KR102235440B1 - Semi-conductive composition for power cable joint - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력 케이블용 반도전성 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기계적 물성 및 전기적 물성이 우수한 전력 케이블용 반도전성 조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 스코치 안정성이 향상되고, 우수한 전계완화 효과를 통한 공간전하 축척억제 특성이 향상되어 고압 및 초고압 직류 전력 케이블의 접속함에도 적용될 수 있는 전력 케이블의 접속함용 반도전성 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconducting composition for a power cable. More specifically, it relates to a semiconducting composition for a power cable excellent in mechanical properties and electrical properties. More specifically, it relates to a semiconductive composition for a power cable junction box that can be applied to a junction box of a high-voltage and ultra-high voltage DC power cable by improving the scorch stability and improving the properties of suppressing the accumulation of space charges through an excellent electric field relaxation effect.
Description
본 발명은 전력 케이블용 중간접속함의 반도전성 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전기적 특성 및 기계적 물성이 우수한 전력 케이블용 중간접속함의 내부 및 외부 반도전성 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductive composition of an intermediate junction box for a power cable. More specifically, it relates to an inner and outer semiconducting composition of an intermediate junction box for a power cable having excellent electrical properties and mechanical properties.
더욱 구체적으로 전력케이블의 도체로부터 발생하는 전계를 고르게 분산시킴으로써, 절연파괴 억제 및 공간전하 축척억제 능력을 향상시키는 전력 케이블용 중간접속함의 반도전성 조성물에 관한 것이다.More specifically, it relates to a semiconductive composition of an intermediate junction box for a power cable, which improves the ability to suppress insulation breakdown and suppress the accumulation of space charges by evenly dispersing an electric field generated from a conductor of a power cable.
또한 본 발명은 도체, 내부반도전층, 절연층, 외부반도전층 포함하는 중간접속구조에서 내부반도전층과 외부반도전층에 적용되는 반도전조성물을 제공하는 것이다.In addition, the present invention provides a semiconducting composition applied to an inner semiconducting layer and an outer semiconducting layer in an intermediate connection structure including a conductor, an inner semiconducting layer, an insulating layer, and an outer semiconducting layer.
고압 또는 초고압의 전력케이블의 접속부에서 중간접속함은 내부반도전층 및 절연층, 외부반도전층으로 구성된 형태로서, 상기 내외부 반도전층은 도체로부터의 전기장을 균일하게 분산하는 역할을 하게 된다.The intermediate junction box at the connection part of a high-voltage or ultra-high voltage power cable is composed of an inner semiconducting layer, an insulating layer, and an outer semiconducting layer, and the inner and outer semiconducting layers uniformly distribute the electric field from the conductor.
중간접속함용 반도전 조성물은 주로 실리콘 고무와 도전성 필러를 혼합하여 제조하는 것이 일반적이지만, 이러한 구조는 전계의 분산효과가 충분치 않고, 장기간에 걸친 지속적인 성능이 요구되기 때문에, 이를 구성하는 고분자 복합재료는 우수한 전기적 특성 및 내구성을 필요로 하며, 장시간 사용하여도 초기 성능을 안정적으로 유지하는 장기 신뢰성을 만족해야 한다.Semiconducting compositions for intermediate junction boxes are generally manufactured by mixing silicone rubber and conductive fillers, but this structure does not have a sufficient dispersing effect of the electric field and requires continuous performance over a long period of time, so the polymer composite material constituting it is It requires excellent electrical properties and durability, and should satisfy long-term reliability that maintains stable initial performance even when used for a long time.
이러한 특성을 만족시키기 위하여, 우리나라 특허등록공보 제1865267호에서는 실리콘수지와 탄소나노튜브를 주성분으로 우수한 전기전도성을 개선하고 있지만, 가공성과 전기장 분산효과가 충분하지 못하므로 여전히 전기적 특성의 개선점이 필요하고, 또한 여전히 베이스 수지와 도전성 입자 간의 분산성이 감소되는 문제점이 있다.In order to satisfy these characteristics, Korean Patent Registration No. 1865267 improves excellent electrical conductivity with silicon resin and carbon nanotubes as the main components. However, since the workability and electric field dispersion effect are insufficient, there is still a need to improve electrical characteristics. In addition, there is still a problem in that the dispersibility between the base resin and the conductive particles is reduced.
본 발명은 상기의 문제를 해결함으로써 고압 및 초고압 케이블의 중간접속구조에서 전기장 분산효과가 뛰어나며 동시에 우수한 기계적 특성을 만족시키는 내외부 반도전성 조성물을 제공하는 것이다.The present invention provides an internal and external semiconducting composition that has excellent electric field dispersion effect in an intermediate connection structure of high-voltage and ultra-high voltage cables and satisfies excellent mechanical properties by solving the above problems.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 안출된 것으로, 전력케이블이 도체를 감싸는 중간접속함의 내부반도전층, 절연층, 외부반도전층에서 내외부반도전층의 반도전성 조성물을 제공하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and provides a semiconductive composition of an inner and outer semiconducting layer in an inner semiconducting layer, an insulating layer, and an outer semiconducting layer of an intermediate junction box in which a power cable surrounds a conductor.
본 발명은 전력 케이블, 더욱 구체적으로 고압 및 초고압 전력 케이블의 접속구조에 사용되는 반도전성 조성물로서, 우수한 기계적 특성을 만족함과 동시에 체적저항이 현저하게 감소하는 반도전 조성물을 제공하는 것에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a semiconducting composition used in a power cable, more specifically a connection structure of a high-voltage and ultra-high voltage power cable, which satisfies excellent mechanical properties and at the same time significantly reduces volume resistance.
본 발명은 반도전성 조성물이 AC/DC/AC의 변환에 따른 극성 반전에 의한 전하와 전하량을 감소시킬 수 있으며, 기계적인 물성이 우수하고 도전성 필러의 분산특성이 우수한 전력 케이블의 중간접속함 용 반도전성 조성물을 제공하고자 하는데 목적이 있다.In the present invention, the semiconductive composition can reduce the electric charge and the amount of electric charge due to polarity reversal according to the conversion of AC/DC/AC, and has excellent mechanical properties and excellent dispersion characteristics of a conductive filler. There is an object to provide a malleable composition.
또한, 도전성 필러인 카본블랙과 탄소나노튜브의 분산성 확보 기술 적용 및 이를 통한 절연층과의 계면에서 첨극 현상을 저감하는 것에 목적이 있다.In addition, it is an object to apply a technology for securing dispersibility of carbon black and carbon nanotubes, which are conductive fillers, and to reduce the additive phenomenon at the interface with the insulating layer through the application.
또한 본 발명은 초고압 케이블에서 요구되는 금속이온 불순물 함량 기준을 만족시키기 위하여 분산성이 취약한 고순도의 탄소나노튜브의 우수한 분산특성 확보기술을 제공하는 것이다.In addition, the present invention is to provide a technology for securing excellent dispersion characteristics of high-purity carbon nanotubes having poor dispersibility in order to satisfy the metal ion impurity content standard required in an ultra-high voltage cable.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 One aspect of the present invention for achieving the above object
(A) ML(1+4) 100℃ 점도가 25 ~ 55의 값을 가지는 것으로서, 에틸렌의 함량이 50 내지 60몰%을 가지는 에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머를 포함하는 베이스 수지, (A) ML(1+4) base resin comprising an ethylene-propylene-diene elastomer having a viscosity of 25 to 55 at 100° C. and having an ethylene content of 50 to 60 mol%,
(B) 카본블랙,(B) carbon black,
(C) 고순도 탄소나노튜브,(C) high purity carbon nanotubes,
(D) 가교제 및 (D) a crosslinking agent and
(E) 40℃에서 동점도가 200 내지 500의 폴리올레핀 수지,(E) a polyolefin resin having a kinematic viscosity of 200 to 500 at 40°C,
를 포함하는 반도전성 조성물을 제공하는 것이다.It is to provide a semiconductive composition comprising a.
본 발명의 일 양태에서, 상기 (A)에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머 100 중량부에 대하여, (B)카본블랙 20 내지 60 중량부, (C)고순도 탄소나노튜브 2 내지 10중량부 (D)가교제 1 내지 5중량부 및 (E)폴리올레핀 수지 15 내지 30 중량부를 포함하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, based on 100 parts by weight of the (A) ethylene-propylene-diene-based elastomer, (B) 20 to 60 parts by weight of carbon black, (C) 2 to 10 parts by weight of high-purity carbon nanotubes (D) It may include 1 to 5 parts by weight of a crosslinking agent and 15 to 30 parts by weight of (E) a polyolefin resin.
본 발명의 일 양태에서, 상기 카본블랙은 ASTM D1514-01에 따른 25 메쉬(45㎛)의 시브 잔류물(sieve residue) 함량이 10 ppm 이하이고, ASTM D1506-99에 따른 애쉬(Ash) 함량이 0.02wt% 이하이며, ASTM D3037-89에 따른 비표면적이 60 ~ 150㎡/g인 것을 포함하는 것을 더욱 선호한다.In one aspect of the present invention, the carbon black has a sieve residue content of 10 ppm or less of 25 mesh (45 μm) according to ASTM D1514-01, and an ash content according to ASTM D1506-99. It is more preferable to include those having a specific surface area of 60 to 150 m 2 /g according to ASTM D3037-89 and less than 0.02 wt%.
본 발명의 일 양태에서, 상기 고순도 탄소나노튜브는 금속이온성 불순물의 함량이 20,000ppm이하이며, 그중 철(Fe)의 함량이 100ppm 미만인 다중벽 구조의 탄소나노튜브인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the high-purity carbon nanotube may be a multi-walled carbon nanotube having a metal ionic impurity content of 20,000 ppm or less, of which iron (Fe) content is less than 100 ppm.
또한 상기 고순도 탄소나노튜브는 탄소나노튜브의 순도가 98 ~ 100%의 고순도인 것이 초고압 케이블에서 반도전성 자재에 요구되는 금속이온 불순물 기준을 만족시키며, 분산성 확보기술 적용을 통해 우수한 체적저항 특성 및 공간전하 감소를 달성할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 상기 탄소나노튜브의 철 함량이 100ppm 이하로 유지하는 경우, 상기 카본블랙을 단독으로 사용하는 것에 비하여, 체적저항의 감소를 1/2이하로, 1/3이하 아주 좋게는 1/10이하로 유지할 수 있다. 더구나 상기 탄소나노튜브가 철 함량이 100ppm 이하이고 또한 칼슘의 함량이 10ppm 이하로 유지하는 경우, 상기 특성을 더욱 우수하게 나타나므로 더욱 선호된다.In addition, the high-purity carbon nanotubes satisfy the metal ion impurity standards required for semiconducting materials in ultra-high voltage cables because the purity of the carbon nanotubes is 98-100%. Space charge reduction can be achieved. In particular, in the present invention, when the iron content of the carbon nanotubes is maintained at 100 ppm or less, compared to using the carbon black alone, the reduction in volume resistance is reduced to 1/2 or less, 1/3 or less, very preferably 1 It can be kept below /10. In addition, when the carbon nanotubes have an iron content of 100 ppm or less and a calcium content of 10 ppm or less, the above properties are more excellent, and thus more preferable.
더욱 구체적으로 본 발명의 일 양태는 상기 (A)에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머 100 중량부에 대하여, (B)카본블랙 20 내지 60 중량부, (C) 금속이온성 불순물의 함량이 20,000ppm이하이며 그중 철(Fe)의 함량이 100ppm 미만인 탄소나노튜브 2 내지 10중량부 (D)가교제 1 내지 5중량부 및 (E) 중량평균 분자량 1000 내지 15000의 폴리에틸렌 15 내지 30 중량부를 포함하는 반도전성 조성물의 경우에 체적저항이 더욱 낮고 또한 기계적 물성이 우수하며, 반도전성 조성물의 매트릭스를 비극성 고분자와 극성 고분자를 함께 구성함으로써 도전성 필러의 우수한 분산특성을 부여할 수 있으므로 더욱 선호한다.More specifically, one aspect of the present invention is based on 100 parts by weight of the (A) ethylene-propylene-diene-based elastomer, (B) 20 to 60 parts by weight of carbon black, and (C) the content of metal ionic impurities is 20,000 ppm or less. And 2 to 10 parts by weight of carbon nanotubes having an iron (Fe) content of less than 100 ppm (D) 1 to 5 parts by weight of a crosslinking agent, and (E) 15 to 30 parts by weight of polyethylene having a weight average molecular weight of 1000 to 15000. In the case of, the volume resistance is lower and the mechanical properties are excellent, and by forming the matrix of the semiconductive composition together with the non-polar polymer and the polar polymer, excellent dispersion characteristics of the conductive filler can be imparted, so it is more preferred.
본 발명의 일 양태에서, 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌계 수지를 더 포함하는 전력 케이블용 반도전성 조성물을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명은 상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌계 수지가 (A)베이스수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부로 포함하는 반도전성 조성물을 제공할 수 있다. 상기 무수말레산으로 그라프트된 폴리에틸렌계의 극성 수지를 채택하는 경우 비극성인 에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머와 함께 매트릭스를 구성함으로써 컴파운딩 공정 간에 도전성 필러의 분산특성을 향상시키기고, 따라서 전기장의 분산효과가 더욱 우수한 특성을 나타내므로 선호한다.In one aspect of the present invention, it is possible to provide a semiconducting composition for a power cable further comprising a polyethylene-based resin grafted with maleic anhydride. More specifically, the present invention can provide a semiconductive composition comprising 0.1 to 5 parts by weight of the polyethylene-based resin grafted with maleic anhydride (A) based on 100 parts by weight of the base resin. When the polyethylene-based polar resin grafted with maleic anhydride is used, a matrix is formed with a non-polar ethylene-propylene-diene-based elastomer to improve the dispersion characteristics of the conductive filler between compounding processes, thus dispersing the electric field. It is preferred because the effect shows more excellent properties.
또한 본 발명의 일 양태에서, 상기 조성물은 산화방지제 및 안정제에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.In addition, in one aspect of the present invention, the composition may further include any one or more additives selected from antioxidants and stabilizers.
또한 본 발명의 일 양태에서, 상기 산화방지제는 힌더드 페놀계 화합물 및 힌더드 아민계 화합물으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.In addition, in one aspect of the present invention, the antioxidant may be any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of a hindered phenol compound and a hindered amine compound.
또한 본 발명의 일 양태에서, 상기 가교제는 t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 라우릴 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, α,α-비스(t-부틸 퍼옥시 이소프로필)벤젠 및 α,α-비스(t-부틸 퍼옥시)-1,3-디이소프로필벤젠에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.In addition, in one aspect of the present invention, the crosslinking agent is t-butyl cumyl peroxide, benzoyl peroxide, lauryl peroxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, 2,5-dimethyl-2 ,5-di(t-butyl peroxy)hexane, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroxy benzoate, α,α-bis(t-butyl peroxyisopropyl)benzene and α,α-bis It may be any one or a mixture of two or more selected from (t-butyl peroxy)-1,3-diisopropylbenzene.
또한 본 발명의 일 양태에서, 상기 반도전성 조성물은 ASTM D 1646에 따라 100℃, t5에서 측정된 스코치 시간이 100분 이상이고, ASTM D991에 따라 고온(90℃)에서 측정된 체적저항이 250 Ωcm 이하인 것일 수 있다.In addition, in one aspect of the present invention, the semiconductive composition has a scorch time of 100 minutes or more, measured at 100°C and t5 according to ASTM D 1646, and a volume resistance of 250 Ωcm, measured at a high temperature (90°C) according to ASTM D991. It may be the following.
본 발명은 카본블랙과 함께 불순물 함량이 낮은 고순도 탄소나노튜브(CNT)를 포함하는 도전재를 투입함으로써, 체적저항이 감소하고 전계완화 효과가 우수하고 사출성형가공에 유리하며, 기계적 및 전기적 특성 또한 만족하는 반도전성 조성물을 제공할 수 있다. In the present invention, by introducing a conductive material containing high-purity carbon nanotubes (CNT) having a low impurity content along with carbon black, the volume resistance is reduced, the electric field relaxation effect is excellent, it is advantageous for injection molding processing, and the mechanical and electrical properties are also It is possible to provide a satisfactory semiconductive composition.
또한 본 발명은 상온에서 뿐만 아니라 특히 고온(130℃)에서 CNT가 반도전성 조성물 내부에서 열에 의해 재배열함으로써 보다 우수한 체적저항 특성을 확보하고, 이를 통해 도체에서 발생되는 열에 의한 고온 환경에서도 우수한 전계완화 효과로 공간전하를 크게 감소시켜 공간전하의 축적으로 인한 절연파괴 문제점을 해결할 수 있다.In addition, the present invention secures more excellent volume resistance characteristics by rearranging CNTs by heat inside the semiconducting composition not only at room temperature but also at high temperature (130°C), and through this, excellent electric field relaxation in high-temperature environments due to heat generated from conductors. As an effect, the space charge can be greatly reduced, thereby solving the problem of insulation breakdown caused by the accumulation of space charge.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples or examples including the accompanying drawings. However, the following specific examples or examples are only one reference for describing the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. In addition, unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The terms used in the description in the present invention are merely for effectively describing specific embodiments and are not intended to limit the present invention.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. In addition, the singular form used in the specification and the appended claims may be intended to include the plural form unless otherwise indicated in the context.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
본 발명의 발명자들은 에틸렌-프로필렌-디엔 엘라스토머를 매트릭스 수지로 사용함으로써 유변학적 물성, 기계적인 물성 및 전기적인 물성이 우수한 조성물을 제공할 수 있으며, 또한 본 발명에서 특정의 탄소나노튜브(CNT) 및 카본블랙을 결합하여 도전재의 분산특성 향상 및 체적저항 감소와 이를 통한 공간전하의 축적을 더욱 억제할 수 있음을 발견하였다. The inventors of the present invention can provide a composition excellent in rheological properties, mechanical properties and electrical properties by using ethylene-propylene-diene elastomer as a matrix resin, and in the present invention, a specific carbon nanotube (CNT) and By combining carbon black, it was found that the dispersion characteristics of the conductive material can be improved, the volume resistance can be reduced, and the accumulation of space charges can be further suppressed.
또한 상기 에틸렌-프로필렌-디엔 엘라스토머에 상기 다른 본 발명의 조성 성분들을 조합함으로써, 기계적 및 체적저항을 포함하는 전기적 특성 또한 만족하는 전력 케이블의 접속함용 반도전성 조성물을 제공할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.In addition, by combining the other components of the present invention with the ethylene-propylene-diene elastomer, the present invention discovered that it was possible to provide a semiconductive composition for a junction box of a power cable that also satisfies electrical properties including mechanical and volume resistance. Was completed.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 One aspect of the present invention for achieving the above object
(A) ML(1+4) 100℃ 점도가 25 ~ 55의 값을 가지는 것으로서, 에틸렌의 함량이 50 내지 60몰%을 가지는 에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머를 포함하는 베이스 수지, (A) ML(1+4) base resin comprising an ethylene-propylene-diene elastomer having a viscosity of 25 to 55 at 100° C. and having an ethylene content of 50 to 60 mol%,
(B) 카본블랙,(B) carbon black,
(C) 고순도 탄소나노튜브,(C) high purity carbon nanotubes,
(D) 가교제 및 (D) a crosslinking agent and
(E) 40℃에서 동점도가 200 내지 500의 폴리올레핀 수지,(E) a polyolefin resin having a kinematic viscosity of 200 to 500 at 40°C,
를 포함하는 반도전성 조성물을 제공하는 것이다.It is to provide a semiconductive composition comprising a.
또한 본 발명은 상기에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 금속이온 불순물의 함량이 20,000ppm이하이며 그중 철(Fe)의 함량이 100ppm 미만인 것을 더 선호한다.In addition, in the present invention, it is more preferable that the carbon nanotube has a metal ion impurity content of 20,000 ppm or less, of which iron (Fe) content is less than 100 ppm.
또한 상기 폴리올레핀 수지는 중량평균 분자량 1000 내지 15000 g/mol의 폴리에틸렌인 것을 더욱 선호한다.Further, the polyolefin resin is more preferably polyethylene having a weight average molecular weight of 1000 to 15000 g/mol.
또한 본 발명은 상기 카본블랙이 ASTM D1506-99에 따른 애쉬 함량이 0.02중량% 이하이며, ASTM D3037-89에 따른 비표면적이 60 내지 150㎡/g인 것을 포함하는 것을 더욱 선호한다.In addition, the present invention is more preferable that the carbon black contains an ash content of 0.02% by weight or less according to ASTM D1506-99, and a specific surface area of 60 to 150 m 2 /g according to ASTM D3037-89.
본 발명의 일 양태는 더욱 구체적으로, 상기 (A)에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머 100 중량부에 대하여, (B)카본블랙 20 내지 60 중량부, (C) 금속이온성 불순물의 함량이 20,000ppm이하이며 그중 철(Fe)의 함량이 100ppm 미만인 탄소나노튜브 2 내지 10중량부 (D)가교제 1 내지 5중량부 및 (E) 중량평균 분자량 1000 내지 15000의 폴리에틸렌 15 내지 30 중량부를 포함하는 반도전성 조성물을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is more specifically, based on 100 parts by weight of the (A) ethylene-propylene-diene-based elastomer, (B) 20 to 60 parts by weight of carbon black, (C) the content of metal ionic impurities is 20,000 ppm Semiconducting properties including 2 to 10 parts by weight of carbon nanotubes, of which iron (Fe) content is less than 100 ppm (D) 1 to 5 parts by weight of a crosslinking agent, and (E) 15 to 30 parts by weight of polyethylene having a weight average molecular weight of 1000 to 15000 It is to provide a composition.
또한 본 발명은 1차 산화방지제, 2차 산화방지제, 안정제, 활제, 가교제 등에서 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 각 각 0.05 내지 3중량부를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include 0.05 to 3 parts by weight of each of at least one component selected from a primary antioxidant, a secondary antioxidant, a stabilizer, a lubricant, a crosslinking agent, and the like.
본 발명의 에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머(EPDM)은 에틸렌과 프로필렌에 소량의 제3 성분(디엔)을 포함하여 제조되는 것으로, 주 사슬 중에 이중 결합을 도입한 다양한 EPDM이 모두 사용 가능하다. EPDM으로서는 제3 성분의 종류나 양의 차이에 의한 다양한 제품이 제공되어 있는데, 대표적인 디엔분으로는 예를 들면, 에틸리덴노르보르넨(ENB), 1,4-헥사디엔(1,4-HD), 디사이클로펜타디엔(DCP) 등을 들 수 있다. The ethylene-propylene-diene-based elastomer (EPDM) of the present invention is prepared by including a small amount of a third component (diene) in ethylene and propylene, and various EPDMs in which a double bond is introduced in the main chain can be used. As EPDM, a variety of products are provided based on the difference in the type or amount of the third component. Representative diene components include, for example, ethylidene norbornene (ENB), 1,4-hexadiene (1,4-HD). ), dicyclopentadiene (DCP), and the like.
본 발명에서 사용하는 EPDM은 ML(1+4) 100℃ 점도가 25 ~ 55의 값을 가지는 것으로서, 에틸렌의 함량이 50 내지 60몰% 함유하는 것이 본 발명의 조성에서 사출유동성 및 사출과정에서 스코치발생이 없고, 또한 탄소나노튜브와 카본블랙의 분산성을 더욱 좋게 하여 사출제품의 표면특성이 현저히 개선되어 더욱 좋다. The EPDM used in the present invention has a viscosity of 25 to 55 at 100°C (ML(1+4)), and the content of ethylene is 50 to 60 mol% in the composition of the present invention. There is no occurrence, and the dispersibility of the carbon nanotubes and carbon black is further improved, and the surface characteristics of the injection product are remarkably improved, which is even better.
본 발명의 일 양태에서, 상기 가교제는 t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 라우릴 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, α,α-비스(t-부틸 퍼옥시 이소프로필)벤젠 및 α,α-비스(t-부틸 퍼옥시)-1,3-디이소프로필벤젠에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the crosslinking agent is t-butyl cumyl peroxide, benzoyl peroxide, lauryl peroxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, 2,5-dimethyl-2, 5-di(t-butyl peroxy)hexane, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroxy benzoate, α,α-bis(t-butyl peroxy isopropyl)benzene and α,α-bis( It may be any one or a mixture of two or more selected from t-butyl peroxy)-1,3-diisopropylbenzene.
본 발명의 일 양태에서, 상기 반도전 조성물은 반도전층을 갖는 케이블의 접속구조용 내부 반도전층 및 외부 반도전층 모두를 포함한다.In one aspect of the present invention, the semiconducting composition includes both an inner semiconducting layer and an outer semiconducting layer for a connection structure of a cable having a semiconducting layer.
본 발명의 일 양태에서, 상기 반도전성 조성물은 ASTM D 1646에 따라 125℃, t5에서 측정된 스코치 시간이 100분 이상, 좋게는 140분 이상이고, ASTM D991에 따라 90℃에서 측정된 체적저항이 200 Ωcm , 좋게는 100Ωcm이하, 더욱 좋게는 50Ωcm이하 인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the semiconducting composition has a scorch time of 100 minutes or more, preferably 140 minutes or more, measured at 125°C and t5 according to ASTM D 1646, and a volume resistance measured at 90°C according to ASTM D991. It may be 200 Ωcm, preferably 100Ωcm or less, more preferably 50Ωcm or less.
본 발명에서 상기 카본블랙은 아세틸렌블랙 및 퍼니스블랙에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것일 수 있다. 상기 카본블랙은 구체적으로 예를 들어 ASTM D1514-01에 따른 25 메쉬(45㎛)의 시브 잔류물(sieve residue) 함량이 10 ppm 이하, 더욱 구체적으로 1 내지 10 ppm이고, ASTM D1506-99 에 따른 Ash 함량이 0.02 중량%이하, 더욱 구체적으로 0.005 내지 0.020 중량%이고, ASTM D3037-89에 따른 비표면적이 60 내지 150 ㎡/g인 것을 사용하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 고전도성을 발현할 수 있으며, EPDM 수지와 혼련성이 우수하고, 분산특성을 향상시킬 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the carbon black may be one selected from acetylene black and furnace black, or a mixture thereof. Specifically, the carbon black has a sieve residue content of 25 mesh (45 μm) according to ASTM D1514-01 of 10 ppm or less, more specifically 1 to 10 ppm, and according to ASTM D1506-99. Ash content of 0.02% by weight or less, more specifically 0.005 to 0.020% by weight, and a specific surface area according to ASTM D3037-89 of 60 to 150 m 2 /g may be used. High conductivity can be expressed in the above range, excellent kneading property with EPDM resin, and dispersion characteristics can be improved, so it is preferable, but is not limited thereto.
상기 카본블랙의 함량은 전도성을 발현하기에 충분한 함량이라면 제한되는 것은 아니나, 구체적으로 예를 들면, (A)베이스 수지 100 중량부에 대하여, 20 내지 60 중량부, 더욱 구체적으로 20 내지 50 중량부를 사용하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 분산성이 우수하며, 다른 성분들과의 혼련성이 우수하고, 전기적인 특성이 우수한 물성을 발현할 수 있는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.The content of the carbon black is not limited as long as it is an amount sufficient to express conductivity, but specifically, for example, (A) 20 to 60 parts by weight, more specifically 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. It may be to use. In the above range, it is preferable that dispersibility is excellent, kneading property with other components is excellent, and physical properties having excellent electrical properties can be expressed, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일 양태에서, 전기전도성과 강성이 매우 우수한 상기 탄소나노튜브를 상기 카본블랙과 혼성으로 조성하여 상대적으로 적은 양의 도전성 필러(CNT+C/B)의 적용으로도 보다 우수한 체적저항을 달성할 수 있으며, 우수한 기계적 특성을 갖을 수 있다. 뿐만 아니라 고비중의 카본블랙의 사용을 현격하게 저감함으로써 자재의 경량화를 이룰 수 있다. 다만 도전재로써 다량의 탄소나노튜브를 사용할 경우 침상형 구조의 기하학적 특성이 제품의 유변학적 특성에 영향을 미치며 이는 흐름성 및 가공성을 취약하게 하여 좋지 않다.In one aspect of the present invention, the carbon nanotubes having very excellent electrical conductivity and stiffness are mixed with the carbon black to achieve better volume resistance even by applying a relatively small amount of conductive filler (CNT+C/B). Can be achieved, and can have excellent mechanical properties. In addition, the use of high specific gravity carbon black can be remarkably reduced, thereby reducing the weight of materials. However, when a large amount of carbon nanotubes are used as a conductive material, the geometric characteristics of the acicular structure affect the rheological characteristics of the product, which is not good because it weakens the flowability and processability.
특히, 본 발명에서는 상기 고순도(98 ~ 100%) 탄소나노튜브를 사용하면서, Fe 이온의 함량을 100ppm 이하의 탄소나노튜브를 상기 카본블랙과 혼성으로 조합하여 사용할 경우 카본블랙을 단독으로 사용하는 것에 비하여, 체적저항의 감소를 1/2이하로, 1/3이하 아주 좋게는 1/10이하로 더욱 현저히 감소되도록 유지할 수 있어서 더욱 좋으며, 본 발명에 속하지 않은 탄소나노튜브와 카본블랙을 혼합하여 사용하는 경우에 비하여 더욱 체적저항 감소율이 우수하다.In particular, in the present invention, when the high purity (98-100%) carbon nanotubes are used and carbon nanotubes having an Fe ion content of 100 ppm or less are mixed with the carbon black, the use of carbon black alone In comparison, it is better to keep the reduction in volume resistance to be less than 1/2, and very preferably to less than 1/10, and it is better to use a mixture of carbon nanotubes and carbon black that do not belong to the present invention. Compared to the case, the volume resistance reduction rate is more excellent.
본 발명에서 상기 탄소나노튜브의 함량은 EPDM 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부를 사용하는 것이 좋다. 상기 범위에서 탄소나노튜브와 카본블랙의 혼합 조성 기술은 카본블랙이 상대적으로 취약한 전기적 특성과, 탄소나노튜브의 취약한 유변학적 특성을 상호 보완함으로써 도전성 입자가 EPDM 매트릭스 내에서 분산성을 향상시키고, 접속함에서 반도전층의 전계완화 능력을 향상시키며 이를 통해 공간전하의 감소효과를 뚜렷하게 나타날 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the content of the carbon nanotubes is preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of EPDM. In the above range, the mixed composition technology of carbon nanotubes and carbon black complements the relatively weak electrical properties of carbon black and the weak rheological properties of carbon nanotubes, thereby improving dispersibility of conductive particles in the EPDM matrix, and It is preferable, but is not limited thereto, because it improves the electric field relaxation ability of the semiconducting layer and can clearly exhibit the effect of reducing the space charge through this.
본 발명의 일 양태에서, 상기 산화방지제는 고온 환경에서 반도전층의 산화반응을 억제함으로써 장기수명을 확보하여 접속함의 장기내구성을 확보하기 위함으로써, 이 분야에서 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않지만, 구체적으로 예를 들면, 페놀이 히드록시기의 이웃한 위치의 두 곳 모두 알킬기로 치환되어 있는 힌더드 페놀계 화합물 및 힌더드 아민계 화합물 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 케이블 접속함의 장기 신뢰성 확보에 있어서 더욱 우수한 특성을 발휘할 수 있다. In one aspect of the present invention, the antioxidant is intended to secure a long life by suppressing the oxidation reaction of the semiconducting layer in a high-temperature environment, thereby ensuring long-term durability of the junction box, so that it is not particularly limited as long as it is used in this field, but specifically For example, using one or a mixture of two or more selected from hindered phenolic compounds and hindered amine compounds, in which phenol is substituted with an alkyl group at both adjacent positions of the hydroxy group, secures the long-term reliability of the cable junction box. In this case, it is possible to exhibit more excellent properties.
상기 힌더드 페놀계 화합물은, 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로 예를 들어, N,N'-헥사메틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로판아미드], 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2,4-비스-(n-옥틸티오)-6-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진, 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 2,2-티오-디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 트리에틸렌글리콜-비스-3(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 테트라키스-메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시시나네이트)-메탄, N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시-하이드록신나마미드), 3,5-디-t-부틸-4-하이드록시-벤질포스파스포네이트-디에틸에스테르, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 비스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질술폰산에틸칼슘, 트리스-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)-이소시아누레이트, 스테아릴-β-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 이소옥틸-3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 3,9-비스[1,1-디메틸-2-[β-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]에틸]2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 1,3,5-트리스(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시벤질)-sec-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)트리온, d-α-토코페롤 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.The hindered phenolic compound is not limited, but specifically, for example, N,N'-hexamethylenebis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanamide] , Triethylene glycol-bis[3-(3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionate, 1,6-hexanediol-bis[3-(3,5-di-t-) Butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,4-bis-(n-octylthio)-6-(4-hydroxy-3,5-di-t-butylanilino)-1,3, 5-triazine, pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 2,2-thio-diethylenebis[3-( 3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, triethylene glycol -Bis-3(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate, tetrakis-methylene (3,5-di-t-butyl-4-hydroxycinanate)-methane, N ,N'-hexamethylenebis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-hydroxynamamide), 3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-benzylphosphasponate- Diethyl ester, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, bis(3,5-di-t-butyl-4- Ethyl calcium hydroxybenzylsulfonate, tris-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-isocyanurate, stearyl-β-(3,5-di-t-butyl-4- Hydroxyphenyl)propionate, isooctyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, 3,9-bis[1,1-dimethyl-2-[β -(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]ethyl]2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane, 1,3,5-trimethyl- 2,4,6-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, 1,3,5-tris(3',5'-di-t-butyl-4'-hydro Oxybenzyl)-sec-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)trione, d-α-tocopherol, etc. These may be used alone or in combination of two or more. It is possible.
상기 힌더드 아민계 화합물은, 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로 예를 들어, 2-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)-2-n-부틸말론산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜), 1-[2-[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오닐옥시]에틸]-4-[3-(3,5-t-부틸-하이드록시페닐)프로피오닐옥시]2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.The hindered amine compound is not limited, but specifically, for example, 2-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-2-n-butylmalonic acid bis(1, 2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl), 1-[2-[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy]ethyl]- 4-[3-(3,5-t-butyl-hydroxyphenyl)propionyloxy]2,2,6,6-tetramethylpiperidine, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
상기의 힌더드 페놀계 산화방지제 및 힌더드 아민계 산화방지제를 사용하는 경우, 다른 산화방지제에 비하여, 또한 스코치 방지 특성이 현저하게 증가하여 압출되는 반도전체 층의 표면 평활성이 증가하는 예상하지 못한 효과도 나타나 더욱 선호될 수 있다. 더욱 구체적으로 2,2-티오-디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]을 사용하는 경우 스코치 시간이 증가하고, 공간전하가 감소되는 효과가 더욱 우수하여 선호될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.When the above hindered phenolic antioxidant and hindered amine antioxidant are used, compared to other antioxidants, the anti-scorch property is significantly increased, resulting in an unexpected effect of increasing the surface smoothness of the extruded semiconducting layer. May also appear and may be more preferred. More specifically, when 2,2-thio-diethylenebis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] is used, the scorch time increases and the space charge decreases. The effect is more excellent and may be preferred, but is not limited thereto.
상기 산화방지제의 함량은 제한되는 것은 아니나, 구체적으로 예를 들면, (A)베이스 수지 100 중량부에 대하여, 0.05 내지 3 중량부, 더욱 구체적으로 0.1 내지 1 중량부를 사용하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 스코치 방지 효과가 현저하므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.The content of the antioxidant is not limited, but specifically, for example, (A) based on 100 parts by weight of the base resin, 0.05 to 3 parts by weight, more specifically 0.1 to 1 parts by weight may be used. Since the anti-scorch effect is remarkable in the above range, it is preferable, but is not limited thereto.
본 발명의 일 양태에서, 상기 가교제는 EPDM 매트릭스 수지에 가교결합을 형성함으로써 그물과 같은 망상구조를 갖는 복합체를 형성하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 가교제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 더욱 좋게는 가공 온도에서 가교제의 반감기가 케이블의 중간접속함을 제조할 때 사출기의 계량부에서 체류하는 시간보다 훨씬 긴 것을 선택하는 것이 좋다. 그렇지 않으면 사출공정중 금형으로 주입(Injection)되기 이전에 계량부에서 일부 스코치(scorch) 현상이 발생할 수 있으며, 이는 흐름성 저하 및 미성형 등의 성형불량의 원인으로 작용할 수 있으며, 뿐만아니라 첨극현상 등으로 인한 전계집중 문제를 유발할 수 있다.In one aspect of the present invention, the crosslinking agent is for forming a composite having a network structure such as a net by forming a crosslinking bond in the EPDM matrix resin, and any crosslinking agent commonly used in the art for this purpose is used. It is also okay. Even better, the half-life of the crosslinking agent at the processing temperature is much longer than the residence time in the metering part of the injection machine when manufacturing the intermediate junction box of the cable. Otherwise, some scorch may occur in the metering part before injection into the mold during the injection process, and this may act as a cause of molding defects such as lowering of flowability and non-molding. It can cause electric field concentration problems due to the back.
상기 가교제의 종류는 구체적으로 예를 들면, t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 라우릴 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, α,α-비스(t-부틸 퍼옥시 이소프로필)벤젠 및 α,α-비스(t-부틸 퍼옥시)-1,3-디이소프로필벤젠 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 더욱 구체적으로 α,α-비스(t-부틸 퍼옥시)-1,3-디이소프로필벤젠을 사용함으로써 가교가 원활하게 이루어져 스코치 안정성 등이 향상될 수 있으므로 선호될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the type of crosslinking agent is, for example, t-butyl cumyl peroxide, benzoyl peroxide, lauryl peroxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, 2,5-dimethyl-2 ,5-di(t-butyl peroxy)hexane, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroxy benzoate, α,α-bis(t-butyl peroxyisopropyl)benzene and α,α-bis Any one or a mixture of two or more selected from (t-butyl peroxy)-1,3-diisopropylbenzene, etc. may be used, but is not limited thereto. More specifically, the use of α,α-bis(t-butyl peroxy)-1,3-diisopropylbenzene may facilitate crosslinking and improve scorch stability, so it may be preferred, but is not limited thereto. .
상기 가교제의 함량은 제한되는 것은 아니나, 구체적으로 예를 들면, EPDM 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부를 사용하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 본 발명은 일 양태의 조성물에 대하여 가공온도 및 가공시간 내에서 스코치 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으면서 동시에 가교가 적절하게 이루어져 두께 방향으로 균일한 가교밀도 및 우수한 기계적 특성을 구현 할 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.The content of the crosslinking agent is not limited, but specifically, for example, 1 to 5 parts by weight may be used based on 100 parts by weight of the EPDM base resin. In the above range, the present invention can prevent scorch from occurring within the processing temperature and processing time for the composition of one aspect, and at the same time, the crosslinking is appropriately made to realize a uniform crosslinking density and excellent mechanical properties in the thickness direction. Therefore, it is preferable, but is not limited thereto.
다음 본 발명의 중량평균분자량 40℃에서 동점도가 200 내지 500의 폴리올레핀 수지에 대하여 설명한다. 본 발명의 상기 폴리올레핀 수지는 상기 EPDM, CNT 및 카본블랙과 함께 혼합하는 경우, 사출성형에 필요한 우수한 유변물성을 구현함으로써 우수한 가공특성을 확보하여 사출성형 간에 발생할 수 있는 미성형 등의 성형불량 문제를 해결할 수 있다. Next, a polyolefin resin having a kinematic viscosity of 200 to 500 at a weight average molecular weight of 40°C of the present invention will be described. When the polyolefin resin of the present invention is mixed with the EPDM, CNT, and carbon black, excellent processing properties are obtained by implementing excellent rheological properties required for injection molding, thereby avoiding molding defects such as non-molding that may occur between injection molding. Can be solved.
본 발명에서 상기 40℃에서 동점도가 200 내지 500의 폴리올레핀 수지의 함량은 EPDM베이스 수지 100중량부에 대하여 15 내지 30중량부를 사용할 수 있다, 15중량부 이하에서는 극심한 흐름성의 저하로 인하여 사출성형시 가공성 측면에서 취약하게 작용하며 이 때문에 미성형 등의 문제가 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 미리 성형된 반도전 자재를 사용하여 절연자재를 인서트 사출공법을 통해 성형하는 과정에서 높은 경도 특성으로 인하여 상대적으로 무른 절연층과 보다 더 단단해진 반도전층 사이에서의 계면특성이 취약해지는 단점이 있다. 상기 30중량부 이상으로 사용하는 경우 가교밀도 저하로 인하여 기계적 물성이 현저히 낮아지고, 또한 가공시 카본블랙과 탄소나노튜브의 뭉침현상이 발생하여, 반도전층에서 본래의 전계완화 효과를 달성하기 어려워지므로, 상기 본 발명의 함량을 더욱 선호한다.In the present invention, the content of the polyolefin resin having a kinematic viscosity of 200 to 500 at 40°C can be used in an amount of 15 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the EPDM base resin. It acts fragile from the side and may cause problems such as unmolding, as well as relatively soft insulation due to high hardness characteristics in the process of molding the insulating material through the insert injection method using pre-molded semi-conductive material. There is a disadvantage in that the interfacial properties between the layer and the hardened semiconducting layer become weak. If the amount is used in an amount of 30 parts by weight or more, mechanical properties are significantly lowered due to a decrease in crosslinking density, and agglomeration of carbon black and carbon nanotubes occurs during processing, making it difficult to achieve the original electric field relaxation effect in the semiconducting layer. , More preferably the content of the present invention.
또한 본 발명의 일 양태에서, 상기 조성물은 기계적 물성, 분산성 및 장기압출성을 더욱 향상시키기 위한 관점에서 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌계 수지를 더 포함하는 것일 수 있다. 그 함량은 제한되는 것은 아니나, (A)베이스 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부, 더욱 구체적으로 0.5 내지 3 중량부를 사용하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 목적으로 하는 물성을 더욱 발현하기에 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, in one aspect of the present invention, the composition may further include a polyethylene-based resin grafted with maleic anhydride from the viewpoint of further improving mechanical properties, dispersibility, and long-term extrusion properties. The content is not limited, but (A) 0.1 to 5 parts by weight, more specifically 0.5 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin may be used. It is preferable to further express the desired physical properties in the above range, but is not limited thereto.
상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌계 수지는 무수말레인산이 0.05 내지 10중량%로 그라프트 된 것일 수 있으며, 융점이 100 내지 105 ℃ 것을 사용하는 것이 바람직하지만 이에 한정하는 것은 아니다. The polyethylene-based resin grafted with maleic anhydride may be grafted with maleic anhydride of 0.05 to 10% by weight, and a melting point of 100 to 105°C is preferably used, but the present invention is not limited thereto.
또한 본 발명은 필요에 의해, 각종 가공 조제를 더 추가할 수 있다, In addition, the present invention can further add various processing aids, if necessary.
이하는 본 발명의 가공방법에 대하여 살핀다.The following examines the processing method of the present invention.
본 발명은 상기 조성물을 계량하고, 가압형 니더(Kneader)를 혼련하는데, 예를 들면, 80~130 ℃에서, 20~40 rpm 의 회전속도로, 15~30분간의 시간 동안 충분히 혼련하는 것이 바람직하다. 상기 혼련 공정이 완료되면, 압출기를 사용해서 리본(Ribbon) 모양으로 반도전성 조성물의 완제품을 제조한다. 이때 상기 압출기의 온도는 제품의 가교가 일어나지 않도록 120℃ 미만으로 관리하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the composition is weighed and a pressurized kneader is kneaded. For example, it is preferable to sufficiently knead the composition for a period of 15 to 30 minutes at a rotational speed of 20 to 40 rpm at 80 to 130 °C. Do. When the kneading process is completed, a finished product of the semiconductive composition is manufactured in a ribbon shape using an extruder. At this time, the temperature of the extruder is preferably controlled to be less than 120°C so that crosslinking of the product does not occur, but is not limited thereto.
상기와 같은 공정으로 제작된 리본을 시편으로 제조하여 측정된 물성은 ASTM D 1646에 따라 145℃, t5에서 측정된 스코치 시간이 100분 이상이고, ASTM D991에 따라 90℃에서 측정된 체적저항이 250 Ωcm이하, 좋게는 100 Ωcm이하, 더욱 좋게는 50이하 일 수 있다. The physical properties measured by preparing a ribbon manufactured by the above process as a specimen are 145°C according to ASTM D 1646, the scorch time measured at t5 is 100 minutes or more, and the volume resistance measured at 90°C according to ASTM D991 is 250 Ωcm or less, preferably 100 Ωcm or less, more preferably 50 or less.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples. However, the following Examples and Comparative Examples are only one example for describing the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following Examples and Comparative Examples.
먼저 본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 의하여 제조되는 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물 물성, 예컨대 비중, 전기 체적저항 및 인장강도 등은 다음이 시험방법에 의하여 측정하였다.First, prior to describing the embodiments of the present invention, the properties of the semiconducting resin composition for an ultra-high voltage power cable manufactured according to the embodiments of the present invention, such as specific gravity, electrical volume resistance, and tensile strength, were measured by the following test method. .
(1) 무니점도(viscosity) (1) Mooney viscosity
점도는 모델명 MV2000(한국, (주)랩텍)을 사용하여 측정하였다. 100 ℃에서 예열 1분에서 로우터 시동 후 4분 후의 값을 측정 판독하여 100ML1+4 로 표시한다. 여기서 100ML1+4의 의미는 M은 Mooney 점도이고, L은 Rotor 크기(Rotor 크기: L형-Ø38.10×5.5 mm, S형-Ø30.48×5.5 mm)이고, 1 은 1분간 예열시간이며, 4는 Rotor가 4분 동안 2rpm 속도로 회전한 시간이고, 100은 시험온도(℃)를 표시하는 것이다.Viscosity was measured using the model name MV2000 (Korea, Labtech Co., Ltd.). Measure and read the value 4 minutes after starting the rotor in 1 minute of preheating at 100°C and display as 100ML1+4. Here, the meaning of 100ML1+4 is M is Mooney viscosity, L is the size of the rotor (Rotor size: L type-Ø38.10×5.5 mm, S type-Ø30.48×5.5 mm), 1 is the preheating time for 1 minute. , 4 is the time the rotor rotates at 2 rpm for 4 minutes, and 100 is the test temperature (℃).
(2) 스코치 시간(scotch time)(2) Scotch time
스코치는 반도전 조성물 재료가 사출성형 공정간에 금형으로 주입(Injection)되는 과정에서 일부 가교되는 것으로, 스코치 발생시 사출성형기와 금형을 연결하는 게이트와 금형내부에서 반도전성 조성물의 흐름성을 저해하여 사출불량 원인으로 작용할 수 있다. 따라서 스코치 시간(scotch time)이 길수록 성형품의 우수한 외관 확보에 유리하다. 하지만 스코치 시간을 필요 이상으로 길게 설계할 경우 사출성형 공정간에 가교시간에 소요되는 시간이 길어지게 되면서 생산성 측면에서 불리하게 작용할 수 있음. 스코치 시간은 모델명 MV2000(한국, (주)랩텍)을 사용하여 측정하였다.Scorch is partially crosslinked during injection of the semiconductive composition material into the mold between injection molding processes.When scorch occurs, the gate connecting the injection molding machine and the mold and the flowability of the semiconducting composition inside the mold are inhibited and injection is defective. It can act as a cause. Therefore, the longer the scotch time is, the more advantageous it is to secure the excellent appearance of the molded product. However, if the scorch time is designed to be longer than necessary, the time required for crosslinking time between injection molding processes becomes longer, which may adversely affect productivity. The scorch time was measured using the model name MV2000 (Korea, Labtech Co., Ltd.).
스코치 시간은 점도계에 의하여 측정된 시료의 스코치 시간을 나타내는 것으로, 시험온도는 125 ℃이다. 스코치 시간(t5, 125℃) 에서 t5 는 최저점도(ML) 에서 단위로 5 포인트 상승하기까지 필요한 시간을 표시한다. 일반적으로 스코치 시간이 길면 길수록 장기 압출성이 우수하다.The scorch time represents the scorch time of a sample measured by a viscometer, and the test temperature is 125°C. At the scorch time (t5, 125°C), t5 represents the time required to rise 5 points in units from the lowest viscosity (ML). In general, the longer the scorch time is, the better the long-term extrudability is.
(3) 체적저항(Volume Resistance, Ω·cm)(3) Volume Resistance (Ω·cm)
두께 1 mm의 시트로써 폭 30 mm, 길이 115 mm인 시편을 준비하고, ASTM D991에 의해 시편의 양끝에 전극간 거리가 50 mm인 지그를 사용하여 상온(23 ℃)에서의 체적저항 특성과, 90 ℃ 및 130 ℃로 예열된 오븐에 시료를 넣고 30분간 방치한 후 체적저항을 측정한다.Prepare a specimen with a width of 30 mm and a length of 115 mm as a sheet with a thickness of 1 mm, and volume resistance characteristics at room temperature (23 °C) by using a jig with a distance between electrodes of 50 mm at both ends of the specimen according to ASTM D991, Put the sample in an oven preheated to 90 ℃ and 130 ℃, leave for 30 minutes, and measure the volume resistance.
(4) 공간전하 측정(4) Space charge measurement
공간전하(Space Charge) 는 DC 전계하 에서 절연체 내 전계 왜곡을 발생시키는 주 요인으로 초고압 직류 전력 케이블에서 핵심적인 전기적 특성이다. 이는 전압극성이 교번하는 AC와 달리 전압극성이 일정한 DC 에서만 발생하는 현상이다. 이러한 공간전하가 쌓이지 않은 경우 절연체 내 전계는 예를 들어서 50 kV/mm 수준으로 균일하지만, 공간전하가 쌓이면 일부분은 75 kV/mm 로 50 % 증가할 수 있다. 이는 장기신뢰성에 문제가 되고 절연설계가 불가능하게 된다. 직류케이블에서는 공간전하 축적억제를 위해 절연체와 마찬가지로 반도전 재료에 의한 공간전하 주입과 축적이 적어야 한다. 공간전하 측정용 시편의 제작은 프레스 시험기를 사용하여 180 ℃에서 20분간 200 kg/㎠의 압력으로 가교 반응을 시켜서 각각 두께 0.2 ㎜의 시트형태로 제작하였다. 그 후 절연체 시트는 Degassing을 위해 70℃, 24시간 동안 에어오븐에서 건조하였다. 그 다음 상부전극에는 반도전 시편이 위치하고 하부 전극에는 절연체 시편을 위치시켰다. 인가 전계는 50 kV/mm, 상온(23 ℃)에서 60min 동안 측정한다. 상부전극을 통하여 전압을 가하여 전하를 발생 시키고, 하부전극을 통하여 음향파 측정을 위하여 압전소자 PVDF(polyvinylidend fluoride)필름을 위치하고 그 뒤에 댐퍼[Damper]인 PMMA(Polymethyl Methacrylate) 를 놓아 신호의 반사에 의한 왜곡을 방지한다. 비파괴측정법중의 하나인 PEA(Pulsed Electro-Acoustic Method)법을 이용하여 측정하였으며, 기준이 되는 신호와 다르게 공간전하가 나타나게 되면 불량으로 판단하였다. 즉, 반도전성 재료의 조성물의 성분들의 배합 선택에 따라 절연재의 내부에 전하분포를 측정하였다. Space Charge is the main factor that causes electric field distortion in the insulator under DC electric field, and is a key electrical characteristic in ultra-high voltage DC power cables. This is a phenomenon that occurs only in DC with constant voltage polarity, unlike AC where voltage polarity is alternating. When the space charge is not accumulated, the electric field in the insulator is uniform, for example, at a level of 50 kV/mm, but when the space charge is accumulated, a portion may increase by 50% to 75 kV/mm. This becomes a problem for long-term reliability and makes insulation design impossible. In DC cables, in order to suppress the accumulation of space charges, the injection and accumulation of space charges by semiconducting materials must be small, like insulators. The specimens for measuring space charge were prepared by crosslinking reaction at 180° C. for 20 minutes at 200 kg/cm 2 using a press tester, and each was manufactured in a sheet form having a thickness of 0.2 mm. Thereafter, the insulator sheet was dried in an air oven at 70° C. for 24 hours for degassing. Then, a semiconducting specimen was placed on the upper electrode and an insulator specimen was placed on the lower electrode. The applied electric field is measured for 60 min at 50 kV/mm and room temperature (23° C.). A voltage is applied through the upper electrode to generate electric charge, and a piezoelectric element PVDF (polyvinylidend fluoride) film is placed for acoustic wave measurement through the lower electrode, and a damper, PMMA (Polymethyl Methacrylate) is placed behind it to reflect the signal. Prevent distortion. It was measured using the PEA (Pulsed Electro-Acoustic Method) method, one of the non-destructive measurement methods, and if a space charge appeared different from the standard signal, it was judged as a defect. That is, the electric charge distribution inside the insulating material was measured according to the selection of the composition of the composition of the semiconductive material.
공간전하 항목에서 표기된 '+' 의 갯수로서 축적 전하의 상대적인 양을 나타낸다. '-'는 전하의 축적이 없음을 나타내고, '+' 는 전하의 축적이 약간 있음을 나타내고, '++' 는 전하의 축적이 약간 더 많이 있음을 나타내고, '+++' 는 전하의 축적이 매우 많음을 나타낸다. 따라서, 공간전하축적이 '-' 로 없는 것일수록 좋은 특성이다. It is the number of'+' indicated in the space charge category, which indicates the relative amount of accumulated charge. '-' indicates that there is no charge accumulation,'+' indicates that there is a slight accumulation of charge,'++' indicates that there is a little more accumulation of charge, and'+++' indicates that there is an accumulation of charge. This indicates very much. Therefore, the more the space charge accumulation is not'-', the better it is.
(5) 밀도(5) density
밀도는 모델명 EW-300SG(일본, Alfa Mirage Co.,LTD.)를 이용하여 측정하였다. 상온, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 ASTM D 792 (Standard Test Method for Density and Specific Gravity of Plastics by Displacement, Annual Book of ASTM Standards D792)에 의해 측정한다.The density was measured using the model name EW-300SG (Japan, Alfa Mirage Co., Ltd.). At room temperature and 1 atmosphere, the semiconductive resin composition is measured by ASTM D 792 (Standard Test Method for Density and Specific Gravity of Plastics by Displacement, Annual Book of ASTM Standards D792).
[실시예 및 비교예][Examples and Comparative Examples]
하기 표 1과 같은 조성으로 실시예들 및 비교예들을 제조하였다. Examples and comparative examples were prepared in the composition shown in Table 1 below.
가압형 니더(Kneader)에서 Base resin인 EPDM을 1차 투입하여 90 ℃에서, 25 rpm 의 회전속도로 5분간 소련한 후 가교제를 제외한 성분을 투입하고, 15 분간 충분히 혼련하고, 110℃ 이하로 오픈롤러에서 냉각 후 가교제를 투입하여 혼련한 후 단축리본압출기를 사용하여 리본(Ribbon) 형태로 제조하였다.In a pressurized kneader, EPDM, which is a base resin, is first put in, and then soviet for 5 minutes at 90°C at a rotational speed of 25 rpm, then ingredients excluding the crosslinking agent are added, kneaded sufficiently for 15 minutes, and open to 110°C or less. After cooling on a roller, a crosslinking agent was added and kneaded, and then a ribbon was manufactured using a single-axis ribbon extruder.
평가용 시험편의 제조를 위하여 프레스 시험기를 사용하여 170 ℃에서 20분간 200 kg/㎠의 압력으로 화학가교 반응을 시켜서 가로 세로 각각 150 ㎜, 두께 1 ㎜의 시트형태로 제작하였다. 제조된 시트형태의 시편을 이용하여 열적, 전기적, 기계적, 구조적 특성을 측정하였다. 그 결과를 하기 표에 수록하였다.In order to prepare a test piece for evaluation, a chemical crosslinking reaction was carried out at 170° C. for 20 minutes at 200 kg/cm 2 using a press tester to prepare a sheet form having a width of 150 mm and a thickness of 1 mm. Thermal, electrical, mechanical, and structural properties were measured using the prepared sheet-shaped specimen. The results are listed in the table below.
하기 표 1 및 표 2의 원료는 다음과 같으며 단위는 중량부이다.The raw materials in Tables 1 and 2 are as follows, and the unit is parts by weight.
EPDM : ML(1+4) 100℃ : 40, Ethylene content(%) 55% EPDM: ML(1+4) 100℃: 40, Ethylene content(%) 55%
카본블랙 : ASTM D1506-99 에 따른 Ash 함량이 0.010 중량%이고, ASTM D3037-89에 따른 비표면적이 69 ㎡/g인 아세틸렌 카본블랙Carbon black: acetylene carbon black with an Ash content of 0.010 wt% according to ASTM D1506-99 and a specific surface area of 69 ㎡/g according to ASTM D3037-89
CNT(1) : ICP로 분석하였을 때, Fe 함량이 30ppm, Ca 함량이 8ppm인 고순도 탄소나노튜브CNT(1): High-purity carbon nanotubes with Fe content of 30 ppm and Ca content of 8 ppm when analyzed by ICP
CNT(2) : ICP로 분석하였을 때, Fe 함량이 58ppm, Ca 함량이 15ppm인 고순도 탄소나노튜브CNT(2): High purity carbon nanotubes with 58 ppm Fe and 15 ppm Ca content as analyzed by ICP
CNT(3) : ICP로 분석하였을 때, Fe 함량이 235ppm, Ca 함량이 15ppm인 고순도 탄소나노튜브CNT (3): High purity carbon nanotubes with 235 ppm Fe and 15 ppm Ca content as analyzed by ICP
폴리올레핀수지 : 40℃ 동점도가 368인 폴리에틸렌수지Polyolefin resin: Polyethylene resin with a kinematic viscosity of 368 at 40℃
산화방지제 : 2,2-티오-디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]Antioxidant: 2,2-thio-diethylenebis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]
안정제 : 데카글리세린헵타스테아레이트Stabilizer: Decaglycerin Heptasterate
활제 : 폴리실록산Lubricant: Polysiloxane
가교제 : α,α-비스(t-부틸 퍼옥시)-1,3-디이소프로필벤젠Crosslinking agent: α,α-bis(t-butyl peroxy)-1,3-diisopropylbenzene
MAH-g-LDPE : ASTM D1238에 따라 230℃에서 측정된 용융지수가 3 g/10min, ASTM D1525에 따른 VICAT 연화점이 82 ℃인 무수말레산이 그라프트된 저밀도폴리에틸렌 MAH-g-LDPE: Low-density polyethylene grafted with maleic anhydride with a melt index of 3 g/10min measured at 230°C according to ASTM D1238, and a VICAT softening point of 82°C according to ASTM D1525
물성Rheology
Properties
(ML1+4,100℃)Viscosity
(ML1+4,100℃)
(t5, 125℃)Scorch
(t5, 125℃)
특성Electrical
characteristic
저항volume
resistance
(23℃)Space charge
(23℃)
특성Dispersion
characteristic
특성Mechanical
characteristic
본 발명은 도전성 필러의 함량이 현격히 저감됨에도 불구하고 동등 수준의 기계적 물성을 확보할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 비교예 1에서 카본블랙을 50중량부 사용했지만 실시예2에서는 도전제를 28 중량부만을 사용해도 충분히 우수한 전기적 특성과 공간전하 감소 및 유변물성을 달성할 수 있었다.It can be seen that the present invention can secure the same level of mechanical properties even though the content of the conductive filler is significantly reduced. That is, 50 parts by weight of carbon black was used in Comparative Example 1, but even if only 28 parts by weight of the conductive agent was used in Example 2, sufficiently excellent electrical properties, space charge reduction, and rheological properties could be achieved.
상기 표 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 구성성분을 모두 포함하는 실시예 1 내지 실시예 5 및 실시예 6은 스코치 특성 등의 유변물성, 체적 저항과 공간저항과 같은 전기적 특성에서 현저히 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다. 그러나 동일한 조성성분을 채택하면서도 다만 CNT의 철이온의 함량이 본 발명과 상이한, 비교예 2와 실시예 6의 물성을 비교하여보면 본 발명의 실시예에서 스코치특성, 체적저항특성, 공간전하 특성과 같은 물성에서 우수한 물성을 나타내고 있었다. As shown in Table 2, Examples 1 to 5 and 6 including all the components of the present invention exhibit remarkably excellent properties in electrical properties such as rheological properties such as scorch properties, volume resistance, and space resistance. It can be seen that it represents. However, when comparing the physical properties of Comparative Example 2 and Example 6, where the content of iron ions in CNT is different from the present invention while adopting the same composition, the scorch characteristics, volume resistance characteristics, space charge characteristics and It showed excellent physical properties in the same physical properties.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof.
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.Therefore, all of the embodiments described above are illustrative and should be understood as non-limiting. The scope of the present invention should be construed as including all changed or modified forms derived from the meaning and scope of the claims to be described later rather than the above detailed description, and equivalent concepts thereof.
Claims (9)
(B) 카본블랙,
(C) 금속이온성 불순물의 함량이 20,000ppm이하이며, 그중 철(Fe)의 함량이 100ppm 미만인 다중벽 구조의 고순도 탄소나노튜브,
(D) 가교제,
(E) 40℃에서 동점도가 200 내지 500의 폴리올레핀 수지, 및
(F) 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌계 수지
를 포함하며,
ASTM D991에 따라 측정된 체적저항이 90 ℃ 및 130 ℃에서 50 Ωcm 이하인 반도전성 조성물.(A) ML(1+4) base resin comprising an ethylene-propylene-diene-based elastomer having a viscosity of 100° C. of 25 to 55 and an ethylene content of 50 to 60 mol%,
(B) carbon black,
(C) high-purity carbon nanotubes with a multi-walled structure with a metal ionic impurity content of 20,000 ppm or less, of which iron (Fe) content is less than 100 ppm,
(D) crosslinking agent,
(E) a polyolefin resin having a kinematic viscosity of 200 to 500 at 40°C, and
(F) polyethylene-based resin grafted with maleic anhydride
Including,
A semiconductive composition having a volume resistance of 50 Ωcm or less at 90°C and 130°C as measured according to ASTM D991.
상기 (A)에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머 100 중량부에 대하여, (B)카본블랙 20 내지 60 중량부, (C)고순도 탄소나노튜브 2 내지 10중량부 (D)가교제 1 내지 5중량부 및 (E)폴리올레핀 수지 15 내지 30 중량부를 포함하는 반도전성 조성물.The method of claim 1,
With respect to 100 parts by weight of the (A) ethylene-propylene-diene-based elastomer, (B) 20 to 60 parts by weight of carbon black, (C) 2 to 10 parts by weight of high-purity carbon nanotubes (D) 1 to 5 parts by weight of a crosslinking agent, and (E) A semiconductive composition containing 15 to 30 parts by weight of a polyolefin resin.
상기 폴리올레핀 수지는 중량평균 분자량 1000 내지 15000 g/mol의 폴리에틸렌인 반도전성 조성물.The method of claim 1,
The polyolefin resin is a semiconductive composition of polyethylene having a weight average molecular weight of 1000 to 15000 g/mol.
상기 카본블랙은 ASTM D1514-01에 따른 25 메쉬(45㎛)의 시브 잔류물(sieve residue) 함량이 10 ppm 이하이고, ASTM D1506-99 에 따른 애쉬(Ash) 함량이 0.02 중량%이하고, ASTM D3037-89에 따른 비표면적이 60 내지 150 ㎡/g인 반도전성 조성물.The method of claim 1,
The carbon black has a sieve residue content of 25 mesh (45 μm) according to ASTM D1514-01 of 10 ppm or less, an ash content of 0.02 wt% or less according to ASTM D1506-99, and ASTM Semiconductive composition with a specific surface area of 60 to 150 m 2 /g according to D3037-89.
상기 조성물은 산화방지제 및 안정제에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 반도전성 조성물.The method of claim 1,
The composition further comprises any one or more additives selected from antioxidants and stabilizers.
상기 산화방지제는 힌더드 페놀계 화합물 및 힌더드 아민계 화합물으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 반도전성 조성물.The method of claim 6,
The antioxidant is a semiconducting composition of any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of hindered phenolic compounds and hindered amine compounds.
상기 가교제는 t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 라우릴 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, α,α-비스(t-부틸 퍼옥시 이소프로필)벤젠 및 α,α-비스(t-부틸 퍼옥시)-1,3-디이소프로필벤젠에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 반도전성 조성물.The method of claim 1,
The crosslinking agent is t-butyl cumyl peroxide, benzoyl peroxide, lauryl peroxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butyl Peroxy)hexane, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroxy benzoate, α,α-bis(t-butyl peroxy isopropyl)benzene and α,α-bis(t-butyl peroxy)- A semiconductive composition that is any one selected from 1,3-diisopropylbenzene, or a mixture of two or more.
상기 반도전성 조성물은 ASTM D 1646에 따라 100℃, t5에서 측정된 스코치 시간이 100분 이상인 반도전성 조성물.The method of claim 1,
The semiconducting composition is a semiconducting composition having a scorch time of 100 minutes or more measured at 100° C. and t5 according to ASTM D 1646.
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