化学交联电缆料混炼

聚乙烯(PE)具有极佳的绝缘性能。但由于峰值负载造成的临时温升可能导致 PE 电缆绝缘层被完全击穿。相对较低的软化点或熔点可导致热机械故障甚至绝缘层的熔融滴落。交联聚乙烯(PEX)比热塑性塑料更具热固性。因此可在更高的工作温度下使用,其机械强度更高,更耐有机液体,且壁厚更小。目前工业领域有多种交联法。

典型应用

自上世纪60年代获得专利以来,化学交联电缆料(PEX-a)便一直用于电缆工业。首先将基础聚合物、过氧化物和添加剂在低于130℃的温度下进行强烈混合。 之后,在加压的高温 CV(连续硫化)生产线上直接进行交联加工。由于该技术相对复杂,最早用于重型电缆。随着抗水树配方和工艺的发展,化学交联 XLPE 越来越多地用于中压(MV)和高压(HV)交流电缆绝缘,而对于高压直流电缆,它们则是最佳的绝缘材料。城市供电中的地下电力电缆正在取代架空线。该绝缘材料还常用于连接海上风电场和电网的电缆,以及海底电缆。这些是全球大趋势市场,因此具有高产量和高增长率的特点。布斯化学交联电缆料混炼系统是生产这种电缆绝缘基料的完美之选。

化学交联电缆料混炼

针对这些应用的配方组分必须在严格控制的温度下进行强烈混合,并确保高的产品纯度。对于中压应用,将液体过氧化物直接注入熔体池中并在低温下强烈混合。之后混合物将熔融过滤并造粒。对于高压应用,混炼生产线按照确保最高产品纯度来设计和操作。基础聚合物进行预过滤,从内部和外部消除污染源,确保在洁净室内条件下生产。

布斯混炼机混炼系统具备以下特点。过氧化物直接注入加工段,并在之后通过强烈混合实现最佳分布。均匀适中的剪切率确保该过程在低温下进行,尽量避免聚合物的分解。布斯混炼机和出料挤出机的双阶式布置确保高品质的熔体过滤和造粒过程,以及高效的设备启动和操作。

作为该行业的标杆,所有混炼生产线的成功运行体现了布斯在工艺技术、设备工程和设计等方面专业知识的完美融合。

直观展示化学交联电缆料混炼技术生产的电缆绝缘层的电缆横截面

化学交联电缆料混炼系统典型设备布局

化学交联电缆料混炼系统典型设备布局

布斯化学交联电缆料混炼系统具有以下优势

  • 温度范围窄
    由于整个螺杆长度内具有一致且适中的剪切率,布斯混炼机可维持更窄的温度范围。因此,消除了其他混炼系统的过高温度峰值。在整个加工长度内实现精确的温度控制。

  • 任意位置的液体注入
    注射销钉可沿加工段安装在任何销钉位置,液体添加剂可在工艺最优的位置直接注入熔融的聚合物中。混合可立即启动,原料不会粘在机筒内壁上,即使在最短的加工长度下也能完成混合。

  • 分布混合充分
    布斯混炼机螺杆的旋转和轴向复合运动会产生拉伸流动,大量剪切界面和交叉混合,确保分布混合充分、均匀。

  • 任何销钉位置的温度检测
    热电偶销钉可安装在加工段的任何位置,通过精确监控聚合物的温度限值,实现最佳的温度控制。热电偶销钉始终被聚合物熔体包裹,温度检测精度高,同时机筒温度控制的影响也可忽略不计。这实现了在线质量保证和控制。

  • 可靠的放大工艺
    布斯混炼机从实验室到中试再到规模生产的放大工艺十分可靠。这主要得益于不同设备尺寸中所有相关尺寸的精确几何放大,任何其他螺杆芯轴机械系统均无法实现这一点。最新的流体动力学和数值模拟技术,加上70年的工艺经验,确保精确的预测和放大工艺工程。

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