WO2023008951A1 - 고전압 경량 케이블 소재 및 이의 제조방법 - Google Patents

고전압 경량 케이블 소재 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2023008951A1
WO2023008951A1 PCT/KR2022/011194 KR2022011194W WO2023008951A1 WO 2023008951 A1 WO2023008951 A1 WO 2023008951A1 KR 2022011194 W KR2022011194 W KR 2022011194W WO 2023008951 A1 WO2023008951 A1 WO 2023008951A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pentene
monomer
composition
thermoplastic elastomer
polypentene
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/011194
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김상범
이준하
정영섭
박은수
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Publication of WO2023008951A1 publication Critical patent/WO2023008951A1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/14—Methyl esters, e.g. methyl (meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F230/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F230/04—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal
    • C08F230/08—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions 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
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions 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
    • C08L23/18—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
    • C08L23/20—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms having four to nine carbon atoms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H01B7/0208—Cables with several layers of insulating material

Definitions

  • the present invention relates to a lightweight heat-resistant resin for manufacturing a high-output, high-capacity lightweight cable, a manufacturing method thereof, and a cable manufactured therefrom.
  • the supply of hydrogen vehicles is carried out along with the supply of charging stations centered on commercial vehicles, and plans are being established and implemented in the direction of large-scale passenger vehicle supply.
  • a hydrogen fuel cell system used in a hydrogen vehicle is divided into a hydrogen fuel cell stack corresponding to an engine and a balance of plant required for hydrogen supply, air supply, cooling, and power control of the stack.
  • the dual driving device utilizes various mechanical parts and materials such as compressors, valves, controllers, and hydrogen compression containers. Economic feasibility can be guaranteed only when technology is secured.
  • the electrical system of a hydrogen fuel cell vehicle is almost similar to that of an electric vehicle.
  • a hydrogen vehicle drives a motor by generating electricity from a hydrogen energy source through a fuel cell, but an electric vehicle drives a motor by directly charging a lithium ion battery from a power grid and then discharging it again.
  • a hydrogen fuel cell vehicle refers to an automobile that drives a motor using electricity generated by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen.
  • a unit cell has an output voltage of 0.6 to 0.7 V under normal conditions, hundreds of unit cells are connected in series to obtain a high voltage of several hundred volts required to drive an automobile motor. and this is called a stack.
  • a driving device system is essential for the efficient driving of such a fuel cell stack, and because of the use of such a driving device system and high current/high voltage, the electromagnetic characteristics of hydrogen fuel cell vehicles are very different from those of general internal combustion engine vehicles.
  • the allowable current available for all high current/high voltage cable structures is given as an input value.
  • this may include a change in voltage or a change in current or voltage value when the inverter output stage motor is driven.
  • the actuator system includes several sub-systems interconnected by high-current/high-voltage cables. Therefore, a subsystem that is one of the driving system essential for driving the stack may have a fatal effect on other subsystems or driving systems in the driving system through cables.
  • the complex electrical wiring of the driving system may cause a fire due to a short circuit in the event of an accident, and high voltage current may flow through the vehicle body in the event of an accident, making it more difficult to extinguish a fire than an internal combustion engine vehicle.
  • high-current/high-voltage cables used for driving commercial vehicles such as buses or large trucks
  • magnetic field radiation is very severe according to Ampere's law of Maxwell's equation. Therefore, it is essential to secure the electromagnetic safety of the driving device system, which is an essential system for the high-current/high-voltage cable for hydrogen fuel cell vehicles.
  • high-current/high-voltage cables use a braid unlike general cables to shield the electric field, and the effect varies depending on the braiding rate. Since hydrogen commercial vehicles have a higher input (high current/high voltage) value compared to general vehicles, the braided body is an essential structure for high current/high voltage cables.
  • the high current/high voltage cable may include an insulating layer made of a polymer composition.
  • a crosslinkable polymer composition can be used as the polymer composition, which can improve heat resistance, solvent resistance, chemical resistance as well as durability and improve flame retardancy compared to using a thermoplastic material for the insulating layer. .
  • the compound for the insulation coating of the high-current/high-voltage cable for hydrogen commercial vehicles can cross-link molecular chains within the polymer to improve heat resistance stability while maintaining high flame retardancy. Furthermore, mechanical strength and chemical thermal resistance can be improved by cross-linking the polyolefin-based polymer resin with additives.
  • the polyolefin-based polymer resin can be modified to have desired physical properties or convert a linear molecular structure into a more stable three-dimensional network structure through this crosslinking process.
  • the insulation coating compound may include a flame retardant.
  • Incombustibility indicators according to the strengthening of safety standards in each country are not only difficult to burn, but also new indicators such as reducing the power of fire, gas, smoke, etc. during combustion to stop combustion and making evacuation and fire extinguishing activities easier are being proposed. , it should not act as a factor that impairs processability and physical properties when mixed with polymer resins.
  • When preparing the insulating polymer composite it is necessary to select an appropriate flame retardant to induce even dispersion of the flame retardant and auxiliary filler, and to smooth the extruded surface so that the electric field does not concentrate on this part.
  • thermoplastic elastomer composition applicable to the insulation layer of high current/high voltage cables
  • present inventors have found that a polypentene-based thermoplastic elastomer containing a pentene monomer, a copolymerized monomer, and vinylsilane in a predetermined ratio.
  • the present invention can provide an insulation coating composition with improved flexibility, flame retardancy, heat resistance, and light weight that can be replaced with conventional fuel cell vehicle insulation coating compositions and a high-voltage insulation cable manufactured therefrom, so it can be applied to high-capacity hydrogen commercial vehicles, etc.
  • an extra-high voltage cable that combines stability, harnessability and productivity.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a lightweight cable according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing heat loss curves of cables according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 of the present invention.
  • a first aspect of the present invention provides a polypentene-based thermoplastic elastomer composition including a pentene monomer, a copolymerization monomer, and vinylsilane.
  • the composition may include a pentene monomer, a copolymerization monomer, and vinylsilane in a mass ratio of (200 to 340):(12 to 20):(1 to 10).
  • the pentene monomer is 2-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 4-methyl-1-pentene methyl-1-pentene), 2-ethyl-3-methyl-1-pentene, 2-ethyl-4-methyl-1-pentene methyl-1-pentene), 2-methoxy-4-methyl-1-pentene, 2-isopropyl-3-methyl-1-pentene 3-methyl-1-pentene), 1-butene-4-methyl-1-pentene, and 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene ( 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene), but is not limited thereto.
  • heat resistance and weather resistance can be imparted by using the pentene monomer.
  • the amount of the pentene monomer used is less than the above ratio, the yield may decrease, and when the amount exceeds the above ratio and is supplied in excess, melt kneading properties may be deteriorated.
  • the copolymerization monomers include 1-butene, 1-pentene, 1-hexane, 1-octene, and 1-nonene.
  • 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, and 1-nonadecene It may be one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto.
  • vinylsilane may be used to impart compatibility with a flame retardant and serve as a silane crosslink.
  • the vinyl silane is trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, triacetoxy(vinyl)silane, triisopropoxy(vinyl)silane silane), tris (trimethylsiloxy) (vinyl) silane, and tris (tert-butylperoxy) vinylsilane (tris (tert-butylperoxy) vinylsilane) selected from the group consisting of It may be one or more, but is not limited thereto. If the amount of vinylsilane used is small, the silane cross-linking properties may deteriorate, making it difficult to achieve desired effects.
  • a second aspect of the present invention is a polypentene-based thermoplastic elastomer composition
  • a polypentene-based thermoplastic elastomer composition comprising a pentene monomer, a copolymerization monomer and vinylsilane; ethylene copolymer; a flame retardant surface treated with silane; Anti-dusting treated antioxidant; And a cross-linking agent; provides a cross-linking type insulation coating composition comprising.
  • the polypentene-based thermoplastic elastomer composition may include pentene monomer, copolymerization monomer, and vinylsilane in a mass ratio of (20 to 34):(1.2 to 2):(0.1 to 1), but is not limited thereto.
  • the polypentene-based thermoplastic elastomer composition may be provided in the form of extruded pellets by further including an antioxidant, a lubricant such as a fatty acid or a fatty acid metal salt, or both, but is not limited thereto.
  • the antioxidant and the lubricant may be included within 1% by weight, specifically, 0.4 to 0.8% by weight, and 0.2 to 0.4% by weight, respectively, with respect to the polypentene-based thermoplastic elastomer composition, and the pellets have a size of several mm, For example, it may have a size of 2 to 5 mm, but is not limited thereto.
  • the antioxidant is used to improve thermal decomposition or long-term radical stability during processing, for example, pentaerythritol tetrakis (3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) Propionate (pentaerythritoltetrakis (3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate)), tris (2,4-ditert-butylphenyl) phosphite (tris (2,4-ditert- butylphenyl)phosphite), 3,9-bis(2,4-ditert-butylphenyl)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5,5]undecane (3, 9-bis(2,4-di-tert-butylphenyl)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5,5]undecane), bis
  • the lubricant is used as a processing aid to improve the composition and dispersibility of the composition, specifically zinc stearate, magnesium stearate, calcium stearate, etc. alone Alternatively, two or more kinds may be mixed and used, but is not limited thereto. At this time, when the content of the lubricant is less than the above range, dispersibility may be deteriorated, and when it exceeds the above range, it may be migrated to the surface of the insulating composition.
  • the crosslinked insulation coating composition of the present invention may include 18 to 24 parts by weight and 100 to 200 parts by weight of a polypentene-based thermoplastic elastomer and a flame retardant surface-treated with vinylsilane, respectively, based on 100 parts by weight of the ethylene copolymer. , but not limited thereto.
  • the silane-treated flame retardant is prepared by adding alcohol and distilled water to a reactor equipped with an agitator at a mass ratio of 90:10 to 98:2, and adding 10 to 50% by weight of reactive silane based on the total weight of the solvent. After addition, 1,000 to 2,000% by weight of a flame retardant is added to the solution stirred at a speed of 50 to 500 RPM for 10 to 120 minutes while maintaining the pH of the reaction solution at 3 to 5 by adding 5 to 20% by weight of an acid catalyst. After that, it was prepared by further stirring at a speed of 50 to 500 RPM for 10 to 240 minutes.
  • the reactive silane is normal-propyltriethoxysilane, normal-propyltrimethoxysilane, normal-octyltriethoxysilane, normal-octyltrimethoxysilane, normal-dodecyltrimethoxysilane, normal-hexadecyltri Alkyl silanes, such as methoxysilane, tetraethoxysilane, normal-octyl triethoxysilane, and methyl trimethoxysilane; 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, normal-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, normal-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltri ethoxysilane, normal-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysi
  • the flame retardant is a metal hydrate-based flame retardant such as magnesium hydroxide phosphate, calcium hydroxide, aluminum hydroxide or magnesium hydroxide alone or in combination. It may be used by mixing more than one, but is not limited thereto.
  • the metal hydrate-based flame retardant may be in the form of particles having an average particle diameter of 0.01 to 20 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the reactive silane may be used to improve interfacial adhesion between flame retardants. At this time, if the amount of reactive silane used is less than the above range, the interfacial adhesion between the polymer resin and the flame retardant may deteriorate, and it is not economical to use an excessive amount. On the other hand, if the amount of the flame retardant is less than the above range, economic feasibility may be reduced, and when used in excess of the range, melt kneading properties may be deteriorated.
  • the cross-linked insulation coating composition of the present invention may include 2 to 5% by weight of an anti-dusting-treated antioxidant based on 100 parts by weight of the ethylene copolymer, but is not limited thereto.
  • the anti-dusting-treated antioxidant is a heat/oxygen antioxidant selected from mercapto compounds and 2 to 5 parts by weight of anti-dusting oil based on 100 parts by weight of the antioxidant in a through-flow blender.
  • the antioxidant is zinc 2-mercaptotoluimidazole, zinc 2-mercaptobenzimidazole, or zinc 2-mercaptobenzothiazole.
  • mercaptobenzothiazole a mercapto compound selected from zinc 2-mercaptothiobenzothiazole, etc., as an anti-dusting oil, mineral oil, vegetable oil, silicone oil etc. can be used, but is not limited thereto.
  • the crosslinking type insulation coating composition of the present invention may include 0.05 to 1% by weight of a crosslinking agent based on 100 parts by weight of the ethylene copolymer, but is not limited thereto.
  • the ethylene copolymer is an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-ethyl acrylate copolymer, an ethylene-acrylic acid copolymer , ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, and ethylene-butyl methacrylate copolymer. It may be selected from the group consisting of, but is not limited thereto.
  • polymer elastomers such as ethylene propylene copolymer, natural rubber, nitrile butadiene rubber, and chloroprene rubber may be used alone or in combination.
  • the crosslinking agent is dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, 2,5-bis (tert-amylperoxy) -2,5-dimethylhexane (2,5-bis (tert- amylperoxy)-2,5-dimethylhexane), 2,5-bis(tert-butylperoxy) 2,5-dimethylhexane (2,5-bis(tert-butylperoxy) 2,5-dimethylhexane), 3,6- Bis(tert-butylperoxy)-3,6-dimethyloctane (3,6-bis(tert-butylperoxy)-3,6-dimethyloctane), 2,7-bis(tert-butylperoxy)-2,7 -Dimethyloctane (2,7-bis(tert-butylperoxy)-2,7-dimethyloctane), 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-Di
  • the cross-linked flame retardant thermoplastic elastomer composition of the present invention may further include at least one component selected from the group consisting of a mercapto-based heat/oxygen antioxidant, a heat-resistant antioxidant, a discoloration-resistant antioxidant, and an optical brightener. .
  • mercapto-based heat/oxygen antioxidant 3 to 4 parts by weight of zinc 2-mercaptotoluimidazole, zinc 2-mercaptobenzimidazole, zinc 2- 0.7 to 0.9 parts by weight of tris (2,4-di-tert- Butylphenyl) phosphite (tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite), bis (2,4-dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite (bis (2,4-dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite), bis (2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite (bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite), bis(2-tert-butyl-4-methyl-6-chlorophenyl) )
  • phenolic compounds As an optical brightener, 0.02 to 0.035 parts by weight of 2,5-thiophenediylbis (5-tert-butyl-1,3-benzoxazole) ), 2,5-bis (5-tert-butyl-2-benzoxazolyl) thiophene (2,5-bis (5-tert-butyl-2-benzoxazolyl) thiophene), 1,2-bis (5- Methyl-2-benzoxazole) ethylene (1,2-bis (5-methy-2-benzoxazole) ethylene), 1,4-bis (benzoxazolyl-2-yl) naphthalene (1,4-bis (benzoxazolyl- 2-yl) naphthalene), 1,4-bis (2-cyanostyryl) benzene (1,4-bis (2-cyanostyryl) benzene), 2,5-bis- (benzoxazo-2-yl) thi Ophene (2,5-bis- (benzoxazo-2
  • a third aspect of the present invention is a conductor sequentially from the center; a polypentene-based thermoplastic elastomer composition comprising a pentene monomer, a copolymerization monomer, and vinylsilane in a mass ratio of (20 to 34):(1.2 to 2):(0.1 to 1), respectively; and an ethylene copolymer, a silane-treated flame retardant, an anti-dusting-treated antioxidant, and a crosslinking agent in a weight ratio of 100:(100 to 200):(2 to 5):(0.05:1), respectively.
  • Flame retardant ethylene copolymer pellets Insulator layer made of the first composition for cross-linked insulation coating comprising; shielding layer; and an ethylene copolymer, a silane-treated flame retardant, an anti-dusting-treated antioxidant, and a crosslinking agent in a weight ratio of 100:(100 to 200):(2 to 5):(0.05:1), respectively.
  • flame retardant ethylene copolymer pellets; and a polypentene-based thermoplastic elastomer composition optionally including a pentene monomer, a copolymerized monomer, and vinylsilane in a mass ratio of (20 to 34):(1.2 to 2):(0.1 to 1), respectively.
  • a lightweight cable for a vehicle having a hydrogen fuel cell as a power source comprising a coating layer of the second composition, wherein the shielding layer is made of carbon, glass, ceramic or aramid coated with a metal or carbon material on the outer periphery.
  • a lightweight cable that is braided with an electrically conductive ply-twisted yarn obtained by collecting 1 to 4,000 strands of a single fiber single yarn or two or more ply yarns formed of a single yarn.
  • Hydrogen fuel-based transportation means to which the cable of the present invention can be applied include, without limitation, large-scale transportation means such as commercial vehicles, trains, or ships because long-distance driving is possible with a single charge as well as passenger cars. Since the cable of the present invention can provide a cable with improved lightness as well as excellent flame resistance, it can be usefully used in large-scale transportation means such as commercial vehicles, trains, or ships that require a large-scale driving system.
  • a polymerization solvent, a pentene monomer, a copolymerization monomer, and vinylsilane are supplied to a reactor while purging with an inert gas, stirred at a speed of 1 to 500 RPM for 10 to 30 minutes, and then a polymerization catalyst and an auxiliary catalyst are added.
  • a method for preparing a thermoplastic elastomer composition comprising the step of adding and polymerizing at 20 to 80 ° C.
  • the polypentene-based thermoplastic elastomer composition prepared by the method of the fourth aspect may be the composition of the first aspect, but is not limited thereto.
  • a fifth aspect of the present invention is a polypentene-based thermoplastic elastomer composition
  • a pentene monomer, a copolymerization monomer, and vinylsilane in a mass ratio of (20 to 34): (1.2 to 2): (0.1 to 1), respectively; and an ethylene copolymer, a silane-treated flame retardant, an anti-dusting-treated antioxidant, and a crosslinking agent in a weight ratio of 100:(100 to 200):(2 to 5):(0.05:1), respectively.
  • pentene monomer, copolymerization monomer, vinylsilane, ethylene copolymer, silane-treated flame retardant, anti-dusting-treated antioxidant, and crosslinking agent are the same as those exemplified above.
  • the inert gas may be nitrogen, argon, neon or hydrogen.
  • the inert gas may be injected at a rate of 1 to 20 L/hour based on a reactor having a capacity of 350 L, but is not limited thereto, and may be appropriately changed in consideration of the capacity of the reactor to be used.
  • the polymerization solvent may use benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, etc. as a reaction medium, but is not limited thereto.
  • the supply amount thereof may be selected in consideration of reactivity and/or economy. For example, it may be supplied at a rate of 20,000 to 25,000 g / hour based on a 350 L reactor, but is not limited thereto.
  • racemic-ethylenebis(indenyl)zirconium dichloride rac-ethylenebis(indenyl)zirconium dichloride
  • racemic-dimethylsilyl-bis(2-methylindenyl)zirconium dichloride rac- dimethylsilyl-bis(2-methylindenyl)zirconium dichloride, racemic-dimethylsilyl-bis(2-methyl-4-naphthylindenyl)zirconium dichloride)
  • rac-dimethylsilyl-bis(2-methyl-4-phenylindenyl)zirconium dichloride racemic-dimethylsilyl-bis (2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-1-indenyl)zirconium dichloride
  • rac-dimethylsilyl-bis(2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-1-indenyl)zirconium dichloride rac-dimethylsilyl
  • the polymerization catalyst may be injected at 100 to 500 mmol, but the type and amount of the polymerization catalyst that can be used are limited thereto. It doesn't work.
  • the injection amount of the polymerization catalyst is less than the above range, the yield may be low, and when it exceeds the above range, the economic efficiency of the process may decrease and the amount of catalyst residue may increase.
  • organic aluminoxanes such as methylaluminoxane, modified methylaluminoxane, ethylalumoxane, methylisobutylalumoxane, and polymethylaluminoxane ;
  • trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, tripropylaluminum, and triisobutylaluminum may be used. It may be injected in mmol, but the type and amount of cocatalyst that can be used is not limited thereto.
  • the injection amount of the auxiliary catalyst is less than the above range, the yield may be low, and when it exceeds the above range, the economic efficiency of the process may decrease and the amount of catalyst residue may increase.
  • a step of recovering, separating and/or purifying the product may be further included.
  • air synthesized by adding 1 to 10,000 parts by weight of a lower alcohol such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol to the polymerization reaction liquid recovered from the bottom of the continuous reactor to terminate the reaction, and subjecting to steam stripping
  • a step of separating the polymer from the solvent, followed by heating and drying under reduced pressure may be additionally performed, but is not limited thereto.
  • the sixth aspect of the present invention is an electric method in which 1 to 4,000 strands of single yarn or two or more kinds of single yarns formed of carbon, glass, ceramic or aramid coated with metal or carbon material are collected on the outer periphery.
  • An ethylene copolymer, a flame retardant surface-treated with silane, an antioxidant treated with anti-dusting, and a crosslinking agent were added to an extruder to which a molding die was attached to the outer periphery of the insulated cable on which the shielding layer was formed, respectively, at 100: (100 to 200): (2 to 5): cross-linked flame retardant ethylene copolymer pellets comprising a weight ratio of (0.05: 1); and a polypentene-based thermoplastic elastomer composition optionally including a pentene monomer, a copolymerized monomer,
  • pentene monomer, copolymerization monomer, vinylsilane, ethylene copolymer, silane-treated flame retardant, anti-dusting-treated antioxidant, and crosslinking agent are the same as those exemplified above.
  • the third step is to irradiate electron beams at 1 to 2.5 MeV at 1 to 20 Mrad, use a continuous vulcanization pipe maintained at 80 to 120 ° C and 10 to 20 atm, or 60 to 100 ° C It can be performed by passing through a heating water bath of, but is not limited thereto.
  • An eighth aspect of the present invention includes the first step of forming a shielding layer on the outer periphery of the insulated cable of the seventh aspect;
  • the crosslinkable flame retardant thermoplastic elastomer composition of the second aspect and an ethylene-vinyl acetate copolymer having a vinyl acetate content of 40 to 60% by mol% and vinyl (220,000 to 350,000);
  • Insulation coating composition mixed with a silane crosslinking masterbatch prepared by reacting silane in a hopper and extruding at a rate of 5 to 50 kg / hour A second step;
  • a third step of cross-linking the extruded coated wire it provides a method for manufacturing a vehicle cable having a hydrogen fuel cell as a power source.
  • cylinder 1 can be adjusted to 100 to 120 ° C, cylinder 2 to 100 to 120 ° C, cylinder 3 to 105 to 125 ° C, extrusion head to 110 to 130 ° C, and extrusion die to 110 to 130 ° C. there is.
  • Crosslinking in the third step may be performed by the method exemplified above, but is not limited thereto.
  • Step 1-1 Preparation of cross-linked flame retardant ethylene copolymer composition pellets 1
  • Step 1-2 Production of Polypentene Thermoplastic Elastomer 1
  • Toluene 100,000 g, 4-methyl-1-pentene 30,000 g, 1-hexadecene 1,800 g, trimethoxyvinyl After adding 200 g of silane sequentially and stirring for 15 minutes at a speed of 50 RPM, racemic-dimethylsilyl-bis(2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-1-indenyl)zirconium dichloride 240 mmol, 120 mmol of methylaluminoxane, and 90 mmol of triisobutylaluminum were added, and polymerization was performed at 50° C. for 60 minutes while stirring at a speed of 50 RPM.
  • Step 1-3 Production of cross-linked insulated cable 1
  • Step 1-4 Preparation of Electrically Conductive Ply-twisted Yarn 1
  • Kevlar ® thread with an average diameter of 12 ⁇ m was impregnated in a solution containing 90 g of silver nitrate per 1,000 g of distilled water for 30 minutes, washed with distilled water, and then again in an aqueous solution of 0.5% by weight sodium borohydride. It was impregnated for 30 minutes to remove free silver, washed again with distilled water, and dried in a reduced pressure oven maintained at 80° C. for 12 hours.
  • the pretreated Kevlar yarn as described above contains 20 g of trisodium citrate dihydrate, 30 g of sodium hypophosphite dihydrate, and 2 g of dimethylamine borane per 1,000 g of distilled water.
  • Step 1-5 Formation of Shielding Layer 1
  • Steps 1-4 While passing the crosslinked insulation cable prepared in Steps 1-3 through the braiding part of a conventional 32-weight braiding machine, the conductive ply-twisted yarn with a diameter of 0.11 mm prepared in Steps 1-4 is continuously supplied to the outside of the crosslinked insulation cable.
  • a shielding layer was formed on the periphery with a braiding rate of 80%.
  • Step 1-6 Formation of Crosslinked Coating Layer 1
  • step 1-1 Into a separate extruder, 250,000 g of cross-linked flame retardant ethylene copolymer composition pellets prepared in accordance with step 1-1 were introduced into the hopper, and the shielding layer prepared in step 1-5 was placed on the head of the extruder to which the 8 ⁇ mm extrusion die was attached.
  • cylinder 1 While passing the formed insulation cable, cylinder 1 is extruded at 110 ° C, cylinder 2 is 110 ° C, cylinder 3 is 115 ° C, the extrusion head is 120 ° C, and the extrusion die is 120 ° C, extruding at a speed of 20 kg / hour, 110 A cross-linked coating layer was formed by passing through a vulcanization tube maintained at 15 atm and at a speed of 30 m/min.
  • Step 2-1 Preparation of cross-linked flame retardant ethylene copolymer composition pellets 2
  • Crosslinked flame retardant ethylene copolymer composition pellets were prepared in the same manner as in Step 1-1 of Example 1, except that the same amount of triallyl isocyanurate was used instead of dicumyl peroxide.
  • Step 2-2 Production of Polypentene Thermoplastic Elastomer 2
  • a polypentene thermoplastic elastomer was prepared in the same manner as in Steps 1-2 of Example 1.
  • Step 2-3 Production of cross-linked insulated cable 2
  • an electron beam of 10 Mrad was irradiated while supplying at a speed of 30 m/min to a 2.5 MeV class electron beam accelerator to form a cross-linked insulation cable.
  • Step 2-4 Preparation of Electrically Conductive Ply-twisted Yarn 2
  • An electrically conductive plied yarn was prepared in the same manner as in Steps 1-4 of Example 1.
  • Step 2-5 Formation of shielding layer 2
  • a shielding layer was formed on the outer periphery of the cross-linked insulation cable in the same manner as in Steps 1-5 of Example 1, except that the cross-linked insulation cable prepared in Steps 2-3 was used.
  • Step 2-6 Formation of Crosslinked Coating Layer 2
  • step 1-1 250,000 g of the crosslinked flame retardant ethylene copolymer composition pellets prepared in step 1-1 were introduced into the hopper, and the shielding layer prepared in step 2-5 was placed on the head of the extruder to which the 8 ⁇ mm extrusion die was attached.
  • cylinder 1 While passing the formed insulation cable, cylinder 1 is 110 ° C, cylinder 2 is 110 ° C, cylinder 3 is 115 ° C, the extrusion head is 120 ° C, and the extrusion die is extruded at a rate of 20 kg / hour at a rate of 120 ° C, An electron beam of 10 Mrad was irradiated while being supplied to a 2.5 MeV electron beam accelerator at a rate of 30 m/min to form a crosslinked coating layer.
  • Step 3-1 Preparation of cross-linked flame retardant ethylene copolymer composition pellets 3
  • Crosslinked flame retardant ethylene copolymer composition pellets were prepared in the same manner as in Step 1-1 of Example 1, except that 830 g of dibutyltin dilaurate was used instead of dicumyl peroxide.
  • Step 3-2 Production of Polypentene Thermoplastic Elastomer 3
  • a polypentene thermoplastic elastomer was prepared in the same manner as in Steps 1-2 of Example 1.
  • Step 3-3 Manufacture of Crosslinked Insulated Cable 3
  • Step 3-4 Manufacture of Electrically Conductive Ply-twisted Yarn 3
  • An electrically conductive plied yarn was prepared in the same manner as in Steps 1-4 of Example 1.
  • Step 3-5 Formation of Shielding Layer 3
  • a shielding layer was formed on the outer periphery of the cross-linked insulation cable in the same manner as in Steps 1-5 of Example 1, except that the cross-linked insulation cable prepared in Step 3-3 was used.
  • Step 3-6 Formation of Crosslinked Coating Layer 3
  • Step 4-1 Preparation of cross-linked flame retardant ethylene copolymer composition pellets 4
  • Step 4-2 Production of Polypentene Thermoplastic Elastomer 4
  • a polypentene thermoplastic elastomer was prepared in the same manner as in Steps 1-2 of Example 1.
  • Step 4-3 Manufacture of Crosslinked Insulated Cable 4
  • a cross-linked insulation cable was formed in the same manner as in Steps 1-3 of Example 1.
  • Step 4-4 Preparation of Electrically Conductive Ply-twisted Yarn 4
  • a pretreatment bath containing a pretreatment solution containing 20 g of tin(II) chloride dihydrate and 42 g of 10% hydrochloric acid per 1,000 g of distilled water; an activation bath containing an activation solution containing 0.25 g of palladium(II) chloride and 2.65 g of 10% hydrochloric acid per 1,000 g of distilled water; and 40 g of nickel(II) acetate hydrate, 20 g of sodium hypophosphite monohydrate, 100 g of sodium citrate, and 50 g of ammonium chloride per 1,000 g of distilled water.
  • a coating bath containing the nickel coating solution was prepared, and while maintaining the temperature at 70° C.
  • carbon yarns having an average diameter of 7 ⁇ m were sequentially passed at a rate of 0.25 m/min to obtain nickel coating. proceeded. After the carbon yarn coated with nickel was washed with distilled water and dried in a drying oven maintained at 120° C., 3,000 strands were collected to prepare electrically conductive plied yarn having a diameter of 0.11 mm.
  • Step 4-5 Formation of Shielding Layer 4
  • a shielding layer was formed on the outer periphery of the crosslinked insulated cable in the same manner as in Steps 1 to 5 of Example 1, except that the crosslinked conductive ply-twisted yarn prepared in Steps 4 to 4 was used.
  • Step 4-6 Formation of Crosslinked Coating Layer 4
  • a crosslinked coating layer was formed in the same manner as in Steps 1 to 6 of Example 1, except that the insulation cable having the shielding layer prepared in Steps 4 to 5 was used.
  • Example 5 Manufacture of a high-voltage lightweight cable 5
  • Step 5-1 Preparation of cross-linked flame retardant ethylene copolymer composition pellets 5
  • Step 5-2 Production of Polypentene Thermoplastic Elastomer 5
  • a polypentene thermoplastic elastomer was prepared in the same manner as in Steps 1-2 of Example 1.
  • Step 5-3 Manufacture of Crosslinked Insulated Cable 5
  • a cross-linked insulation cable was formed in the same manner as in Steps 1-3 of Example 1.
  • Step 5-4 Manufacture of Electrically Conductive Ply-twisted Yarn 5
  • a binder solution was prepared by adding 40 g of polyacrylic acid to 1,000 g of distilled water and stirring while heating at 40 °C.
  • Kevlar yarns with an average diameter of 12 ⁇ m are impregnated and coated 10 times in the electrically conductive coating solution in which carbon nanotubes are dispersed, prepared by mixing and stirring the prepared electrically conductive dispersion and binder solution, and 2,000 strands are collected to form an electrically conductive compound with a diameter of 0.11 mm. yarn was produced.
  • Step 5-5 Formation of Shielding Layer 5
  • a shielding layer was formed on the outer periphery of the crosslinked insulation cable in the same manner as in Steps 1 to 5 of Example 1, except that the crosslinked conductive ply-twisted yarn prepared in Step 5 to 4 was used.
  • Step 5-6 Formation of Crosslinked Coating Layer 5
  • a cross-linked coating layer was formed in the same manner as in Steps 1-6 of Example 1, except that the insulation cable having the shielding layer prepared in Steps 5-5 was used.
  • composition pellets with a size of 2 to 5 mm, dried in an oven at 80 ° C, and sorted by particle size to obtain composition pellets. prepared.
  • a crosslinked insulated cable was prepared in the same manner as in Steps 1-3 in Example 1, except that 250,000 g of the prepared composition pellets were used. Subsequently, a shielding layer was formed by supplying 0.1 mm tin-plated copper wire to the outer periphery of the crosslinked insulated cable instead of the electrically conductive ply-twisted yarn, and a crosslinked coating layer was formed.
  • the insulation coating composition pellets prepared through a series of steps according to the above examples were made into sheets having a thickness of 0.5 mm at a temperature of 160° C. to 250° C. using a hot-press. Tensile strength was measured at a speed of 100 mm/min using a universal testing machine made of dumb-bell specimens of the IEC 60811-1-1 standard. The physical properties measured for the insulation coating composition prepared as described above are shown in Table 1 below.
  • the compositions of Examples 1 to 5 are all about about compared to the composition of Comparative Example 1.
  • Oxygen index increased by 25%
  • tensile strength increased by 7.5 to 17%
  • elongation increased by 3.3 to 17%
  • tensile retention and elongation retention increased by 15 to 19% and 17 to 23%, respectively, in heat resistance.
  • all of the compositions of the above examples satisfy the withstand voltage conditions applicable to hydrogen commercial vehicles and have excellent flexibility and discoloration with suppressed yellowing during heat aging.
  • the light weight ratio was reduced by 15 to 18% based on the comparative example, which is more advantageous in reducing the weight of the wire.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 고출력, 고용량의 경량 케이블을 제조하기 위한 경량 내열 수지, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 케이블에 관한 것이다.

Description

고전압 경량 케이블 소재 및 이의 제조방법
본 발명은 고출력, 고용량의 경량 케이블을 제조하기 위한 경량 내열 수지, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 케이블에 관한 것이다.
화석연료를 사용하면서 발생된 환경오염, 기후변화, 지구 온난화 등의 문제와 화석연료 고갈에 따른 에너지 위기는 인류에게 신에너지 사회로의 진입을 요구하고 있다. 이 변화의 중심에 서있는 자동차 산업은 미래 사회의 해법을 제시해아할 위기에 놓여있다. 이러한 자동차 산업과 관련하여 자율 주행 기능과 친환경 자동차 기술에 대해 대규모 국가적 투자가 이루어지고 있으며, 수소 연료 전지 자동차는 하이브리드 자동차(hybrid electric vehicle) 및 배터리 자동차(battery electric vehicle)와 함께 친환경 자동차의 주요 기술로 국가 경쟁력 확보에 중요한 성장동력으로 여겨지고 있다.
한편, 세계 주요 기관은 기존의 내연 기관 자동차가 매우 빠른 속도로 친환경 자동차에 의해 대체되는 예상 시나리오를 발표하고 있으며, 기존의 내연 기관 자동차는 하이브리드 자동차, 배터리 자동차 및 수소 연료 전지 자동차에 의해 차례로 대체되리라 전망되고 있다. 이러한 맥락에서 세계 각국은 2030년을 목표로 공격적인 수소 자동차 보급 계획을 발표하여 추진하고 있다. 대한민국 또한 공격적인 전략으로 2040년까지 620만대의 수소 자동차와 1200개의 수소 충전소 보급을 목표로 하고 있다. 유럽의 경우 수소 자동차 뿐만 아니라 수소 연료 전지 기차 및 선박 등의 도입을 통해 수소 사회로의 진입에 대한 원대한 계획을 제시하였으며, 중국 역시 이와 유사하게 승용차보다는 상용차의 도입을 우선적으로 추진하는 전략을 수립하였다. 이는 배터리 자동차와 수소 자동차의 기술적 또는 경제적 우위성을 고려한 것으로, 수소 연료 전지 트럭은 100 km 이상의 장거리 운행에서 배터리 전기 트럭에 비해 우수한 경제성을 지닌 것으로 알려져 있다.
상용차는 승용차에 비해 운행 시간과 거리가 길기 때문에 충전 시간 및 충전 공간이 매우 중요한 요소이다. 또한, 상용차는 승용차에 비해 단회에 장시간 운행을 요구하므로 대용량 충전이 필수적이다. 수소 상용 자동차는 배터리 자동차에 비해 15배 정도 충전이 빠르며, 이러한 충전 시간을 고려할 때, 충전소의 회전율이 빨라지므로 배터리 자동차 충전소보다 약 10배 가량 작은 공간만을 필요로 한다.
이러한 맥락에서 수소차의 보급은 상용차를 중심으로 충전소의 보급과 함께 이루어지며, 대규모의 승용차 보급이 뒤따르는 방향으로 계획이 수립되어 실행되고 있는 실정이다.
한편, 수소 자동차에 사용되는 수소 연료 전지 시스템은 엔진에 해당하는 수소 연료 전지 스택과 스택의 수소 공급, 공기 공급, 냉각, 전력 제어 등에 필요한 운전 장치(balance of plant)로 구분된다. 이중 운전 장치는 기존의 내연 기관 자동차와 유사하게, 압축기, 밸브, 제어기, 수소 압축 용기 등 다양한 기계 부품 소재를 활용하게 되며, 결론적으로 수소 자동차는 소재/재료, 부품, 시스템 및 제어 등에 이르는 매우 다양한 기술이 확보되어야 경제성을 보장할 수 있다.
수소 연료 전지 자동차의 전장 시스템은 전기차의 전장 시스템과 거의 유사하다. 다만, 수소 자동차는 수소 에너지원으로부터 연료 전지를 통해 전기를 발생시켜 모터를 구동하나, 전기차는 전력망으로부터 직접 리튬 이온 배터리를 충전한 후 다시 방전시키면서 모터를 구동한다.
구체적으로, 수소 연료 전지 차량은 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의해 생성되는 전기를 이용하여 모터를 구동시키는 자동차를 의미한다. 단위 연료 전지(unit cell)가 일반적인 조건에서 0.6 내지 0.7 V의 출력전압을 갖는 것을 고려할 때, 자동차용 모터를 구동시키기 위해 요구되는 수백 볼트의 고전압을 얻기 위해서는 수백 개의 단위 전지를 직렬로 연결하여 사용하게 되며, 이를 스택(stack)이라고 한다. 이와 같은 연료 전지 스택의 효율적인 구동을 위해서는 운전 장치 시스템이 필수적이며, 이러한 운전 장치 시스템과 대전류/고전압의 사용으로 인해 수소 연료 전지 차량의 전자기적 특성은 일반적인 내연 기관 자동차들과는 매우 다르다.
현재의 수소 연료전지 차량의 전압은 항상 일정한 값을 갖지 않고 정확한 스펙이 결정되지 않았으므로, 모든 대전류/고전압 케이블 구조에 사용 가능한 허용전류를 입력 값으로 주게 된다. 또한 이는 전압의 변화나 인버터 출력단 모터 구동시의 전류나 전압 값의 변화까지 포함할 수 있다. 특히, 운전장치 시스템은 대전류/고전압 케이블로 서로 연결된 여러 하위 시스템을 포함한다. 따라서, 스택 구동에 필수적인 운전장치 시스템의 하나인 하위 시스템은 케이블을 통해 운전장치 시스템 내의 다른 하위 시스템 또는 구동 시스템에 치명적인 영향을 미칠 수 있다.
이러한 운전장치 시스템의 복잡한 전기 배선은 사고시 누전 등에 의한 화재를 유발할 수 있으며, 사고시 차체에 고전압의 전류가 흐를 수 있어 화재가 발생하면 내연기관 차량 보다 진압이 어렵다. 또한 버스나 대형트럭과 같은 상용차 구동에 사용되는 대전류/고전압 케이블의 경우 맥스웰 방정식의 암페어 법칙에 따라 자기장 방사가 매우 심하다. 따라서, 수소 연료전지 차량용 대전류/고전압 케이블은 이에 필수적인 시스템인 운전장치 시스템의 전자기적 안전성을 확보하는 것이 필수적이다.
이에 따라 대전류/고전압 케이블은 전기장 차폐를 위해 일반 케이블과는 달리 편조체를 사용하며, 편조율에 따라 그 효과가 달라진다. 수소상용차는 일반 자동차에 비해 높은 입력(대전류/고전압) 값을 가지므로, 대전류/고전압 케이블에서 편조체는 꼭 필요한 구조이다.
또한, 대전류/고전압 케이블은 고분자 조성물로 된 절연층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 고분자 조성물로는 가교 가능한 고분자 조성물을 사용할 수 있는 데, 이는 열가소성 소재를 절연층에 사용하는 것보다 내열성, 내용매성, 내화학성은 물론 내구성까지 향상시킬 수 있고, 난연성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 수소상용차용 대전류/고전압 케이블의 절연피복을 위한 컴파운드는 고난연성을 유지하면서 내열 안정성을 향상시킬 수 있도록 고분자 내 분자쇄끼리 가교시킬 수 있다. 나아가, 첨가제에 의해 폴리올레핀계 고분자 수지를 가교결합 시킴으로서 기계적 강도(mechanical strength) 및 화학적 열저항성(thermal resistance)을 개선할 수 있다.
폴리올레핀계 고분자 수지는 이러한 가교 과정을 통해 선형인 분자구조(linear molecular structure)를 보다 안정된 3차원적인 망상구조로 전환시키거나 원하는 물성을 갖도록 개질될 수 있다.
상기 절연피복 컴파운드는 난연제를 포함할 수 있다. 각국의 안정기준 강화에 따른 난연성의 지표도 단순히 타기 어려운 것뿐만 아니라 연소시의 화재, 가스, 연기 등의 세력을 줄여 연소를 멈추게 하기도 하고 피난, 소화활동을 쉽게 만드는 등의 새로운 지표가 제안되고 있으며, 고분자 수지에 배합 시 가공성, 물리적 특성을 저해시키는 요인으로 작용하지 않아야 한다. 절연 고분자 복합체 제조 시 난연제 및 보조충진제 등의 고른 분산을 유도하는 한편 압출표면을 원활하게 하여 이 부분에 전계가 집중되지 않도록 적절한 난연제를 선정해야 한다. 이와 같이, 일반적인 난연화는 난연제 첨가에 의한 것이 주류를 이루고 있으며 이에 따라 최근 난연제에 대한 관심은 단순히 난연효과 뿐만 아니라 저유해성, 저발연성, 저부식성, 내열성을 겸비한 고난연 고분자 조성물의 개발에 있다.
본 발명자들은 대전류/고전압 케이블의 절연층에 적용 가능한 경량의 고내열 난연 열가소성 탄성체 조성물을 발굴하고자 예의 연구 노력한 결과, 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 소정의 비율로 포함하는 폴리펜텐 기반의 열가소성 탄성체 조성물;과 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제를 소중의 비율로 포함하는 가교형 난연 에틸렌 공중합체 펠렛;을 함께 혼합하여 피복층을 도입하고 이를 가교시켜 형성한 절연층 및 금속 또는 탄소 재료로 코팅된 섬유 단사로 된 전기전도성 합연사를 편조하여 형성한 차폐층과 조합함으로써 유연성, 난연성, 내열성 및 경량성이 향상된 고용량 케이블을 제공할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 종래의 연료전지 자동차 절연피복 조성물과 대체할 수 있는 유연성, 난연성, 내열성 및 경량성이 향상된 절연피복용 조성물 및 이로부터 제조된 고전압용 절연 케이블을 제공할 수 있으므로 고용량의 수소상용차 등에 적용 가능한 전기적, 기계적 특성 외에도 안정성, 하네스성 및 생산성을 겸비한 초고전압용 케이블을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경량 케이블의 제조방법을 플로우 챠트로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 케이블의 열감량 곡선을 나타낸 도이다.
본 발명에서 개시되는 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술되는 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 할 수 없다.
또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 발명에 기재된 본 발명의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도된다.
아울러, 본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
본 발명의 제1양태는 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물을 제공한다.
이때, 상기 조성물은 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 (200 내지 340):(12 내지 20):(1 내지 10)의 질량비로 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 펜텐 단량체는 2-메틸-1-펜텐(2-methyl-1-pentene), 3-메틸-1-펜텐(3-methyl-1-pentene), 4-메틸-1-펜텐(4-methyl-1-pentene), 2-에틸-3-메틸-1-펜텐(2-ethyl-3-methyl-1-pentene), 2-에틸-4-메틸-1-펜텐(2-ethyl-4-methyl-1-pentene), 2-메톡시-4-메틸-1-펜텐(2-methoxy-4-methyl-1-pentene), 2-이소프로필-3-메틸-1-펜텐(2-isopropyl-3-methyl-1-pentene), 1-부텐-4-메틸-1-펜텐(1-butene-4-methyl-1-pentene), 및 2,4-디페닐-4-메틸-1-펜텐(2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene)으로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이와 같이, 펜텐 단량체를 사용함으로써 내열성 및 내후성을 부여할 수 있다. 상기 펜텐 단량체의 사용량이 상기 비율 미만인 경우 수율이 떨어질 수 있고, 상기 비율을 초과하여 과량으로 공급되는 경우 용융 혼련성이 저하될 수 있다.
예컨대, 상기 공중합 단량체는 1-부텐(1-butene), 1-펜텐(1-pentene), 1-헥센(1-hexane), 1-옥텐(1-octene), 1-노넨(1-nonene), 1-데센(1-decene), 1-운데센(1-undecene), 1-도데센(1-dodecene), 1-트리데센(1-tridecene), 1-테트라데센(1-tetradecene), 1-펜타데센(1-petadecene), 1-헥사데센(1-hexadecene), 1-헵타데센(1-heptadecene), 1-옥타데센(1-octadecene), 및 1-노나데센(1-nonadecene)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예컨대, 난연제와의 상용성을 부여하고, 실란 가교 역할을 하도록 비닐실란을 사용할 수 있다. 상기 비닐실란은 트리메톡시비닐실란(trimethoxyvinylsilane), 트리에톡시비닐실란(triethoxyvinylsilane), 트리아세톡시(비닐)실란(triacetoxy(vinyl)silane), 트리이소프로폭시(비닐)실란(triisopropoxy(vinyl)silane),트리스(트리메틸실록시)(비닐)실란(tris(trimethylsiloxy)(vinyl)silane), 및 트리스(터트-부틸퍼옥시)비닐실란(tris(tert-butylperoxy)vinylsilane)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 비닐실란의 사용량이 적으면 실란 가교 특성이 떨어져 원하는 효과를 달성하기 어려울 수 있고, 사용량이 과한 경우 공정의 경제성이 떨어진다.
본 발명의 제2양태는 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물; 에틸렌 공중합체; 실란으로 표면처리된 난연제; 안티더스팅 처리된 산화방지제; 및 가교제;를 포함하는 가교형 절연피복용 조성물을 제공한다.
상기 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물은 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예컨대, 상기 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물은 산화방지제(antioxicant), 지방산 또는 지방산 금속염 등의 활제(lubricant), 또는 둘 모두를 추가로 포함하여 압출성형한 펠렛의 형태로 제공될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이때, 산화방지제 및 활제는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물에 대해 1중량% 이내로, 구체적으로는, 각각 0.4 내지 0.8중량%, 및 0.2 내지 0.4중량%로 포함될 수 있고, 상기 펠렛은 수 mm의 크기, 예컨대, 2 내지 5 mm의 크기를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 산화방지제는 가공시 열분해나 장기 라디칼(radical) 안정성을 nq여하기 위하여 사용되는 것으로, 예컨대, 펜타에리트리톨테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트(pentaerythritoltetrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)), 트리스(2,4-디터트-부틸페닐)포스파이트(tris(2,4-ditert-butylphenyl)phosphite), 3,9-비스(2,4-디터트-부틸페닐)-2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스피로[5,5]운데칸(3,9-bis(2,4-di-tert-butylphenyl)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5,5]undecane), 비스(2,4-디-터트-부틸페닐)펜타에리트리톨리포스파이트(bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritoliphosphite), 디라우릴 티오디프로피오네이트(dilauryl thiodipropionate), 디스테알릴펜타에리트리틸 디포스파이트, 테트라키스(2,4-디-터트-부틸펜틸)[1,1-비페닐]-4,4'-디일비스포스포니트 등을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이때, 산화방지제의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 장기 라디칼 안정성이 떨어질 수 있고, 초과인 경우에는 공정의 경제성이 떨어질 수 있다.
상기 활제는 가공조제로 조성물의 배합성 및 분산성을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 구체적으로 아연 스테아레이트(zinc stearate), 마그네슘 스테아레이트(magnesium stearate), 칼슘 스테아레이트(calcium stearate) 등을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이때, 활제의 함량이 전술한 범위 미만인 경우 분산성이 떨어질 수 있고, 초과인 경우에는 절연 조성물 표면으로 이행(migration)될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 가교형 절연피복용 조성물은 에틸렌 공중합체 100중량부를 기준으로 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 및 비닐실란으로 표면처리된 난연제를 각각 18 내지 24중량부 및 100 내지 200중량부로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 실란으로 표면처리된 난연제는 교반기가 장착된 반응기에 알코올, 및 증류수를 90:10 내지 98:2의 질량비로 투입하고, 이에 상기 용매의 총 중량을 기준으로 10 내지 50중량%의 반응성 실란을 첨가한 후, 5 내지 20중량%의 산촉매를 첨가하여 반응액의 pH를 3 내지 5로 유지하면서 50 내지 500RPM의 속도로 10 내지 120분 동안 교반한 용액에, 1,000 내지 2,000중량%의 난연제를 첨가한 후, 50 내지 500RPM의 속도로 10 내지 240분 더 교반하여 준비하였다. 상기 반응성 실란은 노르말-프로필트리에톡시실란, 노르말-프로필트리메톡시실란, 노르말-옥틸트리에톡시실란, 노르말-옥틸트리메톡시실란, 노르말-도데실트리메 톡시실란, 노르말-헥사데실트리메톡시실란, 테트라에톡시 실란, 노르말-옥틸트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란 등의 알킬실란(alkyl silane); 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메 톡시실란, 노르말-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, 노르말-2-(아미노에틸)-3-아미노 프로필트리에톡시실란, 노르말-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)아민, 노르말-페닐-감마-아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노실란(amino silane); 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)테트라설파이드, 비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)디설파이드 등의 설퍼실란(sulfur silane) 등을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 난연제는 마그네슘 하이드로옥사이드 포스페이트(magnesium hydroxide phosphate)나, 칼슘 하이드로옥사이드(calcium hydroxide), 알루미늄 하이드로옥사이드(aluminium hydroxide)나 마그네슘 하이드로옥사이드(magnesium hydroxide) 등의 금속 수화물계의 난연제를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한 상기 금속 수화물계 난연제는 0.01 내지 20 μm의 평균입경을 갖는 입자 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 반응성 실란은 난연제 간의 계면 접착력을 향상시키기 위하여 사용할 수 있다. 이때 반응성 실란의 사용량이 전술한 범위 미만이면 고분자 수지와 난연제 간의 계면 접착력이 떨어질 수 있고, 과량으로 사용하는 것은 경제적이지 못하다. 한편 난연제의 사용량이 전술한 범위 미만이면 경제성이 떨어질 수 있고, 범위를 초과하여 사용할 때는 용융 혼련성이 저하될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 가교형 절연피복용 조성물은 에틸렌 공중합체 100중량부를 기준으로 2 내지 5중량%의 안티더스팅 처리된 산화방지제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 안티더스팅 처리된 산화방지제는 통기블렌더(through-flow blender)에 머캅토 화합물로부터 선택되는 열/산소 산화방지제와 상기 산화방지제 100중량부를 기준으로 2 내지 5중량부의 안티더스팅 오일(antidusting oil)을 연속적으로 공급하면서 혼합, 여과 및 선별하여 준비할 수 있다. 예컨대, 상기 산화방지제로는 징크 2-머캅토톨루이미다졸(zinc 2-mercaptotoluimidazole)이나, 징크 2-머캅토벤즈이미다졸(zinc 2-mercaptobenzimidazole), 징크 2-머캅토벤조티아졸(zinc 2-mercaptobenzothiazole), 징크 2-머캅토티오 벤조티아졸)(zinc 2-mercaptothiobenzothiazole) 등으로부터 선택되는 머캅토 화합물을, 안티더스팅 오일로는 미네랄 오일(mineral oil), 식물성 오일, 실리콘 오일(silicone oil) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예컨대, 본 발명의 가교형 절연피복용 조성물은 에틸렌 공중합체 100중량부를 기준으로 0.05 내지 1중량%의 가교제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예컨대, 상기 에틸렌 공중합체는 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(ethylene-ethyl acrylate copolymer), 에틸렌-아크릭 액시드 공중합체(ethylene-acrylic acid copolymer), 에틸렌-메타아크릭 액시드 공중합체(ethylene-methacrylic acid copolymer), 에틸렌-메틸 메타아크릴레이트 공중합체(ethylene-methyl methacrylate copolymer), 및 에틸렌-부틸 메타아크릴레이트 공중합체(ethylene-butyl methacrylate copolymer)로 구성된 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이외에도, 에틸렌프로필렌 공중합체(ethylene propylene copolymer), 천연고무(natural rubber), 니드릴부타디엔 고무(nitrile butadiene rubber), 클로로프렌 고무(chloroprene rubber) 등의 고분자 탄성체를 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
예컨대, 상기 가교제는 디큐밀 퍼옥사이드(dicumyl peroxide), 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 2,5-비스(터트-아밀페록시)-2,5-디메틸헥산(2,5-bis(tert-amylperoxy)-2,5-dimethylhexane), 2,5-비스(터트-부틸페록시) 2,5-디메틸헥산(2,5-bis(tert-butylperoxy) 2,5-dimethylhexane), 3,6-비스(터트-부틸페록시)-3,6-디메틸옥탄(3,6-bis(tert-butylperoxy)-3,6-dimethyloctane), 2,7-비스(터트-부틸페록시)-2,7-디메틸옥탄(2,7-bis(tert-butylperoxy)-2,7-dimethyloctane), 2,5-비스(터트-부틸페록시)-2,5-디시클로헥실헥산(2,5 bis(tert-butylperoxy)-2,5-dicyclohexylhexane), 및 퍼부틸 퍼옥사이드(perbutyl peroxide)로 구성된 군으로부터 선택되는 유기과산화물; 트리알릴 시아누레이트(triallyl cyanurate), 트리알릴 이소시아누레이트(triallyl isocyanurate), 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(trimethylolpropane trimethacrylate), 및 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate)로 구성된 군으로부터 선택되는 조사가교제; 또는 디부틸틴 디라우레이트(dibutyltin dilaurate), 디에틸디티오카바메이트(diethyldithiocarbamate), 디부틸틴 디아세테이트(dibutyltin diacetate), 트리페닐틴 아세테이트(triphenyltin acetate),트리에틸틴 시아니드 (triethyltin cyanide),디페닐틴 클로라이드(diphenyltin chloride), 및 트리토릴틴 프로피오네이트(tritolyltin propionate)로 구성된 군으로부터 선택되는 실란가교촉매;일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예컨대, 본 발명의 가교형 난연 열가소성 탄성체 조성물은 머캅토계 열/산소 산화방지제, 내열산화방지제, 변색방지 산화방지제, 및 형광 증백제로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분을 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 머캅토계 열/산소 산화방지제로는 3 내지 4중량부의 징크 2-머캅토톨루이미다졸(zinc 2-mercaptotoluimidazole), 징크 2-머캅토벤즈이미다졸(zinc 2-mercaptobenzimidazole), 징크 2-머캅토벤조티아졸(zinc 2-mercaptobenzothiazole), 징크 2-머캅토티오 벤조티아졸(zinc 2-mercaptothiobenzothiazole) 등을, 내열산화방지제로는 0.7 내지 0.9중량부의 트리스(2,4-디-터트-부틸페닐)포스파이트(tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite), 비스(2,4-디쿠밀페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트(bis(2,4-dicumylphenyl)pentaerythritol diphosphite), 비스(2,4-디-터트-부틸페닐)펜타에리트리톨디포스파이트(bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite), 비스(2-터트-부틸-4-메틸-6-클로로페닐)-페닐 포스파이트(bis(2-tert-butyl-4-methyl-6-chlorophenyl)phenyl phosphite), 비스(2,4-디-터트-부틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트(bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite), 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 2,4,6-트리-터트-부틸페놀 포스파이트(2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol 2,4,6-tri-tert-butylphenol phosphite), 트리스(노닐페닐)포스파이트(tris(nonylphenyl)phosphite), 이소데실 디페닐 포스파이트(isodecyl diphenyl phosphite), 비스(2,6-디-터트-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨-디포스파이트(bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol-diphosphite), 트리페닐 포스파이트(triphenyl phosphite) 등을, 변색방지 산화방지제로는 0.7 내지 0.9중량부의 테트라키스(메틸렌(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시 페닐)프로피오네이트(tetrakis(methylene(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), 펜타에리트리톨 테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트)(pentaerythritol tetrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)), 옥타데실-3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트(octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), 이소옥틸-3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트(isooctyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), 옥살릴비스(아잔디일)비스(에탄-2,1-디일)비스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로파노에이트)(oxalylbis(azanediyl)bis(ethane-2,1-diyl) bis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate))), 1,3,5-트리스(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H, 3H, 5H)-트리온(1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione), 메틸 3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트(methyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate), 2,2'-옥사미도비스(에틸 3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)(2,2'-oxamidobis(ethyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)) 등의 페놀계 화합물을, 형광 증백제로는 0.02 내지 0.035중량부의 2,5-티오펜디일비스(5-터트-부틸-1,3-벤족사졸)(2,5-thiophenediylbis(5-tert-butyl-1,3-benzoxazole)), 2,5-비스(5-터트-부틸-2-벤족사졸릴)티오펜(2,5-bis(5-tert-butyl-2-benzoxazolyl)thiophene),1,2-비스(5-메틸-2-벤족사졸)에틸렌(1,2-bis(5-methy-2-benzoxazole)ethylene),1,4-비스(벤족사졸릴-2-일)나프탈렌(1,4-bis(benzoxazolyl-2-yl)naphthalene),1,4-비스(2-시아노스티 릴)벤젠(1,4-bis(2-cyanostyryl)benzene), 2,5-비스-(벤족사조-2-일)티오펜(2,5-bis-(benzoxazo-2-yl)thiophene), 5-메틸-2,2'-(비닐렌디-파라-페닐렌)비스-벤족사졸(5-methyl-2,2'-(vinylenedi-para-phenylene)bisbenzoxazole) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다, 상기 첨가제의 함량은 에틸렌 공중합체 100중량부를 기준으로 표시된다.
본 발명의 제3양태는 중심으로부터 차례로 도체; 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물; 및 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제를 각각 100:(100 내지 200):(2 내지 5):(0.05:1)의 중량비로 포함하는 가교형 난연 에틸렌 공중합체 펠렛;을 포함하는 가교형 절연피복용 제1조성물로 된 절연체층; 차폐층; 및 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제를 각각 100:(100 내지 200):(2 내지 5):(0.05:1)의 중량비로 포함하는 가교형 난연 에틸렌 공중합체 펠렛; 및 선택적으로 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물;을 포함하는 가교형 절연피복용 제2조성물로 된 피복층;을 포함하는, 수소연료전지를 동력원으로 구비한 운송수단용 경량 케이블로서, 상기 차폐층은 외주연에 금속 또는 탄소 재료로 코팅된 탄소, 유리, 세라믹 또는 아라미드(aramid)로 형성된 섬유 단사(single yarn)의 단독 또는 2종 이상의 합사를 1 내지 4,000 가닥 집합한 전기전도성 합연사로 편조된 것인, 경량 케이블을 제공한다.
본 발명의 케이블을 적용 가능한 수소연료 기반 운송수단으로는 승용차는 물론 한번 충전으로 장거리 운전이 가능하므로 상용차, 기차, 또는 선박과 같은 대형 운송수단을 제한없이 포함한다. 본 발명의 케이블은 내연성이 우수할 뿐만 아니라 경량성이 향상된 케이블을 제공할 수 있으므로, 대규모의 운전 장치 시스템을 필요로 하는 상용차, 기차, 또는 선박과 같은 대형 운송수단에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 제4양태는 반응기에 불활성 가스를 퍼징시키면서 중합용매, 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 공급하여 1 내지 500 RPM의 속도로 10 내지 30분 동안 교반한 후, 중합 촉매 및 보조 촉매를 투입하여, 1 내지 500 RPM의 속도로 교반하면서 20 내지 80℃ 조건에서 20 내지 120분 동안 중합시키는 단계를 포함하는, 열가소성 탄성체 조성물의 제조방법으로서, 상기 중합용매, 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란은 100:(20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 공급하는 것인, 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 제4양태의 방법으로 제조되는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물은 전술한 제1양태의 조성물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 제5양태는 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물; 및 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제를 각각 100:(100 내지 200):(2 내지 5):(0.05:1)의 중량비로 포함하는 가교형 난연 에틸렌 공중합체 펠렛;을 포함하는 가교형 절연피복용 제1조성물을 호퍼에 투입하는 제1단계; 압출 다이(extrusion die)가 부착된 압출기 헤드에 도체(conductor)를 통과시키면서 압출하는 제2단계; 및 압출되는 피복된 전선을 가교시키는 제3단계;를 포함하는, 가교된 절연 케이블의 제조방법으로서, 상기 제2단계에서 실린더 1은 150 내지 170℃, 실린더 2는 170 내지 190℃, 실린더 3은 190 내지 210℃, 압출헤드는 210 내지 230℃, 압출 다이는 215 내지 235℃로 조절된 압출기에서 5 내지 50 kg/시간의 속도로 압출하는 것인, 제조방법을 제공한다.
상기 펜텐 단량체, 공중합 단량체, 비닐실란, 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제는 상기 예시한 바와 같다.
예컨대, 상기 불활성 가스는 질소, 아르곤, 네온 또는 수소일 수 있다. 상기 불활성 가스는 350 L 용량의 반응기를 기준으로 1 내지 20 L/시간의 속도로 주입할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 사용하고자 하는 반응기의 용량을 고려하여 적절히 변경할 수 있다.
예컨대, 상기 중합용매(polymerization solvent)는 반응의 매개체(reaction medium)로서 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 에틸벤젠(ethylbenzene) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이의 공급량은 반응성 및/또는 경제성을 고려하여 선택할 수 있다. 예컨대, 350 L 반응기를 기준으로 20,000 내지 25,000 g/시간의 속도로 공급될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예컨대, 상기 중합 촉매로는 라세미-에틸렌비스(인데닐)지르코늄 디클로라이드(rac-ethylenebis(indenyl)zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(2-메틸인데닐)지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(2-methylindenyl)zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(2-메틸-4-나프 틸인데닐)지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(2-methyl-4-naphthylindenyl)zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(2-메틸-4-페닐인데닐)지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(2-methyl-4-phenylindenyl)zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(2-메틸-4-(4-터트-부틸페닐)-1-인데닐)지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(2-methyl-4-(4-tert-butylphenyl)-1-indenyl)zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(2,4,6-트리메틸인데닐)지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(2,4,6-trimethylindenyl)zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(1-(2-에틸-4-(9-페난트릴)인데닐))지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-(9-phenanthryl)indenyl))zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(1-(2-노르말-프로필-4-(9-페난트릴)인데닐))지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(l-(2-n-propyl-4-(9-phenanthryl)indenyl))zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(1-(2-메틸-4,5-벤조인데닐))지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4,5-benzoindenyl))zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(2-에틸-4-페닐인데닐)지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(2-ethyl-4-phenylindenyl)zirconium dichloride), 라세미-디메틸실릴-비스(1-(2-노르말-프로필-4-(1-나프틸)인데닐))지르코늄 디클로라이드(rac-dimethylsilyl-bis(l-(2-n-propyl-4-(1-naphthyl)indenyl))zirconium dichloride) 등의 메탈로센 촉매(metallocene catalyst)를 사용할 수 있으며, 예컨대, 상기 중합 촉매는 100 내지 500 mmol로 주입할 수 있으나, 사용 가능한 중합 촉매의 종류 및 사용량은 이에 제한되지 않는다. 중합 촉매의 주입량이 상기 범위 미만으로 낮은 경우 수율이 낮아질 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 공정의 경제성이 떨어지며 촉매 잔사량이 증가할 수 있다.
예컨대, 보조 촉매로는 메틸알루미녹산(methylaluminoxane), 변성 메틸알루미녹산(modified methylaluminoxane), 에틸알루미녹산(ethylalumoxane), 메틸이소부틸알루미녹산(methylisobutylalumoxane), 폴리메틸알루미녹산(polymethylaluminoxane) 등의 유기알루미녹산; 또는 트리메틸알루미늄(trimethylaluminum), 트리에틸알루미늄(triethylaluminum), 트리프로필알루미늄(tripropylaluminum), 트리이소부틸알루미늄(triisobutylaluminum) 등의 트리알킬알루미늄(trialkylaluminum)을 사용할 수 있으며, 예컨대, 상기 보조 촉매는 50 내지 250 mmol로 주입할 수 있으나, 사용 가능한 보조 촉매의 종류 및 사용량은 이에 제한되지 않는다. 보조 촉매의 주입량이 상기 범위 미만으로 낮은 경우 수율이 낮아질 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 공정의 경제성이 떨어지며 촉매 잔사량이 증가할 수 있다.
상기 반응 완료 후에는 생성물을 회수, 분리 및/또는 정제하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 연속식 반응기의 하부로부터 회수한 중합 반응액에 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등의 저급 알코올을 1 내지 10,000 중량부로 첨가하여 반응을 종료시키고, 스팀 스트리핑(steam stripping) 처리하여 합성된 공중합체를 용매로부터 분리한 후 가온하여 감압 하에 건조시키는 공정을 추가로 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 제6양태는 외주연에 금속 또는 탄소 재료로 코팅된 탄소, 유리, 세라믹 또는 아라미드(aramid)로 형성된 섬유 단사(single yarn)의 단독 또는 2종 이상의 합사를 1 내지 4,000 가닥 집합한 전기전도성 합연사를 편조하여 제15항에 따라 준비된 절연 케이블의 외주연에 차폐층을 형성하는 제1단계; 상기 차폐층이 형성된 절연 케이블의 외주연에 성형용 다이가 부착된 압출기에 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제를 각각 100:(100 내지 200):(2 내지 5):(0.05:1)의 중량비로 포함하는 가교형 난연 에틸렌 공중합체 펠렛; 및 선택적으로 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물;을 포함하는 가교형 절연피복용 제2조성물을 호퍼에 투입하여 5 내지 50 kg/시간의 속도로 압출하는 제2단계; 및 압출되는 피복된 전선을 가교시키는 제3단계;를 포함하는, 수소연료전지를 동력원으로 구비한 운송수단용 경량 케이블의 제조방법으로서, 상기 제2단계에서 실린더 1은 100 내지 170℃, 실린더 2는 100 내지 190℃, 실린더 3은 105 내지 210℃, 압출헤드는 110 내지 230℃, 압출 다이는 110 내지 235℃로 조절되는 것인, 제조방법을 제공한다.
상기 펜텐 단량체, 공중합 단량체, 비닐실란, 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제는 상기 예시한 바와 같다.
상기 제3단계는 1 내지 2.5 MeV에서 1 내지 20 Mrad의 조건으로 전자선을 조사하거나, 80 내지 120℃ 및 10 내지 20기압 조건으로 유지되는 가류관(continuous vulcanization pipe)을 이용하거나, 60 내지 100℃의 가열수조(heating water bath)를 통과시킴으로써 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 제8양태는 제7양태의 절연 케이블의 외주연에 차폐층을 형성하는 제1단계; 상기 차폐층이 형성된 절연 케이블의 외주연에 성형용 다이가 부착된 압출기에 제2양태의 가교형 난연 열가소성 탄성체 조성물, 및 비닐아세테이트 함량이 40 내지 60몰중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체와 비닐계 실란을 반응시켜 준비한 실란가교마스터배치를 (220,000 내지 350,000);(1 내지 11,000)의 질량비로 혼합한 절연피복 조성물을 호퍼에 투입하여 5 내지 50 kg/시간의 속도로 압출하는 제2단계; 및 압출되는 피복된 전선을 가교시키는 제3단계;를 포함하는, 수소연료전지를 동력원으로 구비한 운송수단용 케이블의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 제2단계에서 실린더 1은 100 내지 120℃, 실린더 2는 100 내지 120℃, 실린더 3은 105 내지 125℃, 압출헤드는 110 내지 130℃, 압출 다이는 110 내지 130℃로 조절될 수 있다.
상기 제3단계의 가교는 상기 예시한 방법으로 수행할 수 있으나, 그에 제한되지 않는다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 안티더스팅 오일 처리된 산화방지제의 제조
통기블렌더에 징크 2-머캅토톨루이미다졸(zinc 2-mercaptotoluimidazole) 및 미네랄 오일을 각각 10,000 g/시간 및 300 g/시간의 속도로 연속적으로 공급하면서, 혼합, 여과 및 선별하여 안티더스팅 오일 처리된 산화방지제를 준비하였다.
제조예 2: 비닐실란으로 표면 처리된 난연제의 제조
교반기가 장착된 반응기에 에탄올 9,500 g과 증류수 500 g, 노르말-프로필트리메톡시실란 1,000 g을 첨가하고 아세트산 800 g을 가하여 pH 3 내지 5를 유지하면서 100 RPM 속도로 30분 동안 교반시키고 10 μm 크기의 마그네슘 하이드로옥사이드 150,000 g을 가하여 100 RPM 속도로 60분 더 교반시킨 후 여과하여 80℃에서 24시간 동안 건조시켜 실란으로 표면처리된 난연제를 준비하였다.
제조예 3: 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛의 제조
100 L 니더믹서에 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 100,000 g, 상기 제조예 2에 따라 준비한 안티더스팅 오일 처리된 산화방지제 3,500 g, 상기 제조예 2에 따라 준비한 실란으로 표면처리된 난연제 150,000 g, 트리스(2,4-디-터트-부틸페닐)포스파이트 830 g, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트) 830 g, 및 2,5-티오펜디일비스(5-터트-부틸-1,3-벤족사졸) 28 g을 순차적으로 투입하여 150℃에서 20분 동안 용융혼합한 덩어리 반죽을 이축 압출기로 이송시켜 압출성형을 통해 2 내지 5 mm 크기의 펠렛으로 제조한 후, 80℃의 오븐에서 건조하고 입자 크기별로 선별하여 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛을 준비하였다.
실시예 1: 고전압 경량 케이블의 제조 1
단계 1-1: 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛의 제조 1
헨셀믹서에 상기 제조예 3에 따라 준비한 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛 255,188 g과 디큐밀 퍼옥사이드 120 g을 투입한 후 80℃에서 30분 동안 소킹하여 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛을 준비하였다.
단계 1-2: 폴리펜텐 열가소성탄성체의 제조 1
온도조절기, 교반기 및 가스퍼징기를 장착한 100 L 반응기에 10 L/시간의 속도로 질소를 퍼징시키면서 톨루엔 100,000 g, 4-메틸-1-펜텐 30,000 g, 1-헥사데센 1,800 g, 트리메톡시비닐실란 200 g을 순차적으로 투입하여 50RPM의 속도로 15분 동안 교반한 후, 라세미-디메틸실릴-비스(2-메틸-4-(4-터트-부틸페닐)-1-인데닐)지르코늄 디클로라이드 240 mmol 및 메틸알루미녹산 120 mmol, 및 트리이소부틸알루미늄 90 mmol을 투입하여 50RPM의 속도로 교반하면서 50℃에서 60분 동안 중합반응을 진행하였다. 반응이 완료된 후, 상기 반응기에서 추출한 중합 반응액에 메탄올을 첨가하여 반응을 종료시킨 후, 스팀 스트리핑 처리하여 생성된 중합체를 용매로부터 분리한 다음 80℃에서 24시간 동안 감압 하에 건조시켜 폴리펜텐 열가소성 탄성체를 수득하였다.
단계 1-3: 가교된 절연케이블의 제조 1
상기 단계 1-1에 따라 준비한 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛 250,000 g과 단계 1-2에 따라 준비한 폴리펜텐 열가소성 탄성체 20,000 g을 혼합하여 호퍼로 투입하고, 5 Φmm 압출 다이가 부착된 압출기의 헤드에 직경 0.8 Φmm인 니켈도금동선을 7연선시킨 외경이 2.4 Φmm인 도체를 통과시키면서 실린더 1은 160℃, 실린더 2는 180℃, 실린더 3은 200℃, 압출헤드는 220℃, 압출다이는 225℃의 온도조건으로 20 kg/시간의 속도로 압출하면서, 110℃와 15기압으로 유지되는 가류관을 30 m/분의 속도로 통과시켜 가교된 절연케이블을 형성하였다.
단계 1-4: 전기전도성 합연사의 제조 1
증류수 1,000 g 당 질산은(silver nitrate) 90 g을 함유한 용액에 평균 직경 12 μm의 케블라(Kevlar®) 사를 30분 동안 함침시킨 후 증류수로 세척하고, 0.5중량% 소디움 보로하이드라디으 수용액에 다시 30분 동안 함침시켜 유리된 은을 제거하고, 다시 증류수로 세척하여 80℃로 유지되는 감압 오븐에서 12시간 동안 건조시켰다. 상기와 같이 전처리된 케블라 사를 증류수 1,000 g 당 구연산나트륨2수화물(trisodium citrate dihydrate) 20 g, 차아인산나트륨2수화물(sodium hypophosphite dihydrate) 30 g, 및 디메틸아민보란(dimethylamine borane) 2 g을 함유하는, pH 8.5(28% 암모니아수로 조절), 40℃로 유지되는 도금조에 60분 동안 함침시켜 코팅을 진행하였다. 니켈 코팅이 완료된 케블라 사를 증류수로 세척하여 80℃로 유지되는 감압 오븐에서 12시간 동안 건조시킨 후, 2,000가닥씩 집합하여 0.11 mm 직경의 전기전도성 합연사를 제조하였다.
단계 1-5: 차폐층의 형성 1
상기 단계 1-3에 따라 준비한 가교된 절연케이블을 통상적인 32추 편조기의 편조부로 통과시키면서 상기 단계 1-4에 따라 준비한 직경 0.11 mm 전기전도성 합연사를 연속적으로 공급하여 가교된 절연케이블의 외주연에 80% 편조율로 차폐층을 형성하였다.
단계 1-6: 가교된 피복층의 형성 1
별도의 압출기에 상기 단계 1-1에 따라 준비한 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛 250,000 g을 호퍼로 투입하고, 8 Φmm 압출 다이가 부착된 압출기의 헤드에 상기 단계 1-5에 따라 준비한 차폐층이 형성된 절연케이블을 통과시키면서 실린더 1은 110℃, 실린더 2는 110℃, 실린더 3은 115℃, 압출헤드는 120℃, 압출다이는 120℃의 온도조건으로 20 kg/시간의 속도로 압출하면서, 110℃와 15기압으로 유지되는 가류관을 30 m/분의 속도로 통과시켜 가교된 피복층을 형성하였다.
실시예 2: 고전압 경량 케이블의 제조 2
단계 2-1: 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛의 제조 2
디큐밀 퍼옥사이드 대신에 동량의 트리알릴이소시아누레이트를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 단계 1-1과 동일한 방법으로 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛을 준비하였다.
단계 2-2: 폴리펜텐 열가소성탄성체의 제조 2
상기 실시예 1의 단계 1-2와 동일한 방법으로 폴리펜텐 열가소성 탄성체를 준비하였다.
단계 2-3: 가교된 절연케이블의 제조 2
상기 단계 2-1에 따라 준비한 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛 250,000 g과 단계 2-2에 따라 준비한 폴리펜텐 열가소성 탄성체 20,000 g을 혼합하여 호퍼로 투입하고, 5 Φmm 압출 다이가 부착된 압출기의 헤드에 직경 0.8 Φmm인 니켈도금동선을 7연선시킨 외경이 2.4 Φmm인 도체를 통과시키면서 실린더 1은 160℃, 실린더 2는 180℃, 실린더 3은 200℃, 압출헤드는 220℃, 압출다이는 225℃의 온도조건으로 20 kg/시간의 속도로 압출한 후, 2.5 MeV급 전자선가속기에 30 m/분 속도로 공급하면서 10 Mrad의 전자선을 조사하여 가교된 절연케이블을 형성하였다.
단계 2-4: 전기전도성 합연사의 제조 2
상기 실시예 1의 단계 1-4와 동일한 방법으로 전기전도성 합연사를 준비하였다.
단계 2-5: 차폐층의 형성 2
상기 단계 2-3에 따라 준비한 가교된 절연케이블을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 단계 1-5와 동일한 방법으로 가교된 절연케이블의 외주연에 차폐층을 형성하였다.
단계 2-6: 가교된 피복층의 형성 2
별도의 압출기에 상기 단계 1-1에 따라 준비한 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛 250,000 g을 호퍼로 투입하고, 8 Φmm 압출 다이가 부착된 압출기의 헤드에 상기 단계 2-5에 따라 준비한 차폐층이 형성된 절연케이블을 통과시키면서 실린더 1은 110℃, 실린더 2는 110℃, 실린더 3은 115℃, 압출헤드는 120℃, 압출다이는 120℃의 온도조건으로 20 kg/시간의 속도로 압출한 후, 2.5 MeV급 전자선가속기에 30 m/분 속도로 공급하면서 10 Mrad의 전자선을 조사하여 가교된 피복층을 형성하였다.
실시예 3: 고전압 경량 케이블의 제조 3
단계 3-1: 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛의 제조 3
디큐밀 퍼옥사이드 대신에 830 g의 디부틸틴 디라우레이트를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 단계 1-1과 동일한 방법으로 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛을 준비하였다.
단계 3-2: 폴리펜텐 열가소성탄성체의 제조 3
상기 실시예 1의 단계 1-2와 동일한 방법으로 폴리펜텐 열가소성 탄성체를 준비하였다.
단계 3-3: 가교된 절연케이블의 제조 3
상기 단계 3-1에 따라 준비한 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛 250,000 g과 단계 3-2에 따라 준비한 폴리펜텐 열가소성 탄성체 20,000 g을 혼합하여 호퍼로 투입하고, 5 Φmm 압출 다이가 부착된 압출기의 헤드에 직경 0.8 Φmm인 니켈도금동선을 7연선시킨 외경이 2.4 Φmm인 도체를 통과시키면서 실린더 1은 160℃, 실린더 2는 180℃, 실린더 3은 200℃, 압출헤드는 220℃, 압출다이는 225℃의 온도조건으로 20 kg/시간의 속도로 압출한 후, 95℃로 유지되는 가열수조를 통과시켜 가교된 절연케이블을 형성하였다.
단계 3-4: 전기전도성 합연사의 제조 3
상기 실시예 1의 단계 1-4와 동일한 방법으로 전기전도성 합연사를 준비하였다.
단계 3-5: 차폐층의 형성 3
상기 단계 3-3에 따라 준비한 가교된 절연케이블을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 단계 1-5와 동일한 방법으로 가교된 절연케이블의 외주연에 차폐층을 형성하였다.
단계 3-6: 가교된 피복층의 형성 3
별도의 압출기에 상기 단계 3-1에 따라 준비한 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛 250,000 g과 단계 3-2에 따라 준비한 폴리펜텐 열가소성 탄성체 20,000 g을 혼합하여 호퍼로 투입하고, 8 Φmm 압출 다이가 부착된 압출기의 헤드에 상기 단계 3-5에 따라 준비한 차폐층이 형성된 절연케이블을 통과시키면서 실린더 1은 160℃, 실린더 2는 180℃, 실린더 3은 200℃, 압출헤드는 220℃, 압출다이는 225℃의 온도조건으로 20 kg/시간의 속도로 압출한 후, 95℃로 유지되는 가열수조를 통과시켜 가교된 피복층을 형성하였다.
실시예 4: 고전압 경량 케이블의 제조 4
단계 4-1: 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛의 제조 4
상기 실시예 1의 단계 1-1과 동일한 방법으로 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛을 준비하였다.
단계 4-2: 폴리펜텐 열가소성탄성체의 제조 4
상기 실시예 1의 단계 1-2와 동일한 방법으로 폴리펜텐 열가소성 탄성체를 준비하였다.
단계 4-3: 가교된 절연케이블의 제조 4
상기 실시예 1의 단계 1-3과 동일한 방법으로 가교된 절연케이블을 형성하였다.
단계 4-4: 전기전도성 합연사의 제조 4
증류수 1,000 g 당 염화제1주석2수화물(tin(II) chloride dihydrate) 20 g 및 10% 염산(hydrochloric acid) 42 g을 함유한 전처리 용액이 담긴 전처리조(pretreatment bath); 증류수 1,000 g 당 염화팔라듐(palladium(II) chloride) 0.25 g 및 10% 염산 2.65 g을 함유한 활성화 용액이 담긴 활성화조(activation bath); 및 증류수 1,000 g 당 니켈 아세테이트 무수물(nickel(II) acetate hydrate) 40 g, 차아인산나트륨1수화물(sodium hypophosphite monohydrate) 20 g, 구연산나트륨 100 g, 및 염화암모늄(ammonium chloride) 50 g을 함유한 무전해 니켈 코팅 용액이 담긴 코팅조(coating bath);를 준비하고, 온도 70℃, pH 8 내지 9로 유지하면서 평균 직경 7 μm의 카본사를 0.25 m/분의 속도로 순차적으로 통과시켜 니켈 코팅을 진행하였다. 니켈 코팅이 완료된 카본사를 증류수로 세척하여 120℃로 유지되는 건조로에서 건조시킨 후, 3,000가닥씩 집합하여 0.11 mm 직경의 전기전도성 합연사를 제조하였다.
단계 4-5: 차폐층의 형성 4
상기 단계 4-4에 따라 준비한 가교된 전기전도성 합연사를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 단계 1-5와 동일한 방법으로 가교된 절연케이블의 외주연에 차폐층을 형성하였다.
단계 4-6: 가교된 피복층의 형성 4
상기 단계 4-5에 따라 준비한 차폐층이 형성된 절연케이블을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 단계 1-6과 동일한 방법으로 가교된 피복층을 형성하였다.
실시예 5: 고전압 경량 케이블의 제조 5
단계 5-1: 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛의 제조 5
상기 실시예 1의 단계 1-1과 동일한 방법으로 가교형 난연 에틸렌 공중합체 조성물 펠렛을 준비하였다.
단계 5-2: 폴리펜텐 열가소성탄성체의 제조 5
상기 실시예 1의 단계 1-2와 동일한 방법으로 폴리펜텐 열가소성 탄성체를 준비하였다.
단계 5-3: 가교된 절연케이블의 제조 5
상기 실시예 1의 단계 1-3과 동일한 방법으로 가교된 절연케이블을 형성하였다.
단계 5-4: 전기전도성 합연사의 제조 5
증류수 1,000 g에 소디움 도데실벤젠술포네이트(sodium dodecylbenzenesulfonate) 0.45 g과 420℃에서 100분 동안 열처리한 탄소나노튜브 22.5 g을 첨가하여 40 kHz, 150W의 초음파분산기로 1시간 동안 분산시켜 전기전도성 분산액을 준비하였다. 이와 별도로 증류수 1,000 g에 폴리아크릴산(polyacrylic acid) 40 g을 첨가하고 40℃로 가열하면서 교반하여 바인더 용액(binder solution)을 준비하였다. 각각 준비된 전기전도성 분산액과 바인더 용액을 혼합하고 교반하여 준비한 탄소나노튜브가 분산된 전기전도성 코팅액에 평균 직경 12 μm의 케블라 사를 10회 함침시켜 코팅하고 2,000가닥씩 집합하여 0.11 mm 직경의 전기전도성 합연사를 제조하였다.
단계 5-5: 차폐층의 형성 5
상기 단계 5-4에 따라 준비한 가교된 전기전도성 합연사를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 단계 1-5와 동일한 방법으로 가교된 절연케이블의 외주연에 차폐층을 형성하였다.
단계 5-6: 가교된 피복층의 형성 5
상기 단계 5-5에 따라 준비한 차폐층이 형성된 절연케이블을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1의 단계 1-6과 동일한 방법으로 가교된 피복층을 형성하였다.
비교예 1
100 L 니더믹서에 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 100,000 g, 및 저밀도폴리에틸렌 20,000 g을 혼합하고, 마그네슘 하이드로옥사이드,에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 100,000 g, 및 저밀도폴리에틸렌 20,000 g을 혼합하고, 마그네슘 하이드로옥사이드, 트리스(2,4-디-터트-부틸페닐)포스파이트 830 g, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-(3,5-디-터트-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트) 830g을 순차적으로 투입하여 150℃에서 20분 동안 용융혼합한 덩어리 반죽을 이축 압출기로 이송시켜 압출성형을 통해 2 내지 5 mm 크기의 조성물 펠렛으로 제조한 후 80℃의 오븐에서 건조하고 입자 크기별로 선별하여 조성물 펠렛을 준비하였다.
상기 준비한 조성물 펠렛 250,000 g을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1이 단계 1-3과 동일한 방법으로 가교된 절연케이블을 제조하였다. 이어, 상기 가교된 절연케이블의 외주연에 전기전도성 합연사 대신에 0.1 mm 주석도금동선을 공급하여 차폐층을 형성하고, 가교된 피복층을 형성하였다.
실험예 1: 절연피복 조성물의 물성 테스트
상기 실시예에 따라 일련의 단계를 거쳐 제조된 절연피복 조성물 펠렛은 핫-프레스(hot-press)를 이용하여 160℃ 내지 250℃의 온도에서 0.5 mm 두께의 시트(sheet)로 제작하였다. 인장강도는 IEC 60811-1-1 규격의 덤벨(dumb-bell) 시편으로 제작하여 만능시험기를 이용하여 100 mm/분의 속도로 측정하였다. 이상과 같이 제조한 절연피복 조성물에 대해 측정한 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1
산소지수 (%) 35 35 35 35 35 28
인장강도 (%) 15.2 14.3 14.0 14.2 14.5 13.0
신장율 (%) 250 282 280 277 270 242
내열성
(150℃×7일)		 인장잔율 (%) 86 86 84 84 87 73
신장잔율 (%) 86 85 84 83 87 71
내전압 (1 kv/1분) 합격 합격 합격 합격 합격 합격
유연성 우수 우수 우수 우수 우수 나쁨
열노화 변색성 (황변) 우수 우수 우수 우수 우수 나쁨
경량율(비교예 100% 가정) 85 82 85 85 82 100
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 조성물은 모두 비교예 1의 조성물에 비해 약 25% 증가된 산소지수, 7.5 내지 17% 증가된 인장강도, 3.3 내지 17% 증가된 신장율, 및 내열성에 있어서 각각 15 내지 19% 및 17 내지 23% 증가된 인장잔율 및 신장잔율을 나타내었다. 나아가, 상기 실시예의 조성물들은 모두 수소상용차에 적용 가능한 내전압 조건을 충족하며 우수한 유연성 및 열노화시 황변이 억제된 변색성을 가짐을 확인하였다. 뿐만 아니라, 비교예를 기준으로 15 내지 18% 감소된 경량율을 나타내었는 바, 전선의 경량화에 보다 유리함을 확인하였다.
실험예 2: 열중량 분석
본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 대해 질소 분위기 하에서 열중량 분석기로 열감량 곡선을 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1에 대한 곡선이 실시예 1 내지 3에 대한 곡선에 비해 20℃ 가량 고온으로 이동하였으며, 이는 본 발명의 실시예 1 내지 3의 내열도가 크게 향상되었음을 나타내는 것이다.
실험예 3: 케이블 압출 공정에서의 전력 사용량의 비교
케이블 압출공정의 각 단계에서의 사용 전력량을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
케이블 압출 공정 사용 전력량(kW/h)
가공공정 부품명 비교예 1 실시예 1 내지 5
PAY-OFF STAND 모타 2.2×3대 6.6 6.6
송출 보조 인취기 모타 3.7 3.7
송출 축적기 모타 3.7 3.7
메타링 인취시 모타 5.5 -
예열기 히타 140 140
절연 압출기 히타 36, 모타 55 91 91
편조 모타 22 37 37
외부 피복 압출기 히타 20, 모타 37 57 57
가류관 히타 2.6×144 (EA) 374.4 -
질소 순환 장치 모타 5.5 -
냉각수 펌프 모타 30 -
텐셔닝 인취기 모타 5.5 5.5
권취 보조 인취기 모타 5.5 -
권취 축적기 모타 3.7 3.7
권취기 모타 2.2×3대+구동 5.5 12.1 12.1
합계 781.2 360.3
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 종래의 컴파운드를 사용할 때보다 본 발명의 컴파운드를 사용하는 경우 시간당 약 421 kWh의 전력을 절감할 수 있으며, 이는 매월 22일 24시간 가동을 가정할 때, 년간 2,667 MWh의 전력을 절감할 수 있음을 시사한다. 나아가, 이를 탄소 발생량으로 환산할 경우, 1 kW 당 발생하는 CO2 량이 0.424 kg임을 고려할 때, 시간당 178.5 kg, 연간 1,130,976 kg의 CO2 발생을 줄일 수 있고, 이를 통해 탄소중립정책에 크게 기여할 수 있다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물로서,
    상기 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 (200 내지 340):(12 내지 20):(1 내지 10)의 질량비로 포함하는 것인, 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펜텐 단량체는 2-메틸-1-펜텐(2-methyl-1-pentene), 3-메틸-1-펜텐(3-methyl-1-pentene), 4-메틸-1-펜텐(4-methyl-1-pentene), 2-에틸-3-메틸-1-펜텐(2-ethyl-3-methyl-1-pentene), 2-에틸-4-메틸-1-펜텐(2-ethyl-4-methyl-1-pentene), 2-메톡시-4-메틸-1-펜텐(2-methoxy-4-methyl-1-pentene), 2-이소프로필-3-메틸-1-펜텐(2-isopropyl-3-methyl-1-pentene), 1-부텐-4-메틸-1-펜텐(1-butene-4-methyl-1-pentene), 및 2,4-디페닐-4-메틸-1-펜텐(2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene)으로 구성된 군으로부터 선택되는 노르보르넨 화합물인 것인, 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공중합 단량체는 1-부텐(1-butene), 1-펜텐(1-pentene), 1-헥센(1-hexane), 1-옥텐(1-octene), 1-노넨(1-nonene), 1-데센(1-decene), 1-운데센(1-undecene), 1-도데센(1-dodecene), 1-트리데센(1-tridecene), 1-테트라데센(1-tetradecene), 1-펜타데센(1-petadecene), 1-헥사데센(1-hexadecene), 1-헵타데센(1-heptadecene), 1-옥타데센(1-octadecene), 및 1-노나데센(1-nonadecene)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비닐실란은 트리메톡시비닐실란(trimethoxyvinylsilane), 트리에톡시비닐실란(triethoxyvinylsilane), 트리아세톡시(비닐)실란(triacetoxy(vinyl)silane), 트리이소프로폭시(비닐)실란(triisopropoxy(vinyl)silane),트리스(트리메틸실록시)(비닐)실란(tris(trimethylsiloxy)(vinyl)silane), 및 트리스(터트-부틸퍼옥시)비닐실란(tris(tert-butylperoxy)vinylsilane)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물.
  5. 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물;
    에틸렌 공중합체;
    실란으로 표면처리된 난연제;
    안티더스팅 처리된 산화방지제; 및
    가교제;
    를 포함하는 가교형 절연피복용 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물은 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함하는 것인, 가교형 절연피복용 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물은 산화방지제, 활제, 또는 둘 모두를 추가로 포함하여 압출성형한 펠렛의 형태로 제공되는 것인, 가교형 절연피복용 조성물.
  8. 제5항에 있어서,
    에틸렌 공중합체 100중량부를 기준으로 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 및 비닐실란으로 표면처리된 난연제를 각각 18 내지 24중량부 및 100 내지 200중량부로 포함하는 것인, 가교형 절연피복용 조성물.
  9. 제5항에 있어서,
    에틸렌 공중합체 100중량부를 기준으로 2 내지 5중량%의 안티더스팅 처리된 산화방지제를 포함하는 것인, 가교형 절연피복용 조성물.
  10. 제5항에 있어서,
    에틸렌 공중합체 100중량부를 기준으로 0.05 내지 1중량%의 가교제를 포함하는 것인, 가교형 절연피복용 조성물.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 에틸렌 공중합체는 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(ethylene-ethyl acrylate copolymer), 에틸렌-아크릭 액시드 공중합체(ethylene-acrylic acid copolymer), 에틸렌-메타아크릭 액시드 공중합체(ethylene-methacrylic acid copolymer), 에틸렌-메틸 메타아크릴레이트 공중합체(ethylene-methyl methacrylate copolymer), 에틸렌-옥텐 공중합체(ethylene-octene copolymer), 에틸렌프로필렌 공중합체(ethylene propylene copolymer), 에틸렌-부틸 메타아크릴레이트 공중합체(ethylene-butyl methacrylate copolymer), 천연 고무(natural rubber), 니트릴부타디엔 고무(nitrile butadiene rubber), 및 클로로프렌 고무(chloroprene rubber)로 구성된 군으로부터 선택되는 것인, 가교형 절연피복용 조성물.
  12. 제5항에 있어서,
    머캅토계(mercapto-type) 열/산소 산화방지제, 내열 산화방지제, 변색방지 산화방지제 및 형광 증백제(fluorescent whitening agent)로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것인, 가교형 절연피복용 조성물.
  13. 중심으로부터 차례로
    도체;
    펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물; 및 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제를 각각 100:(100 내지 200):(2 내지 5):(0.05:1)의 중량비로 포함하는 가교형 난연 에틸렌 공중합체 펠렛;을 포함하는 가교형 절연피복용 제1조성물로 된 절연체층;
    차폐층; 및
    에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제를 각각 100:(100 내지 200):(2 내지 5):(0.05:1)의 중량비로 포함하는 가교형 난연 에틸렌 공중합체 펠렛; 및 선택적으로 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물;을 포함하는 가교형 절연피복용 제2조성물로 된 피복층;
    을 포함하는, 수소연료전지를 동력원으로 구비한 운송수단용 경량 케이블로서,
    상기 차폐층은 외주연에 금속 또는 탄소 재료로 코팅된 탄소, 유리, 세라믹 또는 아라미드(aramid)로 형성된 섬유 단사(single yarn)의 단독 또는 2종 이상의 합사를 1 내지 4,000 가닥 집합한 전기전도성 합연사로 편조된 것인, 경량 케이블.
  14. 반응기에 불활성 가스를 퍼징시키면서 중합용매, 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 공급하여 1 내지 500 RPM의 속도로 10 내지 30분 동안 교반한 후, 중합 촉매 및 보조 촉매를 투입하여, 1 내지 500 RPM의 속도로 교반하면서 20 내지 80℃ 조건에서 20 내지 120분 동안 중합시키는 단계를 포함하는, 열가소성 탄성체 조성물의 제조방법으로서,
    상기 중합용매, 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란은 100:(20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 공급하는 것인, 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물의 제조방법.
  15. 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물; 및 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제를 각각 100:(100 내지 200):(2 내지 5):(0.05:1)의 중량비로 포함하는 가교형 난연 에틸렌 공중합체 펠렛;을 포함하는 가교형 절연피복용 제1조성물을 호퍼에 투입하는 제1단계;
    압출 다이(extrusion die)가 부착된 압출기 헤드에 도체(conductor)를 통과시키면서 압출하는 제2단계; 및
    압출되는 피복된 전선을 가교시키는 제3단계;를 포함하는, 가교된 절연 케이블의 제조방법으로서,
    상기 제2단계에서 실린더 1은 150 내지 170℃, 실린더 2는 170 내지 190℃, 실린더 3은 190 내지 210℃, 압출헤드는 210 내지 230℃, 압출 다이는 215 내지 235℃로 조절된 압출기에서 5 내지 50 kg/시간의 속도로 압출하는 것인, 제조방법.
  16. 외주연에 금속 또는 탄소 재료로 코팅된 탄소, 유리, 세라믹 또는 아라미드(aramid)로 형성된 섬유 단사(single yarn)의 단독 또는 2종 이상의 합사를 1 내지 4,000 가닥 집합한 전기전도성 합연사를 편조하여 제15항에 따라 준비된 절연 케이블의 외주연에 차폐층을 형성하는 제1단계;
    상기 차폐층이 형성된 절연 케이블의 외주연에 성형용 다이가 부착된 압출기에 에틸렌 공중합체, 실란으로 표면처리된 난연제, 안티더스팅 처리된 산화방지제, 및 가교제를 각각 100:(100 내지 200):(2 내지 5):(0.05:1)의 중량비로 포함하는 가교형 난연 에틸렌 공중합체 펠렛; 및 선택적으로 펜텐 단량체, 공중합 단량체 및 비닐실란을 각각 (20 내지 34):(1.2 내지 2):(0.1 내지 1)의 질량비로 포함하는 폴리펜텐 기반 열가소성 탄성체 조성물;을 포함하는 가교형 절연피복용 제2조성물을 호퍼에 투입하여 5 내지 50 kg/시간의 속도로 압출하는 제2단계; 및
    압출되는 피복된 전선을 가교시키는 제3단계;를 포함하는, 수소연료전지를 동력원으로 구비한 운송수단용 경량 케이블의 제조방법으로서,
    상기 제2단계에서 실린더 1은 100 내지 170℃, 실린더 2는 100 내지 190℃, 실린더 3은 105 내지 210℃, 압출헤드는 110 내지 230℃, 압출 다이는 110 내지 235℃로 조절되는 것인, 제조방법.
PCT/KR2022/011194 2021-07-30 2022-07-29 고전압 경량 케이블 소재 및 이의 제조방법 WO2023008951A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0100768 2021-07-30
KR1020210100768A KR102674248B1 (ko) 2021-07-30 2021-07-30 수소상용차에 적용 가능한 고전압 경량 케이블 소재 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023008951A1 true WO2023008951A1 (ko) 2023-02-02

Family

ID=85088043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/011194 WO2023008951A1 (ko) 2021-07-30 2022-07-29 고전압 경량 케이블 소재 및 이의 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102674248B1 (ko)
WO (1) WO2023008951A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100222510A1 (en) * 2008-12-05 2010-09-02 Lanxess Deutschland Gmbh SILANE-GRAFTED-a-OLEFIN-VINYL ACETATE COPOLYMER CONTAINING CROSSLINKABLE SILYL GROUPS, PROCESS FOR THE PREPARATION THEREOF AND USE FOR THE PREPARATION OF INSULATION OR SHEATH MATERIALS FOR CABLES OR LINES
KR101845532B1 (ko) * 2016-11-04 2018-04-04 주식회사 위스컴 옥내 절연전선의 압출피복용 친환경 무독성 난연 실란가교 조성물 및 절연전선의 제조방법
KR20190057228A (ko) * 2016-12-12 2019-05-28 엘에스전선 주식회사 탄소섬유를 이용한 차폐 케이블
KR20200050072A (ko) * 2018-10-31 2020-05-11 에이치디씨현대이피 주식회사 고난연성 고분자 복합 조성물 및 이를 포함하는 고분자 복합 수지
KR20210082317A (ko) * 2019-12-24 2021-07-05 (주)티에스씨 저독성 난연 폴리올레핀계 절연 수지 조성물, 절연전선 및 절연전선의 제조방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101625034B1 (ko) 2015-10-23 2016-05-30 (주)경신전선 전기자동차용 충전 케이블 및 이의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100222510A1 (en) * 2008-12-05 2010-09-02 Lanxess Deutschland Gmbh SILANE-GRAFTED-a-OLEFIN-VINYL ACETATE COPOLYMER CONTAINING CROSSLINKABLE SILYL GROUPS, PROCESS FOR THE PREPARATION THEREOF AND USE FOR THE PREPARATION OF INSULATION OR SHEATH MATERIALS FOR CABLES OR LINES
KR101845532B1 (ko) * 2016-11-04 2018-04-04 주식회사 위스컴 옥내 절연전선의 압출피복용 친환경 무독성 난연 실란가교 조성물 및 절연전선의 제조방법
KR20190057228A (ko) * 2016-12-12 2019-05-28 엘에스전선 주식회사 탄소섬유를 이용한 차폐 케이블
KR20200050072A (ko) * 2018-10-31 2020-05-11 에이치디씨현대이피 주식회사 고난연성 고분자 복합 조성물 및 이를 포함하는 고분자 복합 수지
KR20210082317A (ko) * 2019-12-24 2021-07-05 (주)티에스씨 저독성 난연 폴리올레핀계 절연 수지 조성물, 절연전선 및 절연전선의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230018814A (ko) 2023-02-07
KR102674248B1 (ko) 2024-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101914236B (zh) 一种辐照交联无卤高阻燃电缆料及其制备方法
US6232377B1 (en) Flame retardant composition
WO2010110559A2 (en) Uncrosslinked polyethylene composition for power cable
CN115216082B (zh) 剥离强度改善型半导电屏蔽料、制备方法、制品和电缆
CN112053808A (zh) 一种紫外线交联电缆制造工艺
WO2019050253A1 (ko) 조사가교 epdm 조성물 및 이것에 의해 제조된 케이블
CN111961274A (zh) 一种光伏电缆用绝缘材料及其制备方法
JP2014005373A (ja) 熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた鉄道車両用特別高圧ケーブル
CN114058111A (zh) 一种高柔软、耐油型低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法
CN114085482B (zh) 一种紫外光交联低压乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法
WO2023008951A1 (ko) 고전압 경량 케이블 소재 및 이의 제조방법
WO2023035369A1 (zh) 一种基于高石墨化程度导电炭黑制备高压电缆半导电屏蔽料的方法
CN110607022A (zh) 用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法、电缆外护套和机车电缆
CN110746704A (zh) 一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料及其制备方法
EP2954005A1 (en) Non-crosslinked polyethylene composition for power cable
WO2022250456A1 (ko) 고전압 케이블 소재 및 이의 제조방법
CN113736183B (zh) 一种抗震低烟无卤阻燃电缆护套料及其制备方法和应用
CN110724337B (zh) 一种硅烷交联型阻燃半导电聚烯烃护套材料及其制备方法和应用
CN115895078A (zh) 一种核电缆用辐照交联聚烯烃绝缘料
CN112521675B (zh) 一种绝缘耐寒电缆材料及其制备方法和应用
WO2020213942A1 (ko) 유연성 및 내유성이 우수한 절연 조성물로부터 형성된 절연층을 포함하는 케이블
CN114835977A (zh) 一种三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法
US11594347B2 (en) Composition for coating insulated wire comprising heat dissipation silicone elastomer compound having light shielding layer
KR100830419B1 (ko) 전선하니스성이 우수한 친환경성의 난연성 수지조성물 및관련 전선
CN117143410B (zh) 一种耐热型复合低压电缆及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22849926

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE