使用 BUSS 混炼机生产的硅烷交联电缆料绝缘的蓝色电缆端头。
应用

硅烷交联电缆料(Sioplas®工艺)

硅烷交联聚乙烯复合材料已被证明是全球最具成本效益的材料。

聚乙烯(PE)具有优异的绝缘性能。然而,在用作电缆绝缘时,因负载峰值导致的短暂温度升高可能引发完全功能失效:其相对较低的软化或熔融温度范围会导致热机械失效,甚至绝缘层滴落。

通过聚乙烯的交联(PEX 代表交联聚乙烯),可将热塑性材料转变为热固性材料。这种材料可在显著更高的运行温度下使用,具有更优的机械性能,对有机液体具有更强的耐受性,且通常允许更薄的壁厚。

目前采用多种交联方法。硅烷交联电缆料也被称为 PEX-b 或 Sioplas®。

典型应用领域

XLPE Sioplas® 工艺于 1968 年由 Midland Silicones(现为 Dow)开发。在两步法中,第一步通过过氧化物活化的乙烯基硅烷接枝到聚合物链上。第二步,将接枝后的复合材料与催化剂色母粒一起在传统挤出机上挤出成电缆。

交联过程离线在水或蒸汽环境中进行。自该工艺开发以来,第一步和催化剂色母粒的生产均使用 BUSS 混炼机。

对于电压高达 10 kV 的电缆绝缘应用,基于 PE 的硅烷交联电缆料已被证明是全球最具经济性的方案,并已实现大规模生产。

深入了解我们在电缆应用方面的可能性

优势

BUSS 硅烷交联电缆料(Sioplas®工艺)混炼系统具有以下特定优势:

BUSS 混炼机通过混合与捏合螺杆的旋转与轴向运动的叠加,产生拉伸流动,同时提供大量剪切表面,并实现跨通道混合,从而确保强烈的分布混合效果。

可沿工艺段任意位置安装的温度传感器销钉,通过精确监控各复合材料的温度极限实现最佳温度控制。由于温度传感器销钉始终被熔融复合材料包围,且机筒温度控制的影响几乎可忽略不计,从而确保了高精度。这是在线质量控制的重要组成部分。

在BUSS混炼机中,可沿工艺段任意位置安装的注料销钉,能够将液态组分直接注入熔融聚合物中,且注入位置可根据工艺需求优化选择。混合过程即刻开始,不会在机筒壁产生拖尾现象,并能在最短工艺长度内完成混合。

在多叶片BUSS混炼机上可实现大量混合循环。新型独特的螺杆几何结构能够实现复合材料的最大程度分割与重新折叠,通过无数次的物料重组和极短工艺段内的卓越混合效果。

BUSS 混炼机凭借可控的能量输入、均匀适中的剪切速率以及通过热电偶进行的温度监控,实现了精确的温度控制。这些热电偶安装在沿工艺段相关位置、被聚合物包围的中空捏合销钉中。

对混炼工艺的要求——基于Sioplas®工艺

接枝工艺需要针对温度曲线和停留时间进行精确的过程控制。液态硅烷-过氧化物混合物通过重力式隔膜或柱塞计量泵注入聚合物熔体中,并进行强烈的分散混合。硅烷分子通过自由基接枝与聚合物链结合。此过程需要在相应温度下按特定时间顺序进行。

在此反应性混炼过程中,用于生产硅烷交联电缆料的混炼系统中的BUSS混炼机具有以下核心特性:硅烷-过氧化物混合物可在工艺最优位置直接注入熔体池中。立即开始的分散混合可实现高且均匀的接枝产率,并与替代系统相比,将焦烧效应降至最低。

硅烷交联工艺可随时通过工艺区内的复合材料温度测量进行监控。这实现了在线质量保证和控制。

典型的设备布局

硅烷交联电缆料混炼的典型设备布局

压力建立步骤通过一台配备预压控制的熔体泵实现,该泵为水下造粒系统提供成型所需的物料,从而可对两者进行独立优化。BUSS 混炼机的可开启式机壳确保了快速检修通道和系统的高可用性。所有这些技术优势共同构成了 BUSS 混炼技术在硅烷交联电缆料生产工艺中的核心价值。

整个混炼系统的模块化及可定制化结构,加上 BUSS 广泛积累的工艺专长,使 BUSS 混炼机自该工艺开发以来便成为生产用于电缆绝缘的硅烷交联电缆料的首选设备,并提供了最高的投资安全性。

COMPEO 混炼机配置用于生产硅烷交联电缆料

请在我们的 COMPEO 展厅中查看我们用于硅烷交联电缆料的典型设备布局。

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布斯混炼机全球应用

我们获得专利的混炼机如今遍布全球,支持客户进行塑料生产。借助BUSS混炼系统,我们的客户能够满足硅烷交联电缆料生产中的所有严苛要求。

全球混炼机在电缆料生产中的应用分布图

电缆料生产中使用的混炼机数量

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