具体技术细节
[0010] 本发明的目的在于,提供一种能够同时防止因空间电荷(space charge)积累而产生的体积电阻和直流绝缘强度的降低以及绝缘击穿强度的降低的绝缘组合物及具有由该绝缘组合物形成的绝缘层的直流电力电缆。
[0011] 此外,本发明的目的在于,提供一种未降低绝缘层等的挤出性的绝缘组合物及具有由该绝缘组合物形成的绝缘层的直流电力电缆。
[0012] 为了解决所述课题,本发明提供一种绝缘组合物,作为绝缘组合物包含基础树脂和包含于所述基础树脂内的无机纳米粒子,在由所述绝缘组合物形成的绝缘试片的任意断裂面包含于横向1mm和竖向1mm的正方形单位面积内,且换算直径为1μm以上的无机纳米粒2
子的密度为1至300个/mm ,在所述任意断裂面,由以下公式1定义的分散度(D0.1)为0.01至
0.2。
[0013] [公式1]
[0014]
[0015] 在所述公式1中,
[0016] μ是无机纳米粒子的平均面积,
[0017] σ是无机纳米粒子的平均面积的标准偏差。
[0018] 其中,提供一种绝缘组合物,以所述绝缘组合物的总重量为基准,所述无机纳米粒子的含量为0.1至5重量%。
[0019] 并且,提供一种绝缘组合物,其特征在于,由所述绝缘组合物形成的绝缘试片的通过以下公式2来定义的电场增强因子(Field Enhancement Factor;FEF)为150%以下。
[0020] [公式2]
[0021] FEF=(在绝缘试片增加到最大的电场/施加于绝缘试片的电场)×100
[0022] 在所述公式2中,
[0023] 施加于绝缘试片的电场作为DC电场,例如,电场强度为50kV/mm,
[0024] 在绝缘试片增加到最大的电场是在施加一小时DC电场的过程中,相对施加的电场,增加的电场值中的最大值。
[0025] 另外,提供一种绝缘组合物,其特征在于,所述无机纳米粒子包含选自于由氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、炭黑、碳纳米管、石墨烯以及碳化硅(SiC)组成的组中的一种以上。
[0026] 其中,提供一种绝缘组合物,其特征在于,所述无机纳米粒子的大小为1至100nm,并且形状为立方体(cubic)形状。
[0027] 并且,提供一种绝缘组合物,其特征在于,所述无机纳米粒子的表面被表面改性为疏水性。
[0028] 此外,提供一种绝缘组合物,其特征在于,所述基础树脂是烯烃均聚物或共聚物树脂。
[0029] 其中,提供一种绝缘组合物,其特征在于,所述基础树脂包含低密度聚乙烯树脂。
[0030] 并且,提供一种绝缘组合物,其特征在于,以所述绝缘组合物的总重量为基准,附加地包含0.5至2重量%的交联剂、0.1至1重量%的抗氧化剂以及0.1至1重量%的焦化(scorch)抑制剂。
[0031] 另外,提供一种电力电缆,所述电力电缆包括:导体;包裹所述导体的内部半导电层;绝缘层,包裹所述内部半导电层,且由第一项或第二项的绝缘组合物形成;包裹所述绝缘层的外部半导电层;以及包裹所述外部半导电层的护套层。
[0032] 其中,提供一种电力电缆,其特征在于,所述内部半导电层或所述外部半导电层包含炭黑,并且,以基础树脂100重量份为基准,附加地包含0.3至5重量份的成核剂,所述成核剂包含甘油脂肪酸酯或十癸烯脂肪酸酯,或者包含两种全部。
[0033] 并且,提供一种电力电缆,以基础树脂100重量份为基准,所述内部半导电层或所述外部半导电层作为焦化抑制剂附加地包含0.1至1重量份的α-甲基苯乙烯二聚体(AMSD)。
[0034] 本发明的绝缘组合物通过精确地控制无机粒子的分散度来减少绝缘层内的空间电荷,从而增大由此形成的绝缘层的体积电阻和直流绝缘强度,且增大绝缘击穿强度,由此,表现出能够延长电缆的寿命的优异效果。
[0035] 并且,本发明的绝缘组合物通过精确地控制无机粒子的分散度来表现出能够提高绝缘层等的挤出性的优异效果。
法律保护范围
涉及权利要求数量12:其中独权3项,从权-3项
1.一种绝缘组合物,其中,
包含:
基础树脂;以及
无机纳米粒子,包含于所述基础树脂内,
在由所述绝缘组合物形成的绝缘试片的任意断裂面中,在横向1mm和竖向1mm的正方形单位面积内包含的且换算直径为1μm以上的无机纳米粒子的密度为1至300个/mm2,在所述任意断裂面中,由以下公式1定义的分散度(D0.1)为0.01至0.2,
公式1
在所述公式1中,
μ是无机纳米粒子的平均面积,
σ是无机纳米粒子的平均面积的标准偏差。
2.根据权利要求1所述的绝缘组合物,其特征在于,
以所述绝缘组合物的总重量为基准,所述无机纳米粒子的含量为0.1至5重量%。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘组合物,其特征在于,
由所述绝缘组合物形成的绝缘试片的通过以下公式2来定义的电场增强因子为150%以下,
公式2
电场增强因子=(在绝缘试片增加到最大的电场/施加于绝缘试片的电场)×100在所述公式2中,
施加于绝缘试片的电场作为DC电场,电场强度为50kV/mm,
在绝缘试片增加到最大的电场是在施加一小时DC电场的过程中,相对施加的电场,增加的电场值中的最大值。
4.根据权利要求1或2所述的绝缘组合物,其特征在于,
所述无机纳米粒子包含选自于由氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)、炭黑、碳纳米管、石墨烯以及碳化硅(SiC)组成的组中的一种以上。
5.根据权利要求4所述的绝缘组合物,其特征在于,
所述无机纳米粒子的大小为1至100nm,形状为立方体。
6.根据权利要求5所述的绝缘组合物,其特征在于,
所述无机纳米粒子的表面被表面改性为疏水性。
7.根据权利要1或2所述的绝缘组合物,其特征在于,
所述基础树脂是烯烃均聚物或共聚物树脂。
8.根据权利要求7所述的绝缘组合物,其特征在于,
所述基础树脂包含低密度聚乙烯树脂。
9.根据权利要求1或2所述的绝缘组合物,其特征在于,
以所述绝缘组合物的总重量为基准,还包含0.5至2重量%的交联剂、0.1至1重量%的抗氧化剂以及0.1至1重量%的焦化抑制剂。
10.一种电力电缆,其中
包括:
导体;
内部半导电层,包裹所述导体;
绝缘层,包裹所述内部半导电层,且由权利要求1或2所述的绝缘组合物形成;
外部半导电层,包裹所述绝缘层;以及
护套层,包裹所述外部半导电层。
11.根据权利要求10所述的电力电缆,其特征在于,
所述内部半导电层或所述外部半导电层包含炭黑,并且,以基础树脂100重量份为基准,还包含0.3至5重量份的成核剂,所述成核剂包含甘油脂肪酸酯或十癸烯脂肪酸酯或者包含甘油脂肪酸酯和十癸烯脂肪酸酯全部。
12.根据权利要求10所述的电力电缆,其特征在于,
以基础树脂100重量份为基准,所述内部半导电层或所述外部半导电层还包括作为焦化抑制剂的0.1至1重量份的α-甲基苯乙烯二聚体(AMSD)。