KR100854420B1 - 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법 - Google Patents

전력케이블용 반도전 시트의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100854420B1
KR100854420B1 KR1020070017093A KR20070017093A KR100854420B1 KR 100854420 B1 KR100854420 B1 KR 100854420B1 KR 1020070017093 A KR1020070017093 A KR 1020070017093A KR 20070017093 A KR20070017093 A KR 20070017093A KR 100854420 B1 KR100854420 B1 KR 100854420B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
eea
solution
ethyl acrylate
ethylene ethyl
precipitate
Prior art date
Application number
KR1020070017093A
Other languages
English (en)
Inventor
양종석
신동훈
국정호
나창운
박대희
Original Assignee
원광대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 원광대학교산학협력단 filed Critical 원광대학교산학협력단
Priority to KR1020070017093A priority Critical patent/KR100854420B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100854420B1 publication Critical patent/KR100854420B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D39/00—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B65D39/0005—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers made in one piece
    • B65D39/0011—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers made in one piece from natural or synthetic cork, e.g. for wine bottles or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2539/00—Details relating to closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B65D2539/001—Details of closures arranged within necks or pouring opening or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D39/00—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B65D39/08—Threaded or like closure members secured by rotation; Bushes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D39/00—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B65D39/16—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers with handles or other special means facilitating manual actuation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 자일렌 용액을 포함하는 양용매에 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)와 카본나노튜브를 별도로 용해 및 분산시킨 후에 다시 혼합함으로써 별도의 첨가제를 사용하지 않으면서 높은 분산성으로 에틸렌에틸아크릴레이트에 카본나노튜브를 분산시켜 우수한 반도전 재료의 전기적, 기계적 특성을 만족시킬 수 있는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 주요구성은 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 용해시키는 양용매에 첨가한 후 교반하여 완전 용해시킨 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액을 생성하는 제1단계와; 카본나노튜브를 상기 양용매에 첨가하여 고르게 분산시켜 카본나노튜브 분산용액을 생성하는 제2단계와; 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액과 카본나노튜브 용액을 고르게 혼합하는 제3단계와; 상기 혼합 용액에 상기 카본나노튜브가 분산된 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 침전시키는 난용매를 첨가하여 침전물을 생성시키는 제4단계와; 상기 생성된 침전물을 여과하고 건조하여 상기 침전물에 포함된 용액을 제거하는 제5단계; 및 상기 건조된 침전물에 가교제로 첨가하여 혼합하고, 시트형태로 압축하는 제6단계를 포함하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법에 있어서, 제1단계 또는 제2단계에서 사용되는 상기 양용매는 자일렌, 프로판올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 시클로헥산, 벤젠, 아세톤, 테트라하이드로퓨란 중에서 선택한 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
XLPE 전력케이블, 반도전 조성물, 에틸렌에틸아크릴레이트, 카본나노튜브

Description

전력케이블용 반도전 시트의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SEMI-ELECTRIC SHEET FOR POWER CABLE SHIELD}
도 1은 일반적인 고압, 초고압용 XLPE 전력케이블의 단면도.
도 2는 종래의 에틸렌에틸아크릴레이트와 일반 카본블랙의 결합 매트릭스.
도 3은 본 발명에 따른 에틸렌에틸아크릴레이트와 다층벽 카본나노튜브의 결합 매트릭스.
본 발명은 고압, 초고압용 XLPE 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자일렌 용액을 포함하는 양용매에 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)와 카본나노튜브를 별도로 용해 및 분산시킨 후에 다시 혼합함으로써 별도의 첨가제를 사용하지 않으면서 높은 분산성으로 에틸렌에틸아크릴레이트에 카본나노튜브를 분산시켜 우수한 반도전 재료의 전기적, 기계적 특성을 만족시킬 수 있는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법을 제공하는데 있다.
현재 국내에서 사용되고 있는 고압, 초고압용 XLPE 전력케이블은 도 1에 도 시된 바와 같이, 도체(Conductor)를 중심으로 도체 차폐층(Conductor shield), 절연층(Insulation), 절연 차폐층(Insulation shield), 중성선(Neutral wire) 및 외피(Sheath)로 이루어져 있다. 위 전력케이블의 구조에서 절연층의 내·외부에 존재하는 반도전층은 사용 목적이 다소 다르기 때문에 요구되는 물성이 약간씩 차이가 있다.
반도전층이 전력케이블 내에서 제 역할을 충분히 발휘하기 위해서는 적정 카본블랙 함량에 따른 전기적 및 기계적 특성이 요구된다. 따라서 전력케이블에 사용되는 반도전층을 구성하는 요소 중에서 카본블랙은 반도전층의 주요 특성인 전기적 및 기계적 특성 등을 좌우하는 가장 중요한 요소이다.
이러한 반도전 재료를 사용하는 목적은 전력케이블의 도체와 중성선 사이에서 발생할 수 있는 전계왜곡에 의해 절연층에 높은 전압이 걸릴 수 있으므로 국부 전기장을 방사형으로 균일하게 하여 절연층을 보호하는데 있다. 따라서 반도전 재료의 본연의 역할을 도모하기 위해서 카본블랙을 첨가하여 제조하였다.
그러나 반도전 재료에 도전성을 부여하는 카본블랙은 카본블랙 자체의 고유한 성질로 인하여 충전할 수 있는 임계함량이 존재한다. 즉, 임계함량 이상에서 반도전 재료는 높은 전기적 특성과 강성을 증가시키는 기능이 있기는 하지만 충격강도나 흐름성이 약화되는 문제점이 있다. 즉, 베이스 수지의 유동성이 감소하여 카본블랙의 분산성을 방해할 수 있으므로 베이스 수지와 카본블랙간의 적정 함량을 찾아야 한다.
대한민국공개특허 제2004-82835호에서는 베이스 수지에 대하여 카본블랙 45 내지 70중량부 첨가시킨 고압 케이블용 반도전성 조성물이 개시되어 있고, 공개특허 제2003-5709호에서는 기본 베이스 수지에 대하여 카본블랙 20 내지 50중량부를 첨가한 전력케이블용 반도전 수밀 펠렛 화합물이 개시되어 있으며, 대한민국공개특허 제2000-60114호에서는 매트릭스 수지에 대하여 카본블랙 40~80중량부가 첨가된 고압 케이블용 반도전 재료가 개시되어 있다.
이와 같이, 반도전 재료에 사용되는 카본블랙의 함량은 베이스 수지에 대하여 20~80중량부가 첨가되기 때문에 많은 카본블랙의 첨가량에 따라 전력케이블의 부피와 중량이 증가할 것이고, 더불어 베이스 수지와 카본블랙간의 분산성을 저하시킬 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 자일렌 용액을 포함하는 양용매에 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)와 카본나노튜브를 별도로 용해 및 분산시킨 후에 다시 혼합함으로써 별도의 첨가제를 사용하지 않으면서 높은 분산성으로 에틸렌에틸아크릴레이트에 카본나노튜브를 분산시켜 우수한 반도전 재료의 전기적, 기계적 특성을 만족시킬 수 있는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법은 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 용해시키는 양용매에 첨가한 후 교반하여 완전 용해시킨 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액을 생성하는 제1단계와; 카본나노튜브를 상기 양용매에 첨가하여 고르게 분산시켜 카본나노튜브 분산용액을 생성하는 제2단계와; 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액과 카본나노튜브 용액을 고르게 혼합하는 제3단계와; 상기 혼합 용액에 상기 카본나노튜브가 분산된 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 침전시키는 난용매를 첨가하여 침전물을 생성시키는 제4단계와; 상기 생성된 침전물을 여과하고 건조하여 상기 침전물에 포함된 용액을 제거하는 제5단계; 및 상기 건조된 침전물에 가교제로 첨가하여 혼합하고, 시트형태로 압축하는 제6단계를 포함하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법에 있어서, 제1단계 또는 제2단계에서 사용되는 상기 양용매는 자일렌, 프로판올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 시클로헥산, 벤젠, 아세톤, 테트라하이드로퓨란 중에서 선택한 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
삭제
바람직하게, 상기 제4단계의 난용매는 에탄올, 메탄올, 톨루엔, 클로로포름 중에서 선택한 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 총중량을 기준으로 카본나노튜브는 3 내지 10중량%, 가교제는 0.5 내지 2중량%, 나머지 중량%가 에틸렌에틸아크릴레이트 수지인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제4단계의 난용매는 상기 제3단계의 혼합 양용매에 대하여 1.0 내지 1.5부피비로 사용되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 카본나노튜브는 다층벽 카본나노튜브로써 40~60nm의 직경을 지니고, 아스팩트비(길이/직경)가 100~1000인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
<에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용해단계>
에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 수지를 베이스 수지로 사용하여 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 수지를 양용매에 첨가하고 교반하여 완전 용해시켜 에틸렌에틸아크릴레이트 용액을 생성시킨다. 양용매는 자일렌, 프로판올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 시클로헥산, 벤젠, 아세톤, 테트라하이드로퓨란 등이 사용된다.
본 발명은 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 수지를 완전 용해시킬 수 있도록 양용매로서 자일렌을 사용하는 것이 바람직하다. 자일렌은 100℃ 이상의 높은 끓는점을 갖고 있기 때문에 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 수지를 완전 분산시키기 위하여 약 50~60℃의 온도에서 적합하게 사용할 수 있으며, 후술하는 카본나노튜브 분산용액과 혼합할때에도 약 50℃ 정도를 고온을 유지할 수 있어 바람직하다.
<카본나노튜브 분산용액 생성단계>
에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 수지를 용해시킨 양용매에 카본나노튜브를 분산시켜 카본나노튜브 분산용액을 생성한다. 카본나노튜브는 전체중량을 기준으로 3 내지 10중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 이때, 카본나노튜브의 양용매는 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 수지를 용해시킨 용매와 동일한 것이 바람직하다.
한편, 카본나노튜브는 전술된 에틸렌에틸아크릴레이트 용액과 혼합되어 매트릭스 형태의 구조를 형성할 때는 전기전도성 및 기계적 특성을 좌우하게 된다. 일반적으로 넓게 분산된 카본입자 사이의 전도는 전자가 수 nm의 갭(최대 gap: 100 [
Figure 112007015041518-pat00001
], gap이 100 [
Figure 112007015041518-pat00002
]이상이면 비전도성이 된다.)을 호핑해야만 일어날 수 있다.
따라서, 카본나노튜브가 3 중량% 이하로 첨가되면 생성물인 고분자인 반도전 시트에서 넓게 분포하여 전기전도성이 감소되어 전기적 특성 저하, 기계적 강도의 감소와 작업성에 많은 문제가 있다. 또한, 카본나노튜브가 10 중량% 이상으로 첨가되면 베이스 수지에서 차지하는 비중이 증가되어 비경제적이며, 생성물인 고분자인 반도전 시트가 완전 전도성을 갖게 하여 반도전 시트의 본연의 역할을 벗어나는 문제가 있다.
바람직하게, 카본나노튜브는 40-60nm의 직경을 갖는 다층벽 카본나노튜브로 아스팩트비(길이/직경)가 대략 100~1000인 것을 사용한다. 이러한 카본나노튜브는 높은 이방성을 가지므로 일반 카본블랙보다 적은 함량으로도 우수한 전기적 및 기계적 특성 등을 향상시킬 수 있으며, 적은 첨가량으로 인하여 총 중량도 감소시킬 수 있다.
<용액 혼합단계>
양용매에 에틸렌에틸아크릴레이트 수지가 용해된 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액과 양용매에 카본나노튜브가 분산된 카본나노튜브 분산용액을 고르게 혼합한다. 이때, 두 용액을 혼합할 때의 온도는 에틸렌에틸아크릴레이트 수지가 충분히 녹을 수 있는 온도인 약 50~60℃인 것이 바람직하다.
에틸렌에틸아크릴레이트 용액과 카본나노튜브 분산용액의 혼합으로 에틸렌에틸아크릴레이트와 카본나노튜브가 결합하면 도 3에 도시된 바와 같이 대롱(tube) 형태로서 서로 얽혀 매트릭스를 형성하며 전자의 이동을 용이하게 한다. 그러나, 종래의 에틸렌에틸아크릴레이트와 일반 카본블랙과 결합하면 도 2에 도시된 바와 같이 입자(particle) 형태의 매트릭스를 형성하며 전자의 이동이 쉽지 않다. 따라서, 일반 카본블랙을 사용하면 입자간에 갭(gap)이 존재하여 전자간의 호핑(hoping)이 어려워져 전기전도특성에 문제가 발생 될 수 있다. 그러나 카본나노튜브는 구조가 갭이 없는 연속성을 이루고 치밀한 전기 전도성 네트워크를 형성 할 수 있으므로 우수한 전기전도 특성을 발휘 할 수 있다.
<침전물 생성단계>
용액 혼합단계를 거쳐 고르게 혼합된 혼합 용액에 양용매에 녹은 EEA수지를 침전시키는 난용매를 첨가하고 교반하여 침전물을 생성시킨다. 이때, 난용매의 량은 두 용액의 혼합시 사용된 양용매 용액에 대하여 1.0 내지 1.5부피비로 사용되는 것이 바람직하다.
난용매는 양용매에 녹은 EEA수지를 침전시키는 역할을 한다. 난용매로는 에탄올, 메탄올, 톨루엔, 클로로포름 등이 있다. 난용매의 양은 양용매의 양과 비교하여 1:1의 비율로 넣는 것이 가장 이상적이며, 난용매의 양이 부족할 경우 양용매에 녹은 EEA수지의 일부가 침전되지 않을 수 있다. 이로 인해 난용매은 난용매와 동일량을 사용하거나 충분히 많게 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 양용매가 자일렌일 때 난용매는 알코올을 사용하는 것이 바람직하다.
<용액 제거단계>
난용매를 혼합하여 얻어진 침전물을 여과장치를 통과시켜 양용매와 난용매를 제거하고, 건조한다. 이때, 난용매로 자일렌을 사용하는 경우, 저압에서 침전물을 건조시키면 100℃ 이상의 높은 끓는점을 갖는 자일렌이 감압상태에서 낮은 온도에서 증발시킬 수 있어 100℃ 이상의 고온으로 가열할 때 발생되는 침전물의 열손상을 최소화할 수 있다.
<망상구조 생성단계>
건조된 침전물에 가교제를 첨가하여 에틸렌에틸아크릴레이트 수지들 사이에 가교결합을 형성하여 그물과 같은 망상구조를 갖는 복합체를 형성한다. 이때, 가교제는 총중량에 대하여 0.5 내지 2중량% 첨가되는 것이 바람직하다. 가교제의 함량이 0.5중량% 이하인 경우 EEA 수지의 가교도가 너무 낮은 미가교상태가 되며, 가교제의 함량이 2중량% 이상인 경우는 가교제의 적정 함량을 사용한 경우보다 EEA수지 내에서 물성을 저하하는 역할을 하기도 한다. 이때, 가교제는 Dicumyl peroxide(DCP) 등이 사용된다.
<시트 생성단계>
압축성형기를 이용하여 망상 구조로 생성된 복합체를 압축성형하여 시트형태의 시편으로 제조한다. 이때, 복합체의 압축은 고온 압축성형기를 이용한다.
이하에서는 실시예를 바탕으로 본 발명을 구체적으로 살펴본다.
<실시예 1>
자일렌 900㎖에 펠렛 형태의 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 수지 90g를 넣고 50℃, 300rpm 조건하에서 3시간 동안 교반하여 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 수지가 완전히 녹은 용액을 제조하였다. 한편, 자일렌 100㎖에 탄소나노튜브(Carbon Nanotube) 10g를 넣고, 25℃, 300rpm 조건하에서 2시간 동안 교반하여 고르게 분산시켰다. 그리고, 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)가 녹은 용액에 탄소나노튜브가 분산된 용액을 혼합하고 50℃, 300rpm 조건하에서 30분 동안 교반하여 두 용액이 골고루 섞이도록 하였다.
그 후, 혼합된 용액에 에탄올 1000㎖를 서서히 떨어뜨리고 900rpm으로 교반하여 용액내에 침전물을 생성하였다. 얻어진 침전물을 여과장치로 여과하여 용액을 제거하고, 진공오븐에서 80℃로 24시간 동안 건조하였다. 이때, 진공오븐을 이용한 이유는 100℃ 이상의 높은 끓는점을 갖는 자일렌을 감압하면 낮은 온도에서도 증발시킬 수 있어 고온에 의한 침전물의 열손상을 최소화할 수 있다.
이와 같이 건조된 침전물을 그물과 같은 망상구조를 형성하기 위하여 Dicumyl peroxide(DCP) 0.5g를 가교제로 사용하여 첨가하고, 이축밀을 이용하여 5분 동안 혼합하였다. 혼합된 복합체는 압축성형기를 이용하여 180℃, 4톤의 힘으로 1분간 압축성형을 실시하여 시트형태의 시편으로 제조하였다.
제작된 시편은 아래와 같은 방법을 통해 전기체적저항(ASTM D991) 및 인장강도(ASTM D638)를 각각 측정하여 <표 1> 및 <표 2>에 나타내었다.
(1) 체적저항측정 - ASTM D991: Standard Test Method for Rubber Property Volume Resistivity of Electrically Conductive and Antistatic Products, Annual Book of ASTM Standards D991, Vol. 08.01, pp. 172-176, 1998.
(2) 인장강도측정 - ASTM D638: Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, Annual Book of ASTM Standards D638, Vol. 08.01, pp. 52-64, 1998.
<비교예 1>
에틸렌 에틸 아크릴레이트(EEA) 100g에 대하여 카본나노튜브 1.0g, 산화방지제 0.3g, 가교촉진제 0.2g, 열안정제 0.05g, 난연제 0.05g, 가교제 0.5g를 일체로 혼합하고 180℃에서 교반하였다. 그 후, 혼합물을 압축성형기를 이용하여 180℃, 4톤의 힘으로 1분간 압축성형을 실시하여 시트형태의 시편으로 제조하였다.
<비교예 2>
에틸렌 에틸 아크릴레이트(EEA) 100g에 대하여 카본나노튜브 5.0g, 산화방지제 0.3g, 가교촉진제 0.2g, 열안정제 0.05g, 난연제 0.05g, 가교제 0.5g를 일체로 혼합하고 180℃에서 교반하였다. 그 후, 혼합물을 압축성형기를 이용하여 180℃, 4톤의 힘으로 1분간 압축성형을 실시하여 시트형태의 시편으로 제조하였다.
<비교예 3>
에틸렌 에틸 아크릴레이트(EEA) 100g에 대하여 카본나노튜브 10g, 산화방지제 0.3g, 가교촉진제 0.2g, 열안정제 0.05g, 난연제 0.05g, 가교제 0.6g를 일체로 혼합하고 180℃에서 교반하였다. 그 후, 혼합물을 압축성형기를 이용하여 180℃, 4톤의 힘으로 1분간 압축성형을 실시하여 시트형태의 시편으로 제조하였다.
<비교예 4>
에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 100g에 대하여 카본블랙 30g, 산화방지제 0.3g, 가교촉진제 0.2g, 열안정제 0.05g, 난연제 0.05g, 가교제 0.5g를 일체로 혼합하고 180℃에서 교반하였다. 그 후, 혼합물을 압축성형기를 이용하여 180℃, 4톤의 힘으로 1분간 압축성형을 실시하여 시트형태의 시편으로 제조하였다.
체적저항 실험
실시예 1, 비교예 1, 2, 3, 4에 의해 제작된 시편에 대하여 23℃에서의 체적저항을 측정하고, 측정결과를 표 1에 나타내었다.
종류 체적저항
실시예 1 42Ω·cm
비교예 1 106Ω·cm
비교예 2 130Ω·cm
비교예 3 80Ω·cm
비교예 4 384Ω·cm
표 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 기본 물질인 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)와 카본나노튜브를 자일렌 용액에 각각 용해 및 분산시킨 후에 다시 혼합하여 제조된 시편의 체적저항은 모든 기본 물질을 모두 한번에 혼합하여 제조된 시편의 체적저항보다 월등히 낮은 것을 알 수 있다. 즉, 에틸렌 에틸 아크릴레이트와 카본나노튜브 사이의 분산성이 우수하여 충분히 반도전 조성물의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
인장강도 실험
실시예 1, 비교예 1, 2, 3, 4에 따른 다층벽 카본나노튜브 함유 시편 및 일반 카본블랙 함유 시편에 대하여 인장강도를 각각 측정하고 측정결과는 표 2에 나타내었다.
구분 신장도(%) 인장강도(N/mm2)
ASTM D 638 ASTM D 638
실시예 1 375 13
비교예 1 550 12
비교예 2 497 14
비교예 3 452 15
비교예 4 135 8
표 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 시편의 인장강도는 비교예 1, 2, 3 과 비교하여 거의 비슷한 범위에서 나타났으며, 비교예 4의 방법으로 제조된 시편인 에틸렌에틸아크릴레이트/카본블랙 보다 더 우수한 것을 알 수 있다. 이것은 우수한 분산도의 영향이며 따라서, 적은 량의 다층벽 카본나노튜브를 사용하더라도 높은 인장강도를 갖는 반도전 조성물의 기계적 특성을 만족시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전력케이블용 반도전 조성물은 양용매에 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)와 카본나노튜브를 별도로 용해 및 분산시킨 후에 다시 혼합함으로써 별도의 첨가제를 사용하지 않으면서도 카보나노튜브가 높은 분산성을 갖으면서, 우수한 반도전 재료의 전기적, 기계적 특성을 만족시킬 수 있는 전력케이블용 반도전 시트를 제조할 수 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 용해시키는 양용매에 첨가한 후 교반하여 완전 용해시킨 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액을 생성하는 제1단계와; 카본나노튜브를 상기 양용매에 첨가하여 고르게 분산시켜 카본나노튜브 분산용액을 생성하는 제2단계와; 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액과 카본나노튜브 용액을 고르게 혼합하는 제3단계와; 상기 혼합 용액에 상기 카본나노튜브가 분산된 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 침전시키는 난용매를 첨가하여 침전물을 생성시키는 제4단계와; 상기 생성된 침전물을 여과하고 건조하여 상기 침전물에 포함된 용액을 제거하는 제5단계; 및 상기 건조된 침전물에 가교제로 첨가하여 혼합하고, 시트형태로 압축하는 제6단계를 포함하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법에 있어서,
    제1단계 또는 제2단계에서 사용되는 상기 양용매는 자일렌, 프로판올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 시클로헥산, 벤젠, 아세톤, 테트라하이드로퓨란 중에서 선택한 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법.
  3. 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 용해시키는 양용매에 첨가한 후 교반하여 완전 용해시킨 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액을 생성하는 제1단계와; 카본나노튜브를 상기 양용매에 첨가하여 고르게 분산시켜 카본나노튜브 분산용액을 생성하는 제2단계와; 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액과 카본나노튜브 용액을 고르게 혼합하는 제3단계와; 상기 혼합 용액에 상기 카본나노튜브가 분산된 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 침전시키는 난용매를 첨가하여 침전물을 생성시키는 제4단계와; 상기 생성된 침전물을 여과하고 건조하여 상기 침전물에 포함된 용액을 제거하는 제5단계; 및 상기 건조된 침전물에 가교제로 첨가하여 혼합하고, 시트형태로 압축하는 제6단계를 포함하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법에 있어서,
    상기 제4단계의 상기 난용매는 에탄올, 메탄올, 톨루엔, 클로로포름 중에서 선택한 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법.
  4. 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 용해시키는 양용매에 첨가한 후 교반하여 완전 용해시킨 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액을 생성하는 제1단계와; 카본나노튜브를 상기 양용매에 첨가하여 고르게 분산시켜 카본나노튜브 분산용액을 생성하는 제2단계와; 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액과 카본나노튜브 용액을 고르게 혼합하는 제3단계와; 상기 혼합 용액에 상기 카본나노튜브가 분산된 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 침전시키는 난용매를 첨가하여 침전물을 생성시키는 제4단계와; 상기 생성된 침전물을 여과하고 건조하여 상기 침전물에 포함된 용액을 제거하는 제5단계; 및 상기 건조된 침전물에 가교제로 첨가하여 혼합하고, 시트형태로 압축하는 제6단계를 포함하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법에 있어서,
    상기 생성된 반도전 시트는 총중량을 기준으로 카본나노튜브는 3 내지 10중량%, 가교제는 0.5 내지 2중량%, 나머지 중량%가 에틸렌에틸아크릴레이트 수지인 것을 특징으로 하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 용해시키는 양용매에 첨가한 후 교반하여 완전 용해시킨 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액을 생성하는 제1단계와; 카본나노튜브를 상기 양용매에 첨가하여 고르게 분산시켜 카본나노튜브 분산용액을 생성하는 제2단계와; 상기 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA) 용액과 카본나노튜브 용액을 고르게 혼합하는 제3단계와; 상기 혼합 용액에 상기 카본나노튜브가 분산된 에틸렌에틸아크릴레이트(EEA)를 침전시키는 난용매를 첨가하여 침전물을 생성시키는 제4단계와; 상기 생성된 침전물을 여과하고 건조하여 상기 침전물에 포함된 용액을 제거하는 제5단계; 및 상기 건조된 침전물에 가교제로 첨가하여 혼합하고, 시트형태로 압축하는 제6단계를 포함하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법에 있어서,
    상기 제4단계의 난용매는 상기 제3단계의 혼합 양용매에 대하여 0.5 내지 1.5부피비로 사용되는 것을 특징으로 하는 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법.
KR1020070017093A 2007-02-20 2007-02-20 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법 KR100854420B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070017093A KR100854420B1 (ko) 2007-02-20 2007-02-20 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070017093A KR100854420B1 (ko) 2007-02-20 2007-02-20 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100854420B1 true KR100854420B1 (ko) 2008-08-26

Family

ID=39878659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070017093A KR100854420B1 (ko) 2007-02-20 2007-02-20 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100854420B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010039601A (ko) * 1999-05-13 2001-05-15 조셉 에스. 바이크 케이블 반도체 쉴드
JP2002313147A (ja) 2001-04-16 2002-10-25 Shimadzu Corp フラットケーブル
KR20070019055A (ko) * 2005-08-09 2007-02-15 학교법인 원광학원 카본나노튜브를 이용한 전력케이블용 반도전 조성물

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010039601A (ko) * 1999-05-13 2001-05-15 조셉 에스. 바이크 케이블 반도체 쉴드
JP2002313147A (ja) 2001-04-16 2002-10-25 Shimadzu Corp フラットケーブル
KR20070019055A (ko) * 2005-08-09 2007-02-15 학교법인 원광학원 카본나노튜브를 이용한 전력케이블용 반도전 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110498964A (zh) 一种高压电缆热塑性半导电屏蔽材料及其制备方法
Zhou et al. Polypropylene-based ternary nanocomposites for recyclable high-voltage direct-current cable insulation
Zhang et al. Grafting of polystyrene onto reduced graphene oxide by emulsion polymerization for dielectric polymer composites: High dielectric constant and low dielectric loss tuned by varied grafting amount of polystyrene
Dang et al. Suppression of elevated temperature space charge accumulation in polypropylene/elastomer blends by deep traps induced by surface-modified ZnO nanoparticles
Jeddi et al. Investigation of microstructure, electrical behavior, and EMI shielding effectiveness of silicone rubber/carbon black/nanographite hybrid composites
CN107418146B (zh) 绝缘子材料、绝缘子及制备方法
KR20150135090A (ko) 탄소 나노 튜브의 제조 방법과, 탄소 나노 튜브의 분산 조성물
KR101113207B1 (ko) 우수한 평활 특성을 가지는 초고압 전력 케이블용 반도전성 조성물
Prashantha et al. Electrical and dielectric properties of multi-walled carbon nanotube filled polypropylene nanocomposites
Larijani et al. Effect of aligned carbon nanotubes on electrical conductivity behaviour in polycarbonate matrix
JP2595396B2 (ja) 導電性複合材の製造法
CN106633303B (zh) 高直流击穿场强的纳米复合交联聚乙烯绝缘材料及其制备方法
CN110078990A (zh) 一种磁性复合高压直流电缆半导电屏蔽层及其制备方法
Gill et al. A novel two-step melt blending method to prepare nano-silanized-silica reinforced crosslinked polyethylene (XLPE) nanocomposites
CN115044130A (zh) 基于碳纳米纤维改性的屏蔽料及其制备方法和应用
Li et al. Effect of preparation methods on electrical and electromagnetic interference shielding properties of PMMA/MWCNT nanocomposites
Yang et al. Enhanced nonlinear conductivity of silicone rubber composites with hybrid graphene and alumina for cable accessory
de Alencar Padua Gabino et al. Attaining low percolation threshold in conductive polypropylene/nitrile rubber thermoplastic vulcanizates using carbon nanotube
KR100854420B1 (ko) 전력케이블용 반도전 시트의 제조방법
CN113698723B (zh) 一种用于环保型电缆的聚丙烯基热塑型半导电屏蔽料及制备方法
CN110591216A (zh) 导电聚丙烯电力电缆用屏蔽料
KR101770351B1 (ko) 반도전성 조성물
Li et al. Dispersion of Carbon Blacks and Their Influence on the Properties of Semiconductive Materials use for High-voltage Power Cables
Li et al. Enhanced energy storage properties of polyetherimide film capacitors filled with boron nitride nanosheets
CN108395610A (zh) 一种碳纳米管半导体屏蔽料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120717

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130812

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141002

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160519

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee