高分子量抗氧化剂的定量分析方法技术

本发明专利技术涉及一种分析电缆用半导体材料中含有的抗氧化剂含量的方法，所述抗氧化剂包括胺类抗氧化剂。所述方法可以通过气相色谱(GC)/火焰离子化检测器(FID)提供通过与实际使用量相比而得到的准确的定量分析值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高分子量抗氧化剂的定量分析方法
本申请要求于2017年9月12日提交的韩国专利申请No.10-2017-0116612的优先权的权益，该申请的全部公开内容通过引用并入本说明书中。本专利技术涉及一种高分子量抗氧化剂的定量分析方法，更具体地，涉及一种电缆用半导体材料中含有的抗氧化剂的含量的分析方法，其中，所述抗氧化剂是胺类抗氧化剂。
技术介绍
用于超高压绝缘电力电缆或在电力设备中使用的电力电缆的半导体产品基于聚合物材料。用于电力电缆和电力设备的半导体产品由于它们的使用特性而应当具有优异的导电性，并且不应当降低它们的电性能或机械性能，并且即使在长期使用后也不应当引起劣化。电缆用半导体产品由半导体组合物制备，所述半导体组合物通过将乙烯类共聚物树脂，特别是乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)树脂、乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)树脂或乙烯-丙烯酸丁酯(EBA)树脂(单独使用或组合使用作为基体树脂)与炭黑、抗氧化剂、交联剂、交联助剂、加工润滑剂等混合来制备。如果半导体产品没有保持在特定的储存条件下，则由于温度、光和过渡金属的影响，它们经历逐渐氧化过程。这种氧化通常导致聚合物材料的老化。通过添加抗氧化剂可以显著降低聚合物材料的老化。经常使用NaugardSuperQ作为抗氧化剂来提高电缆用半导体产品的电性能。NaugardSuperQ(聚合的1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉)是分子量为874的胺类抗氧化剂，并且具有下面的化学式：它是在LDPE(低密度聚乙烯)、LLDPE(线性低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)和乙烯-丙烯共聚物的多种应用领域中有效长久的热稳定剂。它用于填充有炭黑的体系，如电线和电缆。因此，需要建立NaugardSuperQ的定量分析方法。由于NaugardSuperQ具有聚合物形式，因此，它在通过色谱法的定量分析中不作为单一组分检测出。这引起分析困难，因此，为了解决该问题，必须建立一种分析方法。本专利技术人开发了一种通过用丙酮溶剂萃取半导体产品，然后通过气相色谱(GC)/火焰离子化检测器(FID)分析它们来定量分析电缆用半导体产品中含有的NaugardSuperQ的含量的方法。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供一种准确分析添加到电缆用半导体产品中的抗氧化剂，具体地，NaugardSuperQ的含量的方法。技术方案NaugardSuperQ具有聚合物形式，已经发现它在用气相色谱(GC)/质谱(MS)的定量分析中不作为单一组分而是作为多个峰检测到。在用气相色谱(GC)的分析中也检测到相同的峰。可以基于对应于NaugardSuperQ的构成单体的二聚体(具有与其键合的甲基的单体的二聚体形式)的362的分子量(MW)的峰来定量。为了实现上述目的，本专利技术提供一种通过GC/FID定量分析含有NaugardSuperQ作为抗氧化剂的电缆用半导体材料的方法。具体地，本专利技术提供一种定量分析电缆用半导体材料中的高分子量抗氧化剂的方法，该方法包括以下步骤：对包含基体树脂、高分子量抗氧化剂、炭黑和交联剂的电缆用半导体材料称重，将所述材料溶解在丙酮溶剂中，加热该溶液，将所述溶液萃取过夜，将所述溶液冷却至室温，过滤，通过GC/FID分析滤液，并且使用下面的等式1计算抗氧化剂的含量：[等式1]高分子量抗氧化剂的含量(ppm,μg/g)＝{(Ccal/W样品)×V样品}其中，Ccal表示使用校准曲线确定的高分子量抗氧化剂的浓度(ppm,μg/ml)；W样品表示电缆用半导体样品的重量(g)；V样品表示丙酮溶剂的体积(ml)。在一个实施方案中，所述基体树脂包括乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)树脂。在XLPE电缆(交联聚乙烯绝缘电缆)用半导体材料的情况下，使用EVA、EEA或EBA树脂作为基体树脂，并且考虑到性能和加工性能，可以在其中混合LD或LLD蜡。在一个实施方案中，基于电缆用半导体材料的重量，基体树脂可以以50重量％至60重量％的量使用。如果树脂含量低于所述下限，则意味着炭黑的量相对增加。在这种情况下，半导体树脂的电阻值变得更高。通常，将半导体材料的电阻值控制为不大于特定值(例如，将其控制为在90℃下不大于1000Ω·cm)。如果半导体材料的电阻值增加，则通常发生诸如处理负荷增加的加工性问题。另一方面，如果树脂的含量高于所述上限，则意味着炭黑的量相对减少。这会引起半导体产品的机械性能降低和生产率降低。此外，由于炭黑的量减少，因此，电松弛(electricrelaxation)的作用会减小。因此，炭黑与基体树脂的比例可以是影响半导体产品的加工性能、电特性、外观和生产率的因素。在一个实施方案中，所述抗氧化剂包括作为胺类抗氧化剂的NaugardSuperQ。在一个实施方案中，所述抗氧化剂是可计量的单体的二聚体形式。在一个实施方案中，所述电缆用半导体材料可以包含50重量％至60重量％的基体树脂、0.1重量％至1重量％的抗氧化剂、33重量％至40重量％的炭黑和0.3重量％至2重量％的交联剂。在另一实施方案中，除了上述成分之外，所述电缆用半导体材料还可以包含添加剂如交联助剂和加工助剂。在一个实施方案中，可以将所述电缆用半导体材料与丙酮的溶液加热到50℃至60℃。在一个实施方案中，在电特性方面，所述电缆用半导体材料在室温和高温(100℃)下的电阻率为500Ω·cm至1000Ω·cm。在一个实施方案中，可以使用乙炔黑或炉黑作为炭黑。炭黑的含量范围为33重量％至40重量％，使得加工性能和机械强度不降低。在一个实施方案中，交联剂可以是选自过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化叔丁基异丙苯(PBP)、二叔丁基过氧二异丙基苯和1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己醇中的至少一种。在另一实施方案中，可以使用三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)作为交联助剂。在一个实施方案中，所述电缆用半导体材料还可以包含交联助剂，如乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。在一个实施方案中，所述电缆用半导体材料中的抗氧化剂的定量分析值相对于实际使用量可以为80％以上。在一个实施方案中，对用于GC/FID分析的装置没有特别地限制，只要它在本领域中常用即可。例如，可以使用AgilentTechnologies(USA)的Agilent5890BGC系统。有益效果根据本专利技术的定量分析方法，可以通过将含有高分子量抗氧化剂的电缆用半导体材料溶解在丙酮溶剂中并且通过GC/FID分析来定量分析高分子量抗氧化剂的含量。附图说明图1示出，可以基于对应于NaugardSuperQ的构成单体的二聚体(具有与其键合的甲基的单体的二聚体形式)的362(②M.W.峰)的分子量(MW)的峰来进行定量；图2示出了NaugardSuperQ标准品和根据本专利技术的一个实施方案的电缆用半导体材料中的NaugardSuperQ的GC/FID色谱图；图3示出了用NaugardSuperQ标准品的浓度和NaugardSuperQ的GC/FID色谱图的峰面积绘制的校准曲线；图4示出了NaugardSuperQ标准品和实施例1至实施例5中的各个NaugardSuperQ的GC/FID色谱图。具体实施方式下文中，将更详细地描述本专利技术。本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应理解为局限于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定量分析电缆用半导体材料中的抗氧化剂的方法，该方法包括以下步骤：对包含基体树脂、高分子量抗氧化剂、炭黑和交联剂的电缆用半导体材料称重，将所述材料溶解在丙酮溶剂中，加热该溶液，将所述溶液萃取过夜，将所述溶液冷却至室温，过滤，通过气相色谱(GC)/火焰离子化检测器(FID)分析滤液，并且使用下面的等式1计算所述抗氧化剂的含量：[等式1]高分子量抗氧化剂的含量(ppm,μg/g)＝{(Ccal/W样品)×V样品}其中，Ccal表示使用校准曲线确定的高分子量抗氧化剂的浓度(ppm,μg/ml)；W样品表示电缆用半导体样品的重量(g)；V样品表示所述丙酮溶剂的体积(ml)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.09.12 KR 10-2017-01166121.一种定量分析电缆用半导体材料中的抗氧化剂的方法，该方法包括以下步骤：对包含基体树脂、高分子量抗氧化剂、炭黑和交联剂的电缆用半导体材料称重，将所述材料溶解在丙酮溶剂中，加热该溶液，将所述溶液萃取过夜，将所述溶液冷却至室温，过滤，通过气相色谱(GC)/火焰离子化检测器(FID)分析滤液，并且使用下面的等式1计算所述抗氧化剂的含量：[等式1]高分子量抗氧化剂的含量(ppm,μg/g)＝{(Ccal/W样品)×V样品}其中，Ccal表示使用校准曲线确定的高分子量抗氧化剂的浓度(ppm,μg/ml)；W样品表示电缆用半导体样品的重量(g)；V样品表示所述丙酮溶剂的体积(ml)。2.根据权利要求1所述的定量分析电缆用半导体材料中的抗氧化剂的方法，其中，所述电缆用半导体材料包含50重量％至60重量％的所述基体树脂、0.1重量％至1重量％的所述抗氧化剂、33重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：南文子，金炳贤，李忞钉，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR