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알파-기핵제 함유 전력케이블 절연용 PP

전문가 제언: ○ 이 발명은 전력케이블 절연체로 사용되고 있는 열경화성 XLPE(가교폴리에틸렌)의 대체품인 열가소성 PP 공중합체 개발에 관한 것이다. 즉 ①소량의 에틸렌과 프로필렌의 공중합체 또는 둘 이상의 프로필렌 공중합체의 블렌드로 구성되는 기질(matrix), ②기질 내 분산된 EPR 고무, ③비닐화합물 유래 모노머의 중합체인 고분자 알파-기핵제의 세 성분으로 구성되는 이종상(heterophase) 고분자조성에 관한 것이다. 이들 세 중합체의 다모드 연속중합에 의한 상기 조성의 제법도 주장되고 있는데 Ziegler-Natta 촉매나 메탈로센 촉매와 같은 단일사이트 촉매의 개질결과이다.

○ 전력케이블의 절연체로는 지금까지 전기적 특성, 내열성 그리고 가공성이 우수한 XLPE가 500kV의 고전압까지 널리 사용되고 있다. 그러나 XLPE는 PE의 가교를 위한 설비투자비가 크고 압출/가교 연속작업의 낮은 생산성 그리고 수명 종료 후 재생이 어려워 폐기처분에 따른 환경 문제가 있다. 이에 열경화성 XLPE의 열가소성 재료로의 대체가 요구되어 왔다.

○ 열가소성 재료의 첫째 후보는 내열성 및 기계적 특성이 우수한 폴리프로필렌(PP)이다. 그러나 PP는 저온충격성이 부족하고 강성이 너무 크며 구리에 의한 열화 등의 문제가 있었다. 세계적으로 지금까지 Borealis사 계열의 5건 이상이 포함된 11건 이상의 특허가 전력케이블 절연용 PP로 출원되어 뜨거운 연구열을 보였다. 국내 LS전선은 2010년 중간전압 절연용 PP개발을 발표하였다. 2004년 입체규칙성 신디오택틱 PP의 유연성과 초저밀도 PE 블렌드에 의한 저온충격성 개선 그리고 우수한 임펄스 파괴특성의 보고는 전력케이블 절연용 PP 연구의 일부에 불과하다.

○ 전력케이블의 XLPE 절연체는 직류 고압케이블에서 가교 부산물에 의한 공간전하가 발생/축적되어 절연특성을 해치므로 해저케이블 등에 사용이 어려웠다. 풍력발전 송전에 대규모 직류 고압케이블 수요가 발생하고 있는 시기에 이 발명은 장기신뢰성 시험에 합격되면 원료공급이 가능하므로 전 세계 산업계에 큰 도움을 줄 것이다. 수요가 적어 케이블 전용라인 구축이 어려운 국내 유화산업계에도 자극을 줄 것이다.

저자: Borealis AG
자료유형: 특허정보