆍm 이하이었으며, 박리력은 3.3 내지 7.7 kgf/12.7mm의 범위를 갖었다. 따라서, 상기 반도전 수지 조성물은 외도에 사용되는 반도전 재료가 갖추어야 할 기계적 물성 및 체적저항 특성을 만족하였다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

전체 중량을 기준으로 폴리올레핀계 공중합체 수지로 이루어진 베이스 수지 97 내지 99 중량%, 알콕시 실란 화합물 0.99 내지 2.9 중량%, 라디칼 중합개시제 0.01 내지 0.1 중량%로 이루어진 실란 그래프트 공중합체 49.9 내지 67.0 중량%;

카본 블랙 30 내지 50 중량%;

펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 2,2'-티오디에틸비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 4,4'-티오비스(6-t-부틸-m-크레졸), 트리에틸렌글리콜-비스-3(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀, 테트라키스-메틸렌(3,5-디-터트-뷰틸-4-하이드록시시나네이트)-메탄, 디라우릴 티오디프로피오네이트 또는 이들의 조합으로 이루어진 산화 방지제 0.1 내지 3 중량%를 포함한 전력 케이블용 외부 반도전층.
삭제
삭제
삭제
제 1항에 있어서,

상기 외부 반도전층은 상온에서 인장강도가 1.2 내지 1.8 kgf/㎟, 상온에서 신장율이 200 내지 400 %, 가열 후 인장잔율이 85 내지 130 %, 가열 후 신장잔율이 80 내지 120 %, 23℃에서 체적 저항율이 0.1 내지 5 Ωㆍm, 90℃에서 체적 저항율이 5 내지 50 Ωㆍm, 가교도가 50 내지 80 %, 박리력이 2 내지 10 kgf/12.7㎜, 밀도가 1.1 내지 1.2 g/㎤인 것을 특징으로 하는 전력 케이블용 외부 반도전층.
폴리올레핀계 공중합체 수지로 이루어진 베이스 수지 97 내지 99 중량%, 알콕시 실란 화합물 0.99 내지 2.9 중량%, 라디칼 중합개시제 0.01 내지 0.1 중량%를 반응 압출기에 투입하여 반응 압출시켜 실란이 폴리올레핀 공중합체 수지에 화학적으로 결합된 실란 그래프트 공중합체를 제조하는 그래프팅 단계;

외부 반도전층 전체 중량을 기준으로 상기 그래프팅 단계에서 제조되는 실란 그래프트 공중합체 49.9 내지 67.0 중량%, 카본 블렉 30 내지 50 중량%, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 2,2'-티오디에틸비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 4,4'-티오비스(6-t-부틸-m-크레졸), 트리에틸렌글리콜-비스-3(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀, 테트라키스-메틸렌(3,5-디-터트-뷰틸-4-하이드록시시나네이트)-메탄, 디라우릴 티오디프로피오네이트 또는 이들의 조합으로 이루어진 산화 방지제 0.1 내지 3 중량%를 혼련기에 투입하여 혼합하는 혼련 단계;

상기 혼련된 조성물을 압출기로 압출하는 압출 단계;

압출된 조성물을 70 내지 90 ℃의 물에 담근 후 3 내지 5시간 동안 수가교하는 수가교 단계로 이루어진 전력 케이블용 외부 반도전층의 제조방법.
제 6항에 있어서,

상기 베이스 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 유도체의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전력 케이블용 외부 반도전층의 제조방법.
제 7항에 있어서,

상기 베이스 수지가 폴리에틸렌과 폴리에틸렌 유도체의 중량 비율이 1 : 99 내지 30 : 70으로 구성된 것을 특징으로 하는 전력 케이블용 외부 반도전층의 제조방법.
제 7항에 있어서,

상기 베이스 수지는 상기 수지 전체 중량을 기준으로 에틸렌비닐아세테이트 80 내지 99 중량%와 저밀도 폴리에틸렌 1 내지 20 중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 전력 케이블용 외부 반도전층의 제조방법.
삭제