KR102053756B1 - Medium-tension or high-tension electrical cable - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 전도체(2), 전기 전도체(2)를 둘러싸는 첫번째 반도체성 층(3), 첫번째 층(3)을 둘러싸는 두번째 전기 절연층(4) 및 두번째 층(4)을 둘러싸는 세번째 반도체성 층(5)을 포함하고, 상기 3개의 층들(3,4,5) 중 하나 이상은 하나 이상의 폴리올레핀 및 가교결합제로서 유기 퍼옥시드를 포함하는 가교결합가능한 조성물로부터 획득된 가교결합된 층인, 전기 케이블(1)에 관한 것으로서, 상기 조성물은 2개 이상의 불포화 부분을 포함하는 가교결합보조제를 추가적으로 포함하고 상기 2개의 불포화 부분 중 하나는 비닐 관능기인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an electrical conductor 2, a first semiconducting layer 3 surrounding the electrical conductor 2, a second electrical insulation layer 4 surrounding the first layer 3 and a third surrounding the second layer 4. Comprising a semiconducting layer (5), wherein at least one of the three layers (3, 4, 5) is a crosslinked layer obtained from a crosslinkable composition comprising at least one polyolefin and an organic peroxide as crosslinker. With regard to the electrical cable (1), the composition further comprises a crosslinking aid comprising at least two unsaturated moieties, wherein one of the two unsaturated moieties is a vinyl functional group.

Description

중압 또는 고압 전기 케이블{MEDIUM-TENSION OR HIGH-TENSION ELECTRICAL CABLE}Medium or high voltage electrical cable {MEDIUM-TENSION OR HIGH-TENSION ELECTRICAL CABLE}

본 발명은 전기 케이블에 관한 것이다. 본 발명은 통상적으로 DC 케이블인지 AC 케이블인지 여부와 무관하게 중압(특히 6 내지 45-60kV) 전력 케이블 또는 고압(특히 60kV를 초과함, 이는 800kV까지의 범위일 수 있음) 전력 케이블에 적용되지만, 이에 제한되지 않는다.The present invention relates to an electrical cable. The present invention is typically applied to medium voltage (particularly 6 to 45-60 kV) power cables or high voltage (particularly above 60 kV, which can range up to 800 kV) regardless of whether it is a DC cable or an AC cable. This is not restrictive.

중압 또는 고압 전기 케이블은 통상적으로 중심의 전기 전도체, 상기 전기 전도체 주위로 연속해서 공통축을 가지는 반도체성 내부층, 전기 절연 매개층 및 반도체성 외부층을 포함하며, 상기 3개의 층은 통상의 기술자에게 잘 알려진 기술들을 통해 가교결합된다. Medium or high voltage electrical cables typically comprise a central electrical conductor, a semiconducting inner layer having a common axis continuously around the electrical conductor, an electrically insulating intermediate layer and a semiconducting outer layer, the three layers being provided to a person skilled in the art. Crosslinking is via well known techniques.

통상적으로, 상기 3개의 가교결합된 층은 디큐밀 퍼옥시드 또는 tert-부틸큐밀 퍼옥시드와 같은 유기 퍼옥시드와 조합된 폴리에틸렌 중합체 매트릭스에 기반한 조성물로부터 획득된다. 상기 조성물들이 가교결합하는 동안, 상기 유형의 퍼옥시드는 분해되어 가교결합 부산물, 특히 예컨대 메탄, 아세토페논, 큐밀 알콜, 아세톤, tert-부탄올, α-메틸스티렌 및/또는 물을 형성한다. 상기에서 마지막 2개의 부산물들은 큐밀 알콜의 탈수반응에 의해 형성된다.Typically, the three crosslinked layers are obtained from a composition based on a polyethylene polymer matrix in combination with an organic peroxide such as dicumyl peroxide or tert-butylcumyl peroxide. While the compositions are crosslinking, this type of peroxide decomposes to form crosslinking byproducts, in particular methane, acetophenone, cumyl alcohol, acetone, tert-butanol, α-methylstyrene and / or water. The last two by-products are formed by dehydration of cumyl alcohol.

가교결합 단계에서 형성된 메탄이 가교결합된 층으로부터 제거되지 않으면, 메탄의 폭발성 및 그의 인화성과 관련된 위험성을 무시할 수 없다. 상기 기체는 또한 케이블을 사용하게 될 때 손상을 야기할 수도 있다. 일반적으로 중압 및 고압 케이블의 구조의 경우, 반도체성 외부층이 금속 차폐층에 의해 둘러싸여질 때, 상기 기체는 전기 설비(즉, 전기 부품)의 접합점과 단자에 이를 때까지 케이블을 따라 길이방향으로만 퍼질 수 있다. 이에 따라, 메탄은 축적되어 전기 부품상에 압력을 가할 수 있으며, 이는 전기적 충격을 유발할 수 있다. 케이블 내에서 메탄의 존재를 제한하기 위한 방법, 예를 들어 케이블 밖으로 메탄의 방출을 촉진하기 위하여 케이블을 열처리 하는 것과 같은 방법이 존재하지만, 이러한 방법들은 절연층이 두꺼울 때 시간이 오래 걸리고 비싸진다.If the methane formed in the crosslinking step is not removed from the crosslinked layer, the risks associated with the explosiveness of the methane and its flammability cannot be ignored. The gas may also cause damage when using the cable. Generally for medium and high voltage cables, when the semiconducting outer layer is surrounded by a metal shielding layer, the gas is longitudinally along the cable until it reaches the junction and terminal of the electrical installation (ie, the electrical component). Can only spread. Accordingly, methane can accumulate and exert pressure on electrical components, which can cause electrical shock. There are methods to limit the presence of methane in the cable, such as heat treatment of the cable to promote the release of methane out of the cable, but these methods are time consuming and expensive when the insulation layer is thick.

문헌 US 5 252 676은 전력 케이블에 대한 3개층 절연체를 개시한다. 이러한 3개층 절연체는 에틸렌 공중합체, 가교결합제로서 유기 퍼옥시드, 및 이소프로페닐벤젠 또는 이의 유도체와 같은 유형의 첨가제를 포함하는 조성물로부터 획득된다. 가교결합제가 분해하는 동안 발생되는 기체의 양을 제한하기 위하여, 상기 문헌은 가교결합제의 양을 감소시킬 것을 제안한다.The document US Pat. No. 5,252,676 discloses a three layer insulator for power cables. These three layer insulators are obtained from compositions comprising additives of the type such as ethylene copolymers, organic peroxides as crosslinkers, and isopropenylbenzene or derivatives thereof. In order to limit the amount of gas generated during the decomposition of the crosslinker, the document proposes to reduce the amount of crosslinker.

그러나, 상기 문헌에서 사용되는 가교결합가능한 조성물은 가교결합 부산물의 양을 제한하는데 적합하지 않으며, 동시에 조성물이 가교결합되면 충분한 열기계학적 특성을 제공하지 못한다. However, the crosslinkable compositions used in this document are not suitable for limiting the amount of crosslinking byproducts and at the same time do not provide sufficient thermomechanical properties when the composition is crosslinked.

본 발명의 목적은 가교결합층을 포함하는 중압 또는 고압 전기 케이블을 제안함으로써 선행기술의 단점을 극복하기 위한 것으로서, 상기 가교결합층의 생성은 메탄과 같은 가교결합 부산물의 존재를 상당히 제한하면서, 동시에 열 크리프(hot creep)와 같은 최적의 열기계학적 특성을 제공하며, 이는 상기 층의 정확한 가교결합을 특징으로 갖는다. The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art by proposing a medium or high voltage electrical cable comprising a crosslinking layer, the production of the crosslinking layer significantly limiting the presence of crosslinking byproducts such as methane, while It provides optimal thermomechanical properties, such as hot creep, which is characterized by precise crosslinking of the layer.

본 발명의 일측면은, 전기 전도체, 상기 전기 전도체를 둘러싸는 첫번째 반도체성 층, 상기 첫번째 층을 둘러싸는 두번째 전기 절연층, 및 상기 두번째 층을 둘러싸는 세번째 반도체성 층을 포함하고, 상기 3개의 층들 중 하나 이상은 가교결합제로서 유기 퍼옥시드 및 하나 이상의 폴리올레핀을 포함하는 가교결합가능한 조성물로부터 획득된 가교결합된 층인 전기 케이블에 있어서, 상기 조성물은 2개 이상의 불포화 부분을 포함하고 이들 중 하나는 비닐 관능기인 가교결합보조제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 비닐 관능기는 바람직하게는 CH2=CH- 형태의 에틸렌성 관능기이다.One aspect of the invention includes an electrical conductor, a first semiconducting layer surrounding the electrical conductor, a second electrically insulating layer surrounding the first layer, and a third semiconducting layer surrounding the second layer, wherein the three In an electrical cable, at least one of the layers is a crosslinked layer obtained from a crosslinkable composition comprising an organic peroxide and at least one polyolefin as a crosslinker, wherein the composition comprises at least two unsaturated moieties, one of which is vinyl It is characterized in that it further comprises a crosslinking aid which is a functional group, the vinyl functional group is preferably an ethylenic functional group of the CH 2 = CH- form.

본 발명의 가교결합보조제는 가교결합제와 다르며, 이는 2개 이상의 불포화 부분을 포함하기 때문에 다관능 유형이다.The crosslinking aids of the present invention differ from the crosslinkers and are of the multifunctional type because they contain two or more unsaturated moieties.

2개 이상의 불포화 부분은 특히 탄소-탄소 이중결합 유형의 반응성 관능기이며, 이는 첫번째로 폴리올레핀에 그래프트할 수 있고, 이어서 두번째로 폴리올레핀의 가교결합(즉, 가교결합된 폴리올레핀의 3차원적 구조의 형성)에 참여할 수 있다.The at least two unsaturated moieties are especially reactive functional groups of the carbon-carbon double bond type, which can be grafted to the polyolefin firstly, and then secondly to the crosslinking of the polyolefin (ie the formation of the three-dimensional structure of the crosslinked polyolefin). Can participate in

가교결합보조제는 유리하게는 가교결합가능한 조성물에서 이용되는 유기 퍼옥시드의 비율을 유의적으로 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 퍼옥시드로부터 발생된 가교결합 부산물로부터 유래되는 메탄의 양을 감소시킬 수 있는 동시에, 우수한 열 크리프와 같은 열기계학적 특성 및 만족스러운 가교결합율을 유지시킨다. 본 발명에 따른 가교결합된 층에 대한 열기계학적 특성은 100% 이하, 바람직하게는 80% 이하, 특히 바람직하게는 60% 내지 80% 범위에 이르는, 표준 NF EN 60811-2-1에 따른 응력 하에서 최대 열신장도에 의해 유리하게 나타내어질 수 있다.Crosslinking aids can advantageously significantly reduce the proportion of organic peroxides used in the crosslinkable composition, thereby reducing the amount of methane derived from the crosslinking by-products generated from the peroxides. At the same time, thermodynamic properties such as good thermal creep and satisfactory crosslinking rates are maintained. The thermomechanical properties for the crosslinked layer according to the invention are stresses in accordance with standard NF EN 60811-2-1, which ranges from 100% or less, preferably 80% or less, particularly preferably in the range from 60% to 80%. It can be advantageously represented by the maximum thermal elongation under.

바람직하게는, 비점이 충분히 높음에 따라 가교결합가능한 조성물을 특히 압출에 의해 사용하는 단계 동안 증발하지 않는 보조제가 사용될 것이다. Preferably, auxiliaries which do not evaporate during the step of using the crosslinkable composition, in particular by extrusion, will be used as the boiling point is sufficiently high.

예를 들어, 가교결합보조제는 1,3-헥사디엔; 1,4-헥사디엔; 1,5-헥사디엔; 2,3-디메틸-1,3-부타디엔; 2-메틸-1,4-펜타디엔; 3-메틸-1,3-펜타디엔; 4-메틸-1,3-펜타디엔; 1,6-헵타디엔; 2,4-디메틸-1,3-펜타디엔; 2-메틸-1,5-헥사디엔; 4-비닐-1-시클로헥센; 1,7-옥타디엔; 2,5-디메틸-1,5-헥사디엔; 2,5-디메틸-2,4-헥사디엔; 5-비닐-2-노보넨; 1,8-노나디엔; 7-메틸-1,6-옥타디엔; 1,4,9-데카트리엔; 2,6-디메틸-2,4,6-옥타트리엔; 디펜텐; 7-메틸-3-메틸렌-1,6-옥타디엔; 1,9-데카디엔; 3,9-디비닐-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸; 1,2,4-트리비닐시클로헥산; 1,13-테트라데카디엔; 2,3-디페닐-1,3-부타디엔; 트랜스,트랜스-1,4-디페닐-1,3-부타디엔; 1,15-헥사데카디엔; 1,6-디페닐-1,3,5-헥사트리엔; 2,3-디벤질-1,3-부타디엔; 및 폴리부타디엔; 또는 이의 혼합물로부터 선택될 수 있다.For example, crosslinking aids include 1,3-hexadiene; 1,4-hexadiene; 1,5-hexadiene; 2,3-dimethyl-1,3-butadiene; 2-methyl-1,4-pentadiene; 3-methyl-1,3-pentadiene; 4-methyl-1,3-pentadiene; 1,6-heptadiene; 2,4-dimethyl-1,3-pentadiene; 2-methyl-1,5-hexadiene; 4-vinyl-1-cyclohexene; 1,7-octadiene; 2,5-dimethyl-1,5-hexadiene; 2,5-dimethyl-2,4-hexadiene; 5-vinyl-2-norbornene; 1,8-nonadiene; 7-methyl-1,6-octadiene; 1,4,9-decatriene; 2,6-dimethyl-2,4,6-octatriene; Dipentene; 7-methyl-3-methylene-1,6-octadiene; 1,9-decadiene; 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane; 1,2,4-trivinylcyclohexane; 1,13-tetradecadiene; 2,3-diphenyl-1,3-butadiene; Trans, trans-1,4-diphenyl-1,3-butadiene; 1,15-hexadecadiene; 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene; 2,3-dibenzyl-1,3-butadiene; And polybutadiene; Or mixtures thereof.

바람직한 특정 일구현예에서, 가교결합보조제의 2개 이상의 불포화 부분은 비닐 관능기, 특히 CH2=CH- 형태의 에틸렌성 관능기이다.In certain preferred embodiments, the two or more unsaturated moieties of the crosslinking aid are vinyl functional groups, especially ethylenic functional groups in the form CH 2 = CH-.

상기의 경우, 가교결합보조제는 1,5-헥사디엔; 1,6-헵타디엔; 1,7-옥타디엔; 1,8-노나디엔; 1,4,9-데카트리엔; 1,9-데카디엔; 3,9-디비닐-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸; 1,2,4-트리비닐시클로헥산; 1,13-테트라데카디엔; 1,15-헥사데카디엔으로부터 선택될 수 있다.In this case, the crosslinking auxiliary agent is 1,5-hexadiene; 1,6-heptadiene; 1,7-octadiene; 1,8-nonadiene; 1,4,9-decatriene; 1,9-decadiene; 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane; 1,2,4-trivinylcyclohexane; 1,13-tetradecadiene; May be selected from 1,15-hexadecadiene.

상기 보조제의 농도는 바람직하게는 본 발명의 가교결합가능한 조성물의 압출 공정을 방해하지 않도록 제한된다. 예를 들면 상기 가교결합가능한 조성물은 가교결합가능한 조성물 내에서 중합체(들)의 100 중량부에 대하여 3 중량부 이하의 가교결합보조제를 포함할 수 있다. 가교결합가능한 조성물은 가교결합가능한 조성물 내에서 중합체(들)의 100 중량부에 대하여 0.5 내지 2 중량부의 보조제를 사용하는 것이 바람직할 것이다.The concentration of said adjuvant is preferably limited so as not to interfere with the extrusion process of the crosslinkable composition of the present invention. For example, the crosslinkable composition may comprise up to 3 parts by weight of crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the polymer (s) in the crosslinkable composition. It will be desirable for the crosslinkable composition to use from 0.5 to 2 parts by weight of adjuvants relative to 100 parts by weight of the polymer (s) in the crosslinkable composition.

본 발명에 따른 유기 퍼옥시드는 지방족 퍼옥시드인지 방향족 퍼옥시드인지 여부와 무관하게 통상의 기술자에게 잘 알려진 유기 퍼옥시드로부터 선택될 수 있다.The organic peroxides according to the invention can be selected from organic peroxides well known to those skilled in the art regardless of whether they are aliphatic or aromatic peroxides.

언급될 수 있는 방향족 퍼옥시드의 예에는 디큐밀 퍼옥시드 및 tert-부틸큐밀 퍼옥시드가 포함된다.Examples of aromatic peroxides that may be mentioned include dicumyl peroxide and tert-butylcumyl peroxide.

지방족 퍼옥시드는 하나 이상의 삼차 알킬기를 포함하는 지방족 퍼옥시드일 수 있다. 지방족 퍼옥시드의 예로 언급될 수 있는 것은 하기를 포함한다;Aliphatic peroxides can be aliphatic peroxides comprising one or more tertiary alkyl groups. Examples of aliphatic peroxides that may be mentioned include the following;

- 지방족 퍼옥시카보네이트, 예컨대 tert-아밀퍼옥시 2-에틸헥실 카보네이트, tert-아밀퍼옥시 2-에틸헥실 카보네이트, tert-부틸퍼옥시 이소프로필 카보네이트;Aliphatic peroxycarbonates such as tert-amylperoxy 2-ethylhexyl carbonate, tert-amylperoxy 2-ethylhexyl carbonate, tert-butylperoxy isopropyl carbonate;

- 삼차 디알킬의 지방족 퍼옥시드, 예컨대 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)시클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-비스(tert-부틸퍼옥시)-3-헥신, 2,5-디메틸-2,5-비스(tert-부틸퍼옥시)-3-헥산, 디-tert-아밀 퍼옥시드, 디-tert-부틸 퍼옥시드, 고리형 퍼옥시드, 예컨대 3,6,9-트리에틸-3,6,9-트리메틸-1,4,7-트리퍼옥소난;Aliphatic peroxides of tertiary dialkyl, such as 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) -3-hexyne, 2, 5-dimethyl-2,5-bis (tert-butylperoxy) -3-hexane, di-tert-amyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, cyclic peroxides such as 3,6,9-tree Ethyl-3,6,9-trimethyl-1,4,7-triperoxonan;

- 지방족 퍼옥시아세탈, 예컨대 부틸 4,4-비스(tert-부틸퍼옥시)발레레이트; 및Aliphatic peroxyacetals such as butyl 4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate; And

- 지방족 퍼옥시에스테르, 예컨대 tert-부틸퍼옥시아세테이트, tert-아밀 퍼옥시아세테이트.Aliphatic peroxyesters such as tert-butylperoxyacetate, tert-amyl peroxyacetate.

방향족 퍼옥시드에 비해, 지방족 퍼옥시드는 가교결합가능한 조성물이 가교결합하는 동안에 가교결합 부산물로서 큐밀 알콜을 형성하지 않는 장점이 있으며, 이에 따라 가교결합된 층에서 물의 존재를 유의적으로 제한하는 것을 가능하게 하는 동시에, 매우 우수한 열기계학적 특성을 유지한다. Compared to aromatic peroxides, aliphatic peroxides have the advantage of not forming cumyl alcohol as a crosslinking byproduct during crosslinking of the crosslinkable composition, thus making it possible to significantly limit the presence of water in the crosslinked layer. At the same time, they maintain very good thermomechanical properties.

상기 언급된 지방족 퍼옥시드 중에서, 바람직하게는 삼차 디알킬의 지방족 퍼옥시드가 사용될 것이다. 그 이유는 조성물을 이용하는 동안 상기 유형의 퍼옥시드가 가교결합율과 번 아웃(burn-out) 또는 사전 가교결합의 위험 사이에서 매우 우수한 절충점을 갖기 때문이다.Among the aliphatic peroxides mentioned above, aliphatic peroxides of tertiary dialkyls will preferably be used. The reason is that while using the composition, this type of peroxide has a very good compromise between the rate of crosslinking and the risk of burn-out or pre-crosslinking.

바람직하게는, 상기 가교결합가능한 조성물은 임의의 방향족 퍼옥시드, 특히 예를 들어 디큐밀 퍼옥시드 또는 이의 유도체를 포함하지 않는다.Preferably, the crosslinkable composition does not comprise any aromatic peroxides, in particular dicumyl peroxide or derivatives thereof.

본 발명에 따른 가교결합가능한 조성물의 퍼옥시드-경로 가교결합은 질소압 하에서 가황튜브를 이용하는 것과 같이 열과 압력의 작용 하에서 수행될 수 있으며, 이러한 가교결합 기법은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.Peroxide-path crosslinking of the crosslinkable compositions according to the invention can be carried out under the action of heat and pressure, such as using vulcanized tubes under nitrogen pressure, and such crosslinking techniques are well known to those skilled in the art.

본 발명의 가교결합가능한 조성물은 조성물 내에서 중합체(들) 100 중량부에 대하여 2.00 중량부 이하의 유기 퍼옥시드; 바람직하게는 조성물 내에서 중합체(들) 100 중량부에 대하여 1.50 중량부 이하의 유기 퍼옥시드; 바람직하게는 조성물 내에서 중합체(들) 100 중량부에 대하여 1.25 중량부 이하의 유기 퍼옥시드; 및 특히 바람직하게는 조성물 내에서 중합체(들) 100 중량부에 대하여 1.10 중량부 이하의 유기 퍼옥시드를 포함할 수 있다.The crosslinkable compositions of the present invention comprise up to 2.00 parts by weight of organic peroxide with respect to 100 parts by weight of polymer (s) in the composition; Preferably up to 1.50 parts by weight of organic peroxide based on 100 parts by weight of the polymer (s) in the composition; Preferably up to 1.25 parts by weight of organic peroxide with respect to 100 parts by weight of polymer (s) in the composition; And particularly preferably up to 1.10 parts by weight of organic peroxide, based on 100 parts by weight of polymer (s) in the composition.

"폴리올레핀"이라는 용어는 그 자체로는 올레핀 단일중합체 또는 공중합체를 의미하는 것이 일반적이다. 상기 용어는 특히 열가소성 중합체 또는 탄성중합체를 의미할 수 있다.The term "polyolefin" generally means by itself an olefin homopolymer or copolymer. The term may especially mean thermoplastic polymers or elastomers.

바람직하게는, 올레핀 중합체는 에틸렌 단일중합체 또는 에틸렌 공중합체이다.Preferably, the olefin polymer is an ethylene homopolymer or ethylene copolymer.

에틸렌 중합체의 언급될 수 있는 예에는, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear low-density polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: low-density polyethylene), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE: medium-density polyethylene), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE: high-density polyethylene), 에틸렌 및 비닐아세테이트(EVA: ethylene and vinyl acetate)의 공중합체, 에틸렌 및 부틸 아크릴레이트(EBA: ethylene and butyl acrylate)의 공중합체, 에틸렌 및 메틸 아크릴레이트(EMA: methyl acrylate)의 공중합체, 2-헥실에틸 아크릴레이트(2HEA: 2-hexylethyl acrylate)의 공중합체, 에틸렌 및 α-올레핀의 공중합체, 예를 들면 폴리에틸렌-옥텐(PEO: polyethylene-octene), 폴리에틸렌-부텐(PEB: polyethylene-butene), 에틸렌 및 프로필렌(EPR: ethylene and propylene)의 공중합체, 예를 들면 에틸렌-프로필렌-디엔(EPDM: ethylene-propylene-diene) 삼원공중합체 및 이들의 혼합물이 포함된다.Examples of ethylene polymers that may be mentioned include linear low-density polyethylene (LLDPE), low-density polyethylene (LDPE), medium-density polyethylene (MDPE), high density polyethylene (HDPE). : high-density polyethylene), copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA), copolymer of ethylene and butyl acrylate (EBA), ethylene and methyl acrylate (EMA: methyl acrylate) ), Copolymer of 2-hexylethyl acrylate (2HEA: 2-hexylethyl acrylate), copolymer of ethylene and α-olefin, for example polyethylene-octene (PEO: polyethylene-octene), polyethylene-butene ( Copolymers of polyethylene-butene (PEB), ethylene and propylene (EPR) such as ethylene-propylene-diene (EPDM) terpolymers and mixtures thereof It is hereinafter.

저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 특히 압출에 의한 사용에 있어서 우수한 유동학적 성질 및 매우 우수한 열기계학적 특성과 전기적 특성을 갖기 때문에, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use low density polyethylene (LDPE) because low density polyethylene (LDPE) has particularly good rheological properties and very good thermomechanical and electrical properties in use by extrusion.

"저밀도"라는 용어는 특히 표준 ISO 1183(23℃의 온도에서)에 따라 0.910 내지 0.940g/㎤의 범위, 바람직하게는 0.910 내지 0.930g/㎤의 범위에 포함될 수 있는 밀도를 의미한다.The term "low density" means in particular a density which can be included in the range of 0.910 to 0.940 g / cm 3, preferably in the range of 0.910 to 0.930 g / cm 3, according to the standard ISO 1183 (at a temperature of 23 ° C.).

통상적으로, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 고압 튜브형 반응기 또는 오토클레이브 반응기 내에서 중합 공정을 통해 얻어질 수 있다.Typically, low density polyethylene (LDPE) can be obtained through a polymerization process in a high pressure tubular reactor or an autoclave reactor.

가교결합가능한 조성물은 조성물 내에서 중합체(들)(즉, 중합체 매트릭스) 100 중량부에 대하여 50.0 중량부를 초과하는 폴리올레핀, 바람직하게는 상기 조성물 내에서 중합체(들) 100 중량부에 대하여 70 중량부 이상의 폴리올레핀, 특히 바람직하게는 상기 조성물 내에서 중합체(들) 100 중량부에 대하여 90 중량부 이상의 폴리올레핀을 포함할 수도 있다.The crosslinkable composition is greater than 50.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer (s) (ie, the polymer matrix) in the composition, preferably at least 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer (s) in the composition. Polyolefins, particularly preferably, may comprise at least 90 parts by weight of polyolefin with respect to 100 parts by weight of the polymer (s) in the composition.

특히 유리한 방식으로, 가교결합가능한 조성물은 폴리올레핀 단독으로 구성되거나 또는 폴리올레핀의 혼합물로 구성된 중합체 매트릭스를 포함한다.In a particularly advantageous manner, the crosslinkable composition comprises a polymer matrix composed of polyolefins alone or a mixture of polyolefins.

본 발명의 가교결합가능한 조성물은 폴리올레핀에 그래프트할 수 있는 단일의 반응성 관능기 및 하나 이상의 방향족 핵을 포함하는 방향족 화합물을 추가적으로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 방향족 화합물의 반응성 관능기는 비닐 관능기이다. 따라서, 상기 방향족 화합물은 가교결합가능한 조성물 내에 존재할 때, 가교결합보조제와는 대조적으로 폴리올레핀의 가교결합에 참여하지 않는다.The crosslinkable compositions of the present invention may further comprise an aromatic compound comprising a single reactive functional group capable of grafting to the polyolefin and one or more aromatic nuclei. Preferably, the reactive functional group of the aromatic compound is a vinyl functional group. Thus, the aromatic compound, when present in the crosslinkable composition, does not participate in crosslinking of the polyolefin in contrast to the crosslinking aid.

상기 가교결합가능한 조성물로부터 얻어진 가교결합된 층은 전기 케이블 분야에서 강화되고 지속적인 성질을 가지며, 더 우수한 물 트리(water treeing) 저항성을 제공한다. 특히 전기적 충격(breakdown)에 대한 저항성, 특히 직류 하에서 고압 케이블 내에 축적되는 공간 전하를 소멸시키는 능력에 관한 것이다.The crosslinked layer obtained from the crosslinkable composition has strengthened and persistent properties in the field of electrical cables and provides better water treeing resistance. In particular it relates to resistance to electrical breakdown, in particular the ability to dissipate the space charge that accumulates in the high voltage cable under direct current.

방향족 화합물은 스티렌, 스티렌 유도체, 및 이의 이성질체로부터 선택될 수 있다.The aromatic compound may be selected from styrene, styrene derivatives, and isomers thereof.

스티렌 유도체의 예에는 하기의 일반식을 갖는 화합물들이 포함될 수 있다;Examples of styrene derivatives may include compounds having the following general formula;

Figure 112018063035819-pat00001
Figure 112018063035819-pat00001

여기에서, X는 수소, 알킬기 또는 아릴기이고; R은 수소, 알킬기 또는 아릴기이다. 특히, 4-메틸-2,4-디페닐펜텐 및 트리페닐에틸렌은 언급될 수 있다.Wherein X is hydrogen, an alkyl group or an aryl group; R is hydrogen, an alkyl group or an aryl group. In particular, 4-methyl-2,4-diphenylpentene and triphenylethylene may be mentioned.

본 발명에서, 다고리형 방향족 탄화수소(PAH) 유형의 스티렌 유도체를 고려할 수도 있다. 특히 비닐나프탈렌의 예로는 2-비닐나프탈렌; 비닐안트라센의 예로는 9-비닐안트라센 또는 2-비닐안트라센; 및 비닐페난트렌의 예로서 9-비닐페난트렌이 언급될 수 있다.In the present invention, styrene derivatives of the polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) type may also be considered. In particular, examples of vinyl naphthalene include 2-vinyl naphthalene; Examples of vinylanthracene include 9-vinylanthracene or 2-vinylanthracene; And as examples of vinylphenanthrene, 9-vinylphenanthrene may be mentioned.

상기 방향족 화합물의 폴리올레핀 중합체 사슬에 대한 그래프트는 통상적으로 본 발명의 지방족 삼차 알킬 퍼옥시드의 존재하에서 통상의 기술자에게 잘 알려진 라디칼 첨가 메카니즘에 따라 폴리올레핀의 가교결합 단계 동안에 수행된다.Grafting of the aromatic compound to the polyolefin polymer chain is typically performed during the crosslinking step of the polyolefin according to radical addition mechanisms well known to those skilled in the art in the presence of the aliphatic tertiary alkyl peroxides of the present invention.

본 발명에 따른 가교결합가능한 조성물은 하나 이상의 산화방지제와 같은 보호제를 추가적으로 포함할 수 있다. 산화방지제는 케이블의 제조단계 또는 케이블이 작용하는 동안에 발생되는 열적 제약에 대항하여 조성물을 보호한다.The crosslinkable composition according to the present invention may further comprise a protective agent such as one or more antioxidants. Antioxidants protect the composition against thermal constraints that occur during the manufacture of the cable or during the operation of the cable.

산화방지제는 바람직하게는 하기로부터 선택된다:Antioxidants are preferably selected from:

- 입체적으로 장애가 있는 페놀성 산화방지제인 테트라키스메틸렌(3,5-디-t-부틸 4-히드록시히드로신나메이트)메탄, 옥타데실 3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-티오디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트], 2,2'-티오비스(6-t-부틸-4-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(6-t-부틸-4-메틸페놀), 1,2-비스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나모일)히드라진, [2,2'-옥사미도비스(에틸 3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트] 및 2,2'-옥사미도비스[에틸 3-(t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트];Tetrakisethylene (3,5-di- t -butyl 4-hydroxyhydrocinnamate) methane, a sterically hindered phenolic antioxidant, octadecyl 3- (3,5-di- t -butyl-4- Hydroxyphenyl) propionate , 2,2'-thiodiethylenebis [3- (3,5-di- t -butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 2,2'-thiobis ( 6- t -butyl-4-methylphenol), 2,2'-methylenebis (6- t -butyl-4-methylphenol) , 1,2-bis (3,5-di- t -butyl-4- Hydroxyhydrocinnamoyl) hydrazine, [2,2'-oxamidobis (ethyl 3- (3,5-di- t -butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] and 2,2'-oxamido Bis [ethyl 3- ( t -butyl-4-hydroxyphenyl) propionate];

- 티오에스테르, 예컨대 4,6-비스(옥틸티오메틸)-o-크레졸, 비스[2-메틸-4-{3-n-(C12 또는 C14)알킬티오프로피오닐옥시}-5-t-부틸페닐]설파이드 및 티오비스[2-t-부틸-5-메틸-4,1-페닐렌]비스[3-(도데실티오)-프로피오네이트];Thioesters such as 4,6-bis (octylthiomethyl) -o -cresol, bis [2-methyl-4- {3-n- (C12 or C14) alkylthiopropionyloxy} -5- t -butyl Phenyl] sulfide and thiobis [2- t -butyl-5-methyl-4,1-phenylene] bis [3- (dodecylthio) -propionate];

- 황-기재 산화방지제, 예컨대 디옥타데실 3,3'-티오디프로피오네이트 또는 디도데실 3,3'-티오디프로피오네이트;Sulfur-based antioxidants such as dioctadecyl 3,3'-thiodipropionate or dididodecyl 3,3'-thiodipropionate;

- 인-기재 산화방지제, 예컨대 포스파이트 또는 포스포네이트, 예를 들면 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 또는 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트; 및Phosphorus-based antioxidants such as phosphites or phosphonates, for example tris (2,4-di- t -butylphenyl) phosphite or bis (2,4-di- t -butylphenyl) pentaerythritol Diphosphites; And

- 아민 유형의 산화방지제, 예컨대 중합된 2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린(TMQ), 산화방지제의 후자 유형이 본 발명의 조성물에서 특히 바람직함.Antioxidants of the amine type, such as polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline (TMQ), the latter type of antioxidants are particularly preferred in the compositions of the invention.

TMQ는 여러 등급이 있을 수 있다, 즉:TMQ can have multiple grades, that is:

- 중합도가 낮은 "표준" 등급, 즉 1 중량%를 초과하는 함량의 잔여 단량체 및 100ppm 내지 800ppm(parts per million by mass) 이상의 함량의 잔여 NaCl을 갖는 등급;A “standard” grade having a low degree of polymerization, ie, a grade having a residual monomer in an amount of more than 1% by weight and residual NaCl in a content of 100 ppm to 800 ppm or more;

- 중합도가 높은 "고중합도" 등급, 즉 1 중량% 미만의 함량의 잔여 단량체 및 100ppm 내지 800ppm 이상의 함량의 잔여 NaCl을 갖는 등급;A “high degree of polymerization” grade having a high degree of polymerization, ie, a grade having residual monomers of less than 1% by weight and residual NaCl of from 100 ppm to 800 ppm or more;

- "저 잔류염 함량" 등급, 즉 100ppm 미만의 함량의 잔여 NaCl을 갖는 등급.A "low residual salt content" grade, ie a grade having a residual NaCl of less than 100 ppm.

가교결합가능한 조성물 내에서 안정화제의 유형과 이의 함량은 통상적으로 혼합물을 제조하는 동안 및 케이블상에서 압출에 의해 수행하는 동안 중합체가 받게 되는 최대 온도의 함수로서 선택되며, 이는 또한 상기 온도에서 최대 노출 시간에 의존한다.The type of stabilizer and its content in the crosslinkable composition are typically selected as a function of the maximum temperature the polymer will receive during the preparation of the mixture and by extrusion on the cable, which is also the maximum exposure time at that temperature. Depends on

가교결합가능한 조성물은 통상적으로 0.1 내지 2 중량%의 산화방지제(들)를 포함할 수 있다. 특히 산화방지제가 TMQ일 때, 바람직하게는 0.7 중량% 이하의 산화방지제(들)를 포함할 수 있다.The crosslinkable composition may typically comprise 0.1 to 2 weight percent antioxidant (s). In particular when the antioxidant is TMQ, it may preferably comprise up to 0.7% by weight of antioxidant (s).

충격 지연제; 윤활유 또는 왁스와 같은 공정 보조제; 상용화제; 결합제; UV 안정화제; 비전도성 충전제; 전도성 충전제; 및/또는 반도체성 충전제와 같이 통상의 기술자에게 잘 알려진 다른 첨가제 및/또는 충전제가 추가적으로 본 발명의 가교결합가능한 조성물에 첨가될 수 있다.Impact retardants; Processing aids such as lubricants or waxes; Compatibilizers; Binders; UV stabilizers; Nonconductive fillers; Conductive fillers; And / or other additives and / or fillers well known to those skilled in the art, such as semiconducting fillers, may additionally be added to the crosslinkable compositions of the present invention.

바람직한 일구현예에 따르면, 본 발명의 가교결합된 층은 전기적으로 절연층(즉, 두번째 층)이다. 전기 절연층의 경우, 가교결합가능한 조성물은 임의의 (전기적으로) 전도성의 충전제 및/또는 반도체성 충전제를 포함하지 않는다.According to one preferred embodiment, the crosslinked layer of the invention is an electrically insulating layer (ie a second layer). In the case of an electrically insulating layer, the crosslinkable composition does not include any (electrically) conductive fillers and / or semiconducting fillers.

특히, 케이블의 3개의 층 중에서 2개 이상이 가교결합된 층이고, 바람직하게는 케이블의 3개의 층이 가교결합된 층이다.In particular, at least two of the three layers of the cable are crosslinked layers, preferably three layers of the cable are crosslinked layers.

가교결합가능한 조성물이 반도체성 층(첫번째 층 및/또는 세번째 층)의 제조에 사용될 때, 가교결합가능한 조성물은 또한 하나 이상의 (전기적으로) 전도성 충전제 또는 하나 이상의 반도체성 충전제를 가교결합가능한 조성물이 반도체성이 되기에 충분한 양으로 포함한다.When a crosslinkable composition is used in the manufacture of a semiconducting layer (first layer and / or third layer), the crosslinkable composition may also be used in which the composition which is crosslinkable with one or more (electrically) conductive fillers or one or more semiconducting fillers Include in an amount sufficient to become a last name.

특히, 층의 전기적 전도성이 0.001 S.m-1(siemens per meter) 이상일 때 반도체성이라는 점이 고려된다.In particular, it is considered that the semiconductor is semiconducting when the electrical conductivity of the layer is greater than 0.001 Sm −1 (siemens per meter).

반도체성 층을 얻기 위해 이용되는 가교결합가능한 조성물은 0.1 내지 40 중량%의 (전기적으로) 전도성 충전제, 바람직하게는 15 중량% 이상의 전도성 충전제, 더 바람직하게는 25 중량% 이상의 전도성 충전제를 포함할 수 있다.The crosslinkable composition used to obtain the semiconducting layer may comprise 0.1 to 40% by weight of (electrically) conductive filler, preferably at least 15% by weight of conductive filler, more preferably at least 25% by weight of conductive filler. have.

전도성 충전제는 카본 블랙, 탄소 나노튜브 및 흑연, 또는 이의 혼합물로부터 유리하게 선택될 수 있다.The conductive filler can be advantageously selected from carbon black, carbon nanotubes and graphite, or mixtures thereof.

첫번째 반도체성 층, 두번째 전기 절연층 및/또는 세번째 반도체성 층인지 여부에 관계없이, 상기 3개의 층 중 하나 이상이 압출층이고, 바람직하게는 상기 3개의 층 중 2개가 압출층이고, 더 바람직하게는 상기 3개의 층이 압출층이다.Regardless of whether it is a first semiconducting layer, a second electrically insulating layer and / or a third semiconducting layer, at least one of the three layers is an extruded layer, preferably two of the three layers are extruded layers, more preferably Preferably the three layers are extruded layers.

특정 일구현예에서, 일반적으로 본 발명의 적용분야에 잘 알려진 전기 케이블에 따르면, 첫번째 반도체성 층, 두번째 전기 절연층 및 세번째 반도체성 층은 3-층 절연체를 구성한다. 즉, 두번째 전기 절연층은 첫번째 반도체성 층에 물리적으로 직접 접촉하고, 세번째 반도체성 층은 두번째 전기 절연층에 물리적으로 직접 접촉해 있다.In one particular embodiment, generally in accordance with electrical cables well known in the field of application of the present invention, the first semiconducting layer, the second electrical insulation layer and the third semiconducting layer constitute a three-layer insulator. That is, the second electrically insulating layer is in direct physical contact with the first semiconducting layer and the third semiconductive layer is in direct physical contact with the second electrically insulating layer.

본 발명의 전기 케이블은 세번째 반도체성 층을 둘러싸는 금속 차폐층을 추가적으로 포함할 수 있다.The electrical cable of the present invention may further comprise a metal shielding layer surrounding the third semiconducting layer.

상기 금속 차폐층은 세번째 반도체성 층 주위로 길이를 따라 배열된 구리 또는 알루미늄 전도체의 조립체로 구성되는 "전선(wire)" 차폐층, 및 세번째 반도체성 층 주위로 나선형으로 놓여진 하나 이상의 전도성 금속 스트립으로 구성되는 "스트립(strip)" 차폐층, 또는 세번째 반도체성 층을 둘러싸는 금속 튜브와 같은 "누설방지(leaktight)" 차폐층일 수 있다. 상기 유형의 차폐층은 특히 방사 방향으로 전기 케이블에 침투하는 경향이 있는 수분에 대해 장벽을 형성할 수 있게 한다.The metal shielding layer comprises a "wire" shielding layer consisting of an assembly of copper or aluminum conductors arranged along a length around a third semiconducting layer, and one or more conductive metal strips helically spiraling around the third semiconducting layer. It may be a "strip" shield layer that is constructed, or a "leaktight" shield layer, such as a metal tube surrounding the third semiconducting layer. This type of shielding layer makes it possible to form a barrier, in particular against moisture, which tends to penetrate the electrical cable in the radial direction.

모든 유형의 금속 차폐층들은 전기 케이블을 접지하는 역할을 할 수 있으며, 이에 따라 예를 들어 관련 통신망에서 단락이 생기는 경우에 누전을 전달할 수 있다.All types of metal shielding layers can serve to ground the electrical cable, thus delivering a short circuit in the event of a short circuit in the relevant communication network, for example.

또한, 본 발명의 전기 케이블은 세번째 반도체성 층을 둘러싸거나 또는 선택적으로는 특히 금속 차폐층이 존재할 때 상기 금속 차폐층을 둘러싸는 외부 보호 시스(sheath)를 포함할 수도 있다. 상기 외부 보호 시스는 통상적으로 적절한 열가소성 재료, 예컨대 HDPE, MDPE 또는 LLDPE; 또는 선택적으로는 난연성 재료 또는 방화성 재료로 제조될 수 있다. 특히, 후자의 재료가 할로겐을 포함하지 않는다면, 상기 시스는 HFFR(비할로겐 난연재: Halogen Free Flame Retardant)형이라고 지칭된다.The electrical cable of the present invention may also comprise an outer protective sheath surrounding the third semiconducting layer or optionally surrounding the metal shielding layer, especially when a metal shielding layer is present. The outer protective sheath is typically a suitable thermoplastic material such as HDPE, MDPE or LLDPE; Or optionally made of a flame retardant material or fire retardant material. In particular, if the latter material does not contain halogen, the sheath is referred to as HFFR (Halogen Free Flame Retardant) type.

수분의 존재하에서 팽창하는 층과 같은 다른 층들은, 금속 차폐층이 존재할 때 세번째 반도체성 층과 금속 차폐층 사이에 추가될 수 있거나, 및/또는 금속 차폐층 및 외부 시스가 존재할 때 금속 차폐층과 외부 시스 사이에 추가될 수 있으며, 이러한 층들은 물에 대해서 전기 케이블의 세로방향 및/또는 가로방향의 누설방지를 제공한다. 본 발명의 케이블의 전기 전도체는 "누설방지 코어(leaktight core)"를 얻기 위하여 수분의 존재하에서 팽창하는 재료를 추가적으로 포함할 수 있다.Other layers, such as a layer that expands in the presence of moisture, may be added between the third semiconducting layer and the metal shielding layer in the presence of the metal shielding layer, and / or the metal shielding layer and the metal shielding layer and in the presence of the outer sheath. It can be added between the outer sheaths and these layers provide longitudinal and / or transverse leakage protection of the electrical cable with respect to water. The electrical conductor of the cable of the invention may further comprise a material which expands in the presence of moisture to obtain a "leaktight core".

본 발명의 또다른 특징들과 장점들은 본 발명에 따른 전기 케이블의 비제한적인 실시예 측면에서 설명될 것이며, 본 발명에 따른 바람직한 일구현예에 따라 전기 케이블의 투시도와 단면도를 개략적으로 보여주는 도 1이 참조된다.Further features and advantages of the present invention will be described in terms of a non-limiting embodiment of the electric cable according to the invention, and FIG. 1 schematically showing a perspective view and a cross-sectional view of the electric cable according to a preferred embodiment according to the invention. This is referred to.

명확하게 하기 위하여, 본 발명을 이해하는데 필수적인 구성요소들만 도식적으로 나타내었으며, 이는 일정한 비율로 축소된 것은 아니다.For the sake of clarity, only those elements which are essential for understanding the present invention have been shown schematically, which is not to scale.

도 1에 도시된 중압 또는 고압 전력 케이블(1)은 특히 구리 또는 알루미늄으로 제조된 신장된 중심의 전도성 소자(2)를 포함한다. 상기 전도성 소자(2) 주위로 연속적으로 공통축을 가지면서, 상기 전력 케이블(1)은 또한 "내부 반도체성 층"이라고 알려진 첫번째 반도체성 층(3), 두번째 전기 절연층(4), "외부 반도체성 층"이라고 알려진 세번째 반도체성 층(5), 접지 및/또는 보호 금속 차폐층(6), 및 외부 보호 시스(7)를 포함하며, 층들(3, 4 및 5)은 본 발명에 따른 조성물로부터 획득할 수 있다. 층들(3, 4 및 5)은 압출되고 가교결합된 층이다.
상기 금속 차폐층(6) 및 외부 보호 시스(7)의 존재가 바람직하지만, 필수적인 것은 아니며, 상기 케이블의 구조 그 자체는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
The medium or high voltage power cable 1 shown in FIG. 1 comprises an elongated central conductive element 2, in particular made of copper or aluminum. With a continuous common axis around the conductive element 2, the power cable 1 is also the first semiconducting layer 3, also known as the "internal semiconducting layer", the second electrically insulating layer 4, the "external semiconductor". A third semiconducting layer 5, known as a "layer layer", a ground and / or protective metal shielding layer 6, and an outer protective sheath 7, wherein the layers 3, 4 and 5 comprise Can be obtained from Layers 3, 4 and 5 are extruded and crosslinked layers.
The presence of the metal shielding layer 6 and the outer protective sheath 7 is preferred, but not essential, and the structure of the cable itself is well known to those skilled in the art.

가교결합가능한Crosslinkable 조성물의 제조 Preparation of the composition

가교결합가능한 조성물Crosslinkable Composition C1C1 C2C2 C3C3 C4C4 C5C5 C6C6 C7C7 C8C8 C9C9 폴리올레핀Polyolefin 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 BCPBCP 1.421.42 1.271.27 1.121.12 -- -- -- -- -- -- DTBHDTBH -- -- -- 1.251.25 1.051.05 1.051.05 1.051.05 1.051.05 1.051.05 산화방지제Antioxidant 0.180.18 0.180.18 0.180.18 0.180.18 0.180.18 0.180.18 0.180.18 0.180.18 0.180.18 TVCHTVCH -- 1.001.00 -- -- -- 1.001.00 2.002.00 -- -- DVBDVB -- -- 1.001.00 -- -- -- -- -- -- MDIBMDIB -- -- -- -- -- -- -- 1.001.00 2.002.00

표 1에서, 가교결합가능한 조성물 C1, C4, C5, C8 및 C9는 비교예로서 참조되고, 조성물 C2, C3, C6 및 C7은 본 발명에 따른 조성물로서 참조된다.In Table 1, crosslinkable compositions C1, C4, C5, C8 and C9 are referred to as comparative examples and compositions C2, C3, C6 and C7 are referred to as compositions according to the invention.

표 1에 기재되어 있는 조성물 C1 내지 C9의 구성성분의 양은 가교결합가능한 조성물 내에서 중합체의 100 중량부에 대한 중량부(pcr)로 표현된다.The amounts of the components of Compositions C1 to C9 described in Table 1 are expressed in parts by weight (pcr) relative to 100 parts by weight of the polymer in the crosslinkable composition.

표 1의 조성물 C1 내지 C9의 다양한 구성성분들의 출처는 상세하게는 하기와 같다: The sources of the various components of Compositions C1 to C9 of Table 1 are detailed below:

- "폴리올레핀"은 Ineos사에서 상품명 BPD 2000으로 시판되는 저밀도 폴리에틸렌이고;"Polyolefin" is a low density polyethylene sold under the trade name BPD 2000 by the company Ineos;

- "BCP"는 Arkema사에서 상품명 Luperox 801으로 시판되는 tert-부틸큐밀 퍼옥시드이고;"BCP" is tert-butylcumyl peroxide sold under the name Luperox 801 by the company Arkema;

- "DTBH"는 Arkema사에서 상품명 Luperox 101로 시판되는 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)시클로헥산(삼차 디알킬 지방족 퍼옥시드)이고;"DTBH" is 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane (tertiary dialkyl aliphatic peroxide) sold by the company Arkema under the trade name Luperox 101;

- "TVCH"는 BASF사에서 상품명 TVCH으로 시판되는 가교결합보조제 1,2,4-트리비닐시클로헥산이고;"TVCH" is a crosslinking adjuvant 1,2,4-trivinylcyclohexane sold by BASF under the trade name TVCH;

- "DVB"는 Sigma-Aldrich사에서 상품명 디비닐벤젠으로 시판되는 가교결합보조제 디비닐벤젠이며;"DVB" is a crosslinking adjuvant divinylbenzene sold by the company Sigma-Aldrich under the trade name divinylbenzene;

- "MDIB"는 Sigma-Aldrich사에서 상품명 1,3-디이소프로페닐벤젠으로 시판되는 보조제 m-디이소프로페닐벤젠임."MDIB" is the adjuvant m-diisopropenylbenzene sold under the name 1,3-diisopropenylbenzene by the company Sigma-Aldrich.

폴리에틸렌 입자를 충분히 함침시키기 위하여, 롤 믹서(roll mixer)에 위치하는 밀폐된 용기 내에서 3시간 동안 상기 폴리에틸렌 입자와 첨가제인 퍼옥시드, 산화방지제 및 선택적으로 보조제를 혼합함으로써, 조성물 C1 내지 C9가 제조된다. 폴리에틸렌 입자는 함침되기 전에 60℃까지 사전가열되었다.To sufficiently impregnate the polyethylene particles, compositions C1 to C9 are prepared by mixing the polyethylene particles with additives, peroxides, antioxidants and optionally an adjuvant for 3 hours in a closed container located in a roll mixer. do. The polyethylene particles were preheated to 60 ° C. before being impregnated.

그 후, 혼합물은 밀봉하여 저장하기 전에 16시간 동안 40℃에 놓아두었다.The mixture was then left at 40 ° C. for 16 hours before sealing and storing.

조성물의 Of composition 특징화Characterization

비-ratio- 가교결합된Crosslinked 플레이트(plate)상에서의On a plate 특징화Characterization

가교결합의 동역학 및 수준 Kinetics and levels of crosslinking

MDR 레오미터(Moving Die Rheometer, Alpha Technologies)는 재료의 점도(DIN 53529 (1983))의 변화를 측정함으로써 상기 재료의 가교결합/가황을 모니터링하는 것을 가능하게 한다.An MDR rheometer (Moving Die Rheometer, Alpha Technologies) makes it possible to monitor the crosslinking / vulcanization of the material by measuring a change in the viscosity of the material (DIN 53529 (1983)).

샘플을 함유하는 챔버는 2개의 가열 플레이트로부터 형성된다. 아크의 하부 플레이트는 진폭±0.5˚의 정주파(100 사이클/mn, 즉 1.67 Hz)의 진동을 적용하고; 상부 플레이트는 재료의 반응, 즉 적용된 응력에 대한 재료의 저항성을 측정한다. 측정의 단위는 토크이고, dN.m으로 표현된다.The chamber containing the sample is formed from two heating plates. The lower plate of the arc applies a vibration of a constant frequency (100 cycles / mn, ie 1.67 Hz) of amplitude ± 0.5 °; The top plate measures the material's response, ie the resistance of the material to the applied stress. The unit of measurement is torque, expressed in dN.m.

샘플은 함침된 폴리에틸렌 입자로부터 제조되고, 이는 압력 없이 2분 그 후 100bar의 압력하에서 3분의 하나의 사이클에 따라 수압 프레스(hydraulic press) 내에서 120℃ 온도에서 3mm 두께의 플레이트로 주조되며, 그 후 냉각된다.Samples are made from impregnated polyethylene particles, which are cast into plates of 3 mm thickness at 120 ° C. in a hydraulic press according to one third of a cycle under pressure of 100 bar for 2 minutes without pressure and Then cooled.

챔버를 완전히 라이닝(lining)하기 위한 직경 35mm의 2개의 디스크는 펀치를 이용해 상기 플레이트로부터 잘라내어지고, 그 후 레오미터 챔버에 위치하는 폴리에스테르 터페인®의 두 시트 사이에 위치하게 된다.Two disks of 35 mm in diameter for complete lining of the chamber are cut out of the plate using a punch and then placed between two sheets of polyester terpene® located in the rheometer chamber.

측정은 190℃의 온도에서 수행되며, 이는 튜브 가황 조건을 나타낸다. 재료의 예비용융으로 인한 토크에서 최초 드롭(drop) 이후에, 재료의 점도와 생성된 토크가 증가하고, 이는 가교결합이 발생하였다는 신호이다.The measurement is carried out at a temperature of 190 ° C., which indicates tube vulcanization conditions. After the initial drop in torque due to premelting of the material, the viscosity of the material and the resulting torque increase, which is a signal that crosslinking has occurred.

관심대상인 파라미터는 MH이며, 이는 측정된 최대 토크에 대응한다. 이는 전체 시스템이 반응할 때 및 가교결합이 이용가능한 최대값에 도달했을 때 획득되는 플래토(plateau) 값이다. 주어진 재료에 대하여, 가교결합 단계 이후에 열기계학적 성질을 제어하는 가교결합 밀도와 MH 사이에 우수한 상관관계가 주목된다.The parameter of interest is MH, which corresponds to the measured maximum torque. This is the plateau value obtained when the entire system reacts and when crosslinking reaches the maximum value available. For a given material, a good correlation between MH and crosslink density that controls the thermomechanical properties after the crosslinking step is noted.

충격 시간(Breakdown time) Breakdown time

Mooney 점도계(Monsanto MV2000)는 재료의 점도를 측정하는 것을 가능하게 하거나, 또는 가교결합가능한 재료의 경우에 시간에 따른 그의 변화를 모니터링하는 것을 가능하게 한다(표준 ASTM D1646 (2005)).Mooney Viscometer (Monsanto MV2000) makes it possible to measure the viscosity of a material or to monitor its change over time in the case of crosslinkable materials (standard ASTM D1646 (2005)).

이는 시험 되는 샘플을 위치시키는 원통형의 구멍을 형성하는 2개의 죠(jaws)로 구성된다. 챔버의 중심에는 2rpm의 일정한 속도로 회전하는 금속 디스크가 있다. 본 발명의 경우에 2개의 이용가능한 규격 로터(rotor) 중에서 "큰" 것이 이용된다.It consists of two jaws that form a cylindrical hole for placing the sample under test. At the center of the chamber is a metal disk that rotates at a constant speed of 2 rpm. In the case of the present invention "large" of the two available size rotors is used.

측정하는 동안, 죠와 챔버는 130℃의 온도 및 압력하에서 유지된다.During the measurement, the jaws and the chamber are maintained at a temperature and pressure of 130 ° C.

샘플은 함침된 폴리에틸렌 입자로부터 제조되고, 이는 압력 없이 2분 그 후 100bar의 압력하에서 3분의 하나의 사이클에 따라 수압 프레스(hydraulic press) 내에서 120℃ 온도에서 3mm 두께의 플레이트로 주조되며, 그 후 냉각된다.Samples are made from impregnated polyethylene particles, which are cast into plates of 3 mm thickness at 120 ° C. in a hydraulic press according to one third of a cycle under pressure of 100 bar for 2 minutes without pressure and Then cooled.

직경 50mm인 4개의 디스크는 펀치를 이용해 플레이트로부터 잘라내어진다. 이들 중 2개는 로터 스템(rotor stem)에 꿰메여질 수 있도록 중심에 직경 12mm의 구멍이 뚫리게 되고; 다른 2개는 온전한 상태로 저장되어 로터 위에 위치하게 될 것이다. 그 후, 상기 전체는 점도계 챔버 내에 설치되는 폴리에스테르 터페인®의 2개의 시트 사이에 위치하게 된다.Four disks 50 mm in diameter are cut out of the plate using a punch. Two of them are drilled with holes 12 mm in diameter in the center so that they can be sewn onto the rotor stem; The other two will be stored intact and placed on the rotor. The whole is then placed between two sheets of polyester terpene® installed in the viscometer chamber.

로터의 회전에 대한 재료의 저항이 측정된다. 측정은 임의 단위인 Mooney(MU)로 나타낸다. 관심대상인 파라미터는, 시간 t0(분)에서 측정되는 최소 점도값 ML이다. ML+1은 1 Mooney 단위가 증가된 ML에 대응하는 점도값이다. 이는 시간 t1(분)에서 측정된다. ML+2는 2 Mooney 단위가 증가된 ML에 대응하는 값이다. 이는 시간 t2(분)에서 측정된다.The resistance of the material to the rotation of the rotor is measured. Measurements are expressed in Mooney (MU), in arbitrary units. The parameter of interest is the minimum viscosity value ML, measured at time t0 (minutes). ML + 1 is the viscosity value corresponding to ML increased by 1 Mooney unit. This is measured at time t1 (minutes). ML + 2 is the value corresponding to ML increased by 2 Mooney units. This is measured at time t2 (minutes).

Sievert 기법에 의한 휘발성 물질(즉, 메탄)의 측정 Measurement of volatiles (ie methane) by the Sievert technique;

폴리에틸렌 가교결합 단계 동안 생성되고 그 후 제거되는 휘발성 물질의 양은 PCT Pro 2000(HY-ENERGY, SETARAM)을 이용하여 Sievert법을 통해 측정된다.The amount of volatiles produced during the polyethylene crosslinking step and then removed is determined by Sievert method using PCT Pro 2000 (HY-ENERGY, SETARAM).

샘플은 함침된 폴리에틸렌 입자로부터 제조되고, 이는 압력 없이 2분 그 후 100bar의 압력하에서 3분의 하나의 사이클에 따라 수압 프레스 내에서 120℃ 온도에서 1mm 두께의 플레이트로 주조되며, 그 후 냉각된다.The sample is made from impregnated polyethylene particles, which are cast into a 1 mm thick plate at 120 ° C. temperature in a hydraulic press according to one cycle of three minutes under pressure of 100 bar for two minutes without pressure and then cooled.

이어서, 직경 6mm인 디스크는 펀치를 이용해 플레이트로부터 잘라내어지고, 그 후 mg(총 질량= 300-350mg) 이내까지 정확하게 칭량된다.The disc, 6 mm in diameter, is then cut out of the plate using a punch and then accurately weighed to within mg (total mass = 300-350 mg).

샘플은 압력하(헬륨)에서 기기의 챔버 내에 위치한다. 상기 챔버는 그 자체로 압력하에 놓여있는 밸브에 의해 5ml 저장소에 연결된다. 테스트 초기에, 챔버와 저장소 내 압력은 동일하다. 온도 사이클 동안 밸브는 단속적으로(intermittently) 개폐되고, 이는 밸브가 개방될 때 새로운 평형에 도달하게 되고, 그 후 밸브가 폐쇄될 때 저장소 내 새로운 압력이 측정될 수 있게 한다. 압력 변화의 원인은 부분적으로는 메탄의 방출에 기인하고, 부분적으로는 온도에 따른 챔버의 크기 변화에 기인한다. 이에 따라 방출된 메탄의 양의 실시간 기록은 챔버에 구상된 온도 사이클을 적용함으로써 사전보정을 필요하게 한다.The sample is placed in the chamber of the instrument under pressure (helium). The chamber is connected to the 5 ml reservoir by a valve which is itself under pressure. At the beginning of the test, the pressure in the chamber and the reservoir is the same. During the temperature cycle the valve opens and closes intermittently, which leads to a new equilibrium when the valve is opened, and then allows a new pressure in the reservoir to be measured when the valve is closed. The cause of the pressure change is partly due to the release of methane and partly due to the change in size of the chamber with temperature. The real time recording of the amount of methane released thus necessitates precalibration by applying a temperature cycle envisioned to the chamber.

가황 튜브 내에서 다양한 폴리에틸렌 층들에 대한 가교결합 조건을 시뮬레이팅(simulating)하면서, 상기 기기는 1℃/s로 제어된 온도 기울기를 제공한다.Simulating the crosslinking conditions for the various polyethylene layers in the vulcanization tube, the instrument provides a controlled temperature gradient of 1 ° C / s.

상기 사이클은 상온으로부터 250℃까지 가열될 것이 예상된다.The cycle is expected to be heated from room temperature to 250 ° C.

동일한 온도에서 최종 압력과 최초 압력의 차이는 메탄 방출량에 접근할 수 있게 한다. 휘발성 물질(즉, 메탄)의 양은 가교결합된 폴리에틸렌의 μmol/g 단위로 표현된다.The difference between the final pressure and the initial pressure at the same temperature gives access to methane emissions. The amount of volatiles (ie methane) is expressed in μmol / g of crosslinked polyethylene.

가교결합된Crosslinked 플레이트상에서의On a plate 특징화Characterization

열 크리프의 측정에 의한 가교결합 밀도 Crosslink density by measurement of thermal creep

1mm 두께의 플레이트는 함침된 폴리에틸렌 입자로부터 주조된다. 상기 주조(molding)는 압력 없이 2분 그 후 100bar에서 3분의 하나의 사이클에 따라 프레스 내 120℃ 온도에서 수행된다. 그 후, 상기 플레이트는 100bar의 압력에서 냉각된다.Plates 1 mm thick are cast from impregnated polyethylene particles. The molding is carried out at 120 ° C. temperature in the press according to one cycle of three minutes at 100 bar then two minutes without pressure. The plate is then cooled at a pressure of 100 bar.

가교결합 단계는 프레스 내에서 190℃의 온도, 100bar의 압력에서 수행되고, 10분 동안 지속된다. 주형은 190℃로 사전가열된다. 냉각 단계는 100bar의 압력을 유지하면서 수행된다.The crosslinking step is carried out in a press at a temperature of 190 ° C., a pressure of 100 bar and lasts for 10 minutes. The mold is preheated to 190 ° C. The cooling step is carried out while maintaining a pressure of 100 bar.

기계적 응력하에서 재료의 열 크리프 측정은 표준 NF EN 60811-2-1에 따라 결정된다.Thermal creep measurements of materials under mechanical stress are determined according to standard NF EN 60811-2-1.

상기 테스트는 일반적으로 열 세팅 시험(HST: Hot Set Test)으로 언급되며, 이는 0.2MPa와 동등한 응력(stress) 적용에 대응하는 질량을 갖는 H2 덤벨형의 시편의 한쪽 끝을 밸러스트하는 단계, 및 15분 동안 200±1℃에서 가열된 오븐 내에 조립체를 위치시키는 단계로 이루어진다.This test is commonly referred to as a hot set test (HST), which involves ballasting one end of an H2 dumbbell type specimen having a mass corresponding to a stress application equivalent to 0.2 MPa, and 15 Positioning the assembly in a heated oven at 200 ± 1 ° C. for minutes.

상기 시간 후에, a%로 표현되는 시편의 응력하에서의 최대 열신장도가 기록된다.After this time, the maximum thermal elongation under stress of the specimen, expressed as a%, is recorded.

그 후, 현탁된 덩어리가 제거되고, 시편은 오븐에서 추가 5분 동안 유지된다.The suspended mass is then removed and the specimen is held in the oven for an additional 5 minutes.

a%로 표현되기 전에, 잔류자기(또는 잔류자기 신장도)로도 알려져 있는 잔류 영구 신장도가 측정된다.Before expressed as a%, the residual permanent elongation, also known as residual magnetic (or residual magnetic elongation), is measured.

재료가 더 가교결합될수록, 잔류자기 및 응력하 최대 신장도의 값이 더 낮아진다는 점이 상기된다.It is recalled that the more crosslinked the material, the lower the value of residual magnetism and maximum elongation under stress.

또한, 기계적 응력과 온도의 조합된 작용하에서 테스트하는 동안 시편이 충격(break)을 받은 경우, 테스트 결과는 논리적으로 실패로 여겨진다는 점이 주목된다.It is also noted that the test results are logically considered to be a failure if the specimen is broken during testing under the combined action of mechanical stress and temperature.

상기에서 관심을 가져야 할 것은, 신장도가 100%를 초과하지 않는다면 그 값은 요구조건을 준수한 것으로 고려된다. 상기 값을 초과하면, 파열된 것과 마찬가지로 테스트 작용은 순응하지 않는 것으로 간주될 것이다.It should be noted above that if the elongation does not exceed 100% the value is considered to comply with the requirements. If this value is exceeded, the test action will be considered to be noncompliant, as ruptured.

기계적 및 열적 노화 특성 mechanical and thermal aging characteristics

1mm 두께의 플레이트는 함침된 입자를 이용하여 주조된다. 상기 주조는 압력 없이 2분 그 후 100bar에서 3분의 하나의 사이클에 따라 프레스 내 120℃에서 수행된다. 그 후, 상기 플레이트는 100bar의 압력하에서 냉각된다.Plates 1 mm thick are cast using impregnated particles. The casting is carried out at 120 ° C. in a press for 2 minutes without pressure followed by one cycle of 3 minutes at 100 bar. The plate is then cooled under a pressure of 100 bar.

가교결합 단계는 프레스 내에서 100bar의 압력하 190℃의 온도에서 발생되며, 10분 동안 지속된다. 주형은 190℃로 사전가열된다. 냉각 단계는 100bar의 압력을 유지하면서 수행된다.The crosslinking step takes place at a temperature of 190 ° C. under a pressure of 100 bar in the press and lasts for 10 minutes. The mold is preheated to 190 ° C. The cooling step is carried out while maintaining a pressure of 100 bar.

기계적 특성(충격시의 신장도 및 응력)은 표준 NF EN 60811-1-1에 따라 H2 덤벨형의 시편에 대해 측정된다.Mechanical properties (elongation and stress at impact) are measured on specimens of H2 dumbbell type in accordance with standard NF EN 60811-1-1.

두께가 정확하게 측정된 시편은 실온에서 최소 16시간 이후에 테스트된다. 견인 속도(traction speed)는 200mm/min이다. 이에 따라, 초기 기계적 특성의 값이 결정된다.Specimens with accurate thickness measurements are tested after a minimum of 16 hours at room temperature. The traction speed is 200 mm / min. Thus, the value of the initial mechanical properties is determined.

두께가 정확하게 측정된 시편은 열 노화(thermal aging, 135℃에서 7일)를 가속화하기 위하여 오븐 내에 위치하게 되고, 그 후 동일한 방식으로 특징화된다. 이에 따라, 충격에 대한 신장도 및 응력 변화가 결정된다. 인장응력인지 또는 충격에 대한 신장도인지에 무관하게, +25%와 -25% 사이에 있을 때 변화는 충분한 것으로 간주된다.Specimens with accurate thickness measurements are placed in an oven to accelerate thermal aging (7 days at 135 ° C.) and are then characterized in the same manner. Accordingly, the elongation and stress change with respect to the impact are determined. Regardless of whether it is tensile stress or elongation to impact, the change is considered sufficient when it is between + 25% and -25%.

가교결합가능한 조성물 C1 내지 C9로부터 유래된 비-가교결합된 플레이트와 가교결합된 플레이트의 특징화에 관한 모든 결과들이 하기 표 2에 기재되어 있다.All results regarding the characterization of the crosslinked plates with the non-crosslinked plates derived from the crosslinkable compositions C1 to C9 are shown in Table 2 below.

가교결합가능한 조성물Crosslinkable Composition C1C1 C2C2 C3C3 C4C4 C5C5 C6C6 C7C7 C8C8 C9C9 MH
(dN.m)
MH
(dN.m)
3.23.2 3.43.4 3.23.2 3.03.0 2.22.2 3.23.2 2.82.8 1.91.9 1.21.2
130℃에서 ML
(Mooney 단위)
ML at 130 ℃
(Mooney unit)
9.49.4 9.79.7 9.79.7 9.79.7 9.19.1 7.57.5 7.57.5 8.88.8 8.88.8
t0(ML+0)
(min)
t0 (ML + 0)
(min)
1515 2222 1313 1717 1919 3131 2525 2222 1515
t1(ML+1)
(min)
t1 (ML + 1)
(min)
4545 5252 1515 4949 5555 6969 6464 6666 8484
t2(ML+2)
(min)
t2 (ML + 2)
(min)
6666 7474 1616 7979 9191 102102 104104 115115 154154
CH4 Sievert
(μmol/g XLPE)
CH 4 Sievert
(μmol / g XLPE)
113113 101101 9393 104104 5858 6969 6767 --- ---
200℃에서 열 셋팅(Hot set)Hot set at 200 ° C 최대 신장도
(%)
Elongation
(%)
70-7570-75 50-6550-65 60-8060-80 70-9570-95 파열rupture 60-6560-65 65-8065-80 파열rupture 파열rupture
잔류 자기
(%)
Residual magnetic
(%)
00 00 00 00 -- 00 00 -- --
135℃에서 7일 동안 촉진된 열노화Accelerated thermal aging at 135 ° C. for 7 days 인장응력의 변화
(%)
Change in tensile stress
(%)
-33-33 00 66 -33-33 -23-23 -16-16 00 +3+3 +3+3
충격시의 신장도의 변화
(%)
Change in elongation at impact
(%)
-17-17 +6+6 55 -16-16 -13-13 -4-4 +10+10 +3+3 -1-One

본 발명에 따른 보조제의 첨가는 가교결합에 필요한 퍼옥시드의 양을 유의적으로 감소시킬 수 있게 하며, 이에 따라 방출되는 휘발성 물질(메탄)의 양을 감소시킬 수 있으며, 동시에 원하는 가교결합 밀도를 유지하게 한다. 이는 MH와 200℃에서 열 세팅 시험(HST)에서의 신장도에 의해 주어진다.The addition of the adjuvant according to the invention makes it possible to significantly reduce the amount of peroxide required for crosslinking, thereby reducing the amount of volatiles (methane) released, while at the same time maintaining the desired crosslink density. Let's do it. This is given by the elongation in the heat setting test (HST) at MH and 200 ° C.

조성물 C1(1.42 pcr BCP) 및 C4(1.25 pcr DTBH)의 비교예는 약 3.0-3.2dN.m의 MH 및 60-80% 범위의 HST 신장도를 갖는다.Comparative examples of compositions C1 (1.42 pcr BCP) and C4 (1.25 pcr DTBH) have an MH of about 3.0-3.2 dN.m and an HST elongation in the range of 60-80%.

큐밀 퍼옥시드(BCP)의 경우, 1.0pcr의 TVCH 첨가는 전술한 특성들에 대해 영향을 미치지 않으면서 퍼옥시드의 양을 1.27pcr(조성물 C2)까지 낮출 수 있게 한다. 1.0pcr의 DVB를 첨가하면 퍼옥시드의 양을 1.12pcr까지 감소시킬 수 있는 조성물 C3의 DVB에 대해, 동일한 결론이 적용된다. 이와 동시에, 가교결합하는 동안 방출되는 메탄의 양은 113 μmol/g XLPE로부터 101 μmol/g XLPE(TVCH) 및 93 μmol/g XLPE(DVB)로 변화된다. 조성물 C1에 비해, 조성물 C2에 대한 충격 시간 t1 및 t2 그리고 135℃에서의 열 노화 작용이 개선되었다.In the case of cumyl peroxide (BCP), the addition of 1.0 pcr of TVCH allows the amount of peroxide to be lowered to 1.27 pcr (composition C2) without affecting the properties described above. The same conclusion applies to DVB of composition C3, where the addition of 1.0 pcr of DVB can reduce the amount of peroxide to 1.12 pcr. At the same time, the amount of methane released during crosslinking varies from 113 μmol / g XLPE to 101 μmol / g XLPE (TVCH) and 93 μmol / g XLPE (DVB). Compared to composition C1, the heat aging action at impact times t1 and t2 and 135 ° C for composition C2 was improved.

비교예 C4와 관련된 지방족 퍼옥시드(DTBH)의 경우, 1.0pcr(조성물 C6) 또는 2.0pcr(조성물 C7)의 TVCH의 첨가는 가교결합 성질에 영향을 미치지 않으면서 퍼옥시드의 양을 1.05pcr까지 낮출 수 있게 한다. 가교결합 동안 방출되는 메탄의 양은 104 μmol/g XLPE로부터 69 μmol/g XLPE(조성물 C6) 및 67 μmol/g XLPE(조성물 C7)로 현저하게 감소된다. 상기의 경우, 충격 시간과 135℃에서의 열 노화 작용도 상당히 개선된다.For aliphatic peroxides (DTBH) associated with Comparative Example C4, the addition of 1.0 pcr (composition C6) or 2.0 pcr (composition C7) TVCH lowers the amount of peroxide to 1.05 pcr without affecting the crosslinking properties. To be able. The amount of methane released during crosslinking is significantly reduced from 104 μmol / g XLPE to 69 μmol / g XLPE (composition C6) and 67 μmol / g XLPE (composition C7). In this case, the impact time and thermal aging at 135 ° C. are also significantly improved.

보조제를 첨가하지 않은 감소(조성물 C5)는 가교결합된 시스템(HST에서의 파열)을 야기시킨다.The reduction without addition of the adjuvant (composition C5) causes a crosslinked system (rupture in HST).

동일한 조건하에서(1.0pcr TVCH, 조성물 C8 - 2.0pcr TVCH, 조성물 C9), m-디이소프로페닐벤젠(MDIB)의 사용은 HST를 통과하기 위해 충분히 가교결합된 그물망 구조(network)를 야기하지 못한다.Under the same conditions (1.0 pcr TVCH, Composition C8-2.0 pcr TVCH, Composition C9), the use of m-diisopropenylbenzene (MDIB) does not result in a network that is sufficiently crosslinked to pass through HST.

Claims (12)

전기 전도체(2), 상기 전기 전도체(2)를 둘러싸는 첫번째 반도체성 층(3), 상기 첫번째 층(3)을 둘러싸는 두번째 전기 절연층(4) 및 상기 두번째 층(4)을 둘러싸는 세번째 반도체성 층(5)을 포함하고, 상기 3개의 층들(3,4,5) 중 하나 이상은 하나 이상의 폴리올레핀 및 가교결합제로서 유기 퍼옥시드를 포함하는 가교결합가능한 조성물로부터 획득된 가교결합된 층인, 전기 케이블(1)에 있어서,
상기 조성물은 2개 이상의 불포화 부분을 포함하는 가교결합보조제를 추가적으로 포함하고, 상기 불포화 부분 중 하나는 CH2=CH- 형태의 비닐 관능기이며,
2개의 상기 불포화 부분이 첫번째로 폴리올레핀에 그래프트할 수 있고, 두번째로 폴리올레핀의 가교결합에 참여할 수 있으며,
상기 가교결합보조제는 가교결합가능한 조성물 내 사용되는 유기 퍼옥시드의 비율을 감소시키고, 및 상기 가교결합된 층이 100% 이하의 표준 NF EN 60811-2-1에 따른 응력 하 최대 열신장도를 가지는 것을 특징으로 하는 전기 케이블(1).
An electrical conductor 2, a first semiconducting layer 3 surrounding the electrical conductor 2, a second electrical insulation layer 4 surrounding the first layer 3 and a third surrounding the second layer 4 Comprising a semiconducting layer (5), wherein at least one of the three layers (3, 4, 5) is a crosslinked layer obtained from a crosslinkable composition comprising at least one polyolefin and an organic peroxide as a crosslinking agent. In the electric cable (1),
The composition further comprises a crosslinking aid comprising at least two unsaturated moieties, one of the unsaturated moieties being a vinyl functional group in the form CH 2 = CH-,
Two such unsaturated moieties may first be grafted to the polyolefin, secondly may participate in crosslinking of the polyolefin,
The crosslinking aids reduce the proportion of organic peroxides used in the crosslinkable composition, and the crosslinked layer has a maximum thermal elongation under stress according to standard NF EN 60811-2-1 of 100% or less. An electric cable (1), characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 가교결합보조제의 2개 이상의 불포화 부분이 비닐 관능기인 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 1,
At least two unsaturated portions of said crosslinking aid are vinyl functional groups.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폴리올레핀이 에틸렌 중합체인 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method according to claim 1 or 2,
And said polyolefin is an ethylene polymer.
제3항에 있어서,
상기 에틸렌 중합체가 저밀도 폴리에틸렌(LDPE: Low-Density PolyEthylene)인 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 3,
The ethylene polymer is low-density polyethylene (LDPE: Low-Density PolyEthylene) characterized in that the electric cable.
제1항에 있어서,
상기 가교결합가능한 조성물이 조성물 내 중합체 100 중량부에 대하여 50.0 중량부를 초과하는 폴리올레핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 1,
And wherein the crosslinkable composition comprises more than 50.0 parts by weight of polyolefin based on 100 parts by weight of polymer in the composition.
제1항에 있어서,
상기 유기 퍼옥시드가 지방족 퍼옥시드인 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 1,
And said organic peroxide is an aliphatic peroxide.
제6항에 있어서,
상기 유기 퍼옥시드가 삼차 디알킬 지방족 퍼옥시드인 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 6,
And wherein said organic peroxide is tertiary dialkyl aliphatic peroxide.
제1항에 있어서,
상기 가교결합가능한 조성물이 폴리올레핀에 그래프트할 수 있는 단일의 반응성 관능기 및 하나 이상의 방향족 핵을 포함하는 방향족 화합물을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 1,
Wherein the crosslinkable composition further comprises an aromatic compound comprising a single reactive functional group capable of grafting to the polyolefin and at least one aromatic nucleus.
제8항에 있어서,
상기 방향족 화합물의 단일의 반응성 관능기가 비닐 관능기인 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 8,
An electric cable, wherein the single reactive functional group of the aromatic compound is a vinyl functional group.
제1항에 있어서,
상기 가교결합된 층이 전기 절연층인 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 1,
And wherein said crosslinked layer is an electrical insulation layer.
제1항에 있어서,
상기 케이블의 3개의 층이 가교결합된 층인 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 1,
And wherein the three layers of the cable are crosslinked layers.
제1항에 있어서,
상기 가교결합가능한 조성물이 조성물 내에서 중합체(들) 100 중량부에 대하여 2.00 중량부 이하의 유기 퍼옥시드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 케이블.
The method of claim 1,
And wherein the crosslinkable composition comprises up to 2.00 parts by weight of organic peroxide with respect to 100 parts by weight of polymer (s) in the composition.
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