KR20230169690A - High-insulation rubber composition containing hydration reagent - Google Patents

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KR20230169690A
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이종환
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Abstract

본 발명은 수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물에 관한 것으로, 실리카를 포함한 모든 배합제에 잔존하여 절연 성능을 저해하는 수분을 수화반응을 통해 제거하여 균일한 고절연성을 유지할 수 있는 고무 조성물에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 원료 고무, 실리카, 첨가제 및 전도성 첨가제를 포함하는 절연성 고무 조성물에 있어서, 고무 조성물은, 시멘트, 소석고 및 금속산화물 중 하나 이상 선택되는 수화반응제를 더 포함하여, 수화반응제가 고무 조성물에 함유된 수분을 제거하여 수분에 의한 절연 성능 저하를 방지함으로써, 고무 조성물의 내전압이 최소 30,000 V 이상을 만족하는 것을 기술적 요지로 한다.
The present invention relates to a highly insulating rubber composition containing a hydration reactive agent, and to a rubber composition that can maintain uniform high insulating properties by removing moisture remaining in all compounding agents including silica, which impairs insulating performance, through a hydration reaction. It's about.
The present invention provides an insulating rubber composition containing raw rubber, silica, additives, and conductive additives, wherein the rubber composition further includes a hydration reaction agent selected from one or more of cement, plaster, and metal oxide, wherein the hydration reaction agent is rubber. The technical gist is that the withstand voltage of the rubber composition satisfies at least 30,000 V or more by removing moisture contained in the composition and preventing deterioration of insulation performance due to moisture.

Description

수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물{HIGH-INSULATION RUBBER COMPOSITION CONTAINING HYDRATION REAGENT}Highly insulating rubber composition containing a hydration reactive agent {HIGH-INSULATION RUBBER COMPOSITION CONTAINING HYDRATION REAGENT}

본 발명은 수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물에 관한 것으로, 실리카를 포함한 모든 배합제에 잔존하여 절연 성능을 저해하는 수분을 수화반응을 통해 제거하여 균일한 고절연성을 유지할 수 있는 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a highly insulating rubber composition containing a hydration reactive agent, and to a rubber composition that can maintain uniform high insulating properties by removing moisture remaining in all compounding agents, including silica, which impairs insulating performance, through a hydration reaction. It's about.

절연 부재는 전로, 전기구, 변전소 등과 같은 다양한 전기 설비에서의 활동 시 작업자의 감전을 방지하기 위해 다양한 절연 제품의 부속품으로 사용될 수 있도록 절연 성능을 갖는 고무 조성물로 이루어진다.The insulating member is made of a rubber composition with insulating properties so that it can be used as an accessory for various insulating products to prevent electric shock to workers during activities in various electrical facilities such as electric circuits, electric appliances, substations, etc.

보통 절연 고무 부재를 구성하는 고무 조성물에는 강성 보강을 위해 실리카를 더 포함하는데, 이는 고무 기재에 실리카와 같은 충진제를 포함하는 특허문헌 1(신발 아웃솔용 고내마모성 고무 조성물 및 그 제조방법, 등록번호: 10-1662007)에서 확인된다.Usually, the rubber composition constituting the insulating rubber member further contains silica to reinforce rigidity, which is disclosed in Patent Document 1 (Highly wear-resistant rubber composition for shoe outsole and method of manufacturing the same, registration number: 10-1662007).

그러나 실리카의 경우 표면에 실란올기가 존재하는 다공성 물질이기 때문에 대기중 수분을 쉽게 흡수한다. 상기 이유로 실리카가 건기에는 5 내지 6 % 정도의 수분을 함유하게 되고, 우기에는 7 내지 10 % 정도의 수분을 함유하게 되는 등, 대기 상태에 따라 절연 고무 부재가 균일한 절연성을 유지하는데 방해가 되고 있다.However, silica is a porous material with silanol groups on the surface, so it easily absorbs moisture in the air. For the above reasons, silica contains about 5 to 6% moisture in the dry season and about 7 to 10% moisture in the rainy season, which hinders the insulating rubber member from maintaining uniform insulation properties depending on the atmospheric conditions. there is.

또한, 고무 부재에 첨가되는 대부분의 배합제들이 실리카만큼은 아니지만 0.05 내지 0.6 %의 수분을 함유하고 있어, 이 역시 절연 고무 부재의 절연성에 영향을 줄 수 있다.In addition, most compounding agents added to rubber members contain 0.05 to 0.6% moisture, although not as much as silica, and this may also affect the insulating properties of the insulating rubber member.

이렇게 수분을 쉽게 흡수하는 실리카를 포함한 모든 배합제에 의해 고무 조성물의 균일한 고절연성을 안정적으로 유지하는데 어려움이 있어 품질을 관리하기 힘든 점이 있다.Due to all compounding agents including silica, which easily absorbs moisture, it is difficult to stably maintain the uniform high insulation properties of the rubber composition, making quality control difficult.

따라서 실리카에 의한 랜덤한 수분 함량을 제거하여 내전압 특성을 만족하도록 함으로써 고무 조성물의 고절연성을 균일하게 유지할 수 있도록 하는 방법에 대한 기술개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop technology for a method to uniformly maintain the high insulation properties of the rubber composition by removing the random moisture content caused by silica and satisfying the withstand voltage characteristics.

국내 등록특허공보 제10-1662007호, 2016.09.27.자 등록.Domestic Patent Publication No. 10-1662007, registered on September 27, 2016.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 시멘트, 소석고 또는 금속산화물과 같은 수화반응제를 이용하여 실리카를 포함한 모든 배합제에 의한 잔존 수분을 수화반응을 통해 제거함으로써 내전압 특성을 만족할 수 있도록 하는, 수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.The present invention was invented to solve the above problems. By using a hydration reaction agent such as cement, plaster, or metal oxide, the residual moisture caused by all mixing agents, including silica, is removed through a hydration reaction, thereby satisfying the withstand voltage characteristics. It is a technical problem to provide a highly insulating rubber composition containing a hydration reactive agent that allows.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 원료 고무, 실리카, 첨가제 및 전도성 첨가제를 포함하는 절연성 고무 조성물에 있어서, 상기 고무 조성물은, 시멘트, 소석고 및 금속산화물 중 하나 이상 선택되는 수화반응제를 더 포함하여, 상기 수화반응제가 상기 고무 조성물에 함유된 수분을 제거하여 상기 수분에 의한 절연 성능 저하를 방지함으로써, 상기 고무 조성물의 내전압이 최소 30,000 V 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는, 수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides an insulating rubber composition containing raw rubber, silica, additives, and conductive additives, wherein the rubber composition contains a hydration reactive agent selected from one or more of cement, plaster, and metal oxide. Furthermore, the hydration reactive agent is characterized in that the withstand voltage of the rubber composition satisfies a minimum of 30,000 V or more by removing moisture contained in the rubber composition and preventing deterioration of insulation performance due to the moisture. Provided is a highly insulating rubber composition containing.

본 발명에 있어서, 상기 고무 조성물은, 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 상기 전도성 첨가제 1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the rubber composition is characterized in that it contains 1 to 20 parts by weight of the conductive additive based on 100 parts by weight of the raw rubber.

본 발명에 있어서, 상기 전도성 첨가제는, 케쳔블랙, 아세틸렌블랙 및 탄소섬유로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the conductive additive is characterized by being selected from the group consisting of ketcheon black, acetylene black, and carbon fiber.

본 발명에 있어서, 상기 고무 조성물은, 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 상기 수화반응제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the rubber composition is characterized in that it contains 1 to 10 parts by weight of the hydration reactive agent based on 100 parts by weight of the raw rubber.

본 발명에 있어서, 상기 금속산화물은, 주기율표의 1족 및 2족으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 금속의 산화물인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the metal oxide is characterized in that it is an oxide of one or more metals selected from the group consisting of groups 1 and 2 of the periodic table.

상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명에 따르면, 전도성 첨가제와 실리카를 포함하는 고무 조성물에 수화반응제를 더 포함하여, 실리카에 함유되는 수분을 제거하여 고무 조성물의 내전압을 최소 30,000 V 이상이 되도록 하면서, 전도성 첨가제에 의해 절연성을 띄는 고무 조성물의 고절연성을 안정적으로 유지함으로써, 고절연성 고무 조성물의 수분 제거 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as a means of solving the above problem, a hydration reaction agent is further included in the rubber composition containing a conductive additive and silica to remove moisture contained in the silica so that the withstand voltage of the rubber composition is at least 30,000 V or more. , by stably maintaining the high insulating properties of the insulating rubber composition by using a conductive additive, there is an effect of providing a method for removing moisture from the highly insulating rubber composition.

이와 같은 수분 제거를 통한 내전압 특성을 갖는 고절연성 고무 조성물에는 실리카를 포함한 모든 배합제에 함유된 수분을 제거하였기 때문에, 고절연성 고무 조성물이 절연 부재 등 균일한 절연 성능을 갖는 제품화가 가능함으로써, 안정적인 절연 성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.In the highly insulating rubber composition, which has voltage resistance characteristics through moisture removal, the moisture contained in all mixing agents, including silica, has been removed, making it possible to commercialize the highly insulating rubber composition with uniform insulating performance such as insulating members, making it stable. It has the effect of securing insulation performance.

도 1은 시험예 1에 따른 내전압 특성 테스트의 예시도.1 is an exemplary diagram of a withstand voltage characteristic test according to Test Example 1.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and take various forms, specific embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of a combination of features, numbers, steps, components, etc. described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, or steps. , it should be understood that the existence or addition possibility of combinations of components, etc. is not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자 에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings they have in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present application, should not be interpreted in an idealized or excessively formal sense. No.

여기서 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시 형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Here, repeated descriptions, known functions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention, and detailed descriptions of configurations are omitted. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

본 발명은 수화반응제를 함유한 고절연성 고무 조성물에 관한 것으로, 원료 고무, 실리카, 첨가제 및 전도성 첨가제를 포함하는 절연성 고무 조성물에 있어서, 고무 조성물은 시멘트, 소석고 및 금속산화물 중 하나 이상 선택되는 수화반응제를 더 포함하여, 수화반응제가 고무 조성물에 함유된 수분을 제거하여 수분에 의한 절연 성능 저하를 방지함으로써, 고무 조성물의 내전압이 최소 30,000 V 이상을 만족한다.The present invention relates to a highly insulating rubber composition containing a hydration reactive agent. In the insulating rubber composition containing raw rubber, silica, additives and conductive additives, the rubber composition is a hydration material selected from one or more of cement, plaster, and metal oxide. By further including a reactive agent, the hydration reactive agent removes moisture contained in the rubber composition and prevents deterioration of insulation performance due to moisture, so that the withstand voltage of the rubber composition satisfies at least 30,000 V or more.

상기 수화반응제를 함유한 고절연성 고무 조성물은 니더(kneader)에 원료 고무를 투입하여 혼련한 상태에서, 전도성 첨가제, 실리카 그리고, 전도성 첨가제가 아닌 첨가제(산화아연, 스테아린산 및 폴리에틸렌글리콜 중 하나 이상)를 혼합할 때 수화반응제를 함께 첨가하여 컴파운드를 제조한 후, 이축 롤 밀을 이용하여 컴파운드를 시트 형태로 내려 24 시간 동안 안정화시킨 다음, 컴파운드를 이축 롤 밀에서 추가적인 첨가제(황과 가황촉진제)를 혼합 및 분산시킨다. 특히 시멘트, 소석고 및 금속산화물 중 하나 이상의 수화반응제가 실리카에 함유된 수분이나, 실리카 외의 성분들에 함유된 수분을 흡수 및 제거하여 내전압이 최소 30,000 V 이상을 만족하는 고절연성 고무 조성물을 얻는 것을 특징으로 한다.The highly insulating rubber composition containing the hydration reactive agent is prepared by kneading raw rubber in a kneader, adding conductive additives, silica, and additives that are not conductive additives (one or more of zinc oxide, stearic acid, and polyethylene glycol). When mixing, a hydration reaction agent is added together to manufacture the compound, then the compound is lowered into a sheet using a twin-screw roll mill and stabilized for 24 hours, and then the compound is added with additional additives (sulfur and vulcanization accelerator) in a twin-screw roll mill. Mix and disperse. In particular, one or more hydration reagents among cement, plaster, and metal oxide absorb and remove moisture contained in silica or moisture contained in components other than silica, thereby obtaining a highly insulating rubber composition that satisfies a withstand voltage of at least 30,000 V or more. Do it as

상술한 특징에 의하면 먼저, 니더에 원료 고무를 투입하여 혼련한 상태에서, 전도성 첨가제, 실리카, 첨가제 및 수화반응제를 혼합하여 컴파운드를 제조한다(S10).According to the above-described characteristics, first, the raw rubber is put into the kneader and kneaded, and then the conductive additive, silica, additive, and hydration agent are mixed to prepare a compound (S10).

니더에 원료 고무를 선 투입하여 일정 시간 열을 제공하여 고르게 섞는 방식으로 실시하며, 원료 고무를 니더에서 선 혼련하면 이후 첨가되는 전도성 첨가제, 실리카, 첨가제 및 수화반응제의 분산 및 혼합을 보다 용이하게 할 수 있다.This is done by pre-injecting the raw rubber into the kneader and mixing it evenly by providing heat for a certain period of time. Pre-kneading the raw rubber in the kneader makes it easier to disperse and mix the conductive additives, silica, additives, and hydration reagents added later. can do.

상세히 니더를 100 내지 120 ℃로 예열시킨 후 원료 고무를 투입하여 80 내지 160 ℃ 온도 조건에서 10 내지 50 rpm으로 30 초 내지 3 분 동안 선 혼련하여 원료 고무를 연화시킨다. 예열 시 100 ℃ 미만 조건으로 하면 원료 고무를 혼련하는데 많은 시간이 소모될 수 있고, 120 ℃를 초과하여 예열시키면 공정 저하를 초래할 수 있어 바람직하지 않다. 이어서 예열된 니더에서 원료 고무를 혼련하기 위해서 80 ℃ 미만이면 예열한 최소 온도보다 낮아 원료 고무의 혼련성을 높일 수 없게 되며, 30 초 미만일 경우에도 원료 고무의 혼련성 저하를 야기하는 반면, 160 ℃를 초과하거나 3 분을 초과하면 원료 고무의 물성을 저해시켜 고무 조성물의 기재 역할을 충분히 하지 못하게 하는 문제점을 초래할 수 있다.In detail, after preheating the kneader to 100 to 120°C, raw rubber is added and pre-kneaded at 10 to 50 rpm for 30 seconds to 3 minutes at a temperature of 80 to 160°C to soften the raw rubber. If the preheating condition is less than 100°C, a lot of time may be consumed in kneading the raw rubber, and if the preheating temperature exceeds 120°C, it may cause process degradation, which is not desirable. Subsequently, in order to knead the raw rubber in a preheated kneader, if the temperature is less than 80 ℃, it is lower than the minimum preheated temperature and it is impossible to increase the kneading properties of the raw rubber. Even if it is less than 30 seconds, it causes a decrease in the kneading properties of the raw rubber, whereas 160 ℃ If it exceeds or exceeds 3 minutes, the physical properties of the raw rubber may be impaired, which may cause problems such that it cannot sufficiently serve as a base material for the rubber composition.

원료 고무는 고절연성 고무 조성물의 기재가 되는 고무로써, 고온고압 가황형 고무류를 사용할 수 있다. 원료 고무로는 천연 고무(Natural rubber, NR), 합성 고무(Synthetic rubber, SR) 중 하나 이상일 수 있다. 합성 고무는 부타디엔 고무(Butadiene rubber, BR), 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-butadiene rubber, SBR), 니트릴-부타디엔 고무(Nitrile-butadiene rubber, NBR) 및 에틸렌 프로필렌 고무(Ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.The raw rubber is a rubber that serves as a base for a highly insulating rubber composition, and high-temperature and high-pressure vulcanized rubbers can be used. The raw rubber may be one or more of natural rubber (NR) and synthetic rubber (SR). Synthetic rubber includes butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile-butadiene rubber (NBR), and ethylene propylene diene monomer rubber (EPDM). It may be one or more selected from the group consisting of.

전도성 첨가제는 예컨대 케쳔블랙(Ketjen black) 및 아세틸렌블랙(Acetylene black) 중 하나 이상의 전도성 카본블랙(Carbon black)일 수 있다. 케쳔블랙은 도전성이 우수한 카본블랙으로, 외부의 힘에 대하여 강해서 다른 성분(예를 들면 원료 고무 등)과 혼합되어도 본래 가지고 있는 도전성의 수준이 낮아지지 않는 장점이 있다. 아세틸렌블랙은 카본블랙의 일종으로, 고순도 아세틸렌가스를 산소 공급 없는 조건에서 열분해하여 콜로이드 사이즈의 입자로 구성되도록 제조되는 바, 다른 카본블랙과 비교하여 불순물이 적어 고결정성을 갖는다.The conductive additive may be, for example, one or more of conductive carbon black, Ketjen black and Acetylene black. Ketham Black is a carbon black with excellent conductivity. It is strong against external forces and has the advantage that its original level of conductivity does not decrease even when mixed with other ingredients (e.g. raw rubber, etc.). Acetylene black is a type of carbon black. It is manufactured by thermally decomposing high-purity acetylene gas under conditions without oxygen supply to form colloidal-sized particles. Compared to other carbon blacks, it has fewer impurities and has higher crystallinity.

또한 전도성 첨가제는 탄소계 물질로 이루어진 탄소섬유일 수 있다. 탄소섬유는 탄소 원소의 질량 함유율이 90 중량% 이상인 장섬유의 탄소재료로써, 탄소재료의 특성과 섬유 형태의 특성이 복합화된 섬유이다. 탄소섬유는 내열성, 화학적 안정성, 열/전기 전도성, 저열팽창성에 따른 치수안정성, 저밀도, 마찰 및 마모 특성, X선 투과성, 전자파 차폐성, 생체친화성 및 유연성 등의 우수한 특징을 가지며, 활성화(activation) 조건에 따라서는 현저히 우수한 흡착 특성 부여도 가능하다. 이러한 탄소섬유는 전기전도율 결정성에 의존하며, 0.5 내지 0.8 × 10-3 Ω·cm의 전기저항 값을 가지는 도체에 해당된다 할 수 있다.Additionally, the conductive additive may be carbon fiber made of a carbon-based material. Carbon fiber is a long-fiber carbon material with a mass content of carbon elements of 90% by weight or more, and is a fiber that combines the characteristics of the carbon material and the characteristics of the fiber form. Carbon fiber has excellent characteristics such as heat resistance, chemical stability, thermal/electrical conductivity, dimensional stability due to low thermal expansion, low density, friction and wear characteristics, X-ray transparency, electromagnetic wave shielding, biocompatibility and flexibility, and activation. Depending on the conditions, it is possible to provide significantly superior adsorption properties. These carbon fibers depend on the crystallinity of electrical conductivity and can be said to be a conductor with an electrical resistance value of 0.5 to 0.8 × 10 -3 Ω·cm.

전도성 첨가제는 니더에서 선 혼련이 완료된 원료 고무 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부를 혼합함으로써, 고절연성 고무 조성물의 인장강도를 높게 유지하면서도 원하는 수준의 경도 및 절연성을 확보할 수 있다. 전도성 충전체가 1 중량부 미만으로 혼합되면 인장강도와 연신율은 높게 유지할 수 있지만 절연 부재에서 요구되는 경도 및 절연성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로 전도성 첨가제가 20 중량부를 초과하면 인장강도와 연신율이 현저히 저하되고, 밀도와 경도가 필요 이상으로 증가할 뿐만 아니라 절연 제품에 적용 시 상대적으로 전기가 잘 통할 수 있어 고전압에 대한 방지 효과는 발현하지 못한다.By mixing 1 to 20 parts by weight of the conductive additive with 100 parts by weight of raw rubber that has been pre-kneaded in a kneader, the desired level of hardness and insulation can be secured while maintaining a high tensile strength of the highly insulating rubber composition. When the conductive filler is mixed in an amount of less than 1 part by weight, the tensile strength and elongation can be maintained high, but there is a problem in that the hardness and insulation required for the insulating member are reduced. Conversely, if the conductive additive exceeds 20 parts by weight, the tensile strength and elongation are significantly lowered, the density and hardness increase more than necessary, and when applied to an insulating product, electricity can conduct relatively well, so the effect of preventing high voltage is not expressed. can not do it.

전도성 첨가제로 사용될 수 있는 케쳔블랙과 아세틸렌블랙의 평균 입자 크기는 34 내지 48 nm, 탄소섬유의 평균 길이는 1 mm 이하인 것이 바람직하다. 이를 통해 니더에서 원료 고무에 대한 전도성 첨가제의 분산성을 향상시킬 수 있다.It is preferable that the average particle size of ketium black and acetylene black, which can be used as a conductive additive, is 34 to 48 nm, and the average length of carbon fiber is 1 mm or less. Through this, the dispersibility of the conductive additive into the raw rubber in the kneader can be improved.

고절연성 고무 조성물에 강성 보강을 위하여 실리카를 함께 첨가한다. 실리카는 컷팅(Cutting) 특성, 칩핑(Chipping) 특성, 인열 저항(Tearing resistance) 및 내마모성 개선 효과가 있어, 고절연성 고무 조성물의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.Silica is added to the highly insulating rubber composition to reinforce rigidity. Silica has the effect of improving cutting properties, chipping properties, tearing resistance, and wear resistance, and can improve the mechanical strength of a highly insulating rubber composition.

즉 원료 고무에 전도성 첨가제만을 혼합하게 되면 전도성 첨가제의 분산이 불균일해 질 것을 고려하여, 실리카와 병용하여 고무 조성물 내에서 전도성 첨가제의 분산성을 더 높일 수 있으면서도 실리카 자체에 의한 기계적 강도를 부여할 수 있게 된다.That is, considering that mixing only the conductive additive into the raw rubber will result in uneven dispersion of the conductive additive, by using it in combination with silica, the dispersibility of the conductive additive within the rubber composition can be further increased, while mechanical strength can be imparted by the silica itself. There will be.

이를 위해 실리카의 함량은 원료 고무 100 중량부에 대하여 10 내지 50 중량부가 될 수 있으며, 보다 바람직하게는 25 내지 35 중량부로 포함될 수 있다. 원료 고무 100 중량부에 대해 실리카가 25 중량부 미만으로 혼합되면 고절연성 고무 조성물에 기계적 강도 개선에 미미한 영향을 끼칠 뿐이고, 35 중량부를 초과하면 오히려 습기에 예민한 실리카의 양이 많아져 균일한 수분 제거에 어려움이 있어, 30,000 V 이상의 내전압 특성을 만족시킬 수 없게 된다.For this purpose, the content of silica may be 10 to 50 parts by weight, more preferably 25 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of raw rubber. If less than 25 parts by weight of silica is mixed with 100 parts by weight of raw rubber, it will only have a minor effect on improving the mechanical strength of the highly insulating rubber composition. If it exceeds 35 parts by weight, the amount of silica, which is sensitive to moisture, will increase, preventing uniform moisture removal. There are difficulties in this, making it impossible to satisfy the withstand voltage characteristics of 30,000 V or more.

이후 니더에 첨가제를 더 추가할 수 있다. 첨가제는 산화아연, 스테아린산 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 하나 이상일 수 있다.Afterwards, additional additives can be added to the kneader. The additive may be one or more from the group consisting of zinc oxide, stearic acid, and polyethylene glycol.

산화아연(Zinc oxide)은 내열성 및 가황 속도를 개선할 수 있고, 스테아린산(Stearic acid)은 첨가제들의 분산성과 가공성을 향상시킬 수 있으며, 폴리에틸렌글리콜은 실리카에 코팅되어 실리카와 가황 촉진제의 불필요한 결합으로 가황 시간이 연장되는 것을 방지한다.Zinc oxide can improve heat resistance and vulcanization speed, stearic acid can improve the dispersibility and processability of additives, and polyethylene glycol is coated on silica, preventing vulcanization through unnecessary combination of silica and vulcanization accelerator. Prevent time from extending.

상세하게는 실리카 표면에 수많은 실란올기(Silanol group)가 존재하기 때문에 집합체를 이루는 실리카 간의 상호작용이 매우 강해 비극성인 원료 고무에서 쉽게 분산되지 않을 수 있다. 또한 실리카 표면의 실란올기는 고무 조성물에 존재하는 극성 유기물과의 수소결합에 의해 이들을 흡착하는데, 특히 고무 조성물에 사용하는 가황 촉진제는 대부분 그 작용기로써 아민기를 포함하고 있기 때문에 실리카의 실란올기와 강한 수소결합을 형성하여 표면에 잘 흡착된다. 이에 따라 실리카와 가황 촉진제의 불필요한 결합으로 가황 시간이 연장되는데, 폴리에틸렌글리콜을 첨가하면 이를 억제할 수 있다.In detail, since numerous silanol groups exist on the surface of silica, the interaction between the silicas forming the aggregate is very strong, so it may not be easily dispersed in non-polar raw rubber. In addition, the silanol group on the surface of silica adsorbs them by hydrogen bonding with polar organic substances present in the rubber composition. In particular, most vulcanization accelerators used in rubber compositions contain an amine group as a functional group, so the silanol group of silica has a strong hydrogen bond. It forms bonds and is well adsorbed to the surface. Accordingly, the vulcanization time is extended due to unnecessary combination of silica and vulcanization accelerator, which can be suppressed by adding polyethylene glycol.

상기와 같은 첨가제는 원료 고무 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부로 포함할 수 있다. 바람직하게는 원료 고무 100 중량부에 대해 산화아연 1 내지 10 중량부, 스테아린산 0.1 내지 2 중량부, 폴리에틸렌글리콜 0.5 내지 3 중량부 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 원료 고무 100 중량부에 대하여 산화아연 4 내지 6 중량부, 스테아린산 0.5 내지 1.5 중량부 및 폴리에틸렌글리콜 1 내지 2 중량부 범위로 포함될 수 있다. 이러한 첨가제를 통하여 고무 조성물의 가교 반응을 적절한 속도로 유지할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 만약 첨가제가 상기 범위를 초과하여 혼합되면 미반응물이 시편 표면으로 노출되어 블루밍 현상이 발생한다.The above additives may be included in an amount of 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of raw rubber. Preferably, it may contain 1 to 10 parts by weight of zinc oxide, 0.1 to 2 parts by weight of stearic acid, and 0.5 to 3 parts by weight of polyethylene glycol, based on 100 parts by weight of raw rubber, and more preferably, zinc oxide based on 100 parts by weight of raw rubber. It may be included in the range of 4 to 6 parts by weight, 0.5 to 1.5 parts by weight of stearic acid, and 1 to 2 parts by weight of polyethylene glycol. Through these additives, the crosslinking reaction of the rubber composition can be maintained at an appropriate rate, thereby improving productivity. If the additive is mixed beyond the above range, unreacted substances are exposed to the surface of the specimen, causing a blooming phenomenon.

특히 실리카가 함유한 수분을 제거하기 위해 수화반응제를 첨가할 수 있다. 수화반응제는 실리카에 잔존한 수분과 수화반응하면서 실리카의 수분 함량을 감소시켜 내전압이 최소 30,000 V 이상을 만족하도록 함으로써, 고절연성을 갖는 고무 조성물에 전압이 30,000 V로 인가되었을 때 최소 60초 이상 견디는 내전압 특성을 가지면서 고무 조성물의 고절연성을 안정적으로 유지해줄 수 있다.In particular, a hydration agent can be added to remove moisture contained in silica. The hydration reactive agent hydrates the remaining moisture in the silica and reduces the moisture content of the silica so that the withstand voltage satisfies at least 30,000 V, so that when a voltage of 30,000 V is applied to the highly insulating rubber composition, it lasts for at least 60 seconds. It can stably maintain the high insulation properties of the rubber composition while having durable withstand voltage characteristics.

고무 조성물의 고절연성 유지를 위해 실리카의 수분을 컨트롤하여 내전압을 최소 30,000 V 이상될 수 있게 하는 수화반응제는 시멘트, 소석고(CaSO4·1/2H2O, calcined gypsum) 및 금속산화물 중 하나 이상일 수 있다.In order to maintain the high insulation properties of the rubber composition, the hydration agent that controls the moisture of the silica to increase the withstand voltage to at least 30,000 V may be one or more of cement, calcined gypsum (CaSO 4 ·1/2H 2 O, calcined gypsum), and metal oxide. You can.

시멘트는 산화칼슘(CaO)이 주성분으로 이루어져 있는 것으로, 실리카의 수분과 접촉하면 화학 반응이 일어나면서 응결 및 경화되는 수화반응(hydration)을 통하여 실리카의 수분을 제거할 수 있다. 즉 수화반응은 시멘트 중의 주요 4대 클링커 화합물이 실리카의 수분(H2O)과 화학 반응하여 수화물을 생성하는 과정으로, 알라이트(Alite), 벨라이트(Belite), 알루미네이트(Aluminate) 및 페라이트(Ferrite)의 수화반응은 하기 반응식 1, 반응식 2, 반응식 3 및 반응식 4와 같다.Cement is composed of calcium oxide (CaO) as its main ingredient, and when it comes in contact with the moisture of silica, a chemical reaction occurs and the moisture of silica can be removed through hydration, which causes solidification and hardening. In other words, the hydration reaction is a process in which the four major clinker compounds in cement chemically react with moisture (H 2 O) in silica to produce hydrates: Alite, Belite, Aluminate, and Ferrite. The hydration reaction of (ferrite) is shown in Scheme 1, Scheme 2, Scheme 3, and Scheme 4 below.

[반응식 1][Scheme 1]

C3S + H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2 (C3S의 함량의 약 45 %)C 3 S + H 2 O → 3CaO·2SiO 2 ·3H 2 O + Ca(OH) 2 (about 45% of the content of C 3 S)

[반응식 2][Scheme 2]

C2S + H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2 (C2S의 함량의 약 25 %)C 2 S + H 2 O → 3CaO·2SiO 2 ·3H 2 O + Ca(OH) 2 (about 25% of the content of C 2 S)

[반응식 3][Scheme 3]

C3A + H2O → 3CaO·Al2O3·3H2O → 4CaO·Al2O3·14H2O + Ca(OH)2 → 3CaO·Al2O3·6H2OC 3 A + H 2 O → 3CaO·Al 2 O 3 ·3H 2 O → 4CaO·Al 2 O 3 ·14H 2 O + Ca(OH) 2 → 3CaO·Al 2 O 3 ·6H 2 O

[반응식 4][Scheme 4]

C4AF + H2O → 3CaO·Al2O3·6H2O + 3CaO·Fe2O3·6H2OC 4 AF + H 2 O → 3CaO·Al 2 O 3 ·6H 2 O + 3CaO·Fe 2 O 3 ·6H 2 O

단, 반응식 1 내지 4에서 C는 CaO를, S는 SiO2를, A는 Al2O3를, F는 Fe2O3를 의미하며, 예를 들면 C3A는 3CaO·Al2O3를 의미한다.However, in Schemes 1 to 4, C means CaO, S means SiO 2 , A means Al 2 O 3 , and F means Fe 2 O 3 , for example, C 3 A means 3CaO·Al 2 O 3 it means.

여기서 상기 반응식 1 및 2를 예로 들면, 시멘트에 실리카의 수분이 가해지면 알라이트와 벨라이트 같은 규산칼슘계 화합물이 실리카의 수분(H2O)과 반응하여 규산칼슘 수화물을 형성하면서 응결 및 경화과정을 거쳐 고절연성 고무 조성물에 강도를 발현할 수 있도록 한다. 규산칼슘 수화물이 생성되는 과정에서 수산화칼슘을 생성하여 수분에 용해되는데, 상기 수산화칼슘이 시멘트의 다른 성분들과 반응하여 수화물을 생성하면서 경화되어 고절연성 고무 조성물의 강도를 발현할 수 있게 하는 중요한 역할을 한다. 이렇게 시멘트가 고무 조성물에 강도를 부여함으로써 30,000 V의 전압을 인가했을 때 최소 60 초 이상 파괴되지 않고 견딜 수 있으므로, 내전압 특성을 가질 수 있게 되는 것이다.Here, taking Reaction Formulas 1 and 2 as an example, when moisture of silica is added to cement, calcium silicate-based compounds such as alite and belite react with moisture (H 2 O) of silica to form calcium silicate hydrate, thereby carrying out the solidification and hardening process. Through this process, the strength can be expressed in the highly insulating rubber composition. In the process of producing calcium silicate hydrate, calcium hydroxide is produced and dissolved in moisture. The calcium hydroxide reacts with other components of cement to form hydrate and hardens, playing an important role in developing the strength of the highly insulating rubber composition. . In this way, the cement provides strength to the rubber composition, so that when a voltage of 30,000 V is applied, it can withstand at least 60 seconds without being destroyed, thereby enabling it to have withstand voltage characteristics.

소석고를 설명하기에 앞서, 석고는 황산칼슘(CaSO4)을 주성분으로 하여 자연 상태에서 물과 결합하여 굳은 형태의 광물로 산출되는데, 이렇게 자연에서 산출된 석고를 100 ℃ 이상의 온도로 가열하여 수분이 빠져나가면서 흰색 가루가 되고, 이런 석고 가루를 구운 석고 또는 소석고라 불린다.Before explaining calcined gypsum, gypsum is made up of calcium sulfate (CaSO 4 ) as its main ingredient and is produced as a hardened mineral by combining with water in the natural state. The gypsum produced in this way is heated to a temperature of 100 ℃ or higher to remove moisture. As it escapes, it becomes white powder, and this gypsum powder is called baked gypsum or plaster.

[반응식 5][Scheme 5]

CaSO4·1/2H2O + 3/2H2O → CaSO4·2H2OCaSO 4 ·1/2H 2 O + 3/2H 2 O → CaSO 4 ·2H 2 O

금속산화물은 주기율표의 1족 및 2족으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 금속의 산화물일 수 있으며, 이는 1족 또는 2족의 금속이 실리카의 수분(H2O)과 반응하면서 시멘트나 소석고와 마찬가지로 수화반응을 일으켜 고절연성 고무 조성물의 실리카 수분 함량 제어가 가능하다.Metal oxides may be oxides of one or more metals selected from the group consisting of groups 1 and 2 of the periodic table, where metals of group 1 or 2 react with moisture (H 2 O) of silica and hydrate like cement or plaster. By causing a reaction, it is possible to control the silica moisture content of the highly insulating rubber composition.

1족 금속으로는 리튬(Li), 나트륨(Na) 또는 칼륨(K)과 같은 알칼리금속이 적용될 수 있으며, 이들 산화물로 산화리튬(Li2O), 산화나트륨(Na2O) 또는 산화칼륨(K2O)이 될 수 있다. 산화리튬, 산화나트륨 및 산화칼륨은 하기 반응식 6, 반응식 7 및 반응식 8과 같이 실리카의 수분(H2O)과 반응하여 수산화물을 형성한다.Group 1 metals may be alkali metals such as lithium (Li), sodium (Na), or potassium (K), and these oxides may be lithium oxide (Li 2 O), sodium oxide (Na 2 O), or potassium oxide ( K 2 O) can be. Lithium oxide, sodium oxide, and potassium oxide react with moisture (H 2 O) in silica to form hydroxides as shown in Scheme 6, Scheme 7, and Scheme 8 below.

[반응식 6][Scheme 6]

Li2O (s) + H2O (l) → 2LiOHLi 2 O (s) + H 2 O (l) → 2LiOH

[반응식 7][Scheme 7]

Na2O (s) + H2O (l) → 2NaOHNa 2 O (s) + H 2 O (l) → 2NaOH

[반응식 8][Scheme 8]

K2O (s) + H2O (l) → 2KOHK 2 O (s) + H 2 O (l) → 2KOH

2족 금속으로는 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 또는 바륨(Ba)과 같은 알칼리토금속이 적용될 수 있으며, 이들 산화물로는 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO) 또는 산화바륨(BaO)이 될 수 있다. 산화마그네슘 및 산화바륨은 하기 반응식 9 및 반응식 10에서와 같이 실리카의 수분(H2O)와 반응하여 수산화물을 형성한다.Group 2 metals may be alkaline earth metals such as magnesium (Mg), calcium (Ca), or barium (Ba), and these oxides may include magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), or barium oxide (BaO). It can be. Magnesium oxide and barium oxide react with moisture (H 2 O) in silica to form hydroxide as shown in Scheme 9 and Scheme 10 below.

[반응식 9][Scheme 9]

MgO (s) + H2O (l) → Mg(OH)2 MgO (s) + H 2 O (l) → Mg(OH) 2

[반응식 10][Scheme 10]

BaO (s) + H2O (l) → Ba(OH)2 BaO (s) + H 2 O (l) → Ba(OH) 2

또한, 예를 들어 산화칼슘은 결정의 중심을 지나는 3개의 가상적인 축이 서로 직교하며, 길이가 같은 등축정계 형태의 백색 결정 물질로써, 실리카의 수분을 흡수하여 수산화칼슘으로 분해된다. 즉 산화칼슘은 하기 반응식 11과 같이 실리카의 수분과 반응하여 발열 반응화 함께 수산화칼슘(소석회)을 생성하게 되면서 실리카의 수분 생성을 억제하여 최소 30,000 V 이상의 내전압을 갖게 하여 고무 조성물의 고절연성을 유지할 수 있다.In addition, for example, calcium oxide is a white crystalline material in the form of an equiaxed crystal system in which three virtual axes passing through the center of the crystal are orthogonal to each other and have the same length. It absorbs moisture from silica and decomposes into calcium hydroxide. In other words, calcium oxide reacts with the moisture of silica as shown in Scheme 11 below, producing calcium hydroxide (slaked lime) along with an exothermic reaction, suppressing the production of moisture in silica and maintaining high insulation properties of the rubber composition by maintaining a withstand voltage of at least 30,000 V or more. there is.

[반응식 11][Scheme 11]

CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 CaO (s) + H 2 O (l) → Ca(OH) 2

상기와 같은 수화반응제는 원료 고무 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부를 혼합할 수 있다. 1 중량부 미만으로 혼합하면 실리카에 함유된 랜덤한 양의 수분을 충분히 제거하지 못하여 내전압 특성이 좋지 못한 단점을 유발하고, 10 중량부를 초과하면 오히려 고무 조성물의 이물질로 작용할 수 있어 10 중량부 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.The above hydration reactive agent can be mixed in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of raw rubber. If mixed in less than 1 part by weight, the random amount of moisture contained in the silica cannot be sufficiently removed, resulting in poor withstand voltage characteristics. If mixed in more than 10 parts by weight, it may act as a foreign substance in the rubber composition, so mix in less than 10 parts by weight. It is desirable to add

다음으로, 롤 밀(roll mill)에 컴파운드를 투입한 후 안정화시킨다(S20).Next, the compound is put into a roll mill and stabilized (S20).

안정화 과정의 경우 원료 고무, 전도성 첨가제, 실리카, 첨가제 및 수화반응제들의 화학적인 반응 안정성을 위하여 실시하는 과정이다. 즉 앞서 만들어진 고무 조성물을 이용하여 시트화 하기 위하여, 이축 롤 밀을 이용하여 시트 상으로 만든 이후에 20 내지 30 시간 동안 충분한 안정화 과정을 거침으로써, 이축 롤 밀 내부에 남은 잔열에 의해 추후 가황제를 첨가할 경우 가황제와 원료 고무가 반응하는 것을 방지하면서 시편이 뒤틀리거나 손상되는 현상도 방지할 수 있다.The stabilization process is carried out to ensure the chemical reaction stability of raw rubber, conductive additives, silica, additives, and hydration agents. That is, in order to form a sheet using the previously prepared rubber composition, it is formed into a sheet using a twin-screw roll mill and then undergoes a sufficient stabilization process for 20 to 30 hours to later use a vulcanizing agent using the residual heat remaining inside the twin-screw roll mill. When added, it prevents the vulcanizing agent from reacting with the raw rubber and also prevents the specimen from being distorted or damaged.

안정화 공정은 20 시간 미만일 경우에는 원료 고무, 전도성 첨가제, 실리카, 첨가제 및 수화반응제 간의 반응 안정성을 유도하기에 부족한 시간이고, 30 시간을 초과하면 그 이하의 안정화 시간을 보낸 경우와 비교하여 물성에 크게 차이나 나타나지 않아, 시간 소모적이다.If the stabilization process is less than 20 hours, it is not enough time to induce reaction stability between the raw rubber, conductive additives, silica, additives, and hydration reagents. If it exceeds 30 hours, the physical properties are affected compared to the case where the stabilization time is less than that. There is no significant difference, so it is time-consuming.

마지막으로, 롤 밀(roll mill)에 안정화된 컴파운드를 투입하면서 가황제와 가황 촉진제를 혼합 분산시킨다(S30).Finally, the stabilized compound is introduced into a roll mill and the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are mixed and dispersed (S30).

추가적인 첨가제로써, 가황제 및 가황 촉진제를 더 포함할 수 있다. 가황제는 고절연성 고무 조성물을 가황시킬 수 있도록 하는 황을 포함함으로써, 고무 분자 사슬 간의 간격을 줄여 가교 밀도를 높여주는 기능을 한다. 상기 가황제는 원료 고무 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2 중량부로 포함될 수 있는데, 0.1 중량부 미만으로 혼합하면 고무 조성물의 가황이 시작되는데 까지 많은 시간이 소모되고 가교 밀도 또한 좋지 못하며, 2 중량부를 초과하면 고무 조성물에 과 가교 반응이 일어나 바람직하지 않다.As additional additives, vulcanizing agents and vulcanization accelerators may be further included. The vulcanizing agent contains sulfur that can vulcanize a highly insulating rubber composition, thereby reducing the gap between rubber molecular chains and increasing crosslinking density. The vulcanizing agent may be included in an amount of 0.1 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of raw rubber. If it is mixed in less than 0.1 parts by weight, a lot of time is consumed until vulcanization of the rubber composition begins and the crosslinking density is also poor, and if mixed in an amount of less than 0.1 parts by weight, the vulcanizing agent may be mixed in an amount of more than 2 parts by weight. Otherwise, an over-crosslinking reaction may occur in the rubber composition, which is not desirable.

가황 촉진제는 고절연성 고무 조성물 제조 시 가황 속도를 높여 가교 시간을 단축시킴과 동시에 가교 온도를 낮추고, 사용되는 가황제의 양을 줄일 수 있도록 한다. 이러한 가황 촉진제는 롤 밀에서 원료 고무 100 중량부에 대하여 1 내지 3 중량부로 포함될 수 있다.The vulcanization accelerator increases the vulcanization speed when manufacturing a highly insulating rubber composition, shortens the crosslinking time, lowers the crosslinking temperature, and reduces the amount of vulcanizing agent used. This vulcanization accelerator may be included in an amount of 1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of raw rubber in a roll mill.

가황 촉진제가 원료 고무 100 중량부에 대해 1 중량부 미만으로 첨가되면 가황되는 시간이 많이 소요되어 생산성이 저하된다. 반면 가황 촉진제가 원료 고무 100 중량부에 대해 3 중량부를 초과하면 시편 표면에 블루밍 현상이 발생하고, 스코치 시간이 짧아지는 단점이 있다.If the vulcanization accelerator is added in an amount of less than 1 part by weight based on 100 parts by weight of raw rubber, vulcanization takes a long time and productivity decreases. On the other hand, if the vulcanization accelerator exceeds 3 parts by weight per 100 parts by weight of raw rubber, blooming phenomenon occurs on the surface of the specimen and the scorch time is shortened.

가황 촉진제는 2-메르캅토 벤조 티아졸(2-Mercapto benzo thiazole), 다이벤조티아질 다이서파이드(Dibenzothiazyl disulfide)와 같은 Thiazole계, 테트라메틸티우람 다이서파이드(Tetramethylthiuram Disulfide), 테트라메틸티우람 모노서파이드(Tetramethylthiuram monosulfide)와 같은 Thiuram계, 징크 다이부틸다이티오카바메이트(Zinc dibutyldithiocarbamate), 징크 다이에틸다이티오카바메이트(Zinc diethyldithiocarbamate)와 같은 Dithiocarbamate계로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.Vulcanization accelerators include thiazole series such as 2-Mercapto benzo thiazole and dibenzothiazyl disulfide, tetramethylthiuram disulfide, and tetramethylthiuram. It may be any one or more selected from the group consisting of Thiuram series such as monosulfide (Tetramethylthiuram monosulfide), Zinc dibutyldithiocarbamate, and Dithiocarbamate series such as Zinc diethyldithiocarbamate.

이와 같은 본 발명의 고무 조성물에 전도성 첨가제 및 실리카를 포함하여 고절연성을 갖게 하는 대신에 실리카에 의해 유발되는 수분 문제를 내전압 특성을 만족시키도록 제어할 수 있으므로, 고절연성 고무 조성물은 고압 절연 특성이 우수한 장점이 있다. 이에 따라 본 발명의 고절연성 고무 조성물에 30,000 V의 전압이 인가되었을 때 60 내지 300 초 범위에서 견딜 수 있어 우수한 내전압 특성을 갖게 되는 것이라 할 수 있다.Instead of including a conductive additive and silica in the rubber composition of the present invention to have high insulation properties, the moisture problem caused by silica can be controlled to satisfy the withstand voltage characteristics, so the high-insulation rubber composition has high-voltage insulation properties. It has excellent advantages. Accordingly, it can be said that when a voltage of 30,000 V is applied to the highly insulating rubber composition of the present invention, it can withstand the range of 60 to 300 seconds and has excellent withstand voltage characteristics.

이하, 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 단, 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail as follows. However, the following examples are merely illustrative to aid understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

<실시예 1><Example 1>

1-1. 컴파운드의 제조(니더에서의 공정)1-1. Manufacturing of compounds (process on the kneader)

100 내지 120 ℃로 예열된 니더에 NBR 100 중량부를 투입하고 30 rpm의 속도로 1 분간 혼련하고, 탄소섬유 10 중량부 및 실리카 30 중량부를 첨가한 후 3 분 동안 혼합하고, 이어서 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부 및 수화반응제인 산화마그네슘 1 중량부를 첨가한 후 10 분 동안 혼합하여 컴파운드를 제조하였다.Add 100 parts by weight of NBR to a kneader preheated to 100 to 120°C and knead for 1 minute at a speed of 30 rpm, add 10 parts by weight of carbon fiber and 30 parts by weight of silica, mix for 3 minutes, and then add 5 parts by weight of zinc oxide. , 1 part by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of polyethylene glycol, and 1 part by weight of magnesium oxide as a hydration agent were added and mixed for 10 minutes to prepare a compound.

1-2. 고절연성 고무 조성물의 제조(이축 롤 밀에서의 공정)1-2. Production of highly insulating rubber compositions (process on a twin-screw roll mill)

이축 롤 밀을 이용하여 시트 형태로 내려 24 시간 동안 안정화시킨 컴파운드를 이축 롤 밀에서 황 1.2 중량부와 가황촉진제인 M 1 중량부, DM 1 중량부 및 TT 0.1 중량부를 첨가한 후 5 분 전후로 분산 및 혼합하여 고절연성 고무 조성물을 제조하였다.The compound was lowered into a sheet using a twin-screw roll mill and stabilized for 24 hours. Then, 1.2 parts by weight of sulfur and 1 part by weight of vulcanization accelerators M, 1 part of DM, and 0.1 part by weight of TT were added to the compound and dispersed for about 5 minutes. and mixed to prepare a highly insulating rubber composition.

1-3. 시트의 제조(프레스에서의 공정)1-3. Manufacture of sheets (process on press)

고절연성 고무 조성물을 시편으로 제조하기 위하여, 고절연성 고무 조성물을 3 내지 4 mm 두께의 시트로 제조하였으며, 22 × 22 × 0.2 cm (가로 × 세로 × 두께)의 몰드에 155 ℃ 온도와 130 kg/cm2의 압력으로 프레스 성형하여 평판 고무 시트를 완성하였다.In order to prepare the high-insulating rubber composition as a specimen, the high-insulating rubber composition was manufactured into a sheet with a thickness of 3 to 4 mm, and was placed in a mold of 22 × 22 × 0.2 cm (width × length × thickness) at a temperature of 155 ° C. and a weight of 130 kg / A flat rubber sheet was completed by press molding at a pressure of cm 2 .

<실시예 2><Example 2>

2-1. 컴파운드의 제조(니더에서의 공정)2-1. Manufacturing of compounds (process on the kneader)

100 내지 120 ℃로 예열된 니더에 NBR 100 중량부를 투입하고 30 rpm의 속도로 1 분간 혼련하고, 탄소섬유 10 중량부 및 실리카 30 중량부를 첨가한 후 3 분 동안 혼합하고, 이어서 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부 및 수화반응제인 산화마그네슘 5 중량부를 첨가한 후 10 분 동안 혼합하여 컴파운드를 제조하였다.Add 100 parts by weight of NBR to a kneader preheated to 100 to 120°C and knead for 1 minute at a speed of 30 rpm, add 10 parts by weight of carbon fiber and 30 parts by weight of silica, mix for 3 minutes, and then add 5 parts by weight of zinc oxide. , 1 part by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of polyethylene glycol, and 5 parts by weight of magnesium oxide as a hydration agent were added and mixed for 10 minutes to prepare a compound.

2-2. 고절연성 고무 조성물의 제조(이축 롤 밀에서의 공정)2-2. Production of highly insulating rubber compositions (process on a twin-screw roll mill)

이축 롤 밀을 이용하여 시트 형태로 내려 24 시간 동안 안정화시킨 컴파운드를 이축 롤 밀에서 황 1.2 중량부와 가황촉진제인 M 1 중량부, DM 1 중량부 및 TT 0.1 중량부를 첨가한 후 5 분 전후로 분산 및 혼합하여 고절연성 고무 조성물을 제조하였다.The compound was lowered into a sheet using a twin-screw roll mill and stabilized for 24 hours. Then, 1.2 parts by weight of sulfur and 1 part by weight of vulcanization accelerators M, 1 part of DM, and 0.1 part by weight of TT were added to the compound and dispersed for about 5 minutes. and mixed to prepare a highly insulating rubber composition.

2-3. 시트의 제조(프레스에서의 공정)2-3. Manufacture of sheets (process on press)

고절연성 고무 조성물을 시편으로 제조하기 위하여, 고절연성 고무 조성물을 3 내지 4 mm 두께의 시트로 제조하였으며, 22 × 22 × 0.2 cm (가로 × 세로 × 두께)의 몰드에 155 ℃ 온도와 130 kg/cm2의 압력으로 프레스 성형하여 평판 고무 시트를 완성하였다.In order to prepare the high-insulating rubber composition as a specimen, the high-insulating rubber composition was manufactured into a sheet with a thickness of 3 to 4 mm, and was placed in a mold of 22 × 22 × 0.2 cm (width × length × thickness) at a temperature of 155 ° C. and a weight of 130 kg / A flat rubber sheet was completed by press molding at a pressure of cm 2 .

<실시예 3><Example 3>

3-1. 컴파운드의 제조(니더에서의 공정)3-1. Manufacturing of compounds (process on the kneader)

100 내지 120 ℃로 예열된 니더에 NBR 100 중량부를 투입하고 30 rpm의 속도로 1 분간 혼련하고, 탄소섬유 10 중량부 및 실리카 30 중량부를 첨가한 후 3 분 동안 혼합하고, 이어서 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부 및 수화반응제인 산화마그네슘 10 중량부를 첨가한 후 10 분 동안 혼합하여 컴파운드를 제조하였다.Add 100 parts by weight of NBR to a kneader preheated to 100 to 120°C and knead for 1 minute at a speed of 30 rpm, add 10 parts by weight of carbon fiber and 30 parts by weight of silica, mix for 3 minutes, and then add 5 parts by weight of zinc oxide. , 1 part by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of polyethylene glycol, and 10 parts by weight of magnesium oxide as a hydration agent were added and mixed for 10 minutes to prepare a compound.

3-2. 고절연성 고무 조성물의 제조(이축 롤 밀에서의 공정)3-2. Production of highly insulating rubber compositions (process on a twin-screw roll mill)

이축 롤 밀을 이용하여 시트 형태로 내려 24 시간 동안 안정화시킨 컴파운드를 이축 롤 밀에서 황 1.2 중량부와 가황촉진제인 M 1 중량부, DM 1 중량부 및 TT 0.1 중량부를 첨가한 후 5 분 전후로 분산 및 혼합하여 고절연성 고무 조성물을 제조하였다.The compound was lowered into a sheet using a twin-screw roll mill and stabilized for 24 hours. Then, 1.2 parts by weight of sulfur and 1 part by weight of vulcanization accelerators M, 1 part of DM, and 0.1 part by weight of TT were added to the compound and dispersed for about 5 minutes. and mixed to prepare a highly insulating rubber composition.

3-3. 시트의 제조(프레스에서의 공정)3-3. Manufacture of sheets (process on press)

고절연성 고무 조성물을 시편으로 제조하기 위하여, 고절연성 고무 조성물을 3 내지 4 mm 두께의 시트로 제조하였으며, 22 × 22 × 0.2 cm (가로 × 세로 × 두께)의 몰드에 155 ℃ 온도와 130 kg/cm2의 압력으로 프레스 성형하여 평판 고무 시트를 완성하였다.In order to prepare the high-insulating rubber composition as a specimen, the high-insulating rubber composition was manufactured into a sheet with a thickness of 3 to 4 mm, and was placed in a mold of 22 × 22 × 0.2 cm (width × length × thickness) at a temperature of 155 ° C. and a weight of 130 kg / A flat rubber sheet was completed by press molding at a pressure of cm 2 .

<실시예 4><Example 4>

4-1. 컴파운드의 제조(니더에서의 공정)4-1. Manufacturing of compounds (process on the kneader)

100 내지 120 ℃로 예열된 니더에 NBR 100 중량부를 투입하고 30 rpm의 속도로 1 분간 혼련하고, 탄소섬유 10 중량부 및 실리카 30 중량부를 첨가한 후 3 분 동안 혼합하고, 이어서 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부 및 수화반응제인 산화칼슘 10 중량부를 첨가한 후 10 분 동안 혼합하여 컴파운드를 제조하였다.Add 100 parts by weight of NBR to a kneader preheated to 100 to 120°C and knead for 1 minute at a speed of 30 rpm, add 10 parts by weight of carbon fiber and 30 parts by weight of silica, mix for 3 minutes, and then add 5 parts by weight of zinc oxide. , 1 part by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of polyethylene glycol, and 10 parts by weight of calcium oxide as a hydration agent were added and mixed for 10 minutes to prepare a compound.

4-2. 고절연성 고무 조성물의 제조(이축 롤 밀에서의 공정)4-2. Production of highly insulating rubber compositions (process on a twin-screw roll mill)

이축 롤 밀을 이용하여 시트 형태로 내려 24 시간 동안 안정화시킨 컴파운드를 이축 롤 밀에서 황 1.2 중량부와 가황촉진제인 M 1 중량부, DM 1 중량부 및 TT 0.1 중량부를 첨가한 후 5 분 전후로 분산 및 혼합하여 고절연성 고무 조성물을 제조하였다.The compound was lowered into a sheet using a twin-screw roll mill and stabilized for 24 hours. Then, 1.2 parts by weight of sulfur and 1 part by weight of vulcanization accelerators M, 1 part of DM, and 0.1 part by weight of TT were added to the compound and dispersed for about 5 minutes. and mixed to prepare a highly insulating rubber composition.

4-3. 시트의 제조(프레스에서의 공정)4-3. Manufacture of sheets (process on press)

고절연성 고무 조성물을 시편으로 제조하기 위하여, 고절연성 고무 조성물을 3 내지 4 mm 두께의 시트로 제조하였으며, 22 × 22 × 0.2 cm (가로 × 세로 × 두께)의 몰드에 155 ℃ 온도와 130 kg/cm2의 압력으로 프레스 성형하여 평판 고무 시트를 완성하였다.In order to prepare the high-insulating rubber composition as a specimen, the high-insulating rubber composition was manufactured into a sheet with a thickness of 3 to 4 mm, and was placed in a mold of 22 × 22 × 0.2 cm (width × length × thickness) at a temperature of 155 ° C. and a weight of 130 kg / A flat rubber sheet was completed by press molding at a pressure of cm 2 .

<실시예 5><Example 5>

5-1. 컴파운드의 제조(니더에서의 공정)5-1. Manufacturing of compounds (process on the kneader)

100 내지 120 ℃로 예열된 니더에 NBR 100 중량부를 투입하고 30 rpm의 속도로 1 분간 혼련하고, 아세틸렌블랙 10 중량부 및 실리카 30 중량부를 첨가한 후 3 분 동안 혼합하고, 이어서 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부 및 수화반응제인 소석고 10 중량부를 첨가한 후 10 분 동안 혼합하여 컴파운드를 제조하였다.Add 100 parts by weight of NBR to a kneader preheated to 100 to 120°C and knead for 1 minute at a speed of 30 rpm, add 10 parts by weight of acetylene black and 30 parts by weight of silica, mix for 3 minutes, and then add 5 parts by weight of zinc oxide. , 1 part by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of polyethylene glycol, and 10 parts by weight of calcined gypsum as a hydration agent were added and mixed for 10 minutes to prepare a compound.

5-2. 고절연성 고무 조성물의 제조(이축 롤 밀에서의 공정)5-2. Production of highly insulating rubber compositions (process on a twin-screw roll mill)

이축 롤 밀을 이용하여 시트 형태로 내려 24 시간 동안 안정화시킨 컴파운드를 이축 롤 밀에서 황 1.2 중량부와 가황촉진제인 M 1 중량부, DM 1 중량부 및 TT 0.1 중량부를 첨가한 후 5 분 동안 분산 및 혼합하여 고절연성 고무 조성물을 제조하였다.The compound was lowered into a sheet using a twin-screw roll mill and stabilized for 24 hours, and then 1.2 parts by weight of sulfur and 1 part by weight of vulcanization accelerators M, 1 part of DM, and 0.1 part by weight of TT were added and dispersed for 5 minutes. and mixed to prepare a highly insulating rubber composition.

5-3. 시트의 제조(프레스에서의 공정)5-3. Manufacture of sheets (process on press)

고절연성 고무 조성물을 시편으로 제조하기 위하여, 고절연성 고무 조성물을 3 내지 4 mm 두께의 시트로 제조하였으며, 22 × 22 × 0.2 cm (가로 × 세로 × 두께)의 몰드에 155 ℃ 온도와 130 kg/cm2의 압력으로 프레스 성형하여 평판 고무 시트를 완성하였다.In order to prepare the high-insulating rubber composition as a specimen, the high-insulating rubber composition was manufactured into a sheet with a thickness of 3 to 4 mm, and was placed in a mold of 22 × 22 × 0.2 cm (width × length × thickness) at a temperature of 155 ° C. and a weight of 130 kg / A flat rubber sheet was completed by press molding at a pressure of cm 2 .

<비교예 1><Comparative Example 1>

비교예 1에서는 실시예 1과 동일하게 실시하되, 실시예 1 내지 5와 다르게 수화반응제가 첨가되지 않은 고무 조성물을 제조하고, 시편이 되는 시트를 제조하였다.In Comparative Example 1, the same procedure as Example 1 was performed, but unlike Examples 1 to 5, a rubber composition without the addition of a hydration agent was prepared, and a sheet serving as a specimen was manufactured.

상기 실시예 1 내지 5와, 비교예 1에 따른 성분 및 함량을 하기 표 1에 나타내었다. 단, 단위는 중량부이다.The components and contents according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 are shown in Table 1 below. However, the unit is parts by weight.

실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 44 55 1One NBRNBR 100100 100100 100100 100100 100100 100100 산화아연zinc oxide 55 55 55 55 55 55 스테아린산stearic acid 1One 1One 1One 1One 1One 1One 폴리에틸렌글리콜polyethylene glycol 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 1.51.5 탄소섬유1)
(1mm 이하)
Carbon fiber 1)
(1mm or less)
1010 1010 1010 1010 00 1010
아세틸렌블랙Acetylene Black 00 00 00 00 1010 00 실리카2) silica 2) 3030 3030 3030 3030 3030 3030



number
fury
half
huh
my
MgOMgO 1One 55 1010 00 00 00
CaOCaO 00 00 00 1010 00 00 소석고Plaster 00 00 00 00 1010 00 M3) M 3) 1One 1One 1One 1One 1One 1One DM4) DM 4) 1One 1One 1One 1One 1One 1One TT5) TT 5) 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.10.1 sulfur 1.21.2 1.21.2 1.21.2 1.21.2 1.21.2 1.21.2 1) 제노메터리얼카본
2) Zeosil-175, 비표면적 160 내지 190 m2/g
3) 2-메르캅토 벤조 티아졸
4) 다이벤조티아질 다이서파이드
5) 테트라메틸티우람 다이서파이드
1) Xenomaterial Carbon
2) Zeosil-175, specific surface area 160 to 190 m 2 /g
3) 2-mercapto benzothiazole
4) Dibenzothiazyl disulfide
5) Tetramethylthiuram disulfide

<시험예 1><Test Example 1>

본 시험예에서는 실시예 1 내지 5와, 비교예 1의 방법으로 제조된 2 ± 0.1 mm 평판 고무 시편을 전기적으로 접촉되어 있지 않은 두 개의 도체 사이에 얼마나 높은 전압을 인가해도 견뎌낼 수 있는지를 평가하는 내전압 특성을 분석해 보았다.In this test example, the 2 ± 0.1 mm flat rubber specimens manufactured by the method of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were evaluated to see how high a voltage they could withstand being applied between two conductors that were not in electrical contact. We analyzed the withstand voltage characteristics.

분석에 앞서, 내전압이란 시험할 절연 재료에 규정된 교류 전압을 1 분 간 인가한 경우 파괴되지 않고 견딜 수 있는 인가 전압의 한도로써, 기계나 부품의 절연 부분이 파괴될 염려 없이 사용할 수 있는 인가 전압의 크기의 한도를 의미한다. 관련된 평가 방법의 경우 품질 규격에 규정되어 있는 전위 경도(예를 들면, V/mm로 표시)에 시험편 두께(예를 들면, mm)를 곱한 규정 인가 전압과 성형 재료, 적층봉, 적층판에 따른 시험 방법이나 조건에서 결정된다.Prior to analysis, withstand voltage is the limit of applied voltage that can be withstood without being destroyed when the specified alternating voltage is applied to the insulating material to be tested for 1 minute. This is the applied voltage that can be used without fear of destruction of the insulating part of the machine or part. This means the limit of the size of . For the relevant evaluation methods, the dislocation hardness (e.g. expressed in V/mm) specified in the quality standard is multiplied by the specimen thickness (e.g. mm) and the test is performed according to the molded material, laminated rod or laminated plate. It is determined by method or conditions.

도 1은 절연파괴강도 평가를 위한 시험예 1에 따른 내전압 특성 테스트의 예시도로써, KS C IEC 60243-1 규격에 따라 KS C 2301 1종 2호 절연유 안에서 50 × 50 mm 시편 양쪽 면에 전극을 연결하여 2,000 V/s의 속도로 전압을 상승시키고, 인가 전압이 30,000 V에 도달하게 되면 전압을 더 이상 상승시키지 않고 유지한 상태에서 시편이 파괴되는 시간을 측정하여 확인하였다. 한 시편당 총 5회 실시하였으며, 측정한 그 결과를 하기 표 2 내지 표 7에 기재하였다.Figure 1 is an example of a withstand voltage characteristic test according to Test Example 1 for evaluating dielectric breakdown strength. Electrodes were placed on both sides of a 50 × 50 mm specimen in KS C 2301 Type 1 No. 2 insulating oil according to KS C IEC 60243-1 standard. By connecting, the voltage was raised at a rate of 2,000 V/s, and when the applied voltage reached 30,000 V, the voltage was maintained without further increase and the time at which the specimen was destroyed was measured and confirmed. A total of 5 tests were performed per specimen, and the measured results are listed in Tables 2 to 7 below.

실시예 1Example 1 1차Primary 2차Secondary 3차3rd 내전압Withstand voltage 30,000 V에 도달 후,
파괴되는 시간
(초)
After reaching 30,000 V,
time to be destroyed
(candle)
6767 6565 7474
7474 6262 6363 6262 6969 7878 6565 7474 8282 8181 7373 6868

실시예 2Example 2 1차Primary 2차Secondary 3차3rd 내전압Withstand voltage 30,000 V에 도달 후,
파괴되는 시간
(초)
After reaching 30,000 V,
time to be destroyed
(candle)
9595 8181 9595
102102 9090 6969 125125 9696 7777 100100 6969 8484 7676 9494 8989

실시예 3Example 3 1차Primary 2차Secondary 3차3rd 내전압Withstand voltage 30,000 V에 도달 후,
파괴되는 시간
(초)
After reaching 30,000 V,
time to be destroyed
(candle)
201201 176176 167167
184184 215215 193193 188188 237237 242242 211211 194194 207207 154154 142142 183183

실시예 4Example 4 1차Primary 2차Secondary 3차3rd 내전압Withstand voltage 30,000 V에 도달 후,
파괴되는 시간
(초)
After reaching 30,000 V,
time to be destroyed
(candle)
106106 7575 7373
118118 107107 9494 8484 134134 107107 121121 8686 112112 9595 114114 9999

실시예 5Example 5 1차Primary 2차Secondary 3차3rd 내전압Withstand voltage 30,000 V에 도달 후,
파괴되는 시간
(초)
After reaching 30,000 V,
time to be destroyed
(candle)
8686 135135 114114
9797 117117 7676 127127 9898 105105 140140 8383 9393 119119 104104 127127

비교예 1Comparative Example 1 1차Primary 2차Secondary 3차3rd 4차4th 5차5th 내전압Withstand voltage 30,000 V에 도달 후,
파괴되는 시간
(초)
After reaching 30,000 V,
time to be destroyed
(candle)
5454 2828 6464 4848 00
167167 1313 100100 3131 1212 1919 4343 8080 2828 55 4848 00 4141 2929 1212 6868 33 5757 2727 88

본 발명의 내전압 특성은 시편을 30,000 V에 도달하게 한 후 최소 1 분(60 초) 이상을 견뎌야 고절연성을 유지할 수 있음을 의미한다. 관련해서 절연 제품은 기본적으로 14,000 V 내전압 특성을 규격으로 제정하는 경우가 있는데, 산업이 고도화됨에 따라 국내에 규격화되지 않은 30,000 V 내전압을 요구하는 절연 특성에 대한 수요가 증가하고 있다.The withstand voltage characteristics of the present invention mean that the specimen must withstand at least 1 minute (60 seconds) after reaching 30,000 V to maintain high insulation properties. In relation to this, insulating products are sometimes established with a withstand voltage characteristic of 14,000 V as a standard, but as the industry becomes more sophisticated, the demand for insulation characteristics requiring a withstand voltage of 30,000 V, which is not standardized in Korea, is increasing.

표 2 내지 표 6의 결과에 의하면 실시예 1 내지 5의 경우 전압이 30,000 V로 인가되었을 때 최소 62 초, 최대 242 초 범위에서 견뎌 우수한 내전압 특성을 가짐에 따라, 실리카에 의한 수분이 제거되어 전도성 첨가제에 의해 절연성을 갖는 고무 조성물의 고절연성을 안정적으로 유지해줌을 확인할 수 있었다.According to the results in Tables 2 to 6, in the case of Examples 1 to 5, when a voltage of 30,000 V was applied, it had excellent withstand voltage characteristics by withstanding a minimum of 62 seconds and a maximum of 242 seconds, and the moisture caused by silica was removed, making it conductive. It was confirmed that the high insulating properties of the insulating rubber composition were stably maintained by the additives.

실시예 1 내지 5와 달리 수화반응제를 혼합하지 않은 비교예 1의 경우 2차, 5차에서 0 초를 기록하는데, 이는 시편에 전압이 30,000 V로 도달하자마자 파괴되어 버림을 의미한다. 또한 비교예 1의 1차에서 19 초를 견디고, 2차 시험에서 3 초를 견디고, 3차에서 41 초를 견디는 등, 전압이 30,000 V에 도달 후 파괴되는 시간이 최소 60초 이상이 되지 못하는 경우도 있고, 시간 범위가 균일하지 못하고 랜덤한 현상이 보였다. 이는 실리카의 수분을 제거해줄 수 있는 수단이 없어 내전압 특성 범위가 랜덤하고 이로 인해 균일한 고절연성을 발휘하지 못하도록 방해하고 있기 때문이다.Unlike Examples 1 to 5, in Comparative Example 1 in which no hydration agent was mixed, 0 seconds were recorded in the 2nd and 5th rounds, which means that the specimen was destroyed as soon as the voltage reached 30,000 V. In addition, in cases where the destruction time after the voltage reaches 30,000 V is not at least 60 seconds, such as withstanding 19 seconds in the first test of Comparative Example 1, 3 seconds in the second test, and 41 seconds in the third test, Also, the time range was not uniform and a random phenomenon was observed. This is because there is no means to remove moisture from silica, so the withstand voltage characteristic range is random, which prevents it from achieving uniform high insulation properties.

정리하면, 본 발명은 니더에 원료 고무를 투입하여 혼련한 상태에서, 전도성 첨가제, 실리카, 첨가제 및 수화반응제 혼합을 통해 컴파운드를 제조하여 실리카의 수분 함량을 제거함으로써, 전도성 첨가제에 의해 고무 조성물이 갖는 고절연성을, 실리카의 랜덤한 수분 함량에 영향을 받지 않고 안정적으로 유지하는 특징이 있다.In summary, the present invention prepares a compound through mixing conductive additives, silica, additives, and hydration reagents in a state where raw rubber is put into a kneader and kneaded to remove the moisture content of silica, thereby forming a rubber composition by the conductive additive. It has the characteristic of stably maintaining high insulation properties without being affected by the random moisture content of silica.

이러한 특징에 따르면, 시멘트, 소석고 또는 금속산화물을 이용하여 수분이 제거된 고절연성 고무 조성물을 제품화 가능하게 함으로써, 절연 성능을 안정적으로 확보하여 절연 제품의 부속품으로 활용할 수 있는 장점이 있다.According to these characteristics, it is possible to commercialize a highly insulating rubber composition from which moisture has been removed using cement, plaster, or metal oxide, thereby stably securing insulating performance, which has the advantage of being used as an accessory for insulating products.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for explanation, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these examples. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the scope of the patent claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of the present invention.

Claims (5)

원료 고무, 실리카, 첨가제 및 전도성 첨가제를 포함하는 절연성 고무 조성물에 있어서,
상기 고무 조성물은, 시멘트, 소석고 및 금속산화물 중 하나 이상 선택되는 수화반응제를 더 포함하여,
상기 수화반응제가 상기 고무 조성물에 함유된 수분을 제거하여 상기 수분에 의한 절연 성능 저하를 방지함으로써, 상기 고무 조성물의 내전압이 최소 30,000 V 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는, 수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물.
In the insulating rubber composition comprising raw rubber, silica, additives and conductive additives,
The rubber composition further includes a hydration agent selected from one or more of cement, plaster, and metal oxide,
The hydration reactive agent is characterized in that the withstand voltage of the rubber composition satisfies a minimum of 30,000 V or more by removing moisture contained in the rubber composition and preventing deterioration of insulation performance due to the moisture. Insulating rubber composition.
제1 항에 있어서,
상기 고무 조성물은, 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 상기 전도성 첨가제 1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물.
According to claim 1,
The rubber composition is a highly insulating rubber composition containing a hydration reaction agent, characterized in that it contains 1 to 20 parts by weight of the conductive additive based on 100 parts by weight of the raw rubber.
제1 항에 있어서,
상기 전도성 첨가제는, 케쳔블랙, 아세틸렌블랙 및 탄소섬유로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는, 수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물.
According to claim 1,
A highly insulating rubber composition containing a hydration reactive agent, wherein the conductive additive is one or more selected from the group consisting of ketium black, acetylene black, and carbon fiber.
제1 항에 있어서,
상기 고무 조성물은, 상기 원료 고무 100 중량부에 대하여 상기 수화반응제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물.
According to claim 1,
The rubber composition is a highly insulating rubber composition containing a hydration reactive agent, characterized in that it contains 1 to 10 parts by weight of the hydration reactive agent based on 100 parts by weight of the raw rubber.
제1 항에 있어서,
상기 금속산화물은, 주기율표의 1족 및 2족으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 금속의 산화물인 것을 특징으로 하는, 수화반응제를 함유하는 고절연성 고무 조성물.
According to claim 1,
A highly insulating rubber composition containing a hydration reaction agent, characterized in that the metal oxide is an oxide of one or more metals selected from the group consisting of groups 1 and 2 of the periodic table.
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