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Comprendre le processus de fabrication des mélanges maîtres de couleurs

Mélange maître de couleur est un mélange de colorants haute performance et haute concentration obtenu en dispersant des pigments ou des colorants avec une résine porteuse selon une méthode de traitement rigoureuse. Le mélange maître peut être classé selon son utilisation en mélange maître de moulage par injection, mélange maître de moulage par soufflage, mélange maître de filage, etc. En fonction des exigences de qualité du produit final, le mélange maître peut également être divisé en différentes qualités. Pour répondre aux diverses demandes et objectifs de production, différents processus de production ont été développés pour la fabrication de mélanges maîtres, il existe deux types de processus : le processus sec et le processus humide.

Processus humide

Le procédé humide est le mélange maître de couleur par broyage, transformation de phase, lavage, séchage et granulation. Lors du broyage des pigments, il est nécessaire d'effectuer une série de tests techniques, tels que la détermination de la finesse de la bouillie de broyage, de la propriété de diffusion, de la teneur en matières solides, etc. Le procédé humide comporte quatre méthodes : l'encre, le lavage, le pétrissage et le savon métallique.

 

1、Méthode d'encre

La méthode de l'encre est la méthode de production de pâte d'encre. Les ingrédients sont broyés par trois rouleaux et recouverts d'une couche protectrice de faible poids moléculaire sur la surface du pigment. Après broyage, la pâte d'encre est mélangée à la résine porteuse, plastifiée par un plastifiant à deux rouleaux, et enfin granulée par un célibataire ou extrudeuse à double vis.

méthode d'encre

2、Méthode de lavage

La méthode de lavage consiste à utiliser des pigments, de l'eau et des dispersants dans le broyeur à sable, afin qu'ils deviennent des particules inférieures à 1 μm. Ensuite, les pigments sont transférés vers la phase huileuse par la méthode de transfert de phase, par évaporation, concentration et séchage, et après ajout dans le support, le mélange maître de couleur a été obtenu par extrusion et granulation. La conversion de phase nécessite un solvant organique et le dispositif de récupération de solvant correspondant, ce qui est compliqué à utiliser et augmente la difficulté du traitement.

Méthode de lavage

3、Méthode de pétrissage

La méthode de pétrissage consiste à mélanger les pigments et le support huileux, et à laver le pigment de la phase aqueuse à la phase huileuse par pétrissage. La surface du pigment est recouverte par le support huileux pour permettre au pigment de se disperser de manière stable et d'éviter la condensation. Ensuite, le mélange maître de couleur peut être obtenu par extrusion et granulation.

Méthode de pétrissage

4. Méthode du savon métallique

La méthode du savon métallique signifie que la taille des particules des pigments après broyage atteint environ 1 μm et que le savon liquide est ajouté à une certaine température pour mouiller uniformément la surface des particules de pigment, formant une couche protectrice de liquide de saponification (par exemple, stéarate de magnésium) , ce qui ne provoquera pas de floculation et maintiendra une certaine finesse. Ensuite, le support a été ajouté et mélangé à grande vitesse, et le mélange maître de couleur a été obtenu par extrusion et granulation.

Méthode du savon métallique

Paramètres techniques et conditions du procédé humide​

  • Broyage aqueux : utilise la force mécanique pour obtenir une dispersion ultra fine et un mouillage de la surface des pigments. Lors du broyage, plusieurs tests techniques sont nécessaires, tels que la détermination de la finesse, des performances de dispersion et de la teneur en matières solides de la boue de broyage.
  • Transfert de phase : Tirant parti de l'affinité des pigments avec l'huile, la technologie de transfert de phase est utilisée pour transférer les pigments dans la phase dispersante et les stabiliser. Les méthodes typiques incluent le transfert de phase de pétrissage et les méthodes d'encre à trois rouleaux.
  • Lavage : Élimination des impuretés et des solvants indésirables par le lavage.
  • Séchage : élimination de l'humidité à l'aide d'un équipement de séchage pour garantir la qualité du produit.
  • Pelletisation : utilisation d'un granulateur pour transformer le pigment séché en particules solides. La vis de granulation est modulaire, optimisée en fonction des exigences du système de matériaux et de la formulation du processus, telles que le rapport longueur/diamètre, la structure du baril, la disposition des vis, la structure du changeur de tamis, la quantité et la position des gaz d'échappement et la méthode d'alimentation.

Caractéristiques du procédé humide

  • Effet de couleur : Le procédé humide présente des avantages significatifs en termes d’effet de couleur, de brillance, de ténacité et de transparence.
  • Dispersion : Il produit un mélange maître avec une taille de particules plus petite et une meilleure dispersion.
  • Stabilité chimique : les produits présentent généralement une meilleure stabilité thermique et lumineuse, car le milieu liquide dans le processus humide peut atténuer efficacement les contraintes thermiques et lumineuses sur les pigments, améliorant ainsi la stabilité du produit.
  • Complexité élevée : Le processus humide implique un flux de travail complexe, comprenant le broyage aqueux, le transfert de phase, le lavage, le séchage et la granulation.
  • Exigence technique élevée : elle exige des compétences techniques élevées de la part du personnel et a un cycle de production plus long.

Procédé à sec

Certaines entreprises produisant des mélanges maîtres de couleurs de haute qualité prépareront leurs propres pigments pré-dispersés, puis les granuleront par voie sèche. Ses conditions de production présentent une variété d’options avec différentes exigences en matière de produits.

Le processus de production le plus courant est le suivant : mélangeur à grande vitesse + extrudeuse monovis, mélangeur à grande vitesse + extrudeuse à double vis. Afin d'améliorer la dispersion des pigments, certaines entreprises broyent la résine porteuse en poudre. Le mélangeur interne + l'extrudeuse monovis et le mélangeur interne + l'extrudeuse bivis sont également deux types de processus techniques utilisés pour produire un mélange maître couleur de haute qualité. À l'heure actuelle, la technologie de mesure des couleurs et de correspondance des couleurs du mélange maître de couleurs est plus populaire et des spectrophotomètres plus performants sont introduits pour faciliter la correspondance des couleurs.

Équipement de production

L'équipement de production du mélange maître de couleur comprend un équipement de broyage, un malaxeur à haute et basse vitesse, un mélangeur, une extrudeuse, un granulateur, etc.

L'équipement de broyage comprend un broyeur à sable, un broyeur à cône, un broyeur colloïdal, une machine à dispersion à cisaillement élevé, etc.

Le pétrin peut évacuer, extraire les matières volatiles et se déshydrater en mettant sous vide et en réduisant la pression. Utilisez de l'huile conductrice de chaleur, de la vapeur pour le chauffage et de l'eau pour le refroidissement dans des conditions de travail thermiques. La méthode de décharge est la décharge par rotation du cylindre, la décharge sous valve et la décharge par vis. La palette de pétrissage adopte un convertisseur de fréquence pour la régulation de la vitesse.

 

Le mélangeur est divisé en deux types : mélangeur en caoutchouc ouvert et mélangeur en caoutchouc fermé. L'équipement d'extrusion comprend une extrudeuse monovis, une extrudeuse double vis (co-rotative parallèle, contre-rotative parallèle, co-rotative conique, contre-rotative conique), une extrudeuse multi-vis et une extrudeuse sans vis, etc. À l'heure actuelle, co-rotative L'extrudeuse à double vis est couramment utilisée en extrusion et en granulation.

Le mélange maître de couleur peut fondamentalement s'adapter aux exigences de développement des trois principaux matériaux synthétiques que sont les plastiques, le caoutchouc et les fibres chimiques, et s'étendre progressivement des principales variétés de mélange maître de couleur des plastiques généraux aux plastiques techniques généraux (PC, PA, POM, PBT/PET). , etc.), les plastiques techniques spéciaux (FEP, PVDF, PI, etc.), les élastomères thermoplastiques (TPU), le caoutchouc et d'autres domaines d'application. Les mélanges maîtres fonctionnels sont de plus en plus populaires.

Caractéristiques du procédé sec

  • Simplicité : Le procédé par voie sèche est relativement simple et facile à mettre en œuvre.
  • Exigences d’équipement réduites : Il nécessite un équipement moins sophistiqué, ce qui le rend adapté à la production à petite échelle.
  • Dispersion inférieure des pigments : bien qu'un certain degré de dispersion soit atteint grâce à des méthodes physiques, l'absence de milieu liquide peut entraîner une dispersion moins efficace par rapport au procédé humide, affectant potentiellement l'effet de couleur du produit final.
  • Stabilité inférieure : Sans support liquide, les pigments sont plus sujets aux contraintes thermiques et lumineuses, ce qui entraîne une moindre stabilité du produit.
  • Brillance et transparence inférieures : Les produits issus du procédé sec ont généralement une brillance et une transparence inférieures à celles issues du procédé humide.

Comparaison du procédé humide et du procédé sec

Le choix entre le procédé humide et le procédé sec dépend principalement des besoins et des objectifs spécifiques de la production. Chaque processus présente des avantages et des limites uniques, et le choix du processus approprié peut maximiser la qualité du produit et l'efficacité de la production.

Effet du produit final :

Pour un effet de couleur, une brillance et une transparence élevés avec des exigences de dispersion élevées, le procédé humide est recommandé. Bien qu’il soit complexe et coûteux, il offre des performances, une dispersion et une stabilité supérieures.

Budget:

Pour les budgets limités ou la production à petite échelle, le procédé par voie sèche est une option viable. Il est simple à utiliser, nécessite moins d’équipement et convient aux startups ou aux petites lignes de production.

Coût énergétique de production :

Le procédé humide est plus complexe et plus coûteux. Cela implique des ajustements stricts des équipements et des processus, y compris la récupération des solvants, ce qui augmente les coûts de production et la consommation d'énergie. De plus, les coûts de main-d’œuvre pour les opérateurs de production et le personnel de contrôle qualité sont plus élevés. En revanche, le procédé sec offre des avantages de coût significatifs en éliminant le besoin de solvants et d'étapes telles que le mélange et le séchage des boues, réduisant ainsi les coûts de matériaux, de temps, d'installations et de main d'œuvre.

Impact environnemental:

Le procédé humide, en raison de l'utilisation de solvants, peut générer davantage de déchets dangereux, ce qui aura un impact environnemental plus important. Le procédé sec n’a pas ce problème.

Impact environnemental:

Les produits fabriqués par voie humide ont généralement une meilleure tolérance aux courants élevés et de meilleures propriétés mécaniques. Le procédé humide produit des membranes avec des pores de taille uniforme et plus petite, capables de résister à des charges et décharges de courant plus importantes et offrant une résistance longitudinale et transversale plus élevée. Le procédé sec, en raison des difficultés de contrôle de la taille et de la répartition des pores, donne des produits moins stables et moins performants.

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