KR20220068666A - Resin composition for insulation of eco-friendly power cables - Google Patents

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KR20220068666A KR1020200155677A KR20200155677A KR20220068666A KR 20220068666 A KR20220068666 A KR 20220068666A KR 1020200155677 A KR1020200155677 A KR 1020200155677A KR 20200155677 A KR20200155677 A KR 20200155677A KR 20220068666 A KR20220068666 A KR 20220068666A
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서교운
윤보상
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Abstract

The present invention provides a composition for an insulation layer of a power cable which has excellent heat resistance, low-temperature impact resistance, flexibility, and electrical properties and is recyclable. The present invention provides a resin composition for an insulation layer of a power cable which comprises: 90 to 99 parts by weight of a propylene block copolymer including an ethylene-propylene rubber block; 1 to 10 parts by weight of a linear low-density polyethylene; and 0.01 to 0.1 parts by weight of a β-nucleating agent.

Description

친환경 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물{Resin composition for insulation of eco-friendly power cables}Resin composition for insulation of eco-friendly power cables

본 발명은 친환경 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 유연성과 전기적 특성이 우수하며, 재활용이 가능한 친환경 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a resin composition for an insulating layer of an eco-friendly power cable, and more particularly, to a resin composition for an insulating layer of an eco-friendly power cable that has excellent flexibility and electrical properties and is recyclable.

케이블의 절연 소재로는 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 에틸렌/프로필렌 탄성 공중합체(EPR) 등을 가교시킨 소재가 주로 이용된다. 그 중에서도 가교 폴리에틸렌(XLPE)은 가교공정을 통해 폴리에틸렌의 선형의 분자구조를 3차원의 망상구조로 변환한 것으로, 기존 폴리에틸렌의 우수한 기계적 물성 및 내화학 특성을 보유하면서 내열성을 보다 개선시켜 고전압의 전력 케이블 절연층으로 활용되어 왔다. 그러나, 가교 폴리에틸렌의 경우 가교된 폴리머이기 때문에 재활용이 불가능하고, 폐기를 하기 위해서는 소각을 해야 하기 때문에 다소 환경친화적이지 않은 문제가 있다.As the insulation material of the cable, a material obtained by crosslinking polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), ethylene/propylene elastic copolymer (EPR), etc. is mainly used. Among them, cross-linked polyethylene (XLPE) converts the linear molecular structure of polyethylene into a three-dimensional network structure through a cross-linking process. It has been used as a cable insulation layer. However, in the case of cross-linked polyethylene, since it is a cross-linked polymer, recycling is impossible, and in order to dispose of it, it has to be incinerated, which is somewhat unfriendly to the environment.

한편, 비가교 형태의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 이용하여 재활용이 가능한 환경 친화적인 절연층에 대한 연구 또한 진행되었으나, 가교 폴리에틸렌에 비해 내열성이 열등하여 그 용도가 다소 제한적인 문제점이 있다.Meanwhile, research on an environmentally friendly insulating layer that can be recycled using non-crosslinked high-density polyethylene (HDPE) or low-density polyethylene (LDPE) has also been conducted, but its use is somewhat limited due to inferior heat resistance compared to cross-linked polyethylene. There is this.

이에, 재활용이 용이하면서도 높은 내열성을 가진 폴리프로필렌(PP) 소재를 이용한 절연층 개발이 진행되고 있다. 폴리프로필렌은 가교 폴리에틸렌와 비교해 제조공법이 간편하고 비가교 형태로 환경친화적이고, 제조 공정상 메탄가스 등의 유독물질과 각종 부산물이 발생하지 않으며, 제조 공정상 발생하는 이산화탄소(CO2) 등 온실가스도 가교 폴리에틸렌과 대비하여 30% 가량 저감이 가능하다. 또한 폴리프로필렌은 재활용이 가능한 데다, 열에도 강해 송전용량을 높일 수 있는 것도 장점이다.Accordingly, the development of an insulating layer using a polypropylene (PP) material that is easy to recycle and has high heat resistance is being developed. Compared with cross-linked polyethylene, polypropylene has a simpler manufacturing method and is environmentally friendly in a non-cross-linked form, does not generate toxic substances such as methane gas and various by-products during the manufacturing process, and also produces greenhouse gases such as carbon dioxide (CO 2 ) generated during the manufacturing process. It is possible to reduce about 30% compared to cross-linked polyethylene. In addition, polypropylene is recyclable, and it is strong against heat, so the power transmission capacity can be increased.

이와 같이, 고분자 자체의 용융점이 160℃ 이상으로 가교하지 않고도 내열성이 우수하여 환경 친화적인 폴리프로필렌을 기재 수지로 사용하는 것을 고려해 볼 수 있다. 다만, 폴리프로필렌은 높은 강성(rigidity)에 의한 낮은 유연성 등으로 인해, 이로부터 제조되는 절연층을 포함하는 케이블의 포설 작업시 작업성이 떨어지고, 가교 폴리에틸렌 대비 전기적 특성이 다소 불충분하여 그 용도가 제한되는 문제가 있다.As such, it may be considered to use environmentally friendly polypropylene as a base resin because the polymer itself has excellent heat resistance without crosslinking at a melting point of 160° C. or higher. However, due to low flexibility due to high rigidity, polypropylene has poor workability when installing cables including an insulating layer manufactured therefrom, and its use is limited due to insufficient electrical properties compared to cross-linked polyethylene. there is a problem to be

이러한 제약을 극복하고자 폴리프로필렌으로 이루어진 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물에 관한 기술이 개발되어 왔다.In order to overcome this limitation, a technology related to a resin composition for an insulating layer of a power cable made of polypropylene has been developed.

한국 공개특허 제10-2019-0016667호는 고전압 케이블용 절연 조성물로서, 베이스 수지 및 첨가제를 포함하고, 상기 베이스 수지는 에틸렌 단량체와 극성 단량체의 공중합 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리올레핀 엘라스토머 및 말레산 무수물이 그라프트된(grafted) 폴리올레핀계 수지의 블렌딩 수지를 포함하는 고전압 케이블용 절연 조성물에 대해 개시하였고, 한국 등록특허 제1163432호는 (a) 아이소탁틱(isotactic) 프로필렌 단독중합체 (A) 및 (b) 1-부텐 함량을 가진 랜덤 프로필렌-부텐 공중합체 (B) 또는 에틸렌 함량을 가진 랜덤 프로필렌-에틸렌 공중합체 (B')로 이루어진 폴리프로필렌에 대해 개시하였고, 한국 공개특허 제10-2016-0180197호는 (a)프로필렌 단독 중합체 또는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체와 (b)에틸렌-프로필렌 고무 공중합체가 반응기 내에서 단계적으로 중합된 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체를 개시하였으나, 우수한 유연 특성과 전기적 특성을 동시에 만족시키지는 못하고 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2019-0016667 discloses an insulation composition for a high voltage cable, including a base resin and an additive, wherein the base resin is a copolymer resin of an ethylene monomer and a polar monomer, a polypropylene resin, a polyolefin elastomer, and maleic anhydride. Disclosed is an insulation composition for a high voltage cable comprising a grafted polyolefin-based resin blending resin, and Korean Patent No. 1163432 discloses (a) isotactic propylene homopolymers (A) and (b) A random propylene-butene copolymer having a 1-butene content (B) or a random propylene-ethylene copolymer having an ethylene content (B') was disclosed for polypropylene, and Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0180197 An ethylene-propylene block copolymer in which (a) a propylene homopolymer or an ethylene-propylene random copolymer and (b) an ethylene-propylene rubber copolymer was polymerized stepwise in a reactor was disclosed, but excellent flexibility and electrical properties were simultaneously satisfied can't make it

본 발명은 재활용이 가능한 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물로서 우수한 유연 특성과 전기적 특성을 동시에 만족시키는 친환경 전력 케이블 절연층용 수지 조성물을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a resin composition for an insulating layer of an eco-friendly power cable that simultaneously satisfies excellent flexible properties and electrical properties as a resin composition for an insulating layer of a power cable that can be recycled.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 에틸렌-프로필렌 고무 블록을 포함하는 프로필렌 블록 공중합체 90 내지 99 중량부; 선형 저밀도 폴리에틸렌 1 내지 10 중량부; 및 β-핵제 0.01 내지 0.1 중량부;를 포함하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides 90 to 99 parts by weight of a propylene block copolymer comprising an ethylene-propylene rubber block; 1 to 10 parts by weight of linear low density polyethylene; and β-nucleating agent 0.01 to 0.1 parts by weight; provides a resin composition for an insulating layer of a power cable comprising.

또한 에틸렌 유래의 반복단위가, 상기 프로필렌 블록 공중합체 중에 10 내지 20 중량% 포함되고, 상기 에틸렌-프로필렌 고무 블록 중에 35 내지 55 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물을 제공한다.In addition, the ethylene-derived repeating unit is contained in 10 to 20% by weight in the propylene block copolymer, and 35 to 55% by weight in the ethylene-propylene rubber block It provides a resin composition for an insulating layer of a power cable .

또한 상기 프로필렌 블록 공중합체는 용융점이 150 내지 170℃이고, 용융엔탈피가 65 내지 85 J/g이고, 용융지수(MI, 230℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 10 g/10min이고, 자일렌 가용분(Xylene soluble)이 상기 프로필렌 블록 공중합체 중에 20 내지 40 중량%인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물을 제공한다.In addition, the propylene block copolymer has a melting point of 150 to 170° C., a melting enthalpy of 65 to 85 J/g, a melt index (MI, 230° C., 2.16 kg load) of 0.1 to 10 g/10 min, and xylene soluble It provides a resin composition for an insulating layer of a power cable, characterized in that the minute (Xylene soluble) is 20 to 40% by weight in the propylene block copolymer.

또한 선형 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.930 g/㎤이고, 용융점이 110 내지 130℃이고, 용융지수(MI, 190℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 10 g/10min인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물을 제공한다.In addition, the linear low-density polyethylene has a density of 0.910 to 0.930 g/cm 3 , a melting point of 110 to 130° C., and a melt index (MI, 190° C., 2.16 kg load) of 0.1 to 10 g/10 min. A resin composition for an insulating layer is provided.

또한 상기 β-핵제는 디카르복실산(dicarboxylic acid)의 칼슘염(calcium salt), 퀴나크리돈계(quinacridone) 유기물 및 아릴 아마이드(aryl amide)계 유기물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물을 제공한다.In addition, the β-nucleating agent is at least one selected from the group consisting of a calcium salt of dicarboxylic acid, a quinacridone-based organic material, and an aryl amide-based organic material. It provides a resin composition for the insulation layer of a power cable.

또한 상기 수지 조성물은 하기 방법에 따라 측정된 굴곡탄성률이 500 내지 700 MPa이고, AC 절연파괴강도가 50 kV/mm 이상이고, 임펄스(Impulse) 절연파괴강도가 90 kV/mm 이상인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물을 제공한다.In addition The resin composition has a flexural modulus of 500 to 700 MPa measured according to the following method, an AC dielectric breakdown strength of 50 kV/mm or more, and an impulse dielectric breakdown strength of 90 kV/mm or more. To provide a resin composition for an insulating layer.

[굴곡탄성률 측정방법][Method of measuring flexural modulus]

ASTM D790 규격에 따라 시편(127×12.7×6.4 mm)의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고 28 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하여 측정된 값을 굴곡탄성률로 함.According to ASTM D790 standard, the span of the specimen (127 × 12.7 × 6.4 mm) is fixed at 100 mm and a flexural load is applied at a rate of 28 mm/min. The measured value is the flexural modulus.

[절연파괴강도 측정방법][Method of measuring dielectric breakdown strength]

상기 수지 조성물을 프레스 성형기기를 이용하여 두께 1 mm의 시트상으로 제조 후 ASTM D149 규격에 따라 최초에는 30 kV를 5분간 인가하고, 이후 10 kV씩 상승시켜 5분간 유지하는 과정을 절연파괴가 발생할 때까지 계속하여, 절연파괴가 발생되면 파괴된 전압을 시트의 두께로 나눈 값을 AC 절연파괴강도로 하고, 상기 시트를 충격전압 80 kV를 정/부극성으로 각 10회씩 인가하여, 이후 10 kV씩 상승시키고 3회의 임펄스 전압을 인가하는 것을 파괴가 일어날 때까지 계속하여, 파괴가 발생된 값을 임펄스(Impulse) 절연파괴강도로 함.After preparing the resin composition in a sheet shape with a thickness of 1 mm using a press molding machine, 30 kV is initially applied for 5 minutes according to ASTM D149, and then is increased by 10 kV and maintained for 5 minutes. Continuing until dielectric breakdown occurs, the value obtained by dividing the breakdown voltage by the thickness of the sheet is the AC dielectric breakdown strength, and the sheet is subjected to an impact voltage of 80 kV in positive/negative polarity 10 times each, and then 10 kV Increase by increments and continue to apply three impulse voltages until breakdown occurs, and the value at which breakdown occurs is referred to as impulse dielectric breakdown strength.

본 발명은 에틸렌-프로필렌 고무 블록을 포함하는 프로필렌 블록 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 β-핵제를 특정 함량비로 제시하여 우수한 유연 특성과 전기적 특성을 동시에 만족시키는 재활용이 가능한 친환경 전력 케이블 절연층용 수지 조성물을 제공할 수 있다.The present invention provides a propylene block copolymer including an ethylene-propylene rubber block, a linear low-density polyethylene, and a β-nucleating agent in a specific content ratio to provide a recyclable resin composition for an eco-friendly power cable insulation layer that satisfies both excellent flexible properties and electrical properties. can provide

도 1은 본 발명에 따른 수지 조성물로 제조되는 전력 케이블의 단면을 모식적으로 나타낸 도면,
도 2는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 수지 조성물의 단면을 광학현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 사진.
1 is a view schematically showing a cross-section of a power cable made of a resin composition according to the present invention;
Figure 2 is a photograph showing the result of observing the cross section of the resin composition according to Example 1 and Comparative Example 1 with an optical microscope.

이하 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through preferred embodiments. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, since the configuration of the embodiments described in the present specification is only the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all the technical spirit of the present invention, various equivalents and modifications that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be

본 발명은, 에틸렌-프로필렌 고무 블록을 포함하는 프로필렌 블록 공중합체 90 내지 99 중량부; 선형 저밀도 폴리에틸렌 1 내지 10 중량부; 및 β-핵제 0.01 내지 0.1 중량부;를 포함하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물을 개시한다. The present invention, 90 to 99 parts by weight of a propylene block copolymer comprising an ethylene-propylene rubber block; 1 to 10 parts by weight of linear low density polyethylene; and 0.01 to 0.1 parts by weight of a β-nucleating agent; discloses a resin composition for an insulating layer of a power cable comprising.

이하 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물의 각 구성 성분을 상세히 설명한다.Hereinafter, each component of the resin composition for an insulating layer of a power cable according to the present invention will be described in detail.

폴리프로필렌은 호모 폴리프로필렌(H-PP), 프로필렌 랜덤 공중합체(R-PP) 및 프로필렌 블록 공중합체(B-PP)로 분류할 수 있다. 이 중, 프로필렌 랜덤 공중합체와 프로필렌 블록 공중합체는 호모 폴리프로필렌에 비하여 높은 유연성과 굴곡성을 가지고 있기 때문에 전력 케이블용으로 더 적합하며, 특히 프로필렌 블록 공중합체의 경우 프로필렌 랜덤 공중합체와 비교하여 유연성과 굴곡 특성이 우수한 이점이 있으므로 본 발명에서는 프로필렌 블록 공중합체를 이용한다.Polypropylene can be classified into homo polypropylene (H-PP), propylene random copolymer (R-PP) and propylene block copolymer (B-PP). Among them, propylene random copolymer and propylene block copolymer are more suitable for power cables because they have high flexibility and flexibility compared to homopolypropylene. Since there is an advantage of excellent flexural properties, a propylene block copolymer is used in the present invention.

본 발명에서 상기 프로필렌 블록 공중합체는 RTPO(Reactor-made Thermoplastic Polyolefins)의 일종으로, 반응형 폴리프로필렌(Reactor-made Thermoplastic Polypropylene)일 수 있다. 상기 반응형 폴리프로필렌은 프로필렌 모노머를 포함하여 중합한, 고무 특성을 나타내는 고분자를 일컫는다.In the present invention, the propylene block copolymer is a type of RTPO (Reactor-made Thermoplastic Polyolefins), and may be a reactive polypropylene (Reactor-made Thermoplastic Polypropylene). The reactive polypropylene refers to a polymer having rubber properties, which is polymerized by including a propylene monomer.

본 발명에서 상기 프로필렌 블록 공중합체는 프로필렌 단독 중합체 60 내지 75 중량% 및 에틸렌-프로필렌 고무 25 내지 40 중량%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 프로필렌 단독 중합체 65 내지 70 중량% 및 에틸렌-프로필렌 고무 30 내지 35 중량%를 포함할 수 있다. 상기 프로필렌 블록 공중합체는 프로필렌 단독 중합체 매트릭스에 에틸렌-프로필렌 고무 입자가 분산된 형태일 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 프로필렌 블록 공중합체는 프로필렌 단독 중합체에 에틸렌-프로필렌 고무가 반응기 내에서 단계적으로 중합된 블록 공중합체일 수 있다. 상기 프로필렌 블록 공중합체는 에틸렌-프로필렌 고무가 특정 함량 범위로 분산되어 있어 프로필렌 단독 중합체 대비 굴곡탄성률이 낮아 전력 케이블의 절연층으로 적용 시 유연성 향상을 극대화시킬 수 있고, 탄성력이 우수하여 충격강도를 향상시킬 수 있다.In the present invention, the propylene block copolymer may include 60 to 75% by weight of a propylene homopolymer and 25 to 40% by weight of an ethylene-propylene rubber, preferably 65 to 70% by weight of a propylene homopolymer and 30% by weight of an ethylene-propylene rubber to 35% by weight. The propylene block copolymer may be in a form in which ethylene-propylene rubber particles are dispersed in a propylene homopolymer matrix. Specifically, the propylene block copolymer according to the present invention may be a block copolymer in which propylene homopolymer and ethylene-propylene rubber are step-polymerized in a reactor. The propylene block copolymer has ethylene-propylene rubber dispersed in a specific content range, so it has a lower flexural modulus compared to propylene homopolymer, so it can maximize flexibility when applied as an insulating layer of a power cable, and has excellent elasticity to improve impact strength can do it

본 발명에서 사용되는 프로필렌 블록 공중합체는 중합 반응기에서 고함량의 에틸렌을 이용하여 많은 양의 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)를 생성한 것으로서, 기존의 프로필렌 블록 공중합체에 비해 높은 함량의 에틸렌-프로필렌 고무 유래의 반복단위를 포함하고 있어 충격강도가 높으며, 유연성이 우수한 이점이 있다.The propylene block copolymer used in the present invention produces a large amount of ethylene-propylene rubber (EPR) by using a high content of ethylene in a polymerization reactor, and has a higher content than the conventional propylene block copolymer. Since it contains the repeating unit derived from it, it has the advantages of high impact strength and excellent flexibility.

이론에 의해 제한되는 것을 바라지는 않으나, 일반적으로 반응기 내에서 제조되는 프로필렌 블록 공중합체는, 기술적 어려움으로 인하여 에틸렌 유래의 반복단위의 함량이 전체 블록 공중합체 중에 10 내지 20 중량%일 수 있고, 바람직하게는 13 내지 16 중량%일 수 있다. 또한 에틸렌 유래의 반복단위의 함량이 상기 에틸렌-프로필렌 고무 블록 중에 35 내지 55 중량%일 수 있고, 바람직하게는 40 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 에틸렌 유래의 반복단위 함량 범위 내에서 유연성, 굴곡 특성 및 전기적 특성이 극대화될 수 있다.Without wishing to be limited by theory, in general, in the propylene block copolymer prepared in a reactor, the content of repeating units derived from ethylene may be 10 to 20 wt% in the total block copolymer due to technical difficulties, and preferably Preferably, it may be 13 to 16% by weight. In addition, the content of the repeating unit derived from ethylene may be 35 to 55% by weight in the ethylene-propylene rubber block, preferably 40 to 50% by weight. Flexibility, flexural properties and electrical properties can be maximized within the content range of the ethylene-derived repeating unit.

또한 상기 프로필렌 블록 공중합체는 용융점이 150 내지 170℃일 수 있고, 바람직하게는 160 내지 170℃일 수 있다. 또한 용융엔탈피는 65 내지 85 J/g일 수 있고, 바람직하게는 75 내지 85 J/g일 수 있다. 프로필렌 블록 공중합체의 용융점 및 용융엔탈피가 상기 범위를 만족하는 경우 전력 케이블의 절연층으로 적용 시 본 발명에서 구현하고자 하는 유연성 및 전기적 특성이 충족될 수 있다.In addition, the propylene block copolymer may have a melting point of 150 to 170 ℃, preferably 160 to 170 ℃. Also, the melting enthalpy may be 65 to 85 J/g, preferably 75 to 85 J/g. When the melting point and melting enthalpy of the propylene block copolymer satisfy the above ranges, flexibility and electrical properties to be implemented in the present invention may be satisfied when applied as an insulating layer of a power cable.

또한 상기 프로필렌 블록 공중합체는 용융지수(MI, 230℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 10 g/10min일 수 있고, 바람직하게는 0.3 내지 5 g/10min일 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 g/10min일 수 있다. 상기 용융지수가 0.1 g/10min 미만이면 케이블 압출과정에서 압출기 부하가 걸릴 수 있으며, 10 g/10min을 초과하면 케이블 성형품의 절연층 편심이 발생 할 수 있다.In addition, the propylene block copolymer may have a melt index (MI, 230°C, 2.16 kg load) of 0.1 to 10 g/10min, preferably 0.3 to 5 g/10min, more preferably 0.5 to 2 g/10 min. If the melt index is less than 0.1 g/10 min, the extruder load may be applied during the cable extrusion process, and if it exceeds 10 g/10 min, eccentricity of the insulation layer of the cable molded article may occur.

또한 상기 프로필렌 블록 공중합체는 자일렌 가용분(Xylene soluble, X.S.)이 상기 프로필렌 블록 공중합체 중에 20 내지 40 중량%일 수 있고, 바람직하게는 25 내지 35 중량%일 수 있다. 상기 자일렌 가용분의 함량 범위 내에서 유연성, 굴곡 특성 및 전기적 특성이 극대화될 수 있다.In addition, in the propylene block copolymer, the amount of xylene soluble (X.S.) in the propylene block copolymer may be 20 to 40% by weight, preferably 25 to 35% by weight. Flexibility, flexural characteristics, and electrical characteristics may be maximized within the content range of the xylene-soluble component.

본 발명에서 상기 프로필렌 블록 공중합체는 90 내지 99 중량부 함량으로 포함되고, 바람직하게는 91 내지 97 중량부 함량으로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 92 내지 96 중량부 함량으로 포함될 수 있다. 프로필렌 블록 공중합체 함량이 90 중량부 미만일 경우 전기적 특성이 저하되고, 99 중량부를 초과할 경우 유연성이 저하된다.In the present invention, the propylene block copolymer is included in an amount of 90 to 99 parts by weight, preferably 91 to 97 parts by weight, and more preferably 92 to 96 parts by weight. When the content of the propylene block copolymer is less than 90 parts by weight, electrical properties are deteriorated, and when it exceeds 99 parts by weight, flexibility is reduced.

상기 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)은 자체적으로 낮은 굴곡탄성률을 가지고 있기 때문에 절연층 수지 조성물의 굴곡탄성률을 떨어트리는 개질제 역할을 수행한다. 폴리프로필렌 결정 구정과 구정 사이의 계면은 전기적 취약 부위이며, 계면이 발달 될수록 폴리프로필렌의 전기적 특성이 떨어진다. 따라서 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌의 첨가는 폴리프로필렌 결정 구정과 구정 사이의 계면 발달을 막아주어 전기적 특성을 향상시킨다.Since the linear low-density polyethylene (LLDPE) has a low flexural modulus by itself, it serves as a modifier for lowering the flexural modulus of the insulating layer resin composition. The interface between polypropylene crystal spheroids and spheroids is an electrically weak region, and as the interface develops, the electrical properties of polypropylene deteriorate. Therefore, the addition of the linear low-density polyethylene prevents the development of the polypropylene crystal spheroids and the interface between the spheroids to improve electrical properties.

상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.930 g/㎤일 수 있고, 바람직하게는 0.915 내지 0.925 g/㎤일 수 있다. 또한 용융점이 110 내지 130℃일 수 있고, 바람직하게는 115 내지 120℃ 일 수 있다. 상기 밀도 및 용융점 범위 내에서 최종 수지 조성물을 전력 케이블의 절연층으로 적용 시 유연성, 굴곡 특성 및 전기적 특성이 극대화될 수 있다.The linear low density polyethylene may have a density of 0.910 to 0.930 g/cm 3 , preferably 0.915 to 0.925 g/cm 3 . In addition, the melting point may be 110 to 130 ℃, preferably 115 to 120 ℃ may be. When the final resin composition is applied as an insulating layer of a power cable within the above density and melting point range, flexibility, flexural properties and electrical properties can be maximized.

본 발명에서 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은 1 내지 10 중량부 함량으로 포함되고, 바람직하게는 3 내지 9 중량부 함량으로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 4 내지 8 중량부 함량으로 포함될 수 있다. 상기 저밀도 선형 폴리에틸렌 함량이 1 중량부 미만이면 유연성이 저하되고, 10 중량부를 초과하면 유연성은 개선되나 전기적 특성이 저하된다.In the present invention, the linear low-density polyethylene may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight, preferably 3 to 9 parts by weight, and more preferably 4 to 8 parts by weight. When the content of the low-density linear polyethylene is less than 1 part by weight, flexibility is reduced, and when it exceeds 10 parts by weight, flexibility is improved but electrical properties are deteriorated.

상기 β-핵제는 폴리프로필렌 결정 형태를 β 형태로 바꿔준다. 일반적인 폴리프로필렌 결정 형태는 α 형태이며, α 결정은 높은 굴곡탄성률을 야기하여 수지 조성물을 케이블로 적용 시 유연성을 떨어트린다. β 형태의 결정 구정은 유연하여 폴리프로필렌의 굴곡탄성률이 낮아지는 이점이 있다. 또한 α 결정 대비 β 결정의 전기적 저항성이 더 높아 폴리프로필렌의 전기적 특성을 향상시킨다.The β-nucleating agent changes the polypropylene crystal form to the β form. A typical polypropylene crystal form is an α type, and the α crystal causes a high flexural modulus, which reduces flexibility when the resin composition is applied as a cable. The β-form crystal spheroid has the advantage of being flexible and lowering the flexural modulus of polypropylene. In addition, the electrical resistance of the β crystal is higher than that of the α crystal, which improves the electrical properties of polypropylene.

이러한 상기 β-핵제로는 디카르복실산(dicarboxylic acid)의 칼슘염(calcium salt), 퀴나크리돈계(quinacridone) 유기물 또는 알릴 아마이드(aryl amide)계 유기물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 구체적인 예로서 감마-퀴나크리돈, 델타-퀴나크리돈, 퀴나크리돈퀴논, 인디고졸 및 시바틴 유기 안료, 다이머 알루미늄산염으로 변성된 탄산칼슘, 칼슘스테아레이트와 피멜산의 혼합물, 2산성의 칼슘염 및 아연염, 아디핀산 또는 수베린산의 디아민, N,N-디시클로헥실-테레프탈아미드, N',N'-디시클로헥실-2,6-나프탈렌-디카르복시아미드, 테트라-하이드로프탈레이트 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.As the β-nucleating agent, a calcium salt of dicarboxylic acid, a quinacridone-based organic material, or an aryl amide-based organic material may be preferably used, and as a specific example, gamma -quinacridone, delta-quinacridone, quinacridonequinone, indigosol and civatine organic pigment, calcium carbonate modified with dimer aluminate, mixture of calcium stearate and pimelic acid, calcium salt and zinc salt of diacidic acid , diamine of adipic acid or suberic acid, N,N-dicyclohexyl-terephthalamide, N',N'-dicyclohexyl-2,6-naphthalene-dicarboxyamide, tetra-hydrophthalate, etc. , but is not limited thereto.

본 발명에서 상기 β-핵제는 전체 수지 조성물 중에 0.01 내지 0.1 중량부가 포함되고, 바람직하게는 0.03 내지 0.09 중량부, 더욱 바람직하게는 0.04 내지 0.08 중량부가 포함될 수 있다. 상기 β-핵제 함량이 0.01 중량부 미만이면 핵제로서의 역할이 충분히 발휘되지 않고, 0.1 중량부를 초과하면 핵제가 오히려 불순물로 작용하여 전기적 특성 및 내열 안정성이 떨어질 수 있다. 이때 최종 수지 조성물에서 이온성 불순물 함량은 200 ppm 이하인 것이 바람직하다.In the present invention, 0.01 to 0.1 parts by weight of the β-nucleating agent is included in the total resin composition, preferably 0.03 to 0.09 parts by weight, and more preferably 0.04 to 0.08 parts by weight. When the β-nucleating agent content is less than 0.01 parts by weight, the role as a nucleating agent is not sufficiently exhibited, and when it exceeds 0.1 parts by weight, the nucleating agent acts as an impurity, and electrical properties and heat resistance stability may be deteriorated. In this case, the content of ionic impurities in the final resin composition is preferably 200 ppm or less.

본 발명에 따른 수지 조성물은 상기 성분들 이외에도 전력 케이블의 절연층용으로 적용 시 일반적으로 사용되는 첨가제가 1종 이상 더 포함될 수 있으며, 바람직하게는 산화방지제, 중화제 또는 수트리(water tree) 방지제를 더 포함할 수 있다.In addition to the above components, the resin composition according to the present invention may further contain one or more additives commonly used when applied for an insulating layer of a power cable, preferably an antioxidant, a neutralizing agent or a water tree inhibitor. may include

상기 산화방지제는 수지 조성물의 황변을 억제하여 색상 안정성 및 투명성을 부여하기 위해 첨가될 수 있다. 상기 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물의 산화를 방지할 수 있는 산화방지제라면 제한 없이 사용 가능하지만, 바람직하게는 힌더드 페놀-베이스드 안티옥시덴트(Hindered phenol-based antioxidant), 4,4'-티오비스(2-t-부틸-5-메틸페놀)(4,4'-thiobis(2-t-butyl-5-methylphenol)), 2,2'-티오-디에틸-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](2,2'-thio-diethyl-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate]), 4,4'-티오비스-(2-메틸-6-t-부틸페놀)(4,4'-thiobis(2-methyl-6-t-butylphenol)), 2,2'-티오비스(6-t-부틸-4-메틸페놀)(2,2'-thiobis(6-t-butyl-4-methylphenol)), 옥타데실[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](octadecyl[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]) 및 티오디에틸렌-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](Thiodiethylene-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate])로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화방지제를 사용할 수 있다.The antioxidant may be added to suppress yellowing of the resin composition to impart color stability and transparency. Any antioxidant capable of preventing oxidation of the resin composition for the insulating layer of the power cable can be used without limitation, but preferably a hindered phenol-based antioxidant, 4,4'-thiobis (2-t-Butyl-5-methylphenol) (4,4'-thiobis (2-t-butyl-5-methylphenol)), 2,2'-thio-diethyl-bis [3- (3,5) -di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (2,2'-thio-diethyl-bis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate]), 4,4'-thiobis-(2-methyl-6-t-butylphenol) (4,4'-thiobis(2-methyl-6-t-butylphenol)), 2,2'-thiobis (6- t-Butyl-4-methylphenol) (2,2'-thiobis (6-t-butyl-4-methylphenol)), octadecyl [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) )propionate](octadecyl[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]) and thiodiethylene-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4- At least one antioxidant selected from the group consisting of hydroxyphenyl) propionate] (Thiodiethylene-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate]) may be used.

상기 중화제는 중합 후 남아있는 촉매 잔사를 효과적으로 제거하여 수지 조성물의 분해를 막기 위해 사용하는 것으로, 상기 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물의 분해를 방지할 수 있는 중화제라면 제한 없이 사용 가능하다.The neutralizing agent is used to prevent decomposition of the resin composition by effectively removing the catalyst residue remaining after polymerization, and any neutralizing agent capable of preventing decomposition of the resin composition for the insulating layer of the power cable can be used without limitation.

상기 수트리 방지제는 파괴전압 이하의 전압에서 수분과 전압의 복합작용으로 인해 발생해 점차 성장하는 미세파괴 형태인 수트리를 방지하기 위한 목적으로 첨가된다. 수트리 현상은 절연층의 전기 절연 특성을 저하시켜 절연층 수명 감소를 야기시킨다. 상기 수트리 방지제는 수분과 전압의 복합작용을 저감할 수 있는 물질이라면 제한 없이 사용 가능하다.The water tree inhibitor is added for the purpose of preventing water tree, a form of micro-destruction that gradually grows due to the complex action of moisture and voltage at a voltage below the breakdown voltage. The water tree phenomenon deteriorates the electrical insulating properties of the insulating layer, resulting in a decrease in the lifespan of the insulating layer. The water tree inhibitor may be used without limitation as long as it is a material capable of reducing the combined action of moisture and voltage.

본 발명에 따른 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물은 당 업계에 알려진 통상의 방법에 따라 상기 성분들을 혼합 및 압출하여 제조될 수 있다. 예컨대, 상기 성분들을 2축 압출기에 투입하여 용융 혼련하여 수지 조성물을 제조할 수 있다.The resin composition for an insulating layer of a power cable according to the present invention may be prepared by mixing and extruding the above components according to a conventional method known in the art. For example, the components may be introduced into a twin-screw extruder and melt-kneaded to prepare a resin composition.

이상의 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물은 유연성과 전기적 특성이 우수하고, 친환경적이어서 재활용이 가능하며, 구체적으로 하기 방법에 따라 측정된 굴곡탄성률이 500 내지 700 MPa, 바람직하게는 600 내지 680 MPa일 수 있고, AC 절연파괴전압이 50 kV/mm 이상, 바람직하게는 52 kV/mm 이상일 수 있고, 임펄스(Impulse) 절연파괴전압이 90 kV/mm 이상, 바람직하게는 93 kV/mm 이상일 수 있다.The resin composition for an insulating layer of a power cable according to the present invention has excellent flexibility and electrical properties, is eco-friendly and can be recycled, and specifically has a flexural modulus of 500 to 700 MPa, preferably 600 to 680, measured according to the following method. It may be MPa, the AC breakdown voltage may be 50 kV/mm or more, preferably 52 kV/mm or more, and the impulse breakdown voltage may be 90 kV/mm or more, preferably 93 kV/mm or more. have.

[굴곡탄성률 측정방법][Method of measuring flexural modulus]

ASTM D790 규격에 따라 시편(127×12.7×6.4 mm)의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고 28 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하여 측정된 값을 굴곡탄성률로 함.According to ASTM D790 standard, the span of the specimen (127 × 12.7 × 6.4 mm) is fixed at 100 mm and a flexural load is applied at a rate of 28 mm/min. The measured value is the flexural modulus.

[절연파괴강도 측정방법][Method of measuring dielectric breakdown strength]

상기 수지 조성물을 프레스 성형기기를 이용하여 두께 1 mm의 시트상으로 제조 후 ASTM D149 규격에 따라 최초에는 30 kV를 5분간 인가하고, 이후 10 kV씩 상승시켜 5분간 유지하는 과정을 절연파괴가 발생할 때까지 계속하여, 절연파괴가 발생되면 파괴된 전압을 시트의 두께로 나눈 값을 AC 절연파괴강도로 하고, 상기 시트에 대하여 충격전압 80 kV를 정/부극성으로 각 10회씩 인가하여, 이후 10 kV씩 상승시키고 3회의 임펄스 전압을 인가하는 것을 파괴가 일어날 때까지 계속하여, 파괴가 발생된 값을 임펄스(Impulse) 절연파괴강도로 함.After preparing the resin composition in a sheet shape with a thickness of 1 mm using a press molding machine, 30 kV is initially applied for 5 minutes according to ASTM D149, and then is increased by 10 kV and maintained for 5 minutes. Continuing until dielectric breakdown occurs, the value obtained by dividing the breakdown voltage by the thickness of the sheet is the AC dielectric breakdown strength. Continue to increase kV by kV and apply the impulse voltage three times until breakdown occurs, and the value at which breakdown occurs is referred to as impulse dielectric breakdown strength.

이상의 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물로 전력 케이블이 제조될 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 수지 조성물로 제조되는 전력 케이블의 단면을 모식적으로 나타내고 있다.A power cable may be manufactured from the resin composition for an insulating layer of a power cable according to the present invention. 1 schematically shows a cross section of a power cable made of a resin composition according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물로 제조되는 전력 케이블은 도체(1), 상기 도체(1)를 감싸는 내부 반도전층(2), 상기 내부 반도전층(2)을 감싸는 절연층(3), 상기 절연층(3)을 감싸는 외부 반도전층(4) 및 상기 외부 반도전층(4)을 감싸는 쉬스층(5)을 포함하고, 상기 절연층(3)은 본 발명에 따른 수지 조성물을 포함할 수 있다. 상기 절연층을 제외하고, 상기 전력 케이블을 구성하는 각 층의 세부 사항은 당업자에게 통상적으로 알려져 있으므로, 본 발명에서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.1, the power cable made of the resin composition for the insulating layer of the power cable according to the present invention includes a conductor (1), an inner semiconducting layer (2) surrounding the conductor (1), and the inner semiconducting layer (2) It includes an insulating layer (3) surrounding the insulating layer (3), an outer semiconducting layer (4) surrounding the insulating layer (3), and a sheath layer (5) surrounding the outer semiconducting layer (4), wherein the insulating layer (3) is in the present invention It may include a resin composition according to the. Except for the insulating layer, since details of each layer constituting the power cable are commonly known to those skilled in the art, detailed descriptions thereof will be omitted in the present invention.

이하, 본 발명에 따른 구체적인 제조예, 실시예 및 비교예를 들어 설명한다.Hereinafter, specific preparation examples, examples and comparative examples according to the present invention will be described.

제조예production example

루프 반응기에 수소 및 프로필렌을 반응시켜 프로필렌 단독 중합체를 제조하고, 루프 반응기에서 중합된 프로필렌 단독 중합체와 에틸렌 및 프로필렌을 기상 반응기에 투입하여 연속공정으로 에틸렌-프로필렌의 공중합 반응을 실시하여 프로필렌 블록 공중합체를 제조하였다. 제조된 프로필렌 블록 공중합체는 에틸렌 유래의 반복단위가 전체 공중합체 중에 14.2 중량% 및 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 블록 중에 42 중량%이고, 자일렌 가용분의 함량이 31.3 중량%이고, 용융지수가 1.2 g/10min이고, 용융점이 163.7℃이고, 용융 엔탈피가 77.4 J/g이었다. 프로필렌 블록 공중합체의 용융지수, 자일렌 가용분, 용융점 및 용융엔탈피는 각각 하기 방법에 따라 측정되었다.A propylene homopolymer is prepared by reacting hydrogen and propylene in a loop reactor, and the propylene homopolymer polymerized in the loop reactor and ethylene and propylene are put into a gas phase reactor to conduct a copolymerization reaction of ethylene-propylene in a continuous process to obtain a propylene block copolymer was prepared. In the prepared propylene block copolymer, the ethylene-derived repeating unit was 14.2% by weight in the total copolymer and 42% by weight in the ethylene-propylene rubber (EPR) block, the content of xylene solubles was 31.3% by weight, and the melt index was 1.2 g/10 min, the melting point was 163.7°C, and the melting enthalpy was 77.4 J/g. Melt index, xylene soluble content, melting point and enthalpy of melting of the propylene block copolymer were measured according to the following methods, respectively.

- 용융지수(Melt Index, MI) : ASTM D1238 규격에 따라 온도 230℃및 하중 2.16 ㎏ 조건으로 측정하였다.- Melt Index (MI): According to ASTM D1238 standard, it was measured under the conditions of a temperature of 230°C and a load of 2.16 kg.

- 자일렌 가용분(Xylene Soluble, X.S.) : ASTM D5492 규격에 따라 프로필렌 블록 공중합체를 끓는 자일렌에 녹인 후 상온에서 냉각시켜 자일렌에 용해된 부분과 불용인 부분으로 분리한 후 자일렌에 용해된 부분을 따로 모아 핫플레이트로 자일렌을 증발시킨 후 남은 부분의 중량%를 측정하였다.- Xylene Soluble (X.S.): According to ASTM D5492, the propylene block copolymer is dissolved in boiling xylene, cooled at room temperature, and separated into a part dissolved in xylene and an insoluble part and then dissolved in xylene After evaporating xylene with a hot plate by collecting the separated parts, the weight % of the remaining part was measured.

- 용융점 및 용융엔탈피 : 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 10 ℃/min 속도로 200℃ 까지 가열 후 -30℃ 까지 냉각을 2회 반복하여 2회째 측정된 데이터를 사용하였다.- Melting point and melting enthalpy: Using a differential scanning calorimeter (DSC), heating to 200°C at a rate of 10°C/min and cooling to -30°C were repeated twice, and the second measured data was used.

실시예Example and 비교예comparative example

하기 표 1의 성분 조성으로 구성된 혼합물을 믹서로 5분간 혼합한 후 190 내지 230℃ 조건에서 2축 압출기로 압출하여 펠렛 상의 수지 조성물을 제조하였고, 실시예 1 및 비교예 1에 따른 수지 조성물의 단면을 광학현미경(관찰 온도 134℃, 배율 ×100, 2 min)으로 관찰하고 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2를 참조하면 본 발명에 따라 에틸렌-프로필렌 고무 블록을 포함하는 프로필렌 블록 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 β-핵제를 특정 조성비로 포함하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물의 경우(실시예 1) 프로필렌 블록 공중합체 단독으로 이루어진 경우(비교예 1)에 비해 결정 구정이 작고 균일한 것을 확인할 수 있으며, 이로부터 우수한 유연 특성과 전기적 특성이 동시에 구현될 수 있음을 알 수 있다.The mixture composed of the component compositions of Table 1 below was mixed with a mixer for 5 minutes and then extruded with a twin-screw extruder at 190 to 230 ° C. was observed with an optical microscope (observation temperature 134° C., magnification × 100, 2 min), and the results are shown in FIG. 2 . Referring to FIG. 2, in the case of a resin composition for an insulating layer of a power cable comprising a propylene block copolymer including an ethylene-propylene rubber block, a linear low-density polyethylene, and a β-nucleating agent in a specific composition ratio according to the present invention (Example 1) propylene It can be seen that the crystal sphericity is small and uniform compared to the case of the block copolymer alone (Comparative Example 1), and from this, it can be seen that excellent flexible properties and electrical properties can be realized at the same time.

시험예test example

상기 제조된 펠렛 상의 수지 조성물을 이용하여 시편 내지 시트를 제작 및 하기 방법에 따라 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Specimens or sheets were prepared using the prepared resin composition on the pellets, and physical properties were measured according to the following method, and the results are shown in Table 1 below.

[측정방법][How to measure]

(1) 굴곡탄성률(1) Flexural modulus

ASTM D790 규격에 따라 시편(127×12.7×6.4 mm)의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고 28 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하여 측정된 값을 굴곡탄성률로 하였다. 굴곡탄성률이 700 MPa 이하인 경우 유연성 및 굴곡 특성이 우수한 것으로 판단한다.According to ASTM D790 standard, the support span of the specimen (127×12.7×6.4 mm) was fixed to 100 mm, and a flexural load was applied at a rate of 28 mm/min. The measured value was used as the flexural modulus. When the flexural modulus is 700 MPa or less, it is judged that flexibility and flexural properties are excellent.

(2) 절연파괴강도(2) dielectric breakdown strength

상기 수지 조성물을 프레스 성형기기를 이용하여 두께 1 mm의 시트상으로 제조 후 ASTM D149 규격에 따라 최초에는 30 kV를 5분간 인가하고, 이후 10 kV씩 상승시켜 5분간 유지하는 과정을 절연파괴가 발생할 때까지 계속하여, 절연파괴가 발생되면 파괴된 전압을 시트의 두께로 나눈 값을 AC 절연파괴강도로 하고, 상기 시트에 대하여 충격전압 80 kV를 정/부극성으로 각 10회씩 인가하여, 이후 10 kV씩 상승시키고 3회의 임펄스 전압을 인가하는 것을 파괴가 일어날 때까지 계속하여, 파괴가 발생된 값을 임펄스(Impulse) 절연파괴강도로 하였다. AC 절연파괴강도가 50 kV/mm 이상 및 Impulse 절연파괴강도가 90 kV/mm 이상일 때 전기적 특성이 우수한 것으로 판단한다.After preparing the resin composition in a sheet shape with a thickness of 1 mm using a press molding machine, 30 kV is initially applied for 5 minutes according to ASTM D149, and then is increased by 10 kV and maintained for 5 minutes. Continuing until dielectric breakdown occurs, the value obtained by dividing the breakdown voltage by the thickness of the sheet is the AC dielectric breakdown strength. Increasing by kV and applying the impulse voltage three times was continued until breakdown occurred, and the value at which the breakdown occurred was defined as the impulse dielectric breakdown strength. When the AC breakdown strength is 50 kV/mm or more and the impulse dielectric breakdown strength is 90 kV/mm or more, the electrical properties are judged to be excellent.

(3) 이온성 불순물 함량(3) ionic impurity content

상기 수지 조성물의 무게를 측정한 후 도가니에 넣고 전기로에서 400℃ 4시간, 800℃ 6시간 동안 회화(ashing)시킨 후, 5 중량% 질산용액으로 회화가 된 시료를 녹여 100 ㎖의 플라스크에 채우고, 유도결합 플라즈마 장치(ICP-MS)를 이용하여 이온성 불순물(Ca, Si, Fe, Al, Zn, Cu, Mg, Na, Ni 및 K의 10종)의 농도를 측정한 뒤, 측정된 이온 농도에서 회화된 시료를 넣지 않은 빈 도가니로 얻은 블랭크 농도를 뺀 값을 구한 후 최종 이온성 불순물 함량을 계산하였다.After measuring the weight of the resin composition, put it in a crucible, ashing in an electric furnace at 400°C for 4 hours and 800°C for 6 hours, and then melt the incinerated sample with a 5 wt% nitric acid solution and fill it in a 100 ml flask, After measuring the concentration of ionic impurities (10 types of Ca, Si, Fe, Al, Zn, Cu, Mg, Na, Ni and K) using an inductively coupled plasma device (ICP-MS), the measured ion concentration The final ionic impurity content was calculated after subtracting the blank concentration obtained from the empty crucible without the incinerated sample.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 프로필렌 블록 공중합체 (중량부)Propylene block copolymer (parts by weight) 9393 9595 100100 100100 9393 8585 9393 선형 저밀도 폴리에틸렌 (중량부)Linear low density polyethylene (parts by weight) 77 55 -- -- 77 1515 77 β-핵제
(중량부)
β-nucleating agent
(parts by weight)
0.050.05 0.070.07 -- 0.050.05 -- -- 0.120.12
굴곡탄성률
(MPa)
flexural modulus
(MPa)
630630 670670 810810 660660 740740 660660 630630
AC 절연파괴강도
(kV/mm)
AC dielectric breakdown strength
(kV/mm)
5454 5252 4949 5252 5050 5252 4747
Impulse 절연파괴강도
(kV/mm)
Impulse dielectric breakdown strength
(kV/mm)
9696 9393 8383 8888 8989 8484 8787
이온성 불순물 함량
(ppm)
Ionic impurity content
(ppm)
159159 174174 9797 155155 9595 9696 263263
* 주
- 프로필렌 블록 공중합체 : 용융지수(230℃, 2.16 kg 하중) 1.2 g/10min, 용융점 163.7℃, 용융엔탈피 77.4 J/g
- 선형 저밀도 폴리에틸렌 : 용융지수(190℃, 2.16 kg 하중) 1.1 g/10min, 밀도 0.920 g/cm3, UN315, 롯데케미칼)
- β-핵제 : 테트라-하이드로프탈레이트계 β-핵제(NAB-82, 코폴리만), 함량은 전체 수지 조성물 중에 함유된 함량을 의미함.
* main
- Propylene block copolymer: melt index (230℃, load 2.16 kg) 1.2 g/10min, melting point 163.7℃, enthalpy of melting 77.4 J/g
- Linear low-density polyethylene: melt index (190℃, 2.16 kg load) 1.1 g/10min, density 0.920 g/cm 3 , UN315, Lotte Chemical)
- β-nucleating agent: tetra-hydrophthalate-based β-nucleating agent (NAB-82, Copolyman), the content means the content contained in the entire resin composition.

상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따라 에틸렌-프로필렌 고무 블록을 포함하는 프로필렌 블록 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 β-핵제를 특정 조성비로 포함하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물(실시예 1 및 2)은 재활용이 가능한 수지 조성물로서 유연성 및 전기적 특성이 우수한 것이 확인된다.Referring to Table 1, according to the present invention, the resin composition for the insulating layer of the power cable comprising the propylene block copolymer including the ethylene-propylene rubber block, the linear low-density polyethylene, and the β-nucleating agent in a specific composition ratio (Examples 1 and 2) ) is a recyclable resin composition, and it is confirmed that it has excellent flexibility and electrical properties.

이에 대하여, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 β-핵제가 포함되지 않을 경우(비교예 1)에는 굴곡탄성률이 높아 유연성이 좋지 않으며 전기적 특성도 상당히 저하되고, 선형 저밀도 폴리에틸렌이 포함되지 않을 경우(비교예 2)에는 굴곡탄성률은 낮아 유연성은 우수하나, 전기적 특성, 특히 순간적인 임펄스 전류에 의한 파괴강도가 저하되고, β-핵제가 포함되지 않을 경우(비교예 3) α 결정의 특성상 굴곡 특성 및 전기적 특성이 저하되고, 다만, β-핵제가 포함되지 않더라도 선형 저밀도 폴리에틸렌 함량을 증량할 경우(비교예 4) 유연성은 향상되나, 특히 순간적인 임펄스 전류에 의한 파괴강도가 현저히 저하되는 것을 알 수 있다.On the other hand, when the linear low-density polyethylene and the β-nucleating agent are not included (Comparative Example 1), the flexibility is not good due to the high flexural modulus, and the electrical properties are also significantly reduced, and when the linear low-density polyethylene is not included (Comparative Example 2) Although the flexural modulus is low and the flexibility is excellent, the electrical properties, especially the breaking strength due to the instantaneous impulse current, are lowered, and when the β-nucleating agent is not included (Comparative Example 3), the flexural properties and electrical properties are lowered due to the nature of the α crystal. , However, even if the β-nucleating agent is not included, when the content of the linear low-density polyethylene is increased (Comparative Example 4), the flexibility is improved, but it can be seen that the breaking strength due to the instantaneous impulse current is particularly significantly reduced.

한편, β-핵제를 포함하더라도 그 함량이 과도할 경우(비교예 5)에는 굴곡 특성은 여전히 우수하나, 핵제가 오히려 불순물로 작용하여 이온성 불순물 함량이 200 ppm 이상 수준으로 현저히 증가하여 전기적 특성 및 내열 안정성이 떨어질 수 있다.On the other hand, even if the β-nucleating agent is included, when the content is excessive (Comparative Example 5), the flexural properties are still excellent, but the nucleating agent rather acts as an impurity, and the ionic impurity content is significantly increased to 200 ppm or more, resulting in electrical properties and Thermal stability may be deteriorated.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above. The description of the present invention is for illustrative purposes, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Accordingly, the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning, scope, and equivalent concept of the claims are included in the scope of the present invention. should be interpreted

Claims (6)

에틸렌-프로필렌 고무 블록을 포함하는 프로필렌 블록 공중합체 90 내지 99 중량부;
선형 저밀도 폴리에틸렌 1 내지 10 중량부; 및
β-핵제 0.01 내지 0.1 중량부;
를 포함하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물.
90 to 99 parts by weight of a propylene block copolymer comprising an ethylene-propylene rubber block;
1 to 10 parts by weight of linear low density polyethylene; and
0.01 to 0.1 parts by weight of a β-nucleating agent;
A resin composition for an insulating layer of a power cable comprising a.
제1항에 있어서,
에틸렌 유래의 반복단위가,
상기 프로필렌 블록 공중합체 중에 10 내지 20 중량% 포함되고,
상기 에틸렌-프로필렌 고무 블록 중에 35 내지 55 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물.
According to claim 1,
A repeating unit derived from ethylene is
10 to 20% by weight is included in the propylene block copolymer,
The resin composition for the insulating layer of the power cable, characterized in that 35 to 55% by weight is included in the ethylene-propylene rubber block.
제1항에 있어서,
상기 프로필렌 블록 공중합체는 용융점이 150 내지 170℃이고, 용융엔탈피가 65 내지 85 J/g이고, 용융지수(MI, 230℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 10 g/10min이고, 자일렌 가용분(Xylene soluble)이 상기 프로필렌 블록 공중합체 중에 20 내지 40 중량%인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물.
According to claim 1,
The propylene block copolymer has a melting point of 150 to 170 ° C, a melting enthalpy of 65 to 85 J/g, a melt index (MI, 230 ° C, 2.16 kg load) of 0.1 to 10 g/10 min, and xylene solubles (Xylene soluble) The resin composition for the insulation layer of the power cable, characterized in that 20 to 40% by weight in the propylene block copolymer.
제1항에 있어서,
선형 저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.910 내지 0.930 g/㎤이고, 용융점이 110 내지 130℃이고, 용융지수(MI, 190℃, 2.16 kg 하중)가 0.1 내지 10 g/10min인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물.
According to claim 1,
Linear low-density polyethylene has a density of 0.910 to 0.930 g/cm 3 , a melting point of 110 to 130° C., and a melt index (MI, 190° C., 2.16 kg load) of 0.1 to 10 g/10 min. Insulation of power cables A resin composition for layers.
제1항에 있어서,
상기 β-핵제는 디카르복실산(dicarboxylic acid)의 칼슘염(calcium salt), 퀴나크리돈계(quinacridone) 유기물 및 아릴 아마이드(aryl amide)계 유기물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연층용 수지 조성물.
According to claim 1,
The β-nucleating agent is one or more selected from the group consisting of a calcium salt of dicarboxylic acid, a quinacridone-based organic material, and an aryl amide-based organic material, characterized in that A resin composition for an insulating layer of a power cable.
제1항에 있어서,
상기 수지 조성물은 하기 방법에 따라 측정된 굴곡탄성률이 500 내지 700 MPa이고, AC 절연파괴강도가 50 kV/mm 이상이고, 임펄스(Impulse) 절연파괴강도가 90 kV/mm 이상인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 수지 조성물:
[굴곡탄성률 측정방법]
ASTM D790 규격에 따라 시편(127×12.7×6.4 mm)의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고 28 mm/min 속도로 굴곡 하중을 가하여 측정된 값을 굴곡탄성률로 함.
[절연파괴강도 측정방법]
상기 수지 조성물을 프레스 성형기기를 이용하여 두께 1 mm의 시트상으로 제조 후 ASTM D149 규격에 따라 최초에는 30 kV를 5분간 인가하고, 이후 10 kV씩 상승시켜 5분간 유지하는 과정을 절연파괴가 발생할 때까지 계속하여, 절연파괴가 발생되면 파괴된 전압을 시트의 두께로 나눈 값을 AC 절연파괴강도로 하고, 상기 시트에 대하여 충격전압 80 kV를 정/부극성으로 각 10회씩 인가하여, 이후 10 kV씩 상승시키고 3회의 임펄스 전압을 인가하는 것을 파괴가 일어날 때까지 계속하여, 파괴가 발생된 값을 임펄스(Impulse) 절연파괴강도로 함.
According to claim 1,
The resin composition has a flexural modulus of 500 to 700 MPa measured according to the following method, an AC dielectric breakdown strength of 50 kV/mm or more, and an impulse dielectric breakdown strength of 90 kV/mm or more. Resin composition for insulation of:
[Method of measuring flexural modulus]
According to ASTM D790 standard, the span of the specimen (127 × 12.7 × 6.4 mm) is fixed at 100 mm and a flexural load is applied at a rate of 28 mm/min. The measured value is used as flexural modulus.
[Method of measuring dielectric breakdown strength]
After preparing the resin composition in a sheet shape with a thickness of 1 mm using a press molding machine, 30 kV is initially applied for 5 minutes according to ASTM D149, and then is increased by 10 kV and maintained for 5 minutes. Continuing until dielectric breakdown occurs, the value obtained by dividing the breakdown voltage by the thickness of the sheet is the AC dielectric breakdown strength. Continue to increase kV by kV and apply three impulse voltages until breakdown occurs, and the value at which breakdown occurs is referred to as impulse dielectric breakdown strength.
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