KR20240020533A - Polypropylene resin composition for insulation of power cables with excellent thermal stability and article prepared using the same - Google Patents
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Abstract
재활용이 가능한 전력 케이블의 절연용 수지 조성물로서 우수한 유연 특성과 전기적 특성을 만족시키면서 고온에서의 내열안정성이 우수한 전력 케이블 절연용 수지 조성물과 이를 이용한 성형품이 개시된다. 본 발명은 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 내에 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)가 분산된 프로필렌 블록 공중합체 80 내지 95 중량부; 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 5 내지 20 중량부; 및 전체 조성물 중량에 대하여 황계 산화방지제 60 내지 100 ppm(S 원소 기준);을 포함하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물과 이를 이용한 전력 케이블을 제공한다.Disclosed is a recyclable resin composition for power cable insulation, which satisfies excellent flexibility and electrical properties and has excellent heat resistance stability at high temperatures, and a molded product using the same. The present invention relates to 80 to 95 parts by weight of a propylene block copolymer in which ethylene-propylene rubber (EPR) is dispersed in a propylene-ethylene random copolymer; 5 to 20 parts by weight of polyolefin elastomer (POE); and 60 to 100 ppm (based on S element) of a sulfur-based antioxidant based on the total weight of the composition. A polypropylene resin composition for insulating a power cable containing the same and a power cable using the same are provided.
Description
본 발명은 친환경 전력 케이블의 절연용 수지 조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 유연성과 전기적 특성이 우수하며, 재활용이 가능한 친환경 전력 케이블의 절연용 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a resin composition for insulating eco-friendly power cables, and more specifically, to a resin composition for insulating eco-friendly power cables that has excellent flexibility and electrical properties and is recyclable.
전력 케이블의 절연 소재로는 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 등을 가교시킨 소재가 주로 이용된다. 그 중에서도 가교 폴리에틸렌(XLPE)은 가교 공정을 통해 폴리에틸렌의 선형의 분자 구조를 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.Insulating materials for power cables are mainly cross-linked materials such as polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), and ethylene-propylene rubber (EPR). Among them, cross-linked polyethylene (XLPE) is a product that converts the linear molecular structure of polyethylene into a three-dimensional network structure through a cross-linking process. It retains the excellent mechanical properties and chemical resistance properties of existing polyethylene while improving heat resistance to provide high-voltage power. It has been used as a cable insulation layer. However, in the case of cross-linked polyethylene, it is not recyclable because it is a cross-linked polymer, and it must be incinerated for disposal, so it is not environmentally friendly.
최근 재활용이 용이하면서도 높은 내열성을 가진 폴리프로필렌(PP) 소재를 이용한 배전선(22.9kv이상)에 적용 가능한 절연용 수지의 개발이 진행되고 있다. 폴리프로필렌 절연층은 XLPE 절연층과 비교해 제조공법이 간편하고 비가교 형태로 환경친화적이며, 내열성 등의 성능과 활용성이 뛰어난 것으로 알려졌다. 폴리프로필렌 절연층 제조 공정 상 메탄가스 등의 유독물질과 각종 부산물이 발생하지 않으며, 제조 공정 상 발생하는 CO
그러나, 폴리프로필렌 절연층을 포함하는 전력 케이블의 경우 폴리프로필렌 고유의 특성인 높은 강성으로 인한 낮은 유연성으로 케이블 포설성이 떨어지며 XLPE 대비 전기적 특성이 다소 불충분한 문제점이 있다. 따라서 친환경적이면서도 폴리프로필렌의 높은 강성 및 전기적 특성이 개선된 절연용 조성물의 개발이 필요한 실정이다.However, in the case of power cables containing a polypropylene insulating layer, cable laying is poor due to low flexibility due to the high rigidity, which is an inherent characteristic of polypropylene, and the electrical properties are somewhat insufficient compared to XLPE. Therefore, there is a need to develop an insulating composition that is environmentally friendly and has improved polypropylene's high rigidity and electrical properties.
최근 들어 폴리프로필렌 소재에 올레핀계 고무를 사용하여 유연성과 전기적 특성을 개선하고자 하는 시도들이 이루어지고 있다. 하지만 폴리프로필렌 소재와 올레핀계 고무는 이질적인(Heterogeneous) 특성이 있어 서로 섞이지 않아 매트릭스(Matrix) 상과 도메인(Domain) 간의 경계가 발생하게 되어, 고무 소재의 조성에 따라 절연파괴강도가 저하되고 고온에서의 내열안정성이 저하되는 문제가 있다.Recently, attempts have been made to improve flexibility and electrical properties by using olefin rubber in polypropylene materials. However, polypropylene material and olefin rubber have heterogeneous characteristics and do not mix with each other, resulting in a boundary between the matrix phase and the domain, and the dielectric breakdown strength decreases depending on the composition of the rubber material and at high temperatures. There is a problem that the heat stability of the product is reduced.
국제 공개특허 제WO2013/148028호는 폴리프로필렌에 에틸렌, α-올레핀, EPDM 등을 혼합한 열가소성 절연체용 폴리프로필렌 블렌드로서 냉각 속도에 따른 교류 파괴 전압 강도의 변화에 관해 개시한 바 있으나, 조성물의 내열성 및 연질성 개선에 관해서는 언급하지 않고, 연질성이 열세하여 포설 중 파단 등의 문제가 발생할 수 있다.International Patent Publication No. WO2013/148028 is a polypropylene blend for thermoplastic insulators made by mixing polypropylene with ethylene, α-olefin, EPDM, etc., and has disclosed the change in alternating current breakdown voltage intensity depending on the cooling rate, but the heat resistance of the composition And without mentioning the improvement of softness, problems such as breakage during laying may occur due to poor softness.
한국 공개특허 제2014-0040082호는 α-올레핀 공단량체 고무상과 프로필렌의 공중합체를 혼합하여 연질성을 확보한 열가소성 고분자 재료에 관해 개시하고 있으나, 고무상의 함량이 적으면 절연 소재로서 사용 시 연질성이 저하되어 가설 및 설치가 어렵고, 고무상의 함량이 높으면 기계적 물성을 좌우하는 폴리프로필렌의 장점이 없어지는 문제가 발생하며, 고온에서 장기 사용 시 내열성능이 저하될 수 있다.Korean Patent Publication No. 2014-0040082 discloses a thermoplastic polymer material that secures softness by mixing an α-olefin comonomer rubber phase with a copolymer of propylene. However, if the content of the rubber phase is small, it is soft when used as an insulating material. The property deteriorates, making erection and installation difficult, and if the content of the rubber phase is high, the advantage of polypropylene, which determines mechanical properties, is lost, and heat resistance performance may deteriorate when used for a long time at high temperatures.
본 발명은 재활용이 가능한 전력 케이블의 절연용 수지 조성물로서 우수한 유연 특성과 전기적 특성을 만족시키면서 고온에서의 내열안정성이 우수한 전력 케이블 절연용 수지 조성물과 이를 이용한 성형품을 제공하고자 한다.The present invention aims to provide a recyclable resin composition for insulating power cables, which satisfies excellent flexibility and electrical properties and has excellent heat resistance stability at high temperatures, and a molded product using the same.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 내에 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)가 분산된 프로필렌 블록 공중합체 80 내지 95 중량부; 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 5 내지 20 중량부; 및 전체 조성물 중량에 대하여 황계 산화방지제 60 내지 100 ppm(S 원소 기준);을 포함하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention includes 80 to 95 parts by weight of a propylene block copolymer in which ethylene-propylene rubber (EPR) is dispersed in a propylene-ethylene random copolymer; 5 to 20 parts by weight of polyolefin elastomer (POE); and 60 to 100 ppm (based on S element) of a sulfur-based antioxidant based on the total weight of the composition.
또한 상기 프로필렌 블록 공중합체의 에틸렌 유래의 반복단위가, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 중에 0.1 내지 5 중량% 포함되고, 상기 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 중에 30 내지 60 중량% 포함되고, 상기 프로필렌 블록 공중합체 중에 5 내지 25 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.In addition, the ethylene-derived repeating unit of the propylene block copolymer is contained in 0.1 to 5% by weight in the propylene-ethylene random copolymer, and 30 to 60% by weight in the ethylene-propylene rubber (EPR), and the propylene block Provided is a polypropylene resin composition for insulation of power cables, wherein the copolymer contains 5 to 25% by weight.
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 절연용 폴리프로필렌 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/10min, and xylene soluble. A polypropylene resin composition for insulation of power cables is provided, wherein the xylene soluble content is 20 to 40% by weight based on the propylene block copolymer.
또한 상기 프로필렌 블록 공중합체는 벌크 반응기에서 프로필렌 및 에틸렌을 반응시켜 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 중합한 후, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 존재 하에 기상 반응기에서 프로필렌 및 에틸렌을 연속 중합하여 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)를 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 내에 분산시킴으로써 수득되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.In addition, the propylene block copolymer polymerizes propylene-ethylene random copolymer by reacting propylene and ethylene in a bulk reactor, and then polymerizes propylene and ethylene in a gas phase reactor in the presence of the propylene-ethylene random copolymer to form ethylene-propylene. Provided is a polypropylene resin composition for insulation of power cables, which is obtained by dispersing rubber (EPR) in the propylene-ethylene random copolymer.
또한 상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)는 에틸렌 유래의 반복단위, 프로필렌 유래의 반복단위 및 (C4-C12)의 알파-올레핀 유래의 반복단위로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상을 포함하되, 상기 에틸렌 유래의 반복단위 또는 상기 프로필렌 유래의 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.In addition, the polyolefin elastomer (POE) includes at least two selected from the group consisting of repeating units derived from ethylene, repeating units derived from propylene, and repeating units derived from (C4-C12) alpha-olefins, Provided is a polypropylene resin composition for insulation of power cables, comprising a repeating unit or a repeating unit derived from the propylene.
또한 상기 황계 산화방지제는 디스테아릴 티오디프로피오네이트(distearyl thiodipropionate), 디라우릴 티오디프로피오네이트(dilauryl thiodipropionate), 디마이리스틸 티오디프로피오네이트(dimyristyl thiodipropionate), 디트리데실 티오디프로피오네이트(ditridecyl thiodipropionate), 펜타에리스리톨 테트라키스 3-라우릴티오프로피오네이트(Pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate)) 및 2,2-비스{[3-(도데실티오)-1-옥소프로폭시]메틸}프로판-1,3-디일 비스[3-(도데실티오)프로피오네이트]( 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate])로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.In addition, the sulfur-based antioxidants include distearyl thiodipropionate, dilauryl thiodipropionate, dimyristyl thiodipropionate, and ditridecyl thiodipropionate. ditridecyl thiodipropionate, Pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate) and 2,2-bis {[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy] methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate]( 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis [3-(dodecylthio)propionate]) provides a polypropylene resin composition for insulation of power cables, characterized in that it is one or more selected from the group consisting of.
또한 상기 수지 조성물은 하기 방법에 따라 측정된 인장 변화율이 10% 미만인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.also The resin composition provides a polypropylene resin composition for insulation of power cables, characterized in that the tensile change rate measured according to the following method is less than 10%.
[인장 변화율 측정방법][Method of measuring tensile change rate]
상기 수지 조성물을 150℃의 컨벡션 오븐에서 240시간 방치하고, 방치 전후의 수지 조성물로 제조된 시편(ASTM D638 Type IV 규격)에 대하여 ASTM D638에 따라 만능재료시험기를 이용하여 50 mm/min 조건 하에서 인장강도를 측정하여 그 변화율을 계산함.The resin composition was left in a convection oven at 150°C for 240 hours, and specimens made of the resin composition before and after leaving (ASTM D638 Type IV standard) were tensile tested using a universal testing machine in accordance with ASTM D638 under the condition of 50 mm/min. Measure the intensity and calculate the rate of change.
또한 상기 수지 조성물은 하기 방법에 따라 측정된 굴곡탄성률이 300 Mpa 이상 500 Mpa 미만이고, AC 절연파괴강도가 50 kV/mm 이상이고, 상대유전율이 3.5 이하인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 수지 조성물을 제공한다.also The resin composition is a resin composition for insulation of a power cable, characterized in that the flexural modulus is 300 Mpa or more and less than 500 Mpa, the AC dielectric breakdown strength is 50 kV/mm or more, and the relative dielectric constant is 3.5 or less, as measured according to the following method. to provide.
[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 하중(500 kgf)을 가하여 측정된 값을 굴곡탄성률로 함. According to the ASTM D790 standard, the support spacing (Span) of the specimen (127
[절연파괴강도 측정방법][Dielectric breakdown strength measurement method]
상기 수지 조성물을 두께 1 mm의 시트상으로 제조 후 10℃ 에서 5분간 냉각하고, ASTM D149 규격에 따라 최초에는 AC 30 kV를 5분간 인가하고, 이후 10 kV씩 상승시켜 5분간 유지하는 과정을 절연파괴가 발생할 때까지 계속하여, 절연파괴가 발생되면 그 때의 전압을 AC 절연파괴강도로 함.The resin composition was manufactured into a sheet with a thickness of 1 mm, cooled at 10°C for 5 minutes, and according to ASTM D149 standard, AC 30 kV was initially applied for 5 minutes, then increased by 10 kV and maintained for 5 minutes. This continues until breakdown occurs, and when breakdown occurs, the voltage at that time is considered the AC breakdown strength.
[상대유전율 측정방법][Relative permittivity measurement method]
ASTM D150 규격에 따라 제조된 시편(두께 2 mm, 가로 2 cm, 세로 2 cm)에 대하여 LCR Meter 장비(전극 반지름 5 mm, 전극 형태 G10 type)를 이용하여 주파수 1 MHz, AC 1 V 전압을 인가하여 60℃ 조건으로 측정함.To a specimen (2 mm thick, 2 cm wide, 2 cm long) manufactured according to ASTM D150 standards, apply a voltage of 1 MHz AC and 1 V AC using LCR Meter equipment (electrode radius 5 mm, electrode type G10 type). Measured under 60℃ conditions.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 수지 조성물을 절연층으로 포함하는 전력 케이블을 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention provides a power cable including the resin composition as an insulating layer.
본 발명은 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 내에 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)가 분산된 프로필렌 블록 공중합체 및 황계 산화방지제를 사용하여, 재활용이 가능한 전력 케이블의 절연용 수지 조성물로서 우수한 유연 특성과 전기적 특성을 만족시키면서 고온에서 내열안정성이 우수한 전력 케이블 절연용 수지 조성물과 이를 이용한 전력 케이블을 제공할 수 있다.The present invention is a resin composition for insulation of recyclable power cables using a propylene block copolymer in which ethylene-propylene rubber (EPR) is dispersed in a propylene-ethylene random copolymer and a sulfur-based antioxidant, and has excellent flexibility and electrical properties. It is possible to provide a resin composition for power cable insulation that satisfies the problem and has excellent heat resistance and stability at high temperatures, and a power cable using the same.
도 1은 본 발명에 따른 수지 조성물로 제조되는 전력 케이블의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예 및 비교예에서 제조된 각 수지 조성물에 대하여 주사전자현미경(SEM)으로 분석한 결과를 나타낸 사진이다.1 is a diagram schematically showing a cross section of a power cable manufactured from the resin composition according to the present invention.
Figure 2 is a photograph showing the results of analysis using a scanning electron microscope (SEM) for each resin composition prepared in Examples and Comparative Examples.
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 this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle of definability, it must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the configuration of the embodiments described in this specification is only one of the most preferred embodiments of the present invention and does not represent the entire technical idea of the present invention, so various equivalents and modifications can be substituted for them at the time of filing the present application. You must understand that there may be.
본 발명은 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 내에 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)가 분산된 프로필렌 블록 공중합체 80 내지 95 중량부; 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 5 내지 20 중량부; 및 전체 조성물 중량에 대하여 황계 산화방지제 60 내지 100 ppm(S 원소 기준);을 포함하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물을 개시한다. The present invention relates to 80 to 95 parts by weight of a propylene block copolymer in which ethylene-propylene rubber (EPR) is dispersed in a propylene-ethylene random copolymer; 5 to 20 parts by weight of polyolefin elastomer (POE); and 60 to 100 ppm (based on S element) of a sulfur-based antioxidant based on the total weight of the composition.
이하 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연용 수지 조성물의 각 구성 성분을 상세히 설명한다.Hereinafter, each component of the resin composition for insulation 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, 여기서, 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 homopolypropylene (H-PP), random propylene copolymer (R-PP), and propylene block copolymer (B-PP). Among these, propylene random copolymer and propylene block copolymer are more suitable for power cables because they have higher flexibility and bendability than homopolypropylene. Here, propylene block copolymer has greater flexibility than propylene random copolymer. Since it has the advantage of excellent hyperflexibility, propylene block copolymer is used in the present invention.
본 발명에서 상기 프로필렌 블록 공중합체는 RTPO(Reactor-made Thermoplastic Polyolefin elastomers)의 일종으로, 프로필렌 단량체 유래의 단위를 포함하는 중합체 내에 다수의 고무 특성을 나타내는 고분자가 포함된 중합체를 일컫는다.In the present invention, the propylene block copolymer is a type of RTPO (Reactor-made Thermoplastic Polyolefin elastomers), which refers to a polymer containing a polymer that exhibits multiple rubber properties within a polymer containing units derived from propylene monomer.
본 발명에서 상기 프로필렌 블록 공중합체는 벌크 반응기에서 프로필렌 및 에틸렌을 반응시켜 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 중합한 후, 연속 중합으로 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 존재 하에 기상 반응기에서 프로필렌과 에틸렌의 가스를 공중합 반응시켜 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)를 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 내에 분산시켜 수득되는 것으로서, 상기와 같이 연속 중합을 통해 제조됨으로써 폴리프로필렌 매트릭스 내에 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)를 작은 사이즈의 도메인으로 균일하게 분산시킬 수 있다.In the present invention, the propylene block copolymer is produced by reacting propylene and ethylene in a bulk reactor to polymerize a propylene-ethylene random copolymer, and then by continuous polymerization to produce gases of propylene and ethylene in a gas phase reactor in the presence of the propylene-ethylene random copolymer. It is obtained by dispersing ethylene-propylene rubber (EPR) in the propylene-ethylene random copolymer through a copolymerization reaction. It is manufactured through continuous polymerization as described above to form a small size of ethylene-propylene rubber (EPR) in a polypropylene matrix. It can be distributed evenly across the domain.
여기서, 본 발명에서는 상기 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)의 도메인 크기와 분산 정도가 제한되는 것은 아니나, 최종 수지 조성물의 유연성 및 전기적 특성을 고려하여 도메인의 평균 크기는 0.1 내지 5 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 2 ㎛일 수 있고, 도메인의 분산도는 0.1 내지 0.7, 바람직하게는 0.2 내지 0.6일 수 있다. 상기 도메인의 크기 및 분산도는 수지 조성물을 컴프레션 몰딩(220℃에서 4분)하여 제조된 시편을 폭 1 ㎜ 및 길이 10 ㎝로 재단한 후, 60℃의 자일렌에 침지하여 에틸렌-프로필렌 고무를 용출시키고, 시편의 표면에 존재하는 공극에 대하여 주사전자현미경(SEM)으로 분석하여 측정될 수 있다.Here, in the present invention, the domain size and degree of dispersion of the ethylene-propylene rubber (EPR) are not limited, but considering the flexibility and electrical properties of the final resin composition, the average size of the domains is 0.1 to 5 ㎛, preferably 0.5. It may be from 2 ㎛, and the degree of dispersion of the domain may be from 0.1 to 0.7, preferably from 0.2 to 0.6. The size and dispersion of the domain were determined by cutting a specimen prepared by compression molding the resin composition (4 minutes at 220°C) to a width of 1 mm and a length of 10 cm, and then immersing it in xylene at 60°C to form ethylene-propylene rubber. It can be measured by eluting and analyzing the voids present on the surface of the specimen with a scanning electron microscope (SEM).
본 발명에서 상기 프로필렌 블록 공중합체는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 50 내지 85 중량% 및 에틸렌-프로필렌 고무 15 내지 50 중량%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 60 내지 75 중량% 및 에틸렌-프로필렌 고무 25 내지 40 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 65 내지 70 중량% 및 에틸렌-프로필렌 고무 30 내지 35 중량%를 포함할 수 있다. 상기 프로필렌 블록 공중합체는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 매트릭스에 에틸렌-프로필렌 고무 입자가 분산된 형태이다. 구체적으로, 상기 프로필렌 블록 공중합체는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 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 내지 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 대비 굴곡탄성률이 낮아 전력 케이블의 절연층으로 적용 시 유연성 향상을 극대화시킬 수 있고, 탄성력이 우수하여 강도를 향상시킬 수 있다. 또한 후술하는 폴리올레핀 엘라스토머(POE)와의 혼합 시 균일한 분산으로 혼화도가 우수하여 절연파괴 특성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, the propylene block copolymer may include 50 to 85% by weight of propylene-ethylene random copolymer and 15 to 50% by weight of ethylene-propylene rubber, and preferably 60 to 75% by weight of propylene-ethylene random copolymer. and 25 to 40% by weight of ethylene-propylene rubber, more preferably 65 to 70% by weight of propylene-ethylene random copolymer and 30 to 35% by weight of ethylene-propylene rubber. The propylene block copolymer has ethylene-propylene rubber particles dispersed in a propylene-ethylene random copolymer matrix. Specifically, the propylene block copolymer may be a block copolymer in which propylene-ethylene random copolymer and ethylene-propylene rubber are stepwise polymerized in a reactor. The propylene block copolymer has ethylene-propylene rubber dispersed in a specific content range, and has a lower flexural elastic modulus compared to propylene homopolymer or propylene-ethylene random copolymer, thereby maximizing the improvement in flexibility and elasticity when applied as an insulating layer of a power cable. This is excellent and can improve strength. In addition, when mixed with polyolefin elastomer (POE), which will be described later, excellent miscibility is achieved through uniform dispersion, thereby improving insulation breakdown characteristics.
본 발명에서 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(EPR) 유래의 반복단위를 포함하고 있어 강도가 높으며, 유연성이 우수한 이점이 있다.In the present invention, the propylene block copolymer produces a large amount of ethylene-propylene rubber (EPR) using a high content of ethylene in a polymerization reactor, and has a higher content of ethylene-propylene rubber (EPR) than the existing propylene block copolymer. ), so it has the advantage of high strength and excellent flexibility.
이론에 의해 제한되는 것은 아니나, 일반적으로 반응기 내에서 제조되는 프로필렌 블록 공중합체는, 기술적 어려움으로 인하여 에틸렌 유래의 반복단위의 함량이 전체 블록 공중합체 중에 5 내지 25 중량%일 수 있고, 바람직하게는 10 내지 20 중량%일 수 있다. 또한 에틸렌 유래의 반복단위의 함량이 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 중에 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%일 수 있고, 상기 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 중에 30 내지 60 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. 또한 에틸렌 유래의 반복단위의 함량이 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 중에 5 중량%를 초과할 경우에는 블록 공중합체의 용융점이 150℃ 이하로 낮아져 내열안정성이 저하될 수 있다.Although not limited by theory, in general, the propylene block copolymer produced in the reactor may have a content of ethylene-derived repeating units of 5 to 25% by weight of the total block copolymer due to technical difficulties, and is preferably It may be 10 to 20% by weight. In addition, the content of ethylene-derived repeating units may be 0.1 to 5% by weight, preferably 0.1 to 3% by weight, and more preferably 0.5 to 2% by weight in the propylene-ethylene random copolymer, and the ethylene-propylene rubber ( EPR) may be 30 to 60% by weight, preferably 40 to 50% by weight. Flexibility, bending properties, and electrical properties can be maximized within the range of the ethylene-derived repeating unit content. Additionally, if the content of ethylene-derived repeating units exceeds 5% by weight in the propylene-ethylene random copolymer, the melting point of the block copolymer may be lowered to 150°C or lower, which may reduce heat resistance stability.
또한 상기 프로필렌 블록 공중합체는 용융점이 150 내지 170℃일 수 있고, 바람직하게는 160 내지 170
또한 상기 프로필렌 블록 공중합체는 용융지수(MI, 230
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 가용분은 상기 프로필렌 블록 공중합체 내에 포함된 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 함량에 따르며, 상기 함량 범위 내에서 유연성, 굴곡 특성 및 전기적 특성이 극대화될 수 있다.In addition, the propylene block copolymer may have a xylene soluble (X.S.) content of 20 to 40% by weight, preferably 25 to 35% by weight, based on the propylene block copolymer. The xylene soluble content depends on the ethylene-propylene rubber (EPR) content contained in the propylene block copolymer, and within the content range, flexibility, bending properties, and electrical properties can be maximized.
본 발명에서 상기 프로필렌 블록 공중합체는 80 내지 95 중량부 함량으로 포함되고, 바람직하게는 85 내지 90 중량부 함량으로 포함될 수 있다. 프로필렌 블록 공중합체 함량이 80 중량부 미만일 경우 전기적 특성 및 내열안정성이 저하되고, 95 중량부를 초과할 경우 유연성이 저하된다.In the present invention, the propylene block copolymer may be included in an amount of 80 to 95 parts by weight, preferably 85 to 90 parts by weight. If the propylene block copolymer content is less than 80 parts by weight, electrical properties and heat stability deteriorate, and if it exceeds 95 parts by weight, flexibility decreases.
본 발명에서는 최종 수지 조성물의 유연성 및 굴곡 특성 향상을 위한 개질제로서 폴리올레핀 엘라스토머(POE)를 포함한다.In the present invention, polyolefin elastomer (POE) is included as a modifier to improve flexibility and bending properties of the final resin composition.
상기 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌 유래의 반복단위, 프로필렌 유래의 반복단위 및 (C4-C12)의 알파-올레핀 유래의 반복단위로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상을 포함하되, 상기 에틸렌 유래의 반복단위 또는 상기 프로필렌 유래의 반복단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌 및 프로필렌의 공중합체, 또는 에틸렌 및 프로필렌 중 1종과 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐 등과의 알파-올레핀의 랜덤 또는 블록 공중합체 엘라스토머, 또는 이들 엘라스토머의 조합일 수 있다. 분산성 및 전기적 특성을 고려하여 더욱 바람직하게는 프로필렌-에틸렌 고무(PER) 또는 에틸렌-1-옥텐 고무(EOR)가 사용될 수 있고, 가장 바람직하게는 프로필렌-에틸렌 고무(PER)가 사용될 수 있다.The polyolefin elastomer includes two or more types selected from the group consisting of repeating units derived from ethylene, repeating units derived from propylene, and repeating units derived from (C4-C12) alpha-olefins, and the repeating units derived from ethylene or the above It may contain repeating units derived from propylene. For example, a copolymer of ethylene and propylene, or a random or block copolymer elastomer of one of ethylene and propylene and an alpha-olefin with 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, etc., or these elastomers. It may be a combination of Considering dispersibility and electrical properties, more preferably propylene-ethylene rubber (PER) or ethylene-1-octene rubber (EOR) can be used, and most preferably propylene-ethylene rubber (PER) can be used.
상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)는 5 내지 20 중량부 함량으로 포함되고, 바람직하게는 10 내지 15 중량부 함량으로 포함될 수 있다. 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 함량이 5 중량부 미만일 경우 최종 수지 조성물의 유연성이 저하되고, 20 중량부를 초과할 경우 전기적 특성의 추가 향상이 어렵고 및 내열안정성이 저하된다.The polyolefin elastomer (POE) may be included in an amount of 5 to 20 parts by weight, and preferably in an amount of 10 to 15 parts by weight. If the polyolefin elastomer (POE) content is less than 5 parts by weight, the flexibility of the final resin composition decreases, and if it exceeds 20 parts by weight, it is difficult to further improve the electrical properties and heat stability deteriorates.
본 발명에서 재활용이 가능한 전력 케이블의 절연용 수지 조성물로서 우수한 유연 특성과 전기적 특성을 만족시키면서 고온에서 내열안정성 향상을 위해 상술한 조성의 프로필렌 블록 공중합체 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE)에 특정 함량의 황계 산화방지제를 포함한다.In the present invention, as a resin composition for insulation of a recyclable power cable, a specific content of sulfur-based oxidation is added to the propylene block copolymer and polyolefin elastomer (POE) of the above-described composition to improve heat resistance stability at high temperatures while satisfying excellent flexibility and electrical properties. Contains preventive agents.
상기 황계 산화방지제는 전체 조성물 중량에 대하여 60 내지 100 ppm(S 원소 기준) 함량으로 포함된다. 황계 산화방지제 함량이 60 ppm 미만일 경우 전력 케이블의 절연층 용도로 사용할 수 있는 고온에서의 내열안정성을 충족할 수 없고, 100 ppm을 초과할 경우 전기적 특성에 영향을 미쳐 역시 전력 케이블의 절연층 용도로 사용이 어렵다.The sulfur-based antioxidant is included in an amount of 60 to 100 ppm (based on S element) based on the total weight of the composition. If the sulfur-based antioxidant content is less than 60 ppm, it cannot satisfy the heat resistance stability at high temperatures that can be used as an insulating layer for power cables, and if it exceeds 100 ppm, it affects the electrical properties and can also be used as an insulating layer for power cables. It's difficult to use.
이러한 황계 산화방지제로 특별히 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 디스테아릴 티오디프로피오네이트(distearyl thiodipropionate), 디라우릴 티오디프로피오네이트(dilauryl thiodipropionate), 디마이리스틸 티오디프로피오네이트(dimyristyl thiodipropionate), 디트리데실 티오디프로피오네이트(ditridecyl thiodipropionate), 펜타에리스리톨 테트라키스 3-라우릴티오프로피오네이트(Pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate)) 또는 2,2-비스{[3-(도데실티오)-1-옥소프로폭시]메틸}프로판-1,3-디일 비스[3-(도데실티오)프로피오네이트]( 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate])가 사용될 수 있고, 내열안정성 향상 측면에서 더욱 바람직하게는 디스테아릴 티오디프로피오네이트(distearyl thiodipropionate), 디라우릴 티오디프로피오네이트(dilauryl thiodipropionate) 또는 2,2-비스{[3-(도데실티오)-1-옥소프로폭시]메틸}프로판-1,3-디일 비스[3-(도데실티오)프로피오네이트]( 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate])가 사용될 수 있고, 가장 바람직하게는 2,2-비스{[3-(도데실티오)-1-옥소프로폭시]메틸}프로판-1,3-디일 비스[3-(도데실티오)프로피오네이트]( 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate])가 사용될 수 있다.These sulfur-based antioxidants are not particularly limited, but are preferably distearyl thiodipropionate, dilauryl thiodipropionate, and dimyristyl thiodipropionate. ), ditridecyl thiodipropionate, pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate) or 2,2-bis{[3-(dodecylthio )-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate]( 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl} propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate]) may be used, and in terms of improved heat stability, distearyl thiodipropionate and dilauryl thiodipropionate are more preferably used. nate (dilauryl thiodipropionate) or 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate]( 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate]) can be used, most preferably 2,2-bis {[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate]( 2,2-bis{[3-(dodecylthio )-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate]) can be used.
본 발명에 따른 수지 조성물은 상기 성분들 이외에도 전력 케이블의 절연용으로 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 ingredients, the resin composition according to the present invention may further contain one or more additives commonly used when applied for insulation of power cables, and preferably further contains an antioxidant, a neutralizer, or a water tree inhibitor. It can be included.
상기 산화방지제는 수지 조성물의 황변을 억제하여 색상 안정성 및 투명성을 부여하기 위해 첨가될 수 있다. 상기 전력 케이블의 절연용 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 and provide color stability and transparency. Any antioxidant that can prevent oxidation of the insulating resin composition of the power cable can be used without limitation, but preferably hindered phenol-based antioxidants or 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- One or more antioxidants selected from the group consisting of Thiodiethylene-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] can be used.
상기 중화제는 중합 후 남아있는 촉매 잔사를 효과적으로 제거하여 수지 조성물의 분해를 막기 위해 사용하는 것으로, 상기 전력 케이블의 절연용 수지 조성물의 분해를 방지할 수 있는 중화제라면 제한 없이 사용가능하다.The neutralizer is used to prevent decomposition of the resin composition by effectively removing catalyst residues remaining after polymerization. Any neutralizer that can prevent decomposition of the resin composition for insulation 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 prevention agent is added for the purpose of preventing water tree, a form of micro-destruction that gradually grows due to the combined action of moisture and voltage at a voltage below the breakdown voltage. The water tree phenomenon deteriorates the electrical insulation properties of the insulating layer, causing a decrease in the lifespan of the insulating layer. The water tree prevention agent can be used without limitation as long as it is a material that can reduce the combined action of moisture and voltage.
본 발명에 따른 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 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 polypropylene resin composition for insulating power cables according to the present invention can be manufactured by mixing and extruding the above components according to a common method known in the art. For example, the resin composition can be manufactured by putting the above ingredients into a twin-screw extruder and melting and kneading them.
이상의 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연용 수지 조성물은 우수한 유연성과 전기적 특성을 만족시키면서 고온에서의 내열안정성이 우수하고, 친환경적이어서 재활용이 가능하며, 구체적으로 하기 방법에 따라 측정된 인장 변화율이 10 이하, 바람직하게는 8 이하일 수 있고, 굴곡탄성률이 300 Mpa 이상 500 Mpa 미만, 바람직하게는 350 내지 450 MPa일 수 있고, AC 절연파괴강도가 50 kV/mm 이상, 바람직하게는 52 kV/mm 이상일 수 있고, 상대유전율이 3.5 이하, 바람직하게는 3.3 이하일 수 있다.The resin composition for insulating power cables according to the present invention satisfies excellent flexibility and electrical properties, has excellent heat resistance stability at high temperatures, is environmentally friendly and can be recycled, and specifically has a tensile change rate of 10 or less as measured according to the following method. , preferably may be 8 or less, the flexural modulus may be 300 Mpa or more and less than 500 Mpa, preferably 350 to 450 MPa, and the AC dielectric breakdown strength may be 50 kV/mm or more, preferably 52 kV/mm or more. and the relative dielectric constant may be 3.5 or less, preferably 3.3 or less.
[인장 변화율 측정방법][Method of measuring tensile change rate]
상기 수지 조성물을 150℃의 컨벡션 오븐에서 240시간 방치하고, 방치 전후의 수지 조성물로 제조된 시편(ASTM D638 Type IV 규격)에 대하여 ASTM D638에 따라 만능재료시험기를 이용하여 50 mm/min 조건 하에서 인장강도를 측정하여 그 변화율을 계산함.The resin composition was left in a convection oven at 150°C for 240 hours, and specimens made of the resin composition before and after leaving (ASTM D638 Type IV standard) were tensile tested using a universal testing machine in accordance with ASTM D638 under the condition of 50 mm/min. Measure the intensity and calculate the rate of change.
[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 하중(500 kgf)을 가하여 측정된 값을 굴곡탄성률로 함.According to the ASTM D790 standard, the support spacing (Span) of the specimen (127
[절연파괴강도 측정방법][Dielectric breakdown strength measurement method]
상기 수지 조성물을 두께 1 mm의 시트상으로 제조 후 10℃ 에서 5분간 냉각하고, ASTM D149 규격에 따라 최초에는 AC 30 kV를 5분간 인가하고, 이후 10 kV씩 상승시켜 5분간 유지하는 과정을 절연파괴가 발생할 때까지 계속하여, 절연파괴가 발생되면 그 때의 전압을 AC 절연파괴강도로 함.The resin composition was manufactured into a sheet with a thickness of 1 mm, cooled at 10°C for 5 minutes, and according to ASTM D149 standard, AC 30 kV was initially applied for 5 minutes, then increased by 10 kV and maintained for 5 minutes. This continues until breakdown occurs, and when breakdown occurs, the voltage at that time is considered the AC breakdown strength.
[상대유전율 측정방법][Relative permittivity measurement method]
ASTM D150 규격에 따라 제조된 시편(두께 2 mm, 가로 2 cm, 세로 2 cm)에 대하여 LCR Meter 장비(전극 반지름 5 mm, 전극 형태 G10 type)를 이용하여 주파수 1 MHz, AC 1 V 전압을 인가하여 60℃ 조건으로 측정함.To a specimen (2 mm thick, 2 cm wide, 2 cm long) manufactured according to ASTM D150 standards, apply a voltage of 1 MHz AC and 1 V AC using LCR Meter equipment (electrode radius 5 mm, electrode type G10 type). Measured under 60℃ conditions.
이상의 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물로 전력 케이블이 제조될 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 수지 조성물로 제조되는 전력 케이블의 단면을 모식적으로 나타내고 있다.A power cable can be manufactured using the polypropylene resin composition for insulation of a power cable according to the present invention. Figure 1 schematically shows a cross section of a power cable manufactured from the resin composition according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력 케이블의 절연용 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.Referring to Figure 1, a power cable manufactured from a resin composition for insulating a power cable according to the present invention includes a conductor (1), an internal semiconducting layer (2) surrounding the conductor (1), and an internal semiconducting layer (2). It includes a surrounding 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 used in the present invention. It may include the following resin composition. Except for the insulating layer, the details of each layer constituting the power cable are commonly known to those skilled in the art, so detailed description will be omitted in the present invention.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 제조예, 실시예 및 비교예를 들어 설명한다.Hereinafter, specific manufacturing examples, examples and comparative examples according to the present invention will be described.
제조예 1 : 프로필렌 블록 공중합체 제조(수지 1)Preparation Example 1: Preparation of propylene block copolymer (Resin 1)
벌크 반응기에 프로필렌과 에틸렌을 반응시켜 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 수득하고, 벌크 반응기에서 중합된 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체와 에틸렌 및 프로필렌을 기상 반응기에 투입하여 연속 공정으로 에틸렌-프로필렌의 공중합 반응을 실시하여 프로필렌 블록 공중합체를 제조하였다. 제조된 프로필렌 블록 공중합체는 에틸렌 유래의 반복단위가 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 중에 1 중량%, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 중에 43 중량% 및 전체 공중합체 중에 15 중량%이고, 자일렌 가용분의 함량이 29 중량%이고, 용융지수가 1 g/10min, 용융점이 150.7℃ 및 용융 엔탈피가 67.4 J/g이었다. 프로필렌 블록 공중합체의 용융지수, 자일렌 가용분, 용융점 및 용융엔탈피는 각각 하기 방법에 따라 측정되었다.Propylene and ethylene are reacted in a bulk reactor to obtain a propylene-ethylene random copolymer, and the propylene-ethylene random copolymer polymerized in the bulk reactor and ethylene and propylene are added to a gas phase reactor to perform an ethylene-propylene copolymerization reaction in a continuous process. A propylene block copolymer was prepared. The produced propylene block copolymer contains 1% by weight of ethylene-derived repeating units in the propylene-ethylene random copolymer, 43% by weight in the ethylene-propylene rubber (EPR), and 15% by weight in the total copolymer, and contains 15% by weight of the xylene soluble portion. The content was 29% by weight, the melt index was 1 g/10min, the melting point was 150.7°C, and the melting enthalpy was 67.4 J/g. The melt index, xylene soluble content, melting point, and melting enthalpy of the propylene block copolymer were each measured according to the following methods.
- 용융지수(Melt Index, MI) : ASTM D1238 규격에 따라 온도 230℃ 및 하중 2.16 ㎏ 조건으로 측정하였다.- Melt Index (MI): Measured at a temperature of 230°C and a load of 2.16 kg according to ASTM D1238 standards.
- 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, The remaining portion was collected separately, the xylene was evaporated using a hot plate, and the weight percent of the remaining portion 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 data measured the second time was used.
비교 제조예 1 : 프로필렌 블록 공중합체 제조(수지 2)Comparative Preparation Example 1: Preparation of propylene block copolymer (Resin 2)
상기 제조예 1에서 벌크 반응기에 프로필렌을 반응시켜 프로필렌 단독 중합체를 수득한 것을 제외하고는 수지 1의 제조예와 동일한 방법으로 프로필렌 블록 공중합체를 제조하였다. 제조된 프로필렌 블록 공중합체는 에틸렌 유래의 반복단위가 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 중에 42 중량% 및 전체 공중합체 중에 14 중량%이고, 자일렌 가용분의 함량이 29 중량%이고, 용융지수가 1 g/10min, 용융점이 163.7℃ 및 용융 엔탈피가 77.4 J/g이었다.A propylene block copolymer was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that propylene homopolymer was obtained by reacting propylene in a bulk reactor in Preparation Example 1. The produced propylene block copolymer has an ethylene-derived repeating unit of 42% by weight in ethylene-propylene rubber (EPR) and 14% by weight in the total copolymer, a xylene soluble content of 29% by weight, and a melt index of 1. g/10min, melting point was 163.7°C, and melting enthalpy was 77.4 J/g.
폴리올레핀 엘라스토머(POE)(수지 3 내지 5)Polyolefin Elastomer (POE) (Resins 3 to 5)
폴리올레핀 엘라스토머로서 프로필렌-에틸렌 고무(PER, VistamaxxTM 6102FL, MI 3 g/10min(230℃, 2.16 ㎏ 하중), 에틸렌 함량 16 중량%, Exxonmobil Chemical사)(수지 3), 에틸렌-부텐 고무(EBR, DF810, MI 2.2 g/10min(230℃, 2.16 ㎏ 하중), 에틸렌 함량 80 중량%, Mitsui Chemical사)(수지 4) 및 에틸렌-옥텐 고무(EOR, Engage 8842, MI 2.0 (230℃, 2.16 ㎏ 하중), 에틸렌 함량 53 중량%, DOW Chemical사)(수지 5)를 준비하였다.As a polyolefin elastomer, propylene-ethylene rubber (PER, VistamaxxTM 6102FL, MI 3 g/10min (230°C, 2.16 kg load), ethylene content 16% by weight, Exxonmobil Chemical) (Resin 3), ethylene-butene rubber (EBR, DF810) , MI 2.2 g/10min (230℃, 2.16 kg load), ethylene content 80% by weight, Mitsui Chemical) (Resin 4) and ethylene-octene rubber (EOR, Engage 8842, MI 2.0 (230℃, 2.16 kg load) , ethylene content of 53% by weight, DOW Chemical) (Resin 5) was prepared.
황계 산화방지제Sulfur-based antioxidants
2,2-비스{[3-(도데실티오)-1-옥소프로폭시]메틸}프로판-1,3-디일 비스[3-(도데실티오)프로피오네이트](2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate])를 사용하였고, 황(S) 원소 함량은 X선 형광 분석(X-Ray Flourescence Spectrometry, XRF) 및 유도 결합 플라즈마 분석(Inductively Coupled Plasma, ICP)을 통해 측정되었다.2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate](2,2-bis{ [3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate]) was used, and the sulfur (S) element content was determined by X-ray fluorescence analysis. It was measured through spectrometry (XRF) and inductively coupled plasma (ICP) analysis.
실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples
하기 표 1의 성분 조성으로 구성된 혼합물을 믹서로 5분간 혼합한 후 190 내지 230℃ 조건에서 2축 압출기로 압출하여 펠렛 상의 수지 조성물을 제조하였다.A mixture consisting of the ingredients shown in Table 1 below was mixed with a mixer for 5 minutes and then extruded using a twin-screw extruder under conditions of 190 to 230° C. to prepare a pellet-like resin composition.
시험예Test example
상기 제조된 펠렛 상의 수지 조성물에 대하여 하기 방법에 따라 굴곡 특성, 전기적 특성 및 고온 내열안정성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었고, 수지 조성물을 이용하여 제조된 전선의 권취 특성을 확인한 결과를 함께 나타내었다. 또한 제조된 각 수지 조성물에 대하여 주사전자현미경(SEM)으로 분석한 결과를 도 2에 나타내었다.The bending characteristics, electrical characteristics, and high-temperature heat resistance stability of the resin composition on the manufactured pellet were measured according to the method below, and the results are shown in Table 1 below, and the winding characteristics of the wire manufactured using the resin composition were confirmed. shown together. In addition, the results of analysis using a scanning electron microscope (SEM) for each resin composition prepared are shown in Figure 2.
[측정방법][measurement method]
(1) 굴곡탄성률(1) Flexural modulus of elasticity
ASTM D790 규격에 따라 시편(127×12.7×6.4 mm)의 지지 간격(Span)을 100 mm로 고정하고 28 mm/min 속도로 굴곡 하중(500 kgf)을 가하여 측정된 값을 굴곡탄성률로 하였다. 굴곡탄성률이 500 MPa 이하인 경우 유연성 및 굴곡 특성이 우수한 것으로 판단한다.According to the ASTM D790 standard, the support spacing (Span) of the specimen (127 If the flexural modulus is 500 MPa or less, the flexibility and flexural characteristics are judged to be excellent.
(2) 절연파괴강도(2) Dielectric breakdown strength
제조된 수지 조성물을 두께 1 mm의 시트상으로 제조 후 10℃ 에서 5분간 냉각하고, ASTM D149 규격에 따라 최초에는 AC 30 kV를 5분간 인가하고, 이후 10 kV씩 상승시켜 5분간 유지하는 과정을 절연파괴가 발생할 때까지 계속하여, 절연파괴가 발생되면 그 때의 전압을 AC 절연파괴강도로 하였다. AC 절연파괴강도가 50 kV/mm 이상일 때 전기적 특성이 우수한 것으로 판단한다.The prepared resin composition was formed into a sheet with a thickness of 1 mm, cooled at 10°C for 5 minutes, and according to ASTM D149 standard, AC 30 kV was initially applied for 5 minutes, and then increased by 10 kV and maintained for 5 minutes. This continued until insulation breakdown occurred, and when insulation breakdown occurred, the voltage at that time was taken as the AC insulation breakdown strength. When the AC insulation breakdown strength is 50 kV/mm or more, the electrical characteristics are judged to be excellent.
(3) 상대유전율(3) Relative permittivity
ASTM D150 규격에 따라 제조된 시편(두께 2 mm, 가로 2 cm, 세로 2 cm)에 대하여 LCR Meter 장비(전극 반지름 5 mm, 전극 형태 G10 type)를 이용하여 주파수 1 MHz, AC 1 V 전압을 인가하여 60℃ 조건으로 유전정접(dissipation factor, tanδ) 및 상대유전율(Dielecrtric Constant)을 측정하였다. 상대유전율이 3.5를 초과하면 전력 케이블의 절연층 용도로 사용이 어려울 수 있어 3.5 이하일 경우 전기적 특성이 우수한 것으로 판단한다.To a specimen (2 mm thick, 2 cm wide, 2 cm long) manufactured according to ASTM D150 standards, apply a voltage of 1 MHz AC and 1 V AC using LCR Meter equipment (electrode radius 5 mm, electrode type G10 type). The dielectric dissipation factor (tanδ) and relative dielectric constant were measured at 60°C. If the relative dielectric constant exceeds 3.5, it may be difficult to use it as an insulating layer for power cables, so if it is less than 3.5, the electrical characteristics are judged to be excellent.
(4) 인장 변화율(4) Tensile change rate
제조된 수지 조성물을 150℃의 컨벡션 오븐에서 240시간 방치하고, 방치 전후의 수지 조성물로 제조된 시편(ASTM D638 Type IV 규격)에 대하여 ASTM D638에 따라 만능재료시험기를 이용하여 50 mm/min 조건 하에서 인장강도를 측정하여 그 변화율을 계산하였다. 인장 변화율이 10% 이상일 경우 고온에서의 내열안정성이 열세한 것으로 판단한다.The prepared resin composition was left in a convection oven at 150°C for 240 hours, and the specimens made of the resin composition before and after leaving (ASTM D638 Type IV standard) were tested under the condition of 50 mm/min using a universal testing machine according to ASTM D638. The tensile strength was measured and the rate of change was calculated. If the tensile change rate is more than 10%, the heat resistance stability at high temperatures is judged to be poor.
(5) 권취 특성(5) Winding characteristics
제조된 수지 조성물을 절연층으로 사용하여 도 1로 구성되는 전선을 제조한 후 권취 특성을 확인하였다.The electric wire shown in FIG. 1 was manufactured using the prepared resin composition as an insulating layer, and then the winding characteristics were confirmed.
(중량부)resin 1
(part by weight)
(중량부)resin 2
(part by weight)
(중량부)resin 4
(part by weight)
(MPa)Flexural modulus of elasticity
(MPa)
파괴강도
(kV/mm)AC isolation
Breaking strength
(kV/mm)
표 1을 참조하면, 본 발명에 따라 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 내에 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)가 분산된 프로필렌 블록 공중합체 및 폴리올레핀 엘라스토머에 황계 산화방지제를 사용한 전력 케이블의 절연용 수지 조성물(실시예 1 내지 3)은 수지 간 혼화도가 우수하여(도 2 참조) 재활용이 가능한 수지 조성물로서 우수한 유연 특성과 전기적 특성을 만족시키면서 우수한 고온 내열안정성이 구현됨을 확인할 수 있다. 다만, 사용된 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 종류에 따라 전기적 특성이 다소 저하되는 경우(실시예 4 및 5)가 있었으며, 프로필렌-에틸렌 고무(PER)를 사용하는 것이 가장 바람직한 것으로 확인되었다.Referring to Table 1, a resin composition for insulation of a power cable using a sulfur-based antioxidant in a propylene block copolymer and polyolefin elastomer in which ethylene-propylene rubber (EPR) is dispersed in a propylene-ethylene random copolymer according to the present invention (Example 1 to 3) are recyclable resin compositions with excellent miscibility between resins (see FIG. 2), and it can be confirmed that excellent high-temperature heat resistance stability is achieved while satisfying excellent flexibility and electrical properties. However, there were cases where the electrical properties were somewhat deteriorated depending on the type of polyolefin elastomer (POE) used (Examples 4 and 5), and it was confirmed that it was most preferable to use propylene-ethylene rubber (PER).
이에 대하여, 폴리올레핀 엘라스토머(POE)를 사용하지 않을 경우(비교예 1)에는 굴곡 특성 및 전기적 특성 모두 저하되고, 프로필렌 블록 공중합체의 매트릭스 성분을 프로필렌 단독 공중합체로 할 경우(비교예 2) 역시 전기적 특성이 만족스럽지 않고 굴곡 특성이 현저히 저하되는 것을 알 수 있다. In contrast, when polyolefin elastomer (POE) is not used (Comparative Example 1), both bending properties and electrical properties are reduced, and when the matrix component of the propylene block copolymer is a propylene homo-copolymer (Comparative Example 2), the electrical properties are also reduced. It can be seen that the characteristics are not satisfactory and the bending characteristics are significantly reduced.
또한 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 함량이 상대적으로 과도할 경우(비교예 3)에는 그 ?t량 증대에도 불구하고 전기적 특성에 있어 추가 향상이 나타나지 않고, 오히려 고온 내열안정성이 저하되는 것을 알 수 있다.In addition, when the polyolefin elastomer (POE) content is relatively excessive (Comparative Example 3), it can be seen that despite the increase in the amount, there is no further improvement in the electrical properties, and rather, the high-temperature heat resistance stability is reduced.
또한 황계 산화방지제 함량이 일정 수준에 미치지 못할 경우(비교예 4)에는 고온 내열안정성이 현저히 저하되고, 그 함량이 과도할 경우(비교예 5)에는 전기적 특성이 저하되는 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that when the sulfur-based antioxidant content is below a certain level (Comparative Example 4), high temperature heat resistance stability is significantly reduced, and when the content is excessive (Comparative Example 5), the electrical properties are reduced.
한편, 수지 조성물을 이용하여 전선 제조 후 권취 특성을 파악한 결과, 수지 조성물의 굴곡탄성률이 높은 경우(600 MPa 이상)(비교예 1 및 2)에는 전선 표면에 크랙이 발생으로 권취가 불가하여 사용이 어려웠고, 수지 조성물의 굴곡탄성률이 300 MPa 미만일 경우(비교예 3)에는 권취 이후 형태가 변형(타원형)되어 사용에 어려운 것으로 확인되었다.On the other hand, as a result of determining the winding characteristics after manufacturing the wire using the resin composition, when the flexural modulus of the resin composition is high (600 MPa or more) (Comparative Examples 1 and 2), cracks occur on the surface of the wire, making winding impossible, making it unusable. It was difficult, and when the flexural modulus of the resin composition was less than 300 MPa (Comparative Example 3), the shape was deformed (elliptical) after winding, making it difficult to use.
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.Preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. The description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing its technical spirit or essential features.
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 described later rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. must be interpreted.
Claims (9)
폴리올레핀 엘라스토머(POE) 5 내지 20 중량부; 및
전체 조성물 중량에 대하여 황계 산화방지제 60 내지 100 ppm(S 원소 기준);
을 포함하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물.80 to 95 parts by weight of a propylene block copolymer in which ethylene-propylene rubber (EPR) is dispersed in a propylene-ethylene random copolymer;
5 to 20 parts by weight of polyolefin elastomer (POE); and
60 to 100 ppm (based on S element) of sulfur-based antioxidant based on the total composition weight;
A polypropylene resin composition for insulation of power cables comprising.
상기 프로필렌 블록 공중합체의 에틸렌 유래의 반복단위가,
상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 중에 0.1 내지 5 중량% 포함되고,
상기 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 중에 30 내지 60 중량% 포함되고,
상기 프로필렌 블록 공중합체 중에 5 내지 25 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물.According to paragraph 1,
The ethylene-derived repeating unit of the propylene block copolymer is,
Contained in an amount of 0.1 to 5% by weight in the propylene-ethylene random copolymer,
Contained in an amount of 30 to 60% by weight in the ethylene-propylene rubber (EPR),
A polypropylene resin composition for insulation of power cables, characterized in that 5 to 25% by weight of the propylene block copolymer.
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 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물.According to paragraph 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/10min, and a xylene soluble content. A polypropylene resin composition for insulation of power cables, characterized in that (xylene soluble) is 20 to 40% by weight in the propylene block copolymer.
상기 프로필렌 블록 공중합체는 벌크 반응기에서 프로필렌 및 에틸렌을 반응시켜 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 중합한 후, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 존재 하에 기상 반응기에서 프로필렌 및 에틸렌을 연속 중합하여 에틸렌-프로필렌 고무(EPR)를 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 내에 분산시킴으로써 수득되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물.According to paragraph 1,
The propylene block copolymer is produced by polymerizing propylene-ethylene random copolymer by reacting propylene and ethylene in a bulk reactor, and then continuously polymerizing propylene and ethylene in a gas phase reactor in the presence of the propylene-ethylene random copolymer to form ethylene-propylene rubber. A polypropylene resin composition for insulation of power cables, which is obtained by dispersing (EPR) in the propylene-ethylene random copolymer.
상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)는 에틸렌 유래의 반복단위, 프로필렌 유래의 반복단위 및 (C4-C12)의 알파-올레핀 유래의 반복단위로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상을 포함하되, 상기 에틸렌 유래의 반복단위 또는 상기 프로필렌 유래의 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물.According to paragraph 1,
The polyolefin elastomer (POE) includes two or more types selected from the group consisting of repeating units derived from ethylene, repeating units derived from propylene, and repeating units derived from (C4-C12) alpha-olefins, wherein the repeating units derived from ethylene A polypropylene resin composition for insulation of power cables, comprising a unit or a repeating unit derived from the propylene.
상기 황계 산화방지제는 디스테아릴 티오디프로피오네이트(distearyl thiodipropionate), 디라우릴 티오디프로피오네이트(dilauryl thiodipropionate), 디마이리스틸 티오디프로피오네이트(dimyristyl thiodipropionate), 디트리데실 티오디프로피오네이트(ditridecyl thiodipropionate), 펜타에리스리톨 테트라키스 3-라우릴티오프로피오네이트(Pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate)) 및 2,2-비스{[3-(도데실티오)-1-옥소프로폭시]메틸}프로판-1,3-디일 비스[3-(도데실티오)프로피오네이트](2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate])로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물.According to paragraph 1,
The sulfur-based antioxidants include distearyl thiodipropionate, dilauryl thiodipropionate, dimyristyl thiodipropionate, and ditridecyl thiodipropionate. nitridecyl thiodipropionate, Pentaerythritol tetrakis (3-laurylthiopropionate) and 2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl }propane-1,3-diyl bis[3-(dodecylthio)propionate](2,2-bis{[3-(dodecylthio)-1-oxopropoxy]methyl}propane-1,3-diyl bis[ 3-(dodecylthio)propionate]). A polypropylene resin composition for insulation of power cables, characterized in that it is one or more selected from the group consisting of.
상기 수지 조성물은 하기 방법에 따라 측정된 인장 변화율이 10% 미만인 것을 특징으로 하는 전력 케이블의 절연용 폴리프로필렌 수지 조성물:
[인장 변화율 측정방법]
상기 수지 조성물을 150℃의 컨벡션 오븐에서 240시간 방치하고, 방치 전후의 수지 조성물로 제조된 시편(ASTM D638 Type IV 규격)에 대하여 ASTM D638에 따라 만능재료시험기를 이용하여 50 mm/min 조건 하에서 인장강도를 측정하여 그 변화율을 계산함.According to paragraph 1,
A polypropylene resin composition for insulation of power cables, characterized in that the resin composition has a tensile change rate of less than 10% as measured according to the following method:
[Method of measuring tensile change rate]
The resin composition was left in a convection oven at 150°C for 240 hours, and the specimens (ASTM D638 Type IV standard) made of the resin composition before and after leaving were tested under 50 mm/min using a universal testing machine in accordance with ASTM D638. Measure the intensity and calculate the rate of change.
상기 수지 조성물은 하기 방법에 따라 측정된 굴곡탄성률이 300 Mpa 이상 500 Mpa 미만이고, AC 절연파괴강도가 50 kV/mm 이상이고, 상대유전율이 3.5 이하인 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 하중(500 kgf)을 가하여 측정된 값을 굴곡탄성률로 함.
[절연파괴강도 측정방법]
상기 수지 조성물을 두께 1 mm의 시트상으로 제조 후 10℃ 에서 5분간 냉각하고, ASTM D149 규격에 따라 최초에는 AC 30 kV를 5분간 인가하고, 이후 10 kV씩 상승시켜 5분간 유지하는 과정을 절연파괴가 발생할 때까지 계속하여, 절연파괴가 발생되면 그 때의 전압을 AC 절연파괴강도로 함.
[상대유전율 측정방법]
ASTM D150 규격에 따라 제조된 시편(두께 2 mm, 가로 2 cm, 세로 2 cm)에 대하여 LCR Meter 장비(전극 반지름 5 mm, 전극 형태 G10 type)를 이용하여 주파수 1 MHz, AC 1 V 전압을 인가하여 60℃ 조건으로 측정함.According to paragraph 1,
The resin composition has a flexural modulus of 300 Mpa or more and less than 500 Mpa, an AC dielectric breakdown strength of 50 kV/mm or more, and a relative dielectric constant of 3.5 or less, as measured according to the following method. Resin composition for insulation of power cables:
[Method of measuring flexural modulus]
According to the ASTM D790 standard, the support spacing (Span) of the specimen (127
[Dielectric breakdown strength measurement method]
The resin composition was manufactured into a sheet with a thickness of 1 mm, cooled at 10°C for 5 minutes, and according to ASTM D149 standard, AC 30 kV was initially applied for 5 minutes, then increased by 10 kV and maintained for 5 minutes. This continues until breakdown occurs, and when breakdown occurs, the voltage at that time is considered the AC breakdown strength.
[Relative permittivity measurement method]
To a specimen (2 mm thick, 2 cm wide, 2 cm long) manufactured according to ASTM D150 standards, apply a voltage of 1 MHz AC and 1 V AC using LCR Meter equipment (electrode radius 5 mm, electrode type G10 type). Measured under 60℃ conditions.
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