HFFR Kabelcompounds

HFFR (Halogene Free, Flame Retardant) Polyolefin-Compounds für Kabelanwendungen

Polyolefine weisen hervorragende Isolationseigenschaften auf, sind aber auch sehr gut brennbar und müssen daher entsprechend flammwidrig ausgerüstet werden. Anfang der 1980er Jahre wurden erste Alternativmaterialien zu den bis dahin praktisch ausschliesslich verwendeten PVC Compounds entwickelt. Diese Entwicklung wurde auch durch die zunehmende Besorgnis der Öffentlichkeit zur Freisetzung von gefährlichen Stoffen im Allgemeinen und bei Bränden im Speziellen angetrieben.

Jüngst sind die verschärften europäischen Bauprodukteverordnungen CPR (Construction Products Regulation) in Kraft getreten. Sie haben das Ziel, das Brandrisiko weiter zu verringern, die Ausbreitung von Bränden zu verzögern, die Rauchgas Bildung zu minimieren und bieten vielfältigen Schutz für Menschen, Sachwerte und die Umwelt. HFFR Kabel Compounds, die mit den Compoundiersystemen der Buss AG hergestellt werden, erfüllen diese europäischen Sicherheitsstandards.

In vielen Fällen sind Flammschutzmittel auf Leichtmetallhydroxid-Basis (ATH, MDH) die beste Wahl, um die genormten Anforderungen an HFFR Kabel Compound-Massen zu erfüllen. Im Verlauf der Jahre kamen weitere Wirkkonzepte und Materialien wie gemahlene Mineralstoffe und auch Nanofüllstoffe hinzu. Aus der ursprünglichen Spezialität mit hohem Preis ist in der Zwischenzeit ein Massenprodukt geworden, das fast auf dem gleichen Preisniveau wie die PVC Compounds liegt.

Typische Anwendungen von HFFR Kabelcompounds

Die oben beschriebenen gesetzlichen Vorschriften verlangen in Europa den Einsatz von HFFR Kabel Compounds in öffentlichen Einrichtungen und Installationen wie Gebäuden, Tunnel und öffentlichen Verkehrsmitteln. Es wird erwartet, dass dies zukünftig auch für Indien, China und den Mittleren Osten gelten wird. Im Anlagen- und Maschinenbau hat sich deren Einsatz bei aufwändigen und sicherheitsrelevanten Einrichtungen wie beispielsweise Kraftwerken, Industrie-, Chemie- und Pharma-Anlagen, Rechenzentren, etc. durchgesetzt, um Risiken und Folgeschäden zu vermindern.

Die anspruchsvollen Flammwidrigkeitseigenschaften von HFFR Kabel Compounds erfordern in der Regel die Zugabe von 50-70 % entsprechenden Zuschlagstoffen. Für einige Anwendungsfälle sind es sogar 80%. Daraus ergeben sich Herausforderungen bezüglich der weiteren physikalischen Eigenschaften, des Compoundierens, der Verarbeitung zum Kabel und der finalen Anwendung. So werden für die Formulierungen PE-Copolymere gewählt, die eine gute Füllstoffaufnahme ermöglichen. Es werden Kopplungs- und teilweise auch Vernetzungssysteme integriert, um mechanische und anwendungsrelevante Eigenschaften zu erreichen. Die BUSS Compounder überwinden diese Herausforderungen auf der Seite des Produktionsprozesses bei der Herstellung von HFFR Kabel Compounds.

Anforderungen an die Aufbereitung

Für den Compoundiervorgang sind hervorragende dispersive und distributive Mischvorgänge bei tiefen Produkttemperaturen die Voraussetzung, um die hohen Anteile an Flammschutzstoffen und die Additive anforderungsgerecht aufzubereiten. Eine Mehrfachaufteilung der Dosierströme, wie auch die Flüssigkeitsinjektion von Reaktanten und Gleitmitteln in definierten Positionen, gehören zum Anforderungsprofil.

Der BUSS Ko-Kneter kann seine spezifischen Fähigkeiten in diesen Anwendungen hervorragend zur Geltung bringen, wie bereits oben erwähnt. Die durch das Wirkprinzip gegebene enorm hohe Anzahl von Mischzyklen bei moderaten und gleichmässigen Schergeschwindigkeiten erlaubt höchste Mischeffizienz und dadurch Produktqualität bei maximalen Durchsätzen. Ein Nebeneffekt der moderaten Schergeschwindigkeit ist der deutlich niedrigere Verschleiss im Vergleich mit alternativen Schneckenmaschinen. Der Prozessraum ist bausteinförmig aufgebaut und wird von den hauseigenen Experten anwendungsspezifisch designt. Er kann jederzeit auf sich verändernde Anforderungen bei der Compoundierung der HFFR Kabel Compounds angepasst werden. Das Positionieren der Flüssig-Einspritzungen an nahezu allen beliebigen Positionen dient als Prozessdesign-Parameter, um die reaktiven Vorgänge gezielt zu beeinflussen. Das Verfahren kann jederzeit durch entsprechende Temperaturmessungen im Prozessraum überwacht werden. Dies erlaubt eine Online-Qualitätssicherung und Regelung.

Mit dem zweistufigen System des BUSS Ko-Kneters werden das Compoundieren und der Druckaufbauschritt konsequent voneinander entkoppelt. So können die Verfahrensschritte unabhängig optimiert werden. Das aufklappbare Gehäuse des BUSS Ko-Kneters bzw. abfahrbare Gehäuse des Austragsextruders sichert einen schnellen Zugang und hohe Verfügbarkeit des Systems.

Der modulare und dadurch anpassbare Aufbau der ganzen Anlage und die breit abgestützte BUSS Verfahrensexpertise machen den BUSS Ko-Kneter zur ersten Wahl für das Compoundieren von Kabelisoliermassen aus HFFR Kabel Compounds und bieten höchste Investitionssicherheit.

Kabelende mit verschiedenen Lagen Isoliermasse aus HFFR Kabel Compounds, die mit der BUSS Compoundier-Technologie produziert wurden.

Typisches Anlagenlayout für das Aufbereiten von HFFR Kabelcompounds

Typischer Anlagenaufbau für die Produktion von HFFR Kabel Compounds

Die BUSS Compoundier-Technologie bietet bei der Aufbereitung von HFFR Kabelcompounds folgende spezifische Vorteile

  • Compoundieren und Druckaufbau in zwei unabhängigen Schritten optimierbar
    Das Mischen im Ko-Kneter erfolgt unabhängig vom Druckaufbau in der nachgeschalteten Austragseinheit, was ein individuelles Optimieren der beiden Prozess-Schritte erlaubt. Dies erlaubt ein Aufbereiten bei niedrigem Druck und tiefen Temperaturen sowie eine optimale Granulierung, während die Temperaturkontrolle jederzeit gewährleistet bleibt.

  • Gleichförmige, moderate Scherraten
    Gleichförmige Scherraten ermöglichen ein kontrolliertes Mischen bei tieferen Temperaturen, während nur die erforderliche Scherenergie für die anliegende Verfahrensaufgabe eingeleitet wird. Die enge Scherratenverteilung, im Vergleich zu alternativen Systemen, gewährleistet gleichförmige Scherverläufe für jedes einzelne Partikel. Dies führt zu einer hochwertigen Aufbereitung bei geringerer Energieeinleitung.

  • Hohe Füllgrade erzielbar
    Die BUSS Technologie erlaubt Füllstoffanteile von bis zu 90%, durch das Aufteilen auf 2-3 Zuführpositionen, nutzen von Einspeiseorganen wie Seitenzuführschnecken, gravimetrischer Zuführung von Füllstoffen, Rückwärtsentlüftung und einer hervorragenden Fördereffizienz. Die moderaten Scherraten des Ko-Kneters erlauben eine mühelose Handhabung der hohen Viskositäten, die bei hohen Füllstoffgraden entstehen.

  • Intensives Mischen bei tiefem spezifischem Energieeintrag
    Mehrflügelige BUSS Compounder der neusten Generation erzielen ein höhere Mischwirkung bei einem um insgesamt 15–40 % niedrigeren spezifischen Energieeintrag. Dies liegt an einer höheren Zahl an Mischzyklen, die optimal auf die jeweiligen Prozesszone abgestimmt ist. Die zum Aufschmelzen erforderliche Energie wird nahezu ausschließlich mechanisch (dissipativ) als Scherenergie eingeleitet.

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

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  • COMPEO
  • Buss Kneader technology
  • Buss Kneader Technology for Cable Compounds