KR820001497B1 - Dielectric composition stabilized against water treeing with organo silane compounds - Google Patents

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KR820001497B1
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클리프톤 애쉬크라프트 아놀드
죤 터벳트 로버트
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에드워드 지. 그리어
유니온 카바이드 코포레이션
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    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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Abstract

Polyethylene-based dielectric compns. are described in which elec. breakdown by water treeing is inhibited by organo silanes(I; R, R1 = H, substituted hydrocarbyl, R2 = C1-8alkyl, alkoxy, C6-18 aryl, C1-8 acyloxy, C6-18aryloxy; R3,R4 = C1-8 alkoxy, C6-18 aryloxy, C1-8 acyloxy; Y = C1-8 alkylene, C6-18 arylene, -CH2CH2NH(CH2)3-). Thus, 28 lbs of polyethylene, 122.4 g of benzylaldehyde and 256g of N-β-(aminoethyl)-γ- amino propyltrimethyloxysilane were mixed until the melt temp. reached 325↿F, after which the charge was stranded and diced in a conventional extruder, and a water tree test speciment was molded at 165≰C.

Description

유기 실란화합물들로써 물 트리잉에 대해 안정화된 유전체 조성물Dielectric composition stabilized against water treeing with organosilane compounds

제1a도는 본 발명에 의한 표본체의 횡단면도.1a is a cross-sectional view of a specimen according to the present invention.

제1b도는 제1a도의 원추형 함몰부분의 확대도를 나타낸다.FIG. 1B shows an enlarged view of the conical depression in FIG. 1A.

제2도는 저밀도 폴리에틸렌에 있어서 24시간동안 성장된 전형적인 물 트리를 나타낸다.2 shows a typical water tree grown for 24 hours in low density polyethylene.

제3도는 E2의 함수로 플롯된 트리 성장 속도의 그래프.3 is a graph of tree growth rate plotted as a function of E 2 .

본 발명은 에틸렌 중합체를 기재(基材)로 하는 유전성(誘電性) 물질에 있어서 물 트리잉(water treeing)에 의한 전기적인 강복현상을 억제하는 것에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to suppressing electrical blessed phenomenon due to water treeing in dielectric materials based on ethylene polymers.

폴리에틸렌을 기재로 하는 조성물은 잘 알려져 있으며, 이들은 주로 전선과 케이블에 대한 절연물질로 광범위하게 사용되고 있다. 절연물질에 있어서는, 고유전기강도, 코로나 저항성 및 트리잉에 대한 저항성과 같은 조성물의 특성들이 중요하다.Compositions based on polyethylene are well known and they are used extensively primarily as insulation for wires and cables. For insulating materials, the properties of the composition are important, such as high dielectric strength, corona resistance and resistance to treeing.

고유 전기 강복현상은 유전체에 있어서 이온화된 채널을 통하여 아아크 또는 방전에 의하여 수반되는 유전체의 일대 파손이다. 고유 유전강도는 유전체 물질의 고유한 특성으로 간주되어 있다.Inherent electrical bless is a major breakdown of the dielectric accompanied by arcing or discharge through the ionized channel in the dielectric. Intrinsic dielectric strength is considered an inherent property of dielectric materials.

5kv이상과 같은 비교적 높은 전압의 부하를 전송시키기 위한 동력케이블에 있어서, 코로나가 문제점이 될 수 있으며, 이는 케이블 절연체의 조기 파손을 가져올 우려가 있기 때문이다. 코로나는 높은 전기장의 영역에서 기체상의 유전체의 이온화 현상에 기인하는 전기적 플라즈마(plasma)이다. 코로나 저항성은 유전체와 접촉하고 있는 전기적 플라즈마의 부식작용에 저항할 수 있는 유전체의 능력이다. 고전압 동력케이블 절연체로 사용될 때, 올레핀에 기초한 조성물들은 트리잉(treeing)으로 알려진 조기 강복현상을 겪게 된다. 이러한 형태의 손상은 전기적인 응력하에서 유전체 부위를 통하여 진행되므로, 만약 눈으로 관찰할 수 있다면, 그 통로는 나무(tree)와 같은 모습을 나타낸다. 트리잉은 주기적인 부분적 방전에 의하여 서서히 발생하고 진행될 수 있으며, 또한 어떠한 부분적 방전없이도 습기의 존재하에서 서서히 발생할 수 있거나 또는 충격전압의 결과로서 급속히 발생하는 수도 있다.In power cables for transmitting relatively high voltage loads, such as 5 kV or more, corona can be a problem, because of the risk of premature failure of the cable insulation. Corona is an electrical plasma due to ionization of gaseous dielectrics in the region of high electric fields. Corona resistance is the dielectric's ability to resist the corrosive action of the electrical plasma in contact with the dielectric. When used as a high voltage power cable insulator, compositions based on olefins experience an early blessed phenomenon known as treeing. This type of damage progresses through the dielectric site under electrical stress, so if visible to the eye, the passage looks like a tree. The treeing may occur slowly and progress by periodic partial discharges, and may also occur slowly in the presence of moisture without any partial discharges, or may occur rapidly as a result of an impact voltage.

나무형태의 결정(tree)은 절연체에 있어서의 오염부분 또는 공극부분과 같은 전기적 응력이 높은 부분에 형성되는 수가 있고, 또는 절연체-반도체 스크린 경계면에 있는 불규칙면에 형성되는 수가 있다. 고체 유기 유전체에 있어서 트리잉은 급격히 발생하는 것 아니고, 오히려 더욱 장시간의 반응진행결과로 사료되는 전기적 파손의 메카니즘인 것이 확실시된다. 트리들(trees)이 통상 전압보다 더 높은 전압에서 개시되거나 또는 일단 개시된 트리들의 성장 속도가 감소되도록 절연물질에 변경을 가함으로써 올레핀 절연케이블의 수명을 연장시키는 것이 요구된다.Tree-shaped crystals may be formed in areas of high electrical stress, such as contaminants or voids in the insulator, or may be formed in irregular surfaces at the insulator-semiconductor screen interface. In solid organic dielectrics, treeing does not occur abruptly, but rather is a mechanism of electrical breakdown that is believed to be the result of a longer reaction. It is desired to extend the life of the olefin insulated cable by trees starting at a voltage higher than the normal voltage or by modifying the insulation material so that the growth rate of the trees once started is reduced.

전기적 트리잉은 유전체를 분해시키는 내부의 전기적 방전에 기인한다. 비록 고전압 충격이 전기적 트리들을 생성시킬 수 있고, 또 내부 공극들과 오염물들의 존재는 바람직하지 않지만, 결함부분을 포함하고 있는 전극과 절연체의 경계면에 보통정도의 교류 전압을 가함으로써 발생하는 손상은 상업적인 면에서 중대한 문제이다. 이 경우, 매우 높은 국부적인 응력 기울기가 존재할 수 있고 이는 충분한 시간이 경과하면 트리의 발생 및 성장을 초래하여 파손을 일으키게 하는 것이다. 이 경우의 실례로서는 전도체 또는 전도체 보호막과 1차 절연체 사이에 거친 경계면을 가진 고전압 동력 케이블 또는 연결기이다. 파손 메카니즘에는 아마도 전자 충격에 의한 유전물질의 모듀울(modular)구조의 실질적인 파괴가 포함된다. 공지기술의 대부분은 전기적인 트리들의 억제에 관한 것이다.Electrical treeing is due to the internal electrical discharges that break down the dielectric. Although high voltage shocks can create electrical trees, and the presence of internal voids and contaminants is undesirable, damage caused by the application of moderate alternating voltage to the interface of the electrode and insulator that contains the defective portion is commercially available. It is a serious matter. In this case, very high local stress gradients may be present, which, after sufficient time, will lead to the generation and growth of the tree, causing breakage. An example of this case is a high voltage power cable or connector having a rough interface between the conductor or conductor protective film and the primary insulator. Failure mechanisms include the substantial destruction of the modular structure of the dielectric material, possibly by electron impact. Most of the known art relates to the suppression of electrical trees.

물트리잉은 습기와 전기장에 동시에 노출된 고체 유전물질의 퇴화현상이다. 그것은 매설된 고전압 동력 케이블의 유효 수명을 결정함에 있이서 중요한 인자이다. 물 트리들은 거친 경계면, 돌출한 전도체 첨단, 공극들, 또는 매장된 오염물등과 같은 높은 전기적 용력의 위치들로부터 그러나 전기적 트리들에 대해서 요구되는 것보다 낮은 전기장에서 개시된다. 전기적 트리들과는 대조적으로 물트리들은 다음과 같은 특징이 있다.Water treeing is the degradation of solid dielectric materials exposed to moisture and electric fields. It is an important factor in determining the useful life of buried high voltage power cables. Water trees originate from locations of high electrical forces, such as rough interfaces, protruding conductor tips, voids, or buried contaminants, but at lower electric fields than required for electrical trees. In contrast to electrical trees, water trees have the following characteristics:

(a) 물 트리들의 성장에서 물의 존재가 필수적이다.(a) The presence of water is essential in the growth of water trees.

(b) 물 트리들의 성장도중에는 통상 어떠한 부분적인 방전도 검출되지 않는다.(b) Normally no partial discharge is detected during the growth of the water trees.

(c) 물 트리들은 파손될 정도의 크기에 달하기 전에는 수년간 성장할 수 있다.(c) Water trees can grow for years before they reach breakable sizes.

(d) 물 트리들은 서서히 성장하지만, 전기적 트리들의 발달에 요구되는 것보다 훨씬 낮은 전기장 내에서 개시되고 성장한다.(d) Water trees grow slowly, but start and grow in an electric field much lower than required for the development of electrical trees.

그러므로, 코로나, 전기적 트리잉 그리고 물 트리잉에 의한 고유한 전기적 파손은 상이한 것이며, 이들 각각의 메카니즘도 상이하다. 따라서 유전물질에서 이러한 각 파손형태를 개선하기 위해서는 서로 다른 해결책이 요구된다.Therefore, the inherent electrical breakdown by corona, electrical treeing and water treeing are different, and their respective mechanisms are also different. Thus, different solutions are needed to improve each of these types of breakdown in dielectric materials.

이에 덧붙여서, 교차 결합 올레핀 중합체들, 특히 폴리에틸렌이 동력케이블 절연에 이용하는 경우에는, 교차 결합제는 물 트리잉 억제제로서 작용할 수가 있다. 예를 들어서, 과산화 디큐밀이 폴리에틸렌에서 교차결합제로서 사용될 때, 과산화물 잔사물은 경화후 얼마동안 트리억제제로서 작용한다. 그러나, 이들 잔사물들은 케이블이 사용되는 온도에서 결국은 소실된다. 그러므로, 유효한 물 트리잉 억제제가 되기 위해서는, 첨가제는 케이블이 사용되는 온도에서 올레핀 조성물내에 남아있도록 해야한다.In addition, cross-linking olefin polymers, especially polyethylene, are used for power cable insulation, whereby the cross-linking agent can act as a water trimming inhibitor. For example, when dicumyl peroxide is used as crosslinking agent in polyethylene, the peroxide residue acts as a tri-inhibitor for some time after curing. However, these residues eventually disappear at the temperature at which the cable is used. Therefore, to be an effective water trimming inhibitor, the additive must remain in the olefin composition at the temperature at which the cable is used.

에틸렌 중합체에 기초하고 고전압 전선 및 케이블에서 절연물질로 사용되는 유전성 조성물들은, 이들이 물 트리잉 억제제로서 하나 이상의 유기 실란들을 함유한다면, 고전압 조건하에서의 장시간 사용으로 인한 룰 트리잉을 방지시킨다는 사실이 발견되었다.Dielectric compositions based on ethylene polymers and used as insulation in high voltage wires and cables have been found to prevent rule treeing due to prolonged use under high voltage conditions if they contain one or more organic silanes as water tree suppressing agents. .

본 발명의 유기 실란들은 에틸렌 중합체들과 친화성이 우수하고, 케이블이 사용되는 온도하에서 보존성이 높으며, 물 트리성장에 대한 저항성이 있다.The organic silanes of the present invention have good affinity with ethylene polymers, have high shelf life under the temperature at which cables are used, and are resistant to water tree growth.

본 발명의 목적은 유전물질의 물 트리잉 현상을 방지하는 한편 고전압전선 및 케이블에서 절연재료로서 유전성 물질들을 채택하는 방법을 제공하는 것이며, 또한 고전압 전선 및 케이블에서 물 트리잉에 저항성이 있고 전선 및 케이블이 사용되는 조건하에서 이러한 저항성을 보유하는 유전성 물질을 제공함과 아울러 물 트리잉에 저항성이 있는 고전압 전선 및 케이블을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of adopting dielectric materials as insulating material in high voltage wires and cables while preventing the water treeing of dielectric materials, and also being resistant to water treeing in high voltage wires and cables, In addition to providing a dielectric material that retains this resistance under the conditions in which the cable is used, it also provides high voltage wires and cables that are resistant to water treeing.

이러한 목적은 본 발명의 유전성 절연 조성물들에 있어서 에틸렌중합체들과 결합하여 물 트리잉 억제제로써 특정한 유기 실란화합물을 채택함으로써 달성된다.This object is achieved by incorporating ethylene polymers in the dielectric insulating compositions of the present invention to employ certain organosilane compounds as water tree suppressing agents.

본 발명의 유전성 조성물.The dielectric composition of the present invention.

본 발명의 유전성 조성물은, 무게 비율로써, 100무게 파트의 에틸렌중합체, 그리고 약 0.1-10좋기로는 0.5-3.0무게 파트의 유기 실란화합물들중 최소한 하나로 구성되어 있다.The dielectric composition of the present invention comprises, by weight ratio, at least one of 100 weight parts of ethylene polymer and about 0.1-10 preferably at least 0.5-3.0 weight parts of organosilane compounds.

에틸렌 중합체Ethylene polymer

본 발명의 조성물에 사용되는 에틸렌 중합체들은 에틸렌의 단독 중합체 또는 공중합체인 고체(25℃에서) 물질이다. 에틸렌 공중합체들은 최소한 30%중량의 에틸렌과 약 70중량%까지의 프로필렌, 그리고 50중량%까지의 에틸렌으로 상호 중합될 수 있는 하나 이상의 여타 유기 화합물들을 포함한다. 에틸렌으로 상호 중합될 수 있는 여타 화합물들은 좋기로는, 〉C=C〈의 에틸렌 결합을 함유하는 화합물들에 존재하는 것과 같은, 중합가능한 불포화 결합을 포함하는 화합물들이다. 이러한 여타 상호중합 가능한 화합물들은 부텐-1, 펜텐-1, 이소프렌, 부타디엔, 바이사이클로헵텐, 바이사이클로헵타디엔, 그리고 스티렌과 같은 탄화수소 화합물들과 아울러 비닐아세트산염과 에틸아크릴산염과 같은 비닐화합물들이 있다. 그러므로, 이들 공중합체들로서는 0-70중량%의 프로필렌 및 30-100중량%의 에틸렌 0-50중량%의 부텐-1 또는 비닐아세트산염 및 50-100중량%의 에틸렌 그리고 0-30중량%의 프로필렌, 0-20중량%의 부텐-1 및 50-100중량%의 에틸렌을 함유하는 것들이 포함된다.Ethylene polymers used in the compositions of the present invention are solid (at 25 ° C.) materials that are homopolymers or copolymers of ethylene. Ethylene copolymers include at least 30% by weight of ethylene, up to about 70% by weight of propylene, and one or more other organic compounds capable of interpolymerizing with up to 50% by weight of ethylene. Other compounds that can be polymerized to ethylene are preferably compounds containing polymerizable unsaturated bonds, such as those present in compounds containing ethylene bonds of > C = C <. These other interpolymerizable compounds include hydrocarbon compounds such as butene-1, pentene-1, isoprene, butadiene, bicycloheptene, bicycloheptadiene, and styrene, as well as vinyl compounds such as vinyl acetate and ethyl acrylate. . Therefore, these copolymers include 0-70% by weight of propylene and 30-100% by weight of ethylene 0-50% by weight of butene-1 or vinyl acetate and 50-100% by weight of ethylene and 0-30% by weight of Propylene, 0-20 wt% butene-1 and 50-100 wt% ethylene.

바람직한 공중합체들로서는 에틸렌/에틸아크릴산염, 에틸렌/프로필렌, 에틸렌/부텐등이 있다.Preferred copolymers include ethylene / ethyl acrylate, ethylene / propylene, ethylene / butene and the like.

또한 중합체라는 용어에는 1종의 중합체와 1종 이상의 다른 중합체들과의 혼합물들이 포함된다. 이와같은 혼합물들의 예로서는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에틸렌, 그리고 폴리에틸렌과 상기한 것들과 같은 올레핀 공중합체들이 있다. α-올레핀과의 저밀도 에틸렌 공중합체들은 미국 특허 제3,606,736호와 제4,011,382호에 설명된 바와 같이 티타늄으로 변형되고 또한 임의로 불소로 변형된 담체지지된 산화크로뮴에 기초한 촉매들로써 약 150-300 psi의 저압조건하에서 제조될 수 있다.The term polymer also includes mixtures of one polymer with one or more other polymers. Examples of such mixtures are polyethylene and polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene, and polyethylene and olefin copolymers such as those described above. Low density ethylene copolymers with α-olefins are catalysts based on carrier-supported chromium oxide modified with titanium and optionally fluorine as described in US Pat. Nos. 3,606,736 and 4,011,382, at low pressures of about 150-300 psi. Can be prepared under conditions.

본 명세서에 설명된 에틸렌 중합체들은 약 0.86-0.96g/㎤의 밀도(ASTMD-1248-72에서와 같은 조건에서의 ASTM 1505 테스트 방법)와 약 0.1-10 decigrams/min의 용융지수(44 psi의 테스트 압력에서의 ASTM D-1238)를 가진다.The ethylene polymers described herein have a density of about 0.86-0.96 g / cm 3 (ASTM 1505 test method under the same conditions as in ASTMMD-1248-72) and a melt index of about 0.1-10 decigrams / min (test of 44 psi). ASTM D-1238 at pressure).

유기 실란Organosilane

본 발명의 유전성 조성물에서 채택되는 오르가노실란은 다음과 같은 구조식을 가진 하나 이상의 화합물들로부터 선택된다.The organosilanes employed in the dielectric composition of the present invention are selected from one or more compounds having the structure

Figure kpo00002
Figure kpo00002

상기식에서, R 및 R1은 각각 수소, 또는 C1-8의 알킬, C6-18의 치환되었거나 또는 치환되지 않은 아릴, 그리고 하이드록시, 할로겐, 니트로, C1-8의 알킬, C1-8의 알콕시와 같은 치환체들로써 치환된 하이드로카르빌 그룹들로부터 독립적으로 선택되며 또한 R 및 R1은 인접한 탄소원자와 함께 3-7개의 탄소원자고리를 형성한다. R2는 C1-8의 알킬, C1-18의 알콕시 C6-18의 아릴, C1-8의 아실옥시 C6-18의 치환되거나 또는 치환되지 않은 아릴옥시이며 R3및 R4는 각각 C1-18의 알콕시, C6-18의 치환되거나 또는 치환되지 않은 아릴옥시, 또는 C18의 아실옥시로부터 독립적으로 선택되며 Y는 C1-18의 알킬렌 C6-18의 치환되거나 또는 치환되지 않은 -CH2CH2NH(CH3)-의 아릴렌이다.Wherein R and R 1 are each hydrogen or alkyl of C 1-8 , substituted or unsubstituted aryl of C 6-18 , and hydroxy, halogen, nitro, alkyl of C 1-8 , C 1- Independently selected from hydrocarbyl groups substituted with substituents such as alkoxy of 8 and R and R 1 together with adjacent carbon atoms form a 3-7 carbon atom ring. R 2 is C 1-8 alkyl, C 1-18 alkoxy C 6-18 aryl, C 1-8 acyloxy C 6-18 substituted or unsubstituted aryloxy and R 3 and R 4 are Each independently selected from alkoxy of C 1-18 , substituted or unsubstituted aryloxy of C 6-18 , or acyloxy of C 18 and Y is substituted of alkylene C 6-18 of C 1-18 or Unsubstituted arylene of -CH 2 CH 2 NH (CH 3 )-.

이들 유기실란들의 부분적으로 응축된 생성물들은 또한 에틸렌중합체와 혼합되었을 때 물 트리잉을 억제한다. 응축 생성물들은 부분적인 가수분해와 부산물로서 알코올을 분리시키는 후속적인 응축과정으로써 형성된다.Partially condensed products of these organosilanes also inhibit water treeing when mixed with ethylene polymers. Condensation products are formed by partial hydrolysis and subsequent condensation which separates the alcohol as a byproduct.

예를 들어서, 만약 R3가 에톡시이면, 부분적인 응축반응은 다음의 반응에 따라 일어날 것이다.For example, if R 3 is ethoxy, a partial condensation reaction will occur according to the following reaction.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

응축된 분자들은

Figure kpo00004
을 포함한다. 응축 단계는 여러번 반복되어서 더 긴 사슬을 형성할 수 있다.The condensed molecules
Figure kpo00004
It includes. The condensation step can be repeated several times to form longer chains.

이들 유기 실란들은 예를들어 본 명세서에서 참고 문헌으로서 인용된 미국특허 제2,942,019호에 설명된 바와 같이 아미노알킬실란을 알데히드 또는 케톤중 하나와 반응시킴으로써 제조된다. 좋은 유기 실란들은 N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란 및 γ-아미노프로필 트리에톡시실란으로부터 유도된다.These organosilanes are prepared by reacting aminoalkylsilanes with either aldehydes or ketones, as described, for example, in US Pat. No. 2,942,019, which is incorporated herein by reference. Good organic silanes are derived from N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane and γ-aminopropyl triethoxysilane.

보조제Supplements

전술한 에틸렌 중합체와 유기 실란외에도, 본 발명의 유전성 조성물들은 또한 교차결합제들을 포함하고 여기서 유전성 조성물은 열가소성 조성물로서 보다도 경화된 조성물로서 사용되어야 하며, 또한 화학적으로 교차 결합되어야 한다. 이러한 화학적인 경화제, 숙성제 또는 교차결합제들은, 당 분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어서 미국특허 제2,826,570호, 제2,888,424호, 제2,916,481호, 제3,079,370호 및 제3,296,189호에 설명된 유기 과산화물 형태의 교차결합제들을 포함한다. 이들 화학적인 교차 결합제들은 개별적으로 사용되거나 또는 서로 결합되어 사용될 수 있으며, 이들은 교차 결합에 유효한량으로 사용한다. 바람직한 가교결합제는 과산화디-α-쿠밀이다.In addition to the ethylene polymers and organosilanes described above, the dielectric compositions of the present invention also include crosslinkers, wherein the dielectric composition must be used as a cured composition rather than as a thermoplastic composition and must also be chemically crosslinked. Such chemical curing agents, aging agents or crosslinkers are well known in the art and are described, for example, in the form of organic peroxides described in US Pat. Nos. 2,826,570, 2,888,424, 2,916,481, 3,079,370 and 3,296,189. Cross-linking agents. These chemical crosslinkers can be used individually or in combination with each other, and they are used in an amount effective for crosslinking. Preferred crosslinkers are di-α-cumyl peroxide.

본 발명의 유전성 조성물들은 또한 에틸렌 중합체에 대한 하나 이상의 적절한 고온 산화방지제를 포함하는 것이 유리하다. 산화방지제들은 입체적으로 장애된 페놀들 또는 아민들을 포함한다. 중합된 2,2,4-트리메틸 디히드로퀴놀린도 역시 사용될 수 있다. 이들은 조성물에서 의도된 효과를 얻기 위해서 공지의 양으로 사용된다.The dielectric compositions of the present invention also advantageously comprise one or more suitable high temperature antioxidants for the ethylene polymer. Antioxidants include sterically hindered phenols or amines. Polymerized 2,2,4-trimethyl dihydroquinoline can also be used. These are used in known amounts to obtain the intended effect in the composition.

본 발명의 조성물에 채택될 수 있는 여타 보조제들은 윤활제, 오일협력제, 염료 및 착색제, 그리고 금속 탈활성제(脫活生劑)를 포함하는, 유전성 조성물에 기초한 에틸렌 중합체에서 통상적으로 채택되는 보조제들을 포함한다.Other auxiliaries that can be employed in the compositions of the present invention include auxiliaries commonly employed in ethylene polymers based on dielectric compositions, including lubricants, oil co-agents, dyes and colorants, and metal deactivators. do.

이들 보조제들은 의도된 효과를 제공하도록 계획된 양으로 사용될 것이다.These adjuvants will be used in the amounts planned to provide the intended effect.

본 발명의 유전성 조성물들은 또한 에틸렌 중합체와 적합한, 즉 에틸렌 중합체와 물리적으로 혼합 또는 합금화될 수 있고, 또는 그라프트(graft)될 수 있는 에틸렌 중합체 이외의 중합체들로서 확장되거나 또는 충전될 수 있다. 최종 조성물들은 이들의 전체 무게에 기초해서, 조성물내에 존재할 수 있는 모든 중합체들에 있어서 최소한 약 30중량%의 상호 중합된 에틸렌을 함유하여야 한다. 사용가능한 기타 중합체들로서는 염화폴리비닐 및 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌 고무(EPR), 에틸렌, 프로필렌, 디엔 중합체들(EPDM), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체들, 우레탄 엘라스토머, 폴리에스테르 탄성중합체들, 천연고무등이 있다.The dielectric compositions of the present invention may also be expanded or filled as polymers other than ethylene polymers that are compatible with the ethylene polymer, ie, may be physically mixed or alloyed with the ethylene polymer, or may be grafted. The final compositions should contain at least about 30% by weight of interpolymerized ethylene for all polymers that may be present in the composition, based on their total weight. Other polymers that can be used include polyvinyl chloride and polypropylene, ethylene propylene rubber (EPR), ethylene, propylene, diene polymers (EPDM), styrene-butadiene-styrene block copolymers, urethane elastomers, polyester elastomers, There are natural rubber.

사용되는 보조제의 전체양은 유전성 조성물의 전체무게에 기준하여 0-60중량%, 좋기로는 0-10중량%의 범위로 한다.The total amount of adjuvant used is in the range of 0-60% by weight, preferably 0-10% by weight, based on the total weight of the dielectric composition.

유전성 조성물의 가공Processing of the Dielectric Composition

본 발명의 유전성 조성물들의 모든 구성 성분들은 통상적으로 이들을 전기전도체상에 압출시키는 압출기에 투입하기전에 혼합 또는 합성된다. 에틸렌 중합체와 기타 성분들은 열가소성 수지들을 균질체로 혼합 및 합성시키기 위해 당분야에서 사용되는 어떠한 기술에 의해서도 함께 혼합될 수 있다. 예를 들어서, 이들 성분들은, 다중-로울 분쇄기, 스크류 분쇄기, 연속식 혼합기, 복합 압출기 및 밴버리(Banbury) 혼합기 등을 포함하는 여러 가지 장치상에서 용융될 수 있다. 오르가노실란은 미리 또는 경우에 따라서 합성과정도중에 적당량의 알데히드나 케톤 그리고 아미노실란을 첨가함으로써 제조될 수 있다. 반응성이 약한 케톤에 대해서 별도의 제조단계가 사용될 수 있으며, 염화암모늄과 같은 촉매를 사용할 수 있다. 본 발명 조성물들의 각종 성분들이 모두 균일하게 혼합된 후에, 이들은 본 발명의 방법에 따라서, 공지된 압출 장치에서, 교차결합성 조성물들에 대해서는 약 120°내지 160℃, 그리고 열가소성 조성물들에 대해서는 약 200℃에서 더욱 공정이 진행된다.All components of the dielectric compositions of the present invention are typically mixed or synthesized prior to being put into an extruder that extrudes onto an electrical conductor. The ethylene polymer and other components can be mixed together by any technique used in the art to mix and synthesize the thermoplastic resins homogeneously. For example, these components can be melted on a variety of devices including multi-roll mills, screw mills, continuous mixers, composite extruders, Banbury mixers, and the like. Organosilanes can be prepared by adding appropriate amounts of aldehydes, ketones and aminosilanes in advance or optionally during the synthesis process. Separate preparation steps may be used for ketones that are less reactive, and catalysts such as ammonium chloride may be used. After the various components of the compositions of the invention are all uniformly mixed, they are, according to the method of the invention, in a known extrusion apparatus, from about 120 ° to 160 ° C. for crosslinkable compositions, and about 200 for thermoplastic compositions. The process proceeds further at < RTI ID = 0.0 >

본 발명의 교차 결합성 조성물들은 전선이나 케이블, 또는 기타 기재상에 압출시킨후에, 공지의 가황법에 따라 약 180℃, 바람직하기로는 215-230℃의 고온에서 가황처리된다.The crosslinkable compositions of the present invention are extruded onto wires, cables, or other substrates and then vulcanized at high temperatures of about 180 ° C., preferably 215-230 ° C., according to known vulcanization methods.

유전성 조성물 내에서의 유기 실란 물 트리잉 억제제에 대한 평가Evaluation of Organosilane Water Trimming Inhibitors in Dielectric Compositions

본 발명의 물 트리잉 안정화 유전성 조성물의 용도와 효과를 측정하기 위하여, 본 조성물은 빈도(頻度) 가속 및 표준 결함 시료를 함께 사용하는 가속화된 물 트리 시험법을 사용함으로써 그 내부에 결합된 유기 실란들을 가지고 평가되었다. 이 시험에서는 밑바닥내에 24개의 원주형 함몰 부분들이 주형된 압축 주조된 모양의 시료를 사용한다. 제1a도는 시료의 단면도로써, a는 152.4mm, b는 25.4mm, c는 19.05mm이다. 제1a도의 원추형 함몰부분 W는 제1b도에 의해 확대도시되어 있는데, 여기서 d는 3.18mm, e는 60°, f는 3.18mm, g는 6.35mm이며 팁(tip)반경은 약 5㎛이다. 계산한 최대 전기장은 전형적인 15KV 동력 케이블에 있어서는 약 250KV/mm이다.In order to determine the use and effect of the water tree stabilizing dielectric composition of the present invention, the composition is bound to its organosilane by using an accelerated water tree test method that uses a combination of frequency acceleration and standard defect samples. It was evaluated with them. This test uses a compression molded sample with 24 cylindrical depressions in the base. 1a is a cross-sectional view of a sample, where a is 152.4 mm, b is 25.4 mm, and c is 19.05 mm. The conical depression W of FIG. 1a is enlarged by FIG. 1b, where d is 3.18 mm, e is 60 °, f is 3.18 mm, g is 6.35 mm and the tip radius is about 5 μm. The calculated maximum electric field is about 250 KV / mm for a typical 15 KV power cable.

이들 시료들을 측정할 때, 전해질 용액 100ml를 접시에 부은 다음, 이것을 통상 동일한 전해질 용액을 함유하는, 접지(接地)된 전전조(電槽)내에 옮긴다. 직경 50mm의 백금선 고리를 접시내의 전해질에 담근다음, 전압원과 연결한다.When these samples are measured, 100 ml of the electrolyte solution is poured into a dish and then transferred into a grounded precursor, which usually contains the same electrolyte solution. A 50-mm-diameter platinum wire ring is immersed in the electrolyte in the dish and then connected to a voltage source.

8.5KHz에서의 예비실험에 의하면, 10KV 이상의 시험 전압에서 전기적 트리잉과 연이은 파손이 신속히 발생함을 보여준다. 물트리잉의 효과에 대한 검토를 한정하기 위하여, 본 실시예에서는 5KV의 전압을 사용하였다. 이들 조건하에서, 증류수에 0.01N의 Nacl을 용해시킨 것을 전해질 용액으로 사용할 때 24시간동안에 길이 120과 240㎛사이의 원추형 함몰 부분의 팁에서 저밀도 폴리에틸렌 시료는 물 트리들을 발달시킬 것이다. 발견된 물 트리잉에 대한 검토를 용이하게 하기 위하여, 시료의 중심부와 가장 근접한 12개의 원추형 함몰부분의 각각은 12.7mm(1/2인치)의 원형 다이(die)와 아아버(arbor)프레스를 사용하여 천공(穿孔)된다. 여기서 생기는 원판은, 250ml의 증류수에 0.50g의 메틸렌 블루우와 8ml의 농암모니아수(약 28%)를 넣은 비등액중에 약 30분간 놓아둔다. 다음에 원판을 박편으로 한 다음 현미경 슬라이드에 부착시켜 관찰한다. 이 방법으로 제조된 시료는 물 트리의 모양이 명백히 파손되는 일이 없이 약 2년까지의 기간동안 유지되었다.Preliminary experiments at 8.5 KHz show that electrical treeing and subsequent failures occur rapidly at test voltages above 10 KV. In order to limit the study on the effect of water treeing, a voltage of 5 KV was used in this embodiment. Under these conditions, a low density polyethylene sample will develop water trees at the tip of the conical depression between 120 and 240 μm in length for 24 hours when using 0.01 N Nacl dissolved in distilled water as the electrolyte solution. To facilitate review of the found water treeing, each of the twelve conical depressions closest to the center of the sample was fitted with a 12.7 mm (1/2 inch) circular die and arbor press. It is drilled using. The resulting plate is placed in a boiling solution containing 0.50 g of methylene blue and 8 ml of concentrated ammonia water (about 28%) in 250 ml of distilled water for about 30 minutes. The disc is then sliced and attached to a microscope slide for observation. Samples prepared in this way were maintained for a period of up to about two years without apparently breaking the shape of the water tree.

상기 조건하에서 저밀도 폴리에틸렌중에서 24시간동안 성장되고 상기한 바와 같이 착색된 전형적인 물트리는 제2도에 도시되어 있다. 성장은 원추의 정정부상에 중심을 둔 대략 반구형의 영역에서 발생하며, 이는 통상 무척 불명료하다. 이러한 이유로해서, 트리성장의 정도를 측정하기 위한 가장 만족스러운 방향은, 제2도에 도시한 바와 같이 원추의 측면에 수직방향임을 알게되었다. 본 발명자들이 행한 시험법에 있어서는, 12개의 모든 착색된 트리들은 원추형 함몰부분들의 중심 그룹으로부터 측정되고 평균길이가 계산되었다.A typical water tree grown for 24 hours in low density polyethylene under these conditions and colored as described above is shown in FIG. Growth occurs in an approximately hemispherical region centered on the cone's correction phase, which is usually very obscure. For this reason, it has been found that the most satisfactory direction for measuring the degree of tree growth is perpendicular to the side of the cone, as shown in FIG. In the test performed by the inventors, all twelve colored trees were measured from the central group of conical depressions and the average length was calculated.

물 트리의 성장속도

Figure kpo00005
는, 이러한 성장속도가 매우 빠른, 성장개시로부터 물 트리가 크게 성장한 후의 훨씬 낮은 속도로까지 변한다. 그 데이터는 다음의 실험식과 일치한다.Growth rate of water tree
Figure kpo00005
This growth rate is very rapid, ranging from the onset of growth to a much lower rate after the water tree grows significantly. The data is consistent with the following empirical formula.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

또는 마찬가지로Or likewise

Figure kpo00007
Figure kpo00007

여기서, L은 성장하는 트리의 길이이고,Where L is the length of the growing tree,

t는 측정이 이루어진 시간이다(hours).t is the time at which the measurement was made (hours).

물 트리들이 폴리에틸렌에 비하여 비교적 전기 전도성이 있다고 가정하면, 본 시험 방법의 점대점(point-to-point) 기하학에 대하여 유도된 식(3)으로부터, 성장트리의 경계에서의 전기장 E를 계산할 수 있다.Assuming that the water trees are relatively more electrically conductive than polyethylene, the electric field E at the boundary of the growth tree can be calculated from equation (3) derived for the point-to-point geometry of this test method. .

Figure kpo00008
Figure kpo00008

여기서 V는 시료 접시에서 전해질에 적용되는 전압, r는 점전극 반경으로서 성장 트리의 길이 L과 동일하며, d는 3.175mm-L로서 접지 전극까지의 거리이다.Where V is the voltage applied to the electrolyte in the sample dish, r is the point electrode radius, which is equal to the length L of the growth tree, and d is 3.175 mm-L, the distance to the ground electrode.

식 (3)에 의해 계산된, E2의 함수로서 도시된, 실험적으로 측정된 트리성장 속도 dL/dt의 그래프는 제3도에 나타나 있다. 데이터점들을 통과하는 직선은 다음 식의 그래프이다.A graph of experimentally measured tree growth rate dL / dt, shown as a function of E 2 , calculated by equation (3) is shown in FIG. 3. The straight line through the data points is a graph of the following equation.

Figure kpo00009
Figure kpo00009

여기서 K는 물 트리잉에 대한 속도상수이며, 본 실험에서는 2.47×10-11(mm/hr)(V2/mm2)의 값을 가진다. E는 식(3)으로부터 L의 함수임을 알 수 있으므로, 다음 식(5)를 수치 적분할 수 있다.Where K is the rate constant for water treeing and has a value of 2.47 × 10 −11 (mm / hr) (V 2 / mm 2 ) in this experiment. Since E is a function of L from Formula (3), the following Formula (5) can be integrated numerically.

Figure kpo00010
Figure kpo00010

트리 길이를 개별적으로 측정하여 트리잉에 대한 속도 상수 값을 얻으면,By measuring the tree lengths individually to obtain the rate constant for treeing,

Figure kpo00011
Figure kpo00011

여기서, dL,E,V,r,d 및 t는 앞에서 정의한 바와 같다. 하기 실시예 들은 본 발명범위를 예시하기 위한 것에 불과하며 그 범위를 제한하는 것이 아니다.Here, dL, E, V, r, d and t are as defined above. The following examples are merely to illustrate the scope of the present invention and not to limit the scope thereof.

일반적인 혼합방법General mixing method

실시예 들에서 사용된 유전성 조성물들은 모두 다음의 방법 A에 따라 제조되었다.The dielectric compositions used in the examples were all prepared according to Method A below.

[방법][Way]

용융지수 0.2dg/min와 밀도 0.92g/cc의 폴리에틸렌단독 중합체, 또는 용융지수 0.8dg/min와 밀도 0.92g/cc의 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 유기실란과 산화방지제를 밴버리 혼합기에 충전하여 약 140℃의 용융온도로 합성시킨다. 그 다음 생성된 조성물은 약 165℃에서 2단 로울 분쇄기에서 판상으로 되며, 입자화되고 압축 주조되어 시험시료로 되었다.A polyethylene independent polymer with a melt index of 0.2 dg / min and a density of 0.92 g / cc, or an ethylene-α-olefin copolymer with an melt index of 0.8 dg / min and a density of 0.92 g / cc, an organosilane and an antioxidant, was charged in a Banbury mixer. It is synthesized at a melting temperature of about 140 ° C. The resulting composition was then plated in a two-stage roll mill at about 165 ° C., granulated and compression cast to a test sample.

물 트리 성장 속도(WTGR)는 시험 조성물에 대한 속도 대 대조속도의 비율이다. 대조 시료들은 용융지수가 0.2dg/min 그리고 밀도가 0.918g/㎤이면, 0.10%의 4,4'-티오비스(3-메틸-6-티셔리부틸 페놀)산화방지제를 함유하는 시판용의 고분자량 폴리에틸렌(대조A), 또는 용융지수가 0.8dg/min 그리고 밀도가 0.92g/㎤이면, 0.10%의 티오디메틸렌-비스(3,5-디터셔리-부틸-4-하이드록시)하이드로신나메이트 산화방지제를 함유하는 에틸렌-부텐-1공중합체(대조B)이다. 이들 대조시료들의 성분은 방법A에 따라 혼합되었으나 유기실란은 첨가되지 않았다. 물 트리성장속도는, 24시간 내에 형성된 물 트리들의 길이를 측정하고 식 (1)에서 (7)까지의 식을 사용하여 트리 성장의 절대속도를 계산함으로써 얻어졌다. 대조A와 B에 대해서는 각각 물 트리성장 속도에 대한 상대적인 값 1.0과 1.3이 주어졌다.Water tree growth rate (WTGR) is the ratio of rate to control rate for the test composition. Control samples were commercially available high molecular weight containing 0.10% of 4,4'-thiobis (3-methyl-6-tishbutylbutyl phenol) antioxidant at a melt index of 0.2dg / min and a density of 0.918 g / cm 3. Polyethylene (control A), or 0.10% thiodimethylene-bis (3,5-di-butyl-4-hydroxy) hydrocinnamate oxidation if the melt index is 0.8 dg / min and the density is 0.92 g / cm 3 Ethylene-butene-1 copolymer (control B) containing an inhibitor. The components of these control samples were mixed according to Method A but no organosilane was added. The water tree growth rate was obtained by measuring the length of the water trees formed within 24 hours and calculating the absolute rate of tree growth using the equations (1) to (7). Controls A and B were given relative values of 1.0 and 1.3 relative to the rate of water tree growth, respectively.

[실시예 1]Example 1

본 실시예 는 합성단계에서 폴리에틸렌에 알데히드와 아미노실란을 첨가함으로써 유기실란을 형성시키는 방법을 예시한 것이다.This example illustrates a method of forming an organosilane by adding aldehyde and aminosilane to polyethylene in the synthesis step.

다음 성분들이 밴버리 혼합기에 충전되었다.The following ingredients were charged to the Banbury mixer.

28파운드의 대조A의 폴리에틸렌, 122.4g의 벤즈알데히드와 256g의 N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란 용융 온도가 325℉에 도달할때까지 혼합을 계속한 다음, 충전물은 공지의 압출기에 넣어 가락으로 만들어 절단하였다. 물 트리 시험 시료는 165℃에서 주조되었다. 24시간내에 형성된 물 트리들의 길이를 측정함으로써 물 트리 성장속도가 얻어졌다. (1)에서 (7)까지의 식을 사용하여 트리 성장의 상대적인 속도들이 계산되었으며, 데이터는 표 1에 요약되어 있다.Continue mixing until 28 pounds of Control A polyethylene, 122.4 g of benzaldehyde and 256 g of N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane melt temperature reached 325 ° F. It was put into the extruder of and cut into rhythm. Water tree test samples were cast at 165 ° C. The water tree growth rate was obtained by measuring the length of the water trees formed in 24 hours. The relative rates of tree growth were calculated using the formulas (1) to (7), and the data are summarized in Table 1.

[실시예 2]Example 2

합성후에 조성물은 48시간동안 75℃로 진공 오븐내에서 방지되었다는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법이 그대로 반복되었다. WTGR는 표 1에 나타내었다.After synthesis the method of Example 1 was repeated as it was except that the composition was prevented in a vacuum oven at 75 ° C. for 48 hours. WTGR is shown in Table 1.

[실시예 3-5]Example 3-5

다음 조성물들은 실험실용 브라벤더 혼합기에서 방법A에 따라 합성함으로써 제조되었다. 대조A의 폴리에틸렌 단독중합체와 산화방지제 그리고 유기실란 오르가노실란 첨가제들은 실시예 1에서와 같이 형성되었다.The following compositions were prepared by synthesizing according to Method A in a laboratory Brabender mixer. The polyethylene homopolymer, antioxidant and organosilane organosilane additives of Control A were formed as in Example 1.

(1)에서 (7)까지의 식을 사용하여 물 트리 성장의 상대속도들이 계산되었다. 유기실란을 생성하기 위해서 사용된 반응물들과 아울러 그 농도 및 WTGR은 표 1에 나타내었다.The relative velocities of water tree growth were calculated using the equations (1) to (7). The reactants used to produce the organosilanes as well as their concentrations and WTGR are shown in Table 1.

[실시예 6]Example 6

본 실시예 는 케톤을 유기실란과 반응시키고 그 반응 생성물을 중합체에 첨가함으로써 유기실란을 제조하는 방법을 예시한 것이다.This example illustrates the process for preparing an organosilane by reacting a ketone with an organosilane and adding the reaction product to the polymer.

유기실란은 염화암모늄 촉매의 존재하에서 아세토페논과 -γ아미노 트리에톡시 실란을 반응시켜 제조되었다.Organosilanes were prepared by reacting acetophenone with -γamino triethoxy silane in the presence of an ammonium chloride catalyst.

이와같이 하여 제조된 1.5중량%의 오르가노 실란은 방법 A에 따라 실험실용 밴버리 혼합기에서 대조A의 폴리에틸렌에 첨가되었다. 이 조성물을 48시간동안 75℃의 진공 오븐에 넣어둔 후의 WTGR는 0.21이었다.1.5% by weight of organo silane thus prepared was added to the polyethylene of Control A in a laboratory Banbury mixer according to Method A. The WTGR after setting this composition in the 75 degreeC vacuum oven for 48 hours was 0.21.

본 실시예 는, 진공하에서의 가열은 WTGR에 대한 낮은 수치로 알 수 있는바와 같이 물 트리잉 저항을 감소시키지 않는다는 사실을 보여준다.This example shows that heating under vacuum does not reduce the water tree resistance as can be seen by the low value for WTGR.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00013
Figure kpo00013

A는 N-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시 실란A is N- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxy silane

B는 γ-아미노프로필트리에톡시실란B is γ-aminopropyltriethoxysilane

표 1의 데이터에 의하면, 물 트리성장 속도는, 모든 경우에, 대조A의 속도보다 작다는 것을 보여준다. 진공 처리되는 이들 실시예 (2 및 6)에 있어서, 물 트리잉에 대한 저항성은, WTGR의 수치가 낮다는 것에 의하여 알 수 있는 바와 같이 그대로 유지되었다.The data in Table 1 show that the water tree growth rate is, in all cases, less than that of Control A. In these examples (2 and 6) subjected to vacuum treatment, the resistance to water treeing was maintained as it can be seen by the low value of the WTGR.

[실시예 7-16]Example 7-16

다음 조성물들은 실험실용 브라벤더 혼합기 또는 밴버리 혼합기에서 방법 A에 따라 합성함으로써 제조되었다. 대조B의 폴리에틸렌 공중합체 및 산화방지제와 유기실란.The following compositions were prepared by synthesis according to Method A in a laboratory Brabender mixer or Banbury mixer. Polyethylene copolymer of Control B and antioxidant and organosilane.

유기실란 첨가제들은 실시예 1의 방법과 같이 제조되었다. 물 트리 성장의 상대적인 속도들은 식(1)-(7)에서 계산되었다. 유기 실란을 생성하기 위해서 사용된 반응물들과, 아울러 그 농도 및 WTGR은 표 2에 나타내었다.Organosilane additives were prepared in the same manner as in Example 1. Relative rates of water tree growth were calculated in equations (1)-(7). The reactants used to produce the organosilane, as well as their concentrations and WTGR, are shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00014
Figure kpo00014

(1) 시료들은 제조후 48시간동안 72℃로 진공 오븐내에 방치하였다.(1) Samples were left in a vacuum oven at 72 ° C. for 48 hours after preparation.

A는 N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시 실란.A is N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxy silane.

B는 γ-아미노프로필트리에톡시 실란.B is γ-aminopropyltriethoxy silane.

[실시예 17-20]Example 17-20

오르가노 실란 제조에 사용된 반응물들, 폴리에틸렌 공중합체와 WTGR에 첨가된 유기실란의 양이 표 3에 나타낸 바와 같음을 제외하고는 실시예 6의 방법을 그대로 반복하였다.The method of Example 6 was repeated as it is except that the amounts of the reactants, polyethylene copolymers and organosilanes added to the WTGR were as shown in Table 3 for organo silane preparation.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00015
Figure kpo00015

(1) : 시료들은 제조후 48시간동안 72℃로 진공오븐내에 방치하였다.(1): The samples were left in vacuum oven at 72 degreeC for 48 hours after manufacture.

B는 γ-아미노프로필트리에톡시 실란.B is γ-aminopropyltriethoxy silane.

표 2와 3의 데이터는, WTGR값이 높은 대조 B의 경우와 비교해 볼 때 이들 실시예 들에 있어서 WTGR은 상당히 낮다는 것을 보여준다. 또한, 이러한 억제현상은, 실시예 7,10,17 및 20의 조성물들에 대한 낮은 값은 WTGR에 의해서 알 수 있는 바와 같이, 조성물에 의해서 그대로 유지되며, 이는 제조후에 진공오븐내에서 처리된 것이다.The data in Tables 2 and 3 show that the WTGR is significantly lower in these examples compared to the case of Control B with a high WTGR value. In addition, this suppression is that the low values for the compositions of Examples 7,10,17 and 20 are retained by the composition, as can be seen by the WTGR, which is processed in a vacuum oven after preparation. .

[실시예 21]Example 21

본 실시예 는 부분적으로 응축된 유기 실란의 물 트리잉 억제 특성을 보여준다.This example shows the water tree inhibiting properties of partially condensed organosilanes.

유기실란은 같은 몰수의 벤즈알데히드와 γ-아미노프로필 트리에톡시 실란을 먼저 반응시키고, 부산물인 물이 시릴에스테르 그룹들과 반응하게 하여 약 50%의 응축된 물질들을 생성시킴으로써 제조되었다.Organosilanes were prepared by first reacting the same moles of benzaldehyde with γ-aminopropyl triethoxy silane and then allowing the byproduct water to react with the silyl ester groups to produce about 50% condensed material.

조성물은 방법 A의 에틸렌 단독중합체와 산화 방지제들 그리고 1중량%의 부분적으로 응축된 유기 실란을 사용하여 실험실용 브라벤더 혼합기에서 방법 A에 따라 제조되었다. 이러한 조성물의 WTGR은 초기에는 0.04이었고, 85℃에서 14일동안 진공처리 후에는 0.06이었다.The composition was prepared according to Method A in a laboratory Brabender mixer using the ethylene homopolymer and antioxidants of Method A and 1% by weight of partially condensed organosilane. The WTGR of this composition was initially 0.04 and 0.06 after vacuum at 85 ° C. for 14 days.

[실시예 22]Example 22

본 실시예 는 높은 분자량의 알콕시 그룹들을 가진 유기실란의 물 트리잉 억제특성을 보여준다.This example shows the water tree inhibiting properties of organosilanes having high molecular weight alkoxy groups.

유기실란은 실시예 21에서와 같이, 같은 몰 수로 벤즈알데히드와 γ-아미노프로필-트리에톡시 실란을 먼저 반응시킴으로써 제조되었으며, 부 생성물인 물은 제거되었다. 그 다음 생성된 아조메틴실란은 도데실 알코올과 반응되었고 이로써 에톡시 그룹들의 반은 도데실옥시 그룹들로 대체되었다.The organosilane was prepared by first reacting benzaldehyde with γ-aminopropyl-triethoxy silane in the same molar number as in Example 21, and the side product water was removed. The resulting azomethinesilane was then reacted with dodecyl alcohol, whereby half of the ethoxy groups were replaced with dodecyloxy groups.

또다시 1중량%의 유기실란을 사용하여, 실시예 21에서와 같이 제조된 조성물은 진공 처리되기 전에는 0.09의 WTGR을 가졌고 진공처리 후에는 0.04가 되었다.Again using 1% by weight of organosilane, the composition prepared as in Example 21 had a WTGR of 0.09 before being vacuumed and 0.04 after vacuuming.

Claims (1)

본문에 상술한 바와 같이, 에틸렌 중합체와, 물 트리잉 억제제로서 다음 구조식을 가진 유효량의 최소한 하나의 유기실란으로 구성된 유전성 조성물.As described herein above, a dielectric composition composed of an ethylene polymer and an effective amount of at least one organosilane having the following structure as a water trimming inhibitor.
Figure kpo00016
Figure kpo00016
상기 식에서, R 및 R1은 각각 수소, 하이드로카르빌 그룹 또는 치환된 하이드로카르빌 그룹들로부터 선택되며 여기서 치환체들은 하이드록시, 할로겐, 니트로, C1-8알킬, C1-8알콕시이며, 또는 R 및 R1은 인접 탄소 원자와 함께 3-7개의 탄소 원자로 된 고리를 형성하고, R2는 C1-8알킬, C1-8알콕시, C6-18아릴, C1-8아실옥시, C6-18의 치환되거나 또는 치환되지 않은 아릴옥시이며, R3및 R4는 각각 C1-8알콕시, C6-18의 치환되거나 또는 치환되지않은 아릴옥시 또는 C1-8의 아실옥시이고, Y는 C1-8알킬렌 C6-18의 치환되거나 또는 치환되지 않은 아릴렌 또는 -CH2CH2NH(CH2)3-이다.Wherein R and R 1 are each selected from hydrogen, hydrocarbyl groups or substituted hydrocarbyl groups wherein the substituents are hydroxy, halogen, nitro, C 1-8 alkyl, C 1-8 alkoxy, or R and R 1 together with adjacent carbon atoms form a ring of 3-7 carbon atoms, R 2 is C 1-8 alkyl, C 1-8 alkoxy, C 6-18 aryl, C 1-8 acyloxy, C 6-18 substituted or unsubstituted aryloxy, R 3 and R 4 are each C 1-8 alkoxy, C 6-18 substituted or unsubstituted aryloxy or C 1-8 acyloxy , Y is substituted or unsubstituted arylene or -CH 2 CH 2 NH (CH 2 ) 3 -of C 1-8 alkylene C 6-18 .
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