Nella produzione di masterbatch nero, come risolvere il problema della dispersione non uniforme del nerofumo?

1. Studio di caso

Quando un produttore realizza un masterbatch nero, utilizzando il nerofumo 40% e la cera EVA come disperdente, alcune strisce risultano molto fragili quando vengono tirate, mentre altre sono addirittura indistruttibili; si ritiene quindi che il nerofumo non sia disperso in modo uniforme. Utilizzando estrusore bivite, dopo la pre-miscelazione ad alta intensità e l'aggiunta alla tramoggia, la temperatura è di 160℃, 165℃, 170℃, 180℃, e la testa è di 175℃.

Problemi:

1. Il materiale nella tramoggia non scende, spesso si formano grumi. Inizialmente pensavo che non ci fosse materiale, ma quando ho iniziato a caricarlo ho scoperto che nella tramoggia ce n'era ancora molto; è necessario spingerlo manualmente. Questo problema non si verifica quando si utilizza nerofumo 20% o 30%.
2. Quando c'è materiale, la striscia si rompe continuamente, la velocità della porta di scarico è visibilmente irregolare, e le due porte centrali sono veloci (un totale di 4 porte).
3. Non esiste un metodo di controllo in loco, viene utilizzato direttamente per la produzione e non si capisce come giudicare facilmente la qualità del masterbatch.

Le soluzioni sono le seguenti:

1. Aumenta la quantità di cera EVA
2. Riduci la temperatura di 10℃
3. Ridurre o aumentare la velocità di rotazione

2. Formazione del ponte

La tramoggia è un componente che immagazzina materie prime plastiche, e alcuni aggiungono dispositivi di riscaldamento e soffiaggio alla tramoggia per creare una tramoggia essiccante. La forma della tramoggia è generalmente conica nella parte inferiore e cilindrica in quella superiore. L'inclinazione del cono della parte conica ha valori ottimali diversi per diverse dimensioni e forme delle particelle, coefficienti di attrito tra le particelle e diversi coefficienti di legame; altrimenti, si spreca la capacità di stoccaggio della tramoggia, oppure si verifica il fenomeno del “ponte” o del “tubo a imbuto” di scarso caricamento o di mancato scarico.

fenomeno di ponte:

La rastremazione dell'imbuto vicino alla porta di alimentazione dell'estrusore diminuisce gradualmente e cambia troppo rapidamente, causando la formazione di un solido compattato nel materiale, che impedirà alle materie prime di entrare nell'estrusore.

Cause del fenomeno di ponte:

Poiché le particelle di plastica formano un ponte aperto alla piccola imboccatura del cono per sostenere il materiale sovrastante, è più probabile che si verifichi per materiali riciclati con particelle grandi e forma irregolare.

“A imbuto” perché le particelle che scorrono verso il basso non sono sufficienti a far aggregare le particelle adiacenti, cosa che tende a verificarsi quando la dimensione delle particelle plastiche è ridotta.

Soprattutto nel caso in cui il materiale di riempimento sia molto leggero o la proporzione di riempitivo sia elevata, per eliminare o ridurre al minimo il fenomeno del ponte, è necessario separare l'aria miscelata prima che la polvere entri nell'estrusore bivite, ridurre il più possibile l'altezza verticale tra la tramoggia di alimentazione e la vite, e la polvere dovrebbe entrare nella parte inferiore della vite, non aggiunta direttamente alla parte superiore della vite. Inoltre, la struttura della vite dovrebbe garantire che l'aria si muova lungo la scanalatura della vite e venga scaricata nella sezione di scarico, mentre il gas non dovrebbe rifluire verso la tramoggia di alimentazione per lo scarico.

I produttori, indipendentemente dalla bassa densità e dall'elevato grado di riempimento, purché il prodotto lo consenta, aggiungono 1-2% di olio bianco e mescolano ad alta velocità per 2-3 minuti (ma occorre prestare attenzione al tempo e al metodo di miscelazione; in linea di massima, è preferibile che la polvere si agglomeri). Questo approccio rimuove effettivamente l'aria dal riempitivo, che viene "compattato" in qualche modo per eliminare l'aria indesiderata. Una volta che diventa un agglomerato, aumenta anche la densità apparente, e la distanza tra la scanalatura della vite e l'alimentazione, così come la direzione dell'alimentazione, non rappresentano un grosso problema.

3. Soluzioni al fenomeno del bridging

La soluzione generale è installare un dispositivo vibrante sulla tramoggia o ridurre l'inclinazione del cono. Se il calore sul cilindro viene trasferito alla tramoggia e la temperatura della tramoggia è troppo elevata, la superficie dei granuli di plastica si ammorbidisce o si agglomererà, formando più facilmente ponti o blocchi.

Generalmente, si incontrano difficoltà nello scarico quando viene aggiunto polvere di calcio, ciò è principalmente dovuto a due ragioni: una è che la polvere di calcio stessa è difficile da fluire, e l'altra è che il lubrificante esterno aggiunto per la lavorazione ostacolerà anche il flusso della polvere secca.

La soluzione è prestare attenzione alla miscelazione di calcio leggero e calcio pesante, generalmente il calcio pesante è migliore del calcio leggero; Allo stesso tempo, si può anche adottare il metodo di aggiungere un vibratore alla tramoggia inferiore; Dal punto di vista della formulazione, è necessario aggiungere più lubrificante interno. Di questi metodi, l'aggiunta di un vibratore è la più efficace.

Dato che la maggior parte del trasporto dell'estrusore avviene per trascinamento per attrito, la temperatura impostata nella zona di alimentazione è generalmente controllata tra 120-160 °C. Se la temperatura in questa zona è troppo bassa, la resina non può aderire alla parete interna del cilindro, ma gira a vuoto con la rotazione della vite, con conseguente carenza di materiale nella zona di fusione; Se la temperatura in questa zona è troppo alta, il materiale si scioglierà e plastificherà in anticipo, formando un film fuso a forma di anello sulla parete interna del cilindro, che svolge un ruolo lubrificante, causando anche una carenza di materiale.

Un'altra funzione della sezione di alimentazione è che il rapporto di compressione del letto solido è sufficientemente elevato da garantire che il materiale sia sufficientemente denso da raggiungere lo stato richiesto per la fusione. In circostanze normali, le particelle o i materiali a fogli rotti si deformano facilmente in superficie dopo la compressione e aderiscono alla parete interna del cilindro, quindi sono anche relativamente facili da comprimere; a causa delle grandi proprietà di scorrimento dei materiali in polvere, la fusione per compressione sarà in ritardo rispetto alle particelle o ai materiali a fogli in termini di tempo e posizione. Allo stesso tempo, a causa della grande area di vuoto del materiale in polvere, la densità del materiale è relativamente piccola e una grande quantità di aria rimarrà nel materiale, isolando il letto solido. Ciò rallenterà ulteriormente il processo di fusione e il lavoro di scarico nella fase successiva di aumento.

A causa dell'elevato attrito interno e dell'alta viscosità tra le particelle di elastomero termoplastico, è facile produrre carenze di materiale durante la lavorazione, il che causerà fluttuazioni nella resa di produzione e nel degrado dei materiali. Generalmente, si risolve migliorando il rapporto d'aspetto della sezione di alimentazione, il raffreddamento forzato e l'alimentazione a vibrazione.

Ci sono anche alcune materie prime granulari che hanno subito una o più lavorazioni di elastomeri, e in queste materie prime sono presenti, in misura maggiore o minore, oli di riempimento, cariche, resine e altri componenti. Sebbene l'attrito interno e la viscosità non siano così esagerati come nelle materie prime, a causa della presenza di olio che rende difficile il trasporto dell'alimentazione del materiale, in generale non si raccomanda di ridurre in polvere troppo finemente tali materiali. Allo stesso tempo, è necessario aumentare il coefficiente di attrito del bordo della vite della vite della sezione di alimentazione.

Dopo che il pigmento è stato mescolato con la resina, è necessario prestare attenzione allo scioglimento e alla granulazione della pre-dispersione (“polvere di sfregamento”) della polvere di pigmento. Se un pigmento è disperso nella post-elaborazione dipende in gran parte dal disperdente e dalla pre-dispersione nel processo di configurazione di questo pigmento. Se un toner non è pre-disperso, allora nel processo di miscelazione a caldo, diversi toner di base configurati con questo toner causeranno colori diversi (“decorazioni”) in varie aree del materiale a causa del non mescolamento uniforme. Pertanto, se il produttore di miscelazione riscontra che il pigmento utilizzato presenta una decorazione nel processo di produzione, ciò significa che il telaio in acciaio dell'alimentatore del toner potrebbe non essere troppo professionale.

I masterbatch sono pre-dispersi e miscelati con il carrier, e teoricamente non esiste una dispersione scadente. Tuttavia, va notato che il carrier dello stesso colore avrà prestazioni diverse nella lavorazione.

Se la MFR di massa del masterbatch è troppo diversa dalla MFR della resina miscelata (indipendentemente dalle dimensioni), è del tutto possibile causare una miscelazione dei colori. Allo stesso tempo, se la flessibilità del colore naturale del masterbatch è troppo buona da essere frantumata in detriti di masterbatch fini il prima possibile durante il processo di miscelazione, allora, anche se la corrispondenza MFR tra il masterbatch e la resina è buona, potrebbe portare a diverse tonalità di colore nel prodotto finito (“miscelazione dei colori”).

Riepilogo dell'esperienza:

1. Asciugare il materiale, se è umido, si scioglierà prima in bocca, ma non completamente, quindi rimarrà impigliato lì e non scenderà, e il materiale essiccato al sole è più facile da ingerire rispetto al materiale umido.
2. Abbassare la temperatura del materiale in ingresso, o addirittura abbassarla molto, ad esempio a 100 °C, in modo che il materiale non si sciolga prima di entrare, ma venga spremuto direttamente, affidandosi alla potenza della vite, non al calore. Lo svantaggio di questo metodo è che richiede molto tempo e il danno alla vite è relativamente grande.
3. Usa la vite rotta per farlo, e sostituisci il diametro della sezione anteriore leggermente più piccolo di quella posteriore, lo spazio è maggiore, ed è facile da alimentare.
4. Allarga l'ingresso, se lo fai a lungo, puoi tagliare l'ingresso più grande. Naturalmente, un taglio più grande non significa che puoi immettere più materiale, puoi installare apparecchiature di miscelazione, puoi fare riferimento alle apparecchiature di produzione di schiuma di PS.
5. Sostituire il disco del motore, aumentare il diametro del disco rotante, in modo che la velocità della vite venga accelerata e la fase mascherata la mescoli quando il materiale non si è ancora sciolto. Lo svantaggio è che la vite si agita facilmente, è necessario essere più cauti e, dopo che la velocità diventa più elevata, la temperatura dovrebbe essere aumentata nella zona di riscaldamento posteriore, altrimenti la forza di trasporto della vite è troppo grande.