KR20190015116A - 케이블용 반도전성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력용 케이블의 내부반도전층이나 외부반도전층에 모두 사용할 수 있으며, 특히 외부반도전층에 사용할 수 있는 박리성이 우수한 반도전층 수지 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 내열성과 기계적 물성이 개선되고 열화성을 개선한 새로운 반도전성 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

케이블용 반도전성 수지 조성물{SEMICONDUCTIVE COMPOSITION FOR CABLE}
본 발명은 전력용 케이블의 반도전층에 사용되는 반도전성 수지 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 내부반도전층 뿐만 아니라, 외부반도전층에 사용할 수 있도록 박리성이 우수한 반도전층 수지 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 내열성과 기계적 물성이 개선되고 열화성을 개선한 새로운 반도전성 수지 조성물에 관한 것이다.
전력케이블에서 도전층과 절연층의 사이에 반도전층을 형성함으로써, 케이블의 전기적 특성이 우수한 케이블을 제조하고 있다.
종래에는 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀과 전도성 무기 입자인 카본블랙을 혼합한 것을 가교시킨 것이 일반적으로 사용되어 왔다(KR10-2012-0048520A).
또한 폴리프로필렌을 사용함에 따른 금속(도전체)과의 접촉에 의한 열화를 방지하기 위한 금속비활성첨가제를 사용하는 기술이 공지되어 있다.(KR10-2014-0126993A)
그러나 상기 선행발명의 기술들은 내부반도전층의 재료로써는 우수한 특성을 발휘하지만, 외부반도전층으로 사용하는 경우에는, 케이블을 접속 할 때, 외부반도전층을 박리하고 케이블을 접속 하는데, 박리성이 충분하지 않아, 실질적으로 외부반도전층으로 사용하는 것에는 불편함이 여전히 있어왔으며, 가교에 의한 표면 불균일과 재생불가능 및 전도성 분말의 분산성 저하에 따른 돌기 발생의 문제점을 가진다.
또한 고온열화 테스트에서 금속에 의한 열화를 방지하여 우수한 연신율이 유지될 수 있으며, 다양한 용도로 재활용될 수 있는 반도전성 수지 조성물의 개발 필요성이 대두 되었다.
또한 고온에서의 체적저항의 증가율이 상당히 저하되어, 체적저항의 온도 의존성이 상당히 안정화되는 새로운 반도전성 조성물을 제공할 필요가 대두되었다.
그러므로 전력케이블에 있어서, 박리성의 조절이 가능하여 내·외부 반도전 층으로 사용 가능하고, 또한 열화가 추가적으로 방지될 수 있는 새로운 수지 조성물의 개발이 필요하게 되었다.
본 발명은 박리성이 개선된 새로운 케이블용 반도전성 수지 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 비가교성 반도전층을 제공하고자 하며, 과량의 전도성 입자를 사용함에도 불구하고 표면의 돌기 형성이 실질적으로 없거나 매우 감소된 반도전성 수지 조성물을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 특정 융점의 폴리프로필렌 수지를 사용함으로써 박리성의 조절이 용이하고, 동시에 기계적 물성을 향상시키는 복합적인 효과를 갖는 반도전성 수지 조성물을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 고온에서의 체적저항의 증가가 현저히 저하되어, 체적저항의 온도 의존성의 변화가 최소화되고, 장기 사용에 따른 저항의 변화를 최소화 하고, 노화가 촉진되는 것을 방지할 수 있으며, 가열 후 신장잔율 및 인장잔율이 우수한 반도전성 수지 조성물을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 금속에 의한 노화를 방지하여 장기 사용에 따라 연신율 등의 기계적 물성이 우수한 재활용 가능한 반도전성 수지 조성물을 제공하고자 한다.
또한 가공특성이 향상되고, 케이블을 제조한 후에도 케이블 표면의 뒤틀림을 방지할 수 있는 반도전성 수지 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명에서 상기 과제를 달성하기 위하여 많은 연구를 한 결과, 도전층, 내부반도전층, 절연층, 외부반도전층 및 시스층 등의 다양한 구조를 가지는 전력케이블의 내부반도전층 및 외부반도전층에 사용할 수 있는 조성물을 개발하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 양태는 융점이 150 ~ 170 ℃인 폴리프로필렌 호모중합체 및 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지를 포함하는 복합수지 100 중량부에 대하여, 카본블랙, 그래파이트 및 그래핀에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 전도성 입자 20 내지 70 중량부를 포함하는 케이블용 반도전성 수지 조성물이다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 반도전성 수지 조성물을 압출하여 제조되는 반도전층을 가지는 케이블이다.
본 발명에 따른 조성물은 박리성 조절이 가능하도록 하여, 내부반도전층 뿐만 아니라 외부반도전층에 사용이 가능하며, 다양한 요구물성을 만족할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 조성물은 기존의 고융점을 가지는 폴리프로필렌의 사용에 따른 가공성의 열세문제를 해결하고, 일부 나타날 수 있는 가공 시 탄화 스팟을 원천적으로 줄일 수 있는 조성물을 제공하여, 가공조건에 따른 물성의 변화를 최소화할 수 있다.
또한 본 발명은 금속에 의한 노화를 방지하여 장기 사용에 따라 연신율 등의 기계적 물성이 우수한 재활용 가능한 반도전성 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 장기 고압으로 사용하는 것에 열화현상을 더욱 개선함으로써, 장기 사용에 따른 물성의 갈라짐이나 탄성이 저하되어 브리틀(brittle)하게 변화되는 것을 최소화하여 재사용 시 물성을 유지할 수 있는 장점을 제공한다.
이하 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.
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.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 융점이 150 ~ 170 ℃인 폴리프로필렌 호모중합체 및 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지를 포함하는 복합수지 100 중량부에 대하여, 카본블랙, 그래파이트 및 그래핀에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 전도성 입자 20 내지 70 중량부를 포함하는 케이블용 반도전성 수지 조성물이다.
일 양태로, 상기 복합수지는 폴리프로필렌 호모중합체 100 중량부에 대하여, 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지를 10 내지 250 중량부로 포함하는 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 복합수지는 폴리프로필렌 호모중합체 100 중량부에 대하여, 올레핀계 엘라스토머 1 내지 100 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 폴리프로필렌 호모중합체는 230℃, 2.16Kg의 조건에서 측정된 용융지수가 0.05 내지 50 g/10min인 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 에틸렌-(메타)아크릴레이트 공중합수지는 190℃, 2.16Kg의 조건에서 측정된 용융지수가 0.1 내지 20g/10min 인 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지는 에틸렌 단량체로부터 유도되는 단위를 50 내지 99중량%를 포함하고, (메타)아크릴레이트계 단량체로부터 유도되는 단위를 1 내지 50 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 올레핀계 엘라스토머는 에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머 및 스티렌과 올레핀 공중합계 엘라스토머에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 폴리프로필렌 호모중합체와 올레핀계 엘라스토머의 블렌드물은 230℃, 2.16Kg의 조건에서 측정된 용융지수가 0.1 내지 20g/10min인 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 복합수지 100 중량부에 대하여, 지방족 폴리아미드 수지 0.1 내지 5 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 반도전성 수지 조성물을 압출하여 제조되는 반도전층을 가지는 케이블이다.
본 발명에 따른 반도전성 수지 조성물은 절연층과 박리성을 가질 정도로 접착성을 조절할 수 있으므로, 특히 박리특성을 부여하여, 케이블 접속 시 박리작업이 필요한 외부반도전층으로 사용가능하며, 또한 박리가 안 되는 것은 내부반도전층으로도 사용가능 한 새로운 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 반도전성 수지 조성물은 올레핀계 엘라스토머를 더 포함함으로써, 가공특성이 향상되고, 반도전층의 응력을 완화하여, 케이블을 제조한 후에도 케이블 표면의 뒤틀림을 방지할 수 있어서 더욱 좋다. 또한 표면 평활성이 현저히 증가하는 효과를 제공한다.
본 발명에서 상기 올레핀계 엘라스토머를 더 포함하는 경우는 폴리프로필렌 호모중합체와 올레핀계 엘라스토머의 블렌드물을 사용할 수 있으며, 이 경우에는, 폴리프로필렌 호모중합체와 엘라스토머를 미리 블렌드하여 펠렛으로 제조하는 것이 더욱 좋고, 반응기에서 탄성을 가지도록 탄성 폴리프로필렌으로 미리 제조한 상용화되어 있는 제품을 대신 사용하여도 좋다. 따라서 본 발명의 용어 중 폴리프로필렌 호모중합체와 올레핀계 엘라스토머의 블렌드물에는 상기 상용화 되어 있는 제품도 포함하는 개념으로 사용한다.
이하 본 발명에서 채택하는 성분들에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저 상기 폴리프로필렌 호모중합체에 대하여 설명한다.
상기 폴리프로필렌 호모중합체는 결정성이 우수한 입체규칙성 호모중합체인 것일 수 있다.
일 양태로, 상기 폴리프로필렌 호모중합체의 융점은 150℃ 내지 170℃, 더욱 구체적으로 155℃ 내지 165℃인 것일 수 있으며, 상기 융점 범위에서 주로 결정성이 우수한 입체규칙성을 가지므로 좋다. 또한, 상기 범위에서 절연층과의 박리성 및 접착력을 조절할 수 있어서 좋다. 또한, 상기 범위에서 고온에서 체적저항의 변화가 적고, 인장강도 및 신장율 등의 기계적인 물성이 우수하며, 표면 평활성이 우수하므로 바람직하다. 또한, 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체 및 올레핀계 엘라스토머와의 상용성이 우수하고, 인장강도 등의 기계적 물성이 우수하여 더욱 좋다.
또한 본 발명에서 상기 폴리프로필렌 호모중합체의 MI(melt index) 는 230℃, 2.16Kg에서 0.05 내지 50 g/10min 인 것이 좋으며, 상기 수지조성물의 MI가 0.05 내지 50g/10min을 만족하는 경우라면 제한하지 않는다. 본 발명에서 상기 Melt Index는 ASTM D 1238에 따라 측정된다.
또한 본 발명의 상기 폴리프로필렌 호모중합체는 하기 올레핀계 엘라스토머와 블렌딩되었을 경우에는, 블렌딩 된 블렌드물의 용융지수가 0.1 내지 20 g/10min(230℃, 2.16Kg)을 만족하는 것이 가공성이나, 응력에 대한 비틀림 등이 우수하여 케이블을 제조한 후 장기 보관하는 경우, 케이블의 비정형적인 굴곡을 형성하지 않아서 좋다. 또한, 표면평활성이 현저히 증가하는 효과를 가진다. 동시에 다른 성분과 결합되어 고온 신율 유지성 및 기계적 강도가 유지되는 효과가 있다.
다음 본 발명의 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지에 대하여 살핀다.
일 양태로, 상기 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지는 에틸렌 단량체로부터 유도되는 단위를 50 내지 99중량%, 더욱 구체적으로 80 ~ 95 중량%를 포함하고, (메타)아크릴레이트계 단량체로부터 유도되는 단위를 1 내지 50 중량%, 더욱 구체적으로 5 ~ 20 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 즉 에틸렌 단량체 50 내지 99중량%와 (메타)아크릴레이트계 단량체 1 내지 50 중량%를 중합한 것일 수 있다.
(메타)아크릴레이트계 단량체의 함량을 상기 범위로 유지하는 경우, 유동성이 우수하고, 폴리프로필렌 호모중합체 및 엘라스토머와의 상용성이 증가되어 기계적 물성이 증가될 수 있어서 좋다. 또한 케이블의 절연층, 구체적으로 폴리프로필렌계 수지 또는 폴리프로필렌계 수지와 올레핀계 엘라스토머를 포함하는 절연층에 대한 박리성 조절이 가능하여 내부반도전층뿐만 아니라, 외부 반도전층으로도 사용할 수 있다.
본 발명의 (메타)아크릴계 단량체의 예로는 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 메탈아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트가 좋으며, 더욱 좋게는 C2 내지 C6 알킬(메타)아크릴레이트 단량체가 유연성이나 또는 기계적물성 및 열화방지특성을 부여하는 의미에서 좋다. 본 발명에서 (메타)아크릴레이트계의 의미는 아크릴레이트계나 또는 메타크릴레이트계 단량체를 의미한다.
일 양태로, 상기 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지는 에틸렌 에틸아크릴레이트를 사용하는 것일 수 있으며, 프로필렌 호모중합체와 혼합하여 사용함으로써 고온 체적저항의 변화가 적어 장기 사용에 따른 저항의 변화를 최소화할 수 있다.
본 발명에서 상기 에틸렌-(메타)아크릴레이트 공중합수지는 크게 제한되지 않지만, 예를 들면, 190℃, 2.16Kg의 조건에서 MI가 0.1 내지 20g/10min인 것이 유동성이나 열안정성 및 상용성을 위해서 더욱 좋고 또한 제조된 케이블의 표면의 균일성이 더욱 좋아서 좋다.
상기 에틸렌-(메타)아크릴레이트 공중합수지의 함량은 폴리프로필렌 호모중합체 100 중량부에 대하여 10 내지 250 중량부, 좋게는 50 내지 200 중량부, 더욱 좋게는 60 내지 150 중량부를 사용할 수 있다. 또한, 에틸렌-(메타)아크릴레이트 공중합수지의 함량이 증가할수록 박리성을 현저히 향상되어 외부반도전층의 재료로 사용되기에 적합하다. 더욱 구체적으로 박리성을 증가시키기 위해서는 폴리프로필렌 호모중합체 100 중량부에 대하여, 100 내지 250 중량부를 사용하는 것일 수 있다.
다음 본 발명의 올레핀계 엘라스토머에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 양태로, 상기 올레핀계 엘라스토머는 에틸렌-프로필렌-디엔계 수지나 스티렌과 올레핀 공중합계 엘라스토머를 의미할 수 있다.
본 발명에서 상기 에틸렌-알파올레핀-디엔 수지는 대표적으로 EPDM 수지를 말하는 것으로, 열적 안정성, 전기적 특성을 갖고 있어 산업용 부품의 용도로 다양하게 적용될 수 있는 특징이 있다.
상기 EPDM 수지는, 에틸렌 단위가 30 중량% 내지 80 중량%, 더욱 구체적으로 40 중량% 내지 80 중량%이고, 알파올레핀 단위가 20 중량% 내지 60 중량% 및 디엔 단위 0 중량% 내지 10 중량%를 포함할 수 있다. 상기 알파올레핀 단위는 분지형, 직쇄형, 환형 탄소수 3 내지 18 인 알파올레핀 단위일 수 있고, 예를 들어, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 3-메틸-1-헥센, 4-메틸-1-헥센, 5-메틸-1-헥센, 3-에틸-1-펜텐, 1-옥텐, 3-메틸-1-헵텐, 4-메틸-1-헵텐, 5-메틸-1-헵텐, 6-메틸-1-헵텐, 3-에틸-1-헥센, 4-에틸-1-헥센, 3-프로필-1-펜텐, 1-데켄 등일 수 있다.
또한 본 발명에서 올레핀계 엘라스토머는 대표적으로 SEBS를 사용할 수 있으며, 상기 SEBS는 하드세그먼트인 폴리스티렌부 사이에 소프트세그먼트인 에틸렌-부틸렌 중합체, 또는 부틸렌 중합체부가 있는 탄성체이며, 기타, 예를 들면, 크레이튼(Kraton)의 SBS, SIS, SEBS, SEPS 또는 이들이 블렌드물 등의 다양한 형태의 엘라스토머를 들 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 상기 조성물은 상기 올레핀계 엘라스토머를 포함함으로써, 장기사용에 따라 발생하는 열화현상을 더욱 개선함으로써, 장기 사용에 따른 케이블의 반도전성층의 갈라짐이나 브리틀 한 변화를 최소화하여 재사용 시 물성을 유지할 수 있는 장점을 제공한다.
다음 본 발명에 사용하는 전도성 입자는 도전성을 지니는 것이라면 크게 제한하지 않지만 예를 들면, 카본블랙, 그라파이트 및 그래핀 등의 탄소입자를 예로들 수 있으며, 이들 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
일 양태로, 상기 전도성 입자의 표면적은 20 내지 1,500 ㎡/g 일 수 있다.
또한, 함량은 복합수지 100 중량부에 대하여, 20 내지 70 중량부를 사용하는 것일 수 있다. 본 발명의 반도전성 수지 조성물은 융점이 150 ~ 170 ℃인 폴리프로필렌 호모중합체 및 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지를 혼합한 복합 수지를 사용함에 따라, 전도성 입자의 함량을 20 중량부 이상 많이 사용하여도 표면 평활성이 우수하고, 가공성이 우수하며, 고온에서의 체적저항 및 기계적인 물성이 우수한 효과를 제공할 수 있다.
다음 본 발명의 지방족 폴리아미드 수지에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 양태에 따른 반도전성 수지 조성물은 지방족 폴리아미드 수지를 더 포함함으로써 케이블 등 금속에 의한 열화를 방지하여 더욱 우수한 연신율을 유지할 수 있으며, 고온에서 체적저항이 더욱 낮은 물성을 가져 장기 사용에 따른 저항의 변화로 노화가 촉진되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 지방족 폴리아미드 수지는 융점이 170 ~ 180 ℃인 것을 사용하는 것이 복합수지와의 상용성이 향상되므로 바람직하며, 더욱 구체적으로 예를 들면 융점이 170 ~ 180 ℃인 나일론 11, 나일론 12 등이 사용될 수 있다. 또는 나일론 6, 나일론66, 나일론 4, 나일론 11, 나일론 12 등에서 선택되는 3원 공중합체 또는 4원 공중합체를 사용하는 것도 가능하다.
상기 지방족 폴리아미드 수지의 함량은 상기 복합수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부, 더욱 구체적으로 0.5 내지 2 중량부를 사용하는 것일 수 있으며, 상기 범위에서 금속에 의한 열화 및 고온에서의 체적저항을 더욱 낮출 수 있는 효과를 달성하기에 충분하다.
본 발명의 상기 케이블용 반도전성 수지 조성물의 제조방법은 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 상기 반도전성 수지 조성물을 구성하는 융점이 150 ~ 170 ℃인 폴리프로필렌 호모중합체 및 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지를 포함하는 복합수지 100 중량부에 대하여, 카본블랙, 그래파이트 및 그래핀에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 전도성 입자 20 내지 70 중량부를 믹싱롤(Mixing Roll)을 이용하여 약 150 내지 230℃에서 약 5 내지 15분 동안 혼련함으로써 제조할 수 있다.
상기 반도전성 조성물은 상기 베이스 수지 내에서의 상기 카본블랙의 균일한 분산을 위해, 니더 믹서(Kneader Mixer), 가압식 니더(Dispersion Kneader), 부스니더(Buss Kneader), 이축압출기(Twin Screw Extruder) 등을 이용한 교반을 수행할 수 있다.
또한 본 발명에서는 특별히 한정하지 않지만, 통상의 점도조절제, 자외선방지제, 산화방지제, 이형제, 활제, 무기첨가제를 본 발명의 성질을 훼손하지 않는 범위에서 사용할 수 있지만 구체적인 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명에서 실시예들은 그 실시예들에 한정되지 않고, 그 기술사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있는 것이므로, 그에 한정하지 않고, 단지 본 발명의 기술적 사상을 잘 전달 할 수 있는 보조적 수단으로서, 제공되는 것이다.
[실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 6]
본 발명의 실시예 및 비교예는 하기 표 1에 기재된 바와 같은 성분 및 조성비로 믹싱 및 압출하여 시편을 평가하였으며, 하기 실시예에서 올레핀계 엘라스토머를 채택하는 경우, 폴리프로필렌 호모중합체와 엘라스토머를 미리 블렌딩하여 제조한 펠렛을 사용하였다. 물성을 측정하여 그 결과를 표 1에 수록하였다.
하기 표 1에서 사용된 각 조성성분은 다음과 같다.
Homo-PP는 230℃, 2.16Kg의 조건에서 ASTM D 1238에 따라 측정된 Melt Index가 5 g/10min이고, 융점이 161 ℃인 폴리프로필렌 호모중합체이다.
Random-PP는 230℃, 2.16Kg의 조건에서 ASTM D 1238에 따라 측정된 Melt Index가 5 g/10min이고, 융점이 145 ℃ 인 폴리프로필렌 수지이다.
PE는 190℃, 2.16 kg의 조건에서 ASTM D 1238에 따라 측정된 Melt Index가 5g/10min 이고, 융점이 135 ℃ 인 폴리에틸렌이다.
OE는 에틸렌 프로필렌-디엔 terpolymer이며, SK 종합화학의 suprene S501A을 사용하였다.
EEA는 190℃, 2.16 kg의 조건에서 ASTM D 1238에 따라 측정된 Melt Index가 10 g/10min이고, 에틸아크릴레이트 함량이 17 중량%인 에틸렌-에틸아크릴레이트 수지이다.
EVA는 190℃, 2.16 kg의 조건에서 ASTM D 1238에 따라 측정된 Melt Index가 12 g/10min이고, 비닐아세테이트 함량이 15 중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 수지이다.
PA는 지방족 폴리아미드 수지로써 융점이 180℃인 나일론 12를 사용하였다.
[표 1]
Figure pat00001
(*1)열화방지제 :
2',3-bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl] propionohydrazide
(*2)산화방지제:
Tetrakismethylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)methane/ 2,2'-Thio-bis(ethyl-β/ Dioctadecyl 3,3'-thiodipropionate 의 정량혼합물(1:1:1중량비)
(*3) 23℃, 110℃, 130℃에서, ASTM D991 방법으로 측정함.
(*4) 23℃에서, 반도전 수지 조성물을 ASTM D 638 방법에 의해 측정함.
(*5) 150℃에서, 반도전 수지 조성물을 ASTM D 638 방법에 의해 측정함. Fail은 측정이 불가능함을 의미한다.
(*6) 반도전성 조성물과 절연체(폴리프로필렌계 수지 90중량부/올레핀계 엘라스토머(Suprene S501A) 10중량부) 사이의 박리정도를 ASTM D 903 규격에 의해 박리속도 250mm/min, 박리각도 180도 로 측정함.
(*7) 80배율 연속 확대 관찰 시험장비를 이용하여 압출 시트 표면의 돌기 개수와 돌기 폭을 측정함. 돌기의 크기는 0.05~0.10㎜인 것을 기준으로 함.
(*8) 비틀림 유무는 케이블 제조 후 비틀림이 발생하는지를 육안으로 관찰하였다. X : 비틀림 있음, O : 비틀림 없음
상기 실시예 및 비교예로부터 본 발명의 조성물은 전체적으로 실시예가 체적저항이 낮아서 케이블의 반도전층 재료로 충분히 사용가능하며, 인장강도-신장율 특성도 우수하고, 가열 후 인장강도 잔율과 신장 잔율 특성도 우수한 것을 알 수 있다.
특히, 본 발명은 상기 물성들을 만족하면서도 박리성이 우수하고, 또한 박리 조절이 가능하여, 박리가 되는 것은 외부 반도전 재료로 사용이 가능하고, 박리가 안되는 것은 내부 반도전 재료로 사용가능하다.
또한, 온도에 따른 체적저항에서도 큰 영향을 받지 않아 장기 사용에 따른 저항의 변화로 노화가 촉진되는 현상을 막아주고, 또한 노화 후 신장율이나 인장잔율에서도 모두 80%를 상회하고 더욱 좋게는 90% 이상을 상회하는 등, 박리력을 개선하면서 기타 물성에서도 우수한 특성을 가지는 것을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 융점이 150 ~ 170 ℃인 폴리프로필렌 호모중합체 및 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지를 포함하는 복합수지 100 중량부에 대하여, 카본블랙, 그래파이트 및 그래핀에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 전도성 입자 20 내지 70 중량부를 포함하는 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복합수지는 폴리프로필렌 호모중합체 100 중량부에 대하여, 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지를 10 내지 250 중량부로 포함하는 것인 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복합수지는 폴리프로필렌 호모중합체 100 중량부에 대하여, 올레핀계 엘라스토머 1 내지 100 중량부를 더 포함하는 것인 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 호모중합체는 230℃, 2.16Kg의 조건에서 측정된 용융지수가 0.05 내지 50 g/10min인 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 에틸렌-(메타)아크릴레이트 공중합수지는 190℃, 2.16Kg의 조건에서 측정된 용융지수가 0.1 내지 20g/10min 인 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 수지는 에틸렌 단량체로부터 유도되는 단위를 50 내지 99중량%를 포함하고, (메타)아크릴레이트계 단량체로부터 유도되는 단위를 1 내지 50 중량%를 포함하는 것인 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 올레핀계 엘라스토머는 에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머 및 스티렌과 올레핀 공중합계 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 호모중합체와 올레핀계 엘라스토머의 블렌드물은 230℃, 2.16Kg의 조건에서 측정된 용융지수가 0.1 내지 20g/10min인 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 복합수지 100 중량부에 대하여, 지방족 폴리아미드 수지 0.1 내지 5 중량부를 더 포함하는 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  10. 제 1항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항의 반도전성 수지 조성물을 압출하여 제조되는 반도전층을 가지는 케이블.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110498964A (zh) * 2019-09-25 2019-11-26 上海交通大学 一种高压电缆热塑性半导电屏蔽材料及其制备方法
KR20210080939A (ko) 2019-12-23 2021-07-01 한화솔루션 주식회사 고압 케이블의 반도전층 조성물
KR20210080935A (ko) 2019-12-23 2021-07-01 한화솔루션 주식회사 반도전 컴파운드 조성물
KR20220011925A (ko) * 2020-07-22 2022-02-03 주식회사 디와이엠 솔루션 전력케이블용 고내열성 친환경 열가소성 엘라스토머 반도전성 수지 조성물
KR20220120155A (ko) 2021-02-23 2022-08-30 한화솔루션 주식회사 가공성이 우수한 초고압 케이블의 반도전성 수지 조성물 및 이의 제조방법
WO2022265181A1 (ko) * 2021-06-16 2022-12-22 엘에스전선 주식회사 반도전성 조성물 및 이로부터 형성된 반도전층을 갖는 전력 케이블
KR20230155640A (ko) 2022-05-03 2023-11-13 한화솔루션 주식회사 반도전 컴파운드 조성물 및 이의 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070041586A (ko) * 2004-07-22 2007-04-18 보레알리스 테크놀로지 오와이. 반도체 폴리머 조성물
JP2012149125A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Asahi Kasei Chemicals Corp 樹脂組成物、熱可塑性樹脂組成物および該樹脂組成物の製造方法ならびに該樹脂組成物を成形して得られる成形体
KR20120128153A (ko) * 2010-04-06 2012-11-26 보레알리스 아게 전도성 필러를 포함하는 반전도성 폴리올레핀 조성물
KR20130087006A (ko) * 2010-06-10 2013-08-05 보레알리스 아게 새로운 조성물 및 이의 용도
KR20140146797A (ko) * 2013-06-18 2014-12-29 주식회사 엘지화학 강성 및 유연성이 우수한 루즈튜브용 폴리프로필렌 수지 조성물, 이의 제조방법, 상기 조성물로 제조되는 루즈튜브 및 이를 포함하는 광케이블

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070041586A (ko) * 2004-07-22 2007-04-18 보레알리스 테크놀로지 오와이. 반도체 폴리머 조성물
KR20120128153A (ko) * 2010-04-06 2012-11-26 보레알리스 아게 전도성 필러를 포함하는 반전도성 폴리올레핀 조성물
KR20130087006A (ko) * 2010-06-10 2013-08-05 보레알리스 아게 새로운 조성물 및 이의 용도
JP2012149125A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Asahi Kasei Chemicals Corp 樹脂組成物、熱可塑性樹脂組成物および該樹脂組成物の製造方法ならびに該樹脂組成物を成形して得られる成形体
KR20140146797A (ko) * 2013-06-18 2014-12-29 주식회사 엘지화학 강성 및 유연성이 우수한 루즈튜브용 폴리프로필렌 수지 조성물, 이의 제조방법, 상기 조성물로 제조되는 루즈튜브 및 이를 포함하는 광케이블

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110498964A (zh) * 2019-09-25 2019-11-26 上海交通大学 一种高压电缆热塑性半导电屏蔽材料及其制备方法
KR20210080939A (ko) 2019-12-23 2021-07-01 한화솔루션 주식회사 고압 케이블의 반도전층 조성물
KR20210080935A (ko) 2019-12-23 2021-07-01 한화솔루션 주식회사 반도전 컴파운드 조성물
KR20220011925A (ko) * 2020-07-22 2022-02-03 주식회사 디와이엠 솔루션 전력케이블용 고내열성 친환경 열가소성 엘라스토머 반도전성 수지 조성물
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WO2022265181A1 (ko) * 2021-06-16 2022-12-22 엘에스전선 주식회사 반도전성 조성물 및 이로부터 형성된 반도전층을 갖는 전력 케이블
KR20230155640A (ko) 2022-05-03 2023-11-13 한화솔루션 주식회사 반도전 컴파운드 조성물 및 이의 제조방법

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