Суперконцентраты пластика: виды, процесс производства и как выбрать подходящее оборудование

Пластиковая маточная смесь является причиной того, что одна гранула смолы может обеспечить точный цвет, защиту от ультрафиолета, огнестойкость или антистатические свойства, необходимые вашему продукту. Вместо того, чтобы смешивать сырьевые добавки непосредственно с расплавом полимера на машине, вы дозируете предварительно приготовленный концентрат. Результатом является более чистое обращение, лучшая дисперсия и более воспроизводимое качество. Однако качество маточной смеси зависит от оборудования, на котором она производится, и именно здесь технология двухшнековой экструзии играет решающую роль.

Что такое пластиковая маточная смесь?

Маточная смесь представляет собой концентрированную смесь пигментов, наполнителей или функциональных добавок, заключенную в смолу-носитель. Носитель выбирается совместимым с базовым полимером, поэтому при попадании маточной смеси в конечный материал добавки распределяются равномерно. Обычные смолы-носители включают полиэтилен, полипропилен и полистирол. Активными ингредиентами могут быть углеродная сажа, диоксид титана, УФ-стабилизаторы или антипирены.

Производственный процесс всегда следует одной и той же основной последовательности: точное дозирование, компаундирование расплава в двухшнековом экструдере с сонаправленным вращением и гранулирование. Полученный концентрат обычно используют при коэффициенте разбавления от 1 до 5 процентов по массе. Это означает, что небольшое количество маточной смеси может преобразовать целую партию полимера, не изменяя механический профиль основного материала.

Переработчики пластмасс обычно покупают маточную смесь в виде готовых к использованию гранул. Гранулы подаются в бункер термопластавтомата или пленочного экструдера вместе с базовой смолой. Поскольку маточная смесь уже приготовлена, в расплаве происходит равномерное распределение добавок. Это контрастирует с приготовлением одних и тех же добавок в цехах, для чего требуется полная линия смешивания и лаборатория контроля качества.

Почему мастербатч предпочтителен: основные преимущества

Выбор маточной смеси вместо необработанных добавок дает четыре конкретных преимущества, которые напрямую влияют на стоимость и качество продукции.

• Постоянная дисперсия: Процесс предварительного смешивания разрушает агломераты пигментов, поэтому конечный продукт имеет однородный цвет и свойства.
• Более чистое обращение: Порошки присадок часто бывают пыльными и опасными. Гранулы маточной смеси безопасны для кормления и не загрязняют рабочую среду.
• Более быстрые переключения: Дозирование гранул позволяет менять цвет или свойства за считанные минуты, тогда как системы с необработанными пигментами требуют тщательной очистки.
• Лучшая стабильность: Чувствительные добавки защищены несущей смолой, что продлевает срок хранения и снижает термическое разложение.

Рассмотрим деталь салона автомобиля. Если пигмент не полностью деструктурирован, на черной поверхности вы увидите белые пятнышки. Masterbatch исключает этот риск, поскольку экструдер уже проделал тяжелую работу по диспергированию пигмента.

Типы мастербатчей

Мастербатчи классифицируются по функциям, которые они выполняют. Наиболее распространенными категориями являются маточная смесь цвета, маточная смесь добавок и маточная смесь наполнителей. Каждый из них требует разной рецептуры и, во многих случаях, разной конфигурации производственной линии.

• Цветная маточная смесь: Содержит пигменты, такие как технический углерод, диоксид титана или органические красители. Ключевой задачей является достижение высокой загрузки пигмента без нарушения дисперсии.
• Дополнительная маточная смесь: Содержит функциональные ингредиенты, такие как УФ-стабилизаторы, антиоксиданты, антистатики или антипирены. Носитель должен соответствовать полимеру, чтобы избежать миграции.
• Мастербатч наполнителя: Используется для снижения стоимости за счет добавления карбоната кальция, талька или других наполнителей. Для этих рецептур часто требуются экструдеры большого объема с принудительной подачей.

Типичные коэффициенты снижения существенно различаются в зависимости от типа. В приведенной ниже таблице показаны типичные уровни дозирования, используемые в промышленности.

Высокопроизводительный двухшнековый экструдер KTS для производства инженерных пластмасс Этот двухшнековый экструдер с сонаправленным вращением обеспечивает высокий крутящий момент и точный контроль температуры, идеально подходит для модифицированных технических пластиков и материалов с высокой вязкостью, обеспечивая эффективное перемешивание и разрушение агломератов. Посмотреть продукт →

Как производится маточная смесь: роль двухшнековых экструдеров

Качество маточной смеси почти полностью зависит от этапа экструзии. Двухшнековые экструдеры с сонаправленным вращением являются стандартом, поскольку они обеспечивают высокий крутящий момент, отличное смешивание и точный контроль температуры. двухвинтовой принцип совместного вращения позволяет шнековым элементам транспортировать расплав, создавая при этом сдвиг, необходимый для разрушения агломератов.

Типичная линия по производству маточной смеси включает гравиметрический питатель, двухшнековый экструдер со специальным расположением шнеков, стренговый или подводный гранулятор и вибрационное сито. Для цветных маточных смесей часто используется многоступенчатая конструкция подачи для добавления наполнителей и пигментов в разных точках цилиндра, что улучшает дисперсию. Этот подход описан в многоступенчатая конструкция подачи для точного диспергирования .

В высокопроизводительном экструдере KTS удельный крутящий момент достигает 14 Нм/см³, что обеспечивает энергию сдвига, необходимую для разрушения агломератов диоксида титана без перегрева носителя. Это одна из причин, почему машины с высоким крутящим моментом являются предпочтительным выбором для требовательных рецептур цветных маточных смесей.

На схеме ниже показана базовая конструкция двухшнекового экструдера, используемого для приготовления маточной смеси.

Высокопроизводительный двухшнековый экструдер KTD для наполненных компаундов Этот экструдер с глубокими шнековыми каналами и низким удельным крутящим моментом подходит для материалов с высоким содержанием наполнителя, реакционноспособных или термочувствительных материалов, обеспечивая большие объемы и щадящую обработку маточной смеси наполнителя. Посмотреть продукт →

Боковой питатель для добавления порошка и волокна Этот боковой питатель обеспечивает принудительную подачу порошков, коротких волокон или премиксов и может создавать отрицательное давление для увеличения объемной плотности, повышая эффективность подачи на двухшнековых экструзионных линиях. Посмотреть продукт →

Выбор правильной линии по производству мастербатчей

Начните с материала, а не с машины. Маточная смесь наполнителя с высоким содержанием карбоната кальция требует экструдера большого объема с надежным приводом и боковым питателем для добавления порошка. Цветная маточная смесь требует высокого крутящего момента для разрушения частиц пигмента без перегрева носителя. Суперконцентрат добавок с термочувствительными ингредиентами требует короткого времени пребывания и точного контроля зоны.

Для обычных рецептур высокопроизводительная серия KTS позволяет работать на высоких скоростях шнека, сохраняя при этом крутящий момент. Когда вам нужно увеличить производительность для рецептур с высоким содержанием наполнителей, серия KTD большого объема обеспечивает больший свободный объем, необходимый для размещения высокого содержания порошка. Боковой питатель становится незаменимым, когда вам нужно ввести порошки после расплавления полимера, предотвращая засорение и улучшая объемную плотность.

Также подумайте о методе гранулирования. Для маточной смеси наполнителя с 60-процентным содержанием карбоната кальция гранулирование под водой позволяет справиться с абразивным расплавом, а система резки с горячей поверхностью с водяным кольцом дает более чистый продукт для цветной маточной смеси. Выбор влияет как на качество пеллет, так и на последующую обработку.

Сделайте свой выбор, используя эти практические критерии:

1. Размер партии и требуемая производительность в кг/ч.
2. Максимальная загрузка наполнителя или пигмента по весу
3. Чувствительность добавок ко времени пребывания
4. Метод гранулирования: резка прядей, водяное кольцо или под водой.
5. Уровень автоматизации дозирования и контроля

Часто задаваемые вопросы