Blaue Kabelenden mit Isolierung aus silanvernetzten Kabelcompounds, die mit einem BUSS Compounder produziert worden sind
Anwendung

Silan-vernetzte Kabelcompounds (Sioplas®-Verfahren)

Silan-vernetzte PE-Compounds haben sich weltweit als kostengünstigste Materialien erwiesen

Polyethylene (PE) weisen hervorragende Isolationseigenschaften auf. Ein temporärer Temperaturanstieg, z.B. durch eine Lastspitze in der Anwendung als Kabelisolation, kann jedoch zu einem kompletten Funktionsausfall führen: Die relativ tiefen Erweichungs- bzw. Schmelzbereiche führen zu einem thermo-mechanischen Versagen oder sogar Abtropfen der Isolation.

Durch eine Vernetzung des Polyethylens (PEX steht für cross-linked PE) kann aus dem thermoplastischen Werkstoff ein duroplastischer gemacht werden. Dieser kann bei deutlich höheren Betriebstemperaturen eingesetzt werden, hat bessere mechanische Eigenschaften, ist beständiger gegen organische Flüssigkeiten und erlaubt oft dünnere Wandstärken.

Es werden verschiedene Vernetzungsmethoden eingesetzt. Die silanvernetzenden Kabel Compounds werden auch als PEX-b oder Sioplas® bezeichnet.

Typische Anwendungsbereiche

Kabelstück mit Isolationsmasse aus halbleitenden Kabelcompounds
Kabelende mit verschiedenen Schichten an Kabelisolation
Weiße Rohmasse aus silanvernetzten Kabelcompounds hergestellt mit der BUSS Compoundier-Technologie

Der XLPE Sioplas®-Prozess wurde im Jahre 1968 von Midland Silicones (heute Dow) entwickelt. In einem zweistufigen Verfahren wird in einem ersten Prozessschritt eine mit Peroxid aktivierte Pfropfung des Vinylsilans auf die Polymerketten realisiert. Im zweiten Schritt wird das gepfropfte Compound zusammen mit einem Katalysator-Masterbatch auf konventionellen Extrudern zum Kabel extrudiert.

Der Vernetzungsvorgang geschieht offline in einer Wasser- oder Dampfumgebung. Seit der Verfahrensentwicklung werden für den ersten Schritt und die Herstellung des Katalysator-Masterbatches BUSS Ko-Kneter eingesetzt.

Für den Einsatz in Kabelisolations-Anwendungen bis zu Spannungen von 10 kV haben sich silanvernetzte Kabel Compounds auf PE Basis global als die wirtschaftlichsten erwiesen und werden in großen Mengen hergestellt.

Mehr Einblicke in unsere Möglichkeiten für Kabelanwendungen

Vorteile

BUSS Compoundiersysteme für silanvernetzte Kabelcompounds (Sioplas®-Verfahren) bieten folgende spezifische Vorteile

Der BUSS Ko-Kneter gewährleistet ein intensives verteilendes Mischen, da die Überlagerung von Rotation und Axialbewegung der Misch- und Knetschnecke Dehnströmungen bewirkt sowie eine große Anzahl an Scheroberflächen und dabei ein kanalübergreifendes Mischen erzeugt.

Thermofühlerbolzen, die an jeder Position entlang des Verfahrensteils montiert werden können, ermöglichen eine optimale Temperaturkontrolle, indem die Temperaturgrenzen des jeweiligen Compounds präzise überwacht werden können. Eine hohe Genauigkeit wird dadurch sichergestellt, dass die Thermofühlerbolzen permanent von geschmolzenem Compound umgeben sind und der Einfluss der Gehäusetemperierung praktisch vernachlässigt werden kann. Dies ist ein wichtiger Bestandteil einer Online-Qualitätskontrolle.

Einspritzbolzen, die im BUSS Ko-Kneter an jeder Position entlang des Verfahrensteils montiert werden können, ermöglichen das Einspritzen von Flüssigkomponenten direkt in das geschmolzene Polymer an der für das Verfahren optimalen Stelle. Der Mischvorgang beginnt unmittelbar, ohne Verschmierung an der Gehäusewand, und ermöglicht eine Einmischung auf kürzester Verfahrenslänge.

Auf den mehrflügeligen BUSS Ko-Knetern wird eine hohe Zahl an Mischzyklen erzielt. Die neuen, einzigartigen Schneckengeometrien ermöglichen eine maximale Teilung und Neufaltung der Compounds, mit zahllosen Umschichtungen und hervorragendem Mischen über eine sehr kurze Verfahrenslänge.

Der BUSS Ko-Kneter erlaubt eine präzise Temperaturführung aufgrund einer kontrollierten Energieeinleitung und gleichförmigen, moderaten Scherraten, sowie deren Temperaturüberwachung durch Thermoelemente. Diese sind in von Polymer umgebenen, hohlgebohrten Knetbolzen an relevanten Positionen entlang des Verfahrensteils montiert.

Anforderungen an die Compoundierung

nach dem Sioplas®-Verfahren

Das Verfahren der Pfropfung erfordert eine gezielte Prozessführung hinsichtlich Temperaturprofil und der Verweilzeit. Die flüssige Silan-Peroxid-Mischung wird mittels einer gravimetrischen Membran- oder Kolbendosierpumpe in die Polymerschmelze dosiert und intensiv distributiv vermischt. Die Silan-Moleküle werden über eine radikalische Pfropfung mit den Polymerketten verbunden. Dieser Vorgang erfordert einen bestimmten zeitlichen Ablauf bei entsprechenden Temperaturen.

In diesem reaktiven Compoundierprozess sind die folgenden Eigenschaften des BUSS Ko-Kneter innerhalb der Compoundieranlage zur Produktion von silanvernetzenden Kabel Compounds von zentraler Bedeutung: Die Silan-Peroxid-Mischung kann an der verfahrenstechnisch optimalen Position direkt in den Schmelzepool eingespritzt werden. Die unmittelbar einsetzende distributive Verteilung erlaubt eine hohe und gleichmäßige Pfropfungsausbeute und minimierte Scorching-Effekte im Vergleich mit alternativen Systemen.

Das Silanvernetzungsverfahren kann jederzeit durch Compound-Temperaturmessungen im Prozessraum überwacht werden. Dies erlaubt eine Online-Qualitätssicherung und Regelung.

Der Druckaufbauschritt wird mit einer Vordruck-geregelten Schmelzepumpe umgesetzt, die eine Unterwassergranulierung für die Formgebung speist. So können diese unabhängig optimiert werden. Das aufklappbare Gehäuse des BUSS Ko-Kneters sichert einen schnellen Zugang und hohe Verfügbarkeit des Systems. All diese Kompetenzen zusammen sind das Plus der BUSS Compoundier-Technologie im Produktionsverfahren von silanvernetzenden Kabel Compounds.

Der modulare und dadurch anpassbare Aufbau der ganzen Compoundieranlage und die breit abgestützte BUSS Verfahrensexpertise machen den BUSS Ko-Kneter seit der Entwicklung des Verfahrens zur ersten Wahl für das Compoundieren von silanvernetzten Kabel Compounds für Kabelisolation und bieten höchste Investitionssicherheit.

Typisches Anlagenlayout

Typisches Anlagenlayout für die Compoundierung von silanvernetzten Kabelcompounds

COMPEO Compounder Setup für die Herstellung von silanvernetzten Kabelcompounds

Sehen Sie sich unser typisches Anlagenlayout für silanvernetzte Kabelcompounds in unserem COMPEO Showroom an.

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BUSS Ko-Kneter

auf der ganzen Welt

Unsere patentierten Ko-Kneter sind heute weltweit vertreten und unterstützen unsere Kunden in der Produktion von Kunststoffen. Mit Hilfe der BUSS Compoundieranlagen können unsere Kunden alle anspruchsvollen Anforderungen der Herstellung von silanvernetzten Kabel-Compounds bewältigen.

Weltkarte mit Übersicht über Ko-Kneter, die in der Kabelcompoundierung im Einsatz sind

Anzahl der eingesetzten Ko-Kneter in der Herstellung von Kabelcompounds

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COMPEO Baureihe

Wir präsentieren: COMPEO, der hochmoderne Compounder, der mehr Vielseitigkeit in seiner Anwendung, höhere Flexibilität in der Verfahrenstechnik und einen gesteigerten Mehrwert bei der Compoundproduktion bietet.

XLPE Isolierung

Die peroxidisch vernetzten Kabelcompounds werden auch als PEX-a bezeichnet. Das Verfahren wurde in den 60erJahren patentiert und wird seither in der Kabelindustrie eingesetzt.

PVC Kabelcompounds

In der Herstellung von Kabelisolierungen mit BUSS Compoundieranlagen werden je nach Anforderungsprofil unterschiedliche Kunststoffe verwendet. Dazu gehören Polyolefine, TPE, PPE, EEFE, PVA und natürlich Weich-PVC Kabel Compounds.