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Al fabricar Masterbatch negro, ¿cómo resolver el problema de la dispersión desigual del negro de humo?

1. Estudio de caso

Cuando un fabricante fabrica masterbatch negro, negro de humo 40%, utilizando cera EVA como dispersante, algunos son muy quebradizos al tirar de las tiras y algunos incluso son irrompibles, la conclusión es que el negro de humo se dispersa de manera desigual. Usando extrusora de doble tornillo, después de la premezcla alta del mezclador y agregado a la tolva, la temperatura es de 160 ℃, 165 ℃, 170 ℃, 180 ℃ y la cabeza es de 175 ℃.

Problemas:

  1. El material de la tolva no baja, muchas veces tiras rotas. Al principio pensé que no había material, al alimentar el material, descubrí que todavía había muchos en la tolva, por lo que era necesario empujarlo manualmente. Este problema no ocurre cuando el negro de carbón es 20% o 30%.
  2. Cuando hay material, la tira se rompe continuamente, la velocidad del puerto de descarga es obviamente desigual y los dos puertos del medio son rápidos (un total de 4 puertos).
  3. No existe un método de detección en el sitio, se utiliza directamente para la producción y no entiendo cómo juzgar fácilmente la calidad del masterbatch.

Las soluciones son las siguientes:

  1. Aumentar la cantidad de cera EVA.
  2. Reducir la temperatura en 10 ℃
  3. Reducir o aumentar la velocidad de rotación.

2. Formación de puentes

La tolva es un componente que almacena materias primas plásticas y algunos agregan dispositivos de calentamiento y soplado a la tolva para hacer una tolva de secado. La forma de la tolva es generalmente la inferior cónica y la superior cilíndrica. La pendiente del cono cónico tiene diferentes valores óptimos para diferentes tamaños de partículas, diferentes formas de partículas, coeficientes de fricción entre partículas y diferentes coeficientes de unión; de lo contrario, se desperdicia la capacidad de almacenamiento de la tolva o se produce un fenómeno de "puente" o "tubo de embudo". de mala alimentación o de no descargar nada.

Definición de fenómeno puente:

El diámetro de la tolva cerca del puerto de alimentación del extrusor disminuye gradualmente y cambia demasiado rápido, lo que hace que el material forme un sólido compactado, lo que impedirá que la materia prima entre al extrusor.

Causas del fenómeno puente:

Dado que las partículas de plástico forman un puente abierto en la pequeña boca del cono para soportar el material que está encima, es más probable que ocurra con material reciclado con partículas grandes y forma irregular.

"Embudo en tubos" porque las partículas que fluyen hacia abajo no son suficientes para juntar las partículas adyacentes, lo que tiende a ocurrir cuando el tamaño de las partículas de plástico es pequeño.

Especialmente en el caso de que el empaque en sí sea muy liviano o la proporción de relleno sea grande, para eliminar el fenómeno de formación de puentes o minimizar la posibilidad de fenómeno de formación de puentes, es necesario separar el aire mezclado antes de que el polvo ingrese a la extrusora de doble tornillo, reducir la altura vertical entre el puerto de alimentación y el tornillo tanto como sea posible, y el polvo debe ingresar por la parte inferior del tornillo, no agregarse directamente a la parte superior del tornillo. Además, la estructura del tornillo debe garantizar que el aire se mueva a lo largo de la ranura del tornillo y se descargue en la sección de escape, mientras que el gas no debe regresar al puerto de alimentación para su descarga.

Los fabricantes generalmente, independientemente de la baja densidad y el alto llenado, siempre que el producto lo permita, agregan aceite blanco 1-2% para mezclar a alta velocidad durante 2-3 minutos (pero preste atención al tiempo y al método de mezcla, básicamente el polvo en aglomerados es mejor). En realidad, este enfoque elimina el aire del relleno y el relleno se “compacta” de alguna forma para eliminar el aire no deseado. Una vez que se convierte en un aglomerado, la densidad aparente también aumenta y la distancia entre la ranura del tornillo y la alimentación y la dirección de la alimentación no son un gran problema.

3. Soluciones al fenómeno puente

La solución general es instalar un dispositivo vibratorio en la tolva o reducir la pendiente del cono. Si el calor del barril se transfiere a la tolva y la temperatura de la tolva es demasiado alta, la superficie de los gránulos de plástico se ablanda o se adhiere formando bloques y es más fácil formar puentes o bloqueos.

Generalmente, habrá dificultades en la descarga cuando se agrega calcio en polvo, lo cual se debe principalmente a dos razones: una es que el polvo de calcio en sí es difícil de fluir y la otra es que el lubricante externo agregado para el procesamiento también dificultará el flujo de polvo seco.

La solución es prestar atención a la mezcla de calcio ligero y calcio pesado; generalmente el calcio pesado es mejor que el calcio ligero; Al mismo tiempo, también se puede adoptar el método de añadir un vibrador a la tolva inferior; Desde el punto de vista de la formulación, es necesario añadir más lubricante interno. De estos métodos, añadir un vibrador es el más eficaz.

Dado que la mayor parte del transporte de la extrusora se realiza mediante arrastre por fricción, el ajuste de temperatura del área de alimentación generalmente se controla entre 120 y 160 °C. Si la temperatura en esta área es demasiado baja, la resina no puede adherirse a la pared interna del cilindro, sino que solo se detiene con la rotación del tornillo, lo que resulta en una escasez de material en la zona fundida; Si la temperatura en esta zona es demasiado alta, el material se derretirá y plastificará de antemano, formando una película fundida en forma de anillo en la pared interior del barril, que desempeña un papel lubricante, lo que también provocará escasez de material.

Otra función de la sección de alimentación es que la relación de compresión del lecho sólido sea lo suficientemente grande como para garantizar que el material sea lo suficientemente denso para alcanzar el estado requerido para la fusión. En circunstancias normales, las partículas o materiales en láminas rotas se deforman fácilmente en la superficie después de la compresión y encajan con la pared interna del cilindro, por lo que también son relativamente fáciles de comprimir; Debido a las grandes propiedades de deslizamiento de los materiales en polvo, la fusión por compresión quedará retrasada con respecto a las partículas o materiales en láminas en tiempo y posición. Al mismo tiempo, debido a la gran área vacía del material en polvo, la densidad del material es relativamente pequeña y una gran cantidad de aire permanecerá en el material, aislando el lecho sólido. Esto ralentizará aún más el proceso de fusión y agotará el trabajo más adelante en la fase de aumento.

Debido a la gran fricción interna y la viscosidad relativamente alta entre las partículas de elastómero termoplástico, es fácil producir escasez de material durante el procesamiento, lo que provocará fluctuaciones en el rendimiento de producción y degradación de los materiales. Generalmente, se resuelve mejorando la relación de aspecto de la sección de alimentación, enfriamiento forzado y alimentación por vibración.

También hay algunas materias primas de granulación que se han procesado una o más elastómeros, y hay más o menos aceites de carga, cargas, resinas y otros componentes en estas materias primas. Aunque la fricción interna y la viscosidad no son tan exageradas como las de las materias primas, debido a la presencia de aceite que dificulta el transporte de la alimentación del material, generalmente no se recomienda triturar dichos materiales demasiado pequeños. Al mismo tiempo, es necesario aumentar el coeficiente de fricción del borde del tornillo de la sección de alimentación.

Después de mezclar el pigmento con la resina, derretir y granular, se debe prestar atención a la predispersión ("polvo para frotar") del pigmento en polvo. Que un pigmento se disperse en el posprocesamiento depende en gran medida del dispersante y la predispersión en el proceso de configuración de este pigmento. Si un tóner no está predispersado, entonces, en el proceso de mezcla en fusión, varios tóner base configurados con este tóner causarán diferentes colores ("decoraciones") en varias áreas del material debido a que no se mezclan uniformemente. Por lo tanto, si el fabricante de la mezcla descubre que el pigmento que utiliza tiene una decoración en el proceso de producción, significa que el marco de acero del suministro de tóner puede no ser demasiado profesional.

Los masterbatches se dispersan previamente y se mezclan con el portador y, en teoría, no existe una mala dispersión. Sin embargo, cabe señalar que un soporte del mismo color tendrá un rendimiento de procesamiento diferente.

Si el MFR a granel del masterbatch es demasiado diferente del MFR de la resina mezclada (independientemente del tamaño), es muy posible que se produzca una mezcla de colores. Al mismo tiempo, si la flexibilidad del color natural del masterbatch es demasiado buena para ser triturada en finos restos de masterbatch lo antes posible durante el proceso de mezcla, incluso si la coincidencia de MFR entre el masterbatch y la resina es buena, puede llevar a a diferentes tonos de color en el producto final (“mezcla de colores”).

Resumen de la experiencia:

  1. Seque el material, si está húmedo, se derretirá primero en la boca, pero no se derretirá completamente, por lo que se exprimirá allí y no bajará, y el material secado al sol es más fácil de entrar que el material húmedo.
  2. Reduzca la temperatura de la abertura del material, o incluso bájela a un nivel muy bajo, como 100 °C, para que el material no se derrita antes de entrar, sino que se apriete directamente, dependiendo de la potencia del tornillo, no del calor. La desventaja de este método es que lleva mucho tiempo fabricarlo y el daño al tornillo es relativamente grande.
  3. Utilice el tornillo roto para hacerlo y reemplace el diámetro de la sección frontal un poco más pequeño que el de la parte posterior, el espacio es más grande y es fácil de alimentar.
  4. Agrande la entrada; si va a hacer esto durante mucho tiempo, puede cortar la entrada más grande. Por supuesto, un corte grande no significa que pueda alimentar más, puede instalar un equipo de mezcla, puede consultar el equipo de producción de espuma de PS en polvo.
  5. Reemplace el disco del motor, cambie el diámetro del disco giratorio a grande, de modo que se acelere la velocidad del tornillo y la fase disfrazada lo agite cuando el material aún no se haya disuelto. La desventaja es que el tornillo es fácil de agitar, hay que tener más cuidado y, cuando la velocidad aumenta, se debe ajustar la temperatura en la zona de calentamiento detrás; de lo contrario, la fuerza de carga del tornillo es demasiado grande.

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