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Compreendendo o processo de fabricação de Masterbatch de cores

Masterbatch de cores é uma mistura de corantes de alto desempenho e alta concentração feita pela dispersão de pigmentos ou corantes com resina transportadora por meio de um método de processamento rigoroso. Masterbatch pode ser categorizado por seu uso em masterbatch para moldagem por injeção, masterbatch para moldagem por sopro, masterbatch giratório, etc. Dependendo dos requisitos de qualidade do produto final, o masterbatch também pode ser dividido em diferentes graus. Para atender diversas demandas e objetivos de produção diferentes processos de produção foram desenvolvidos para fabricação de masterbatch existem dois tipos de processo: processo seco e processo úmido.

Processo úmido

O processo úmido é o masterbatch de cores por meio de moagem, transformação de fase, lavagem, secagem e granulação. Na moagem de pigmentos, é necessário realizar uma série de testes técnicos, como determinação da finura da pasta de moagem, propriedade de difusão, teor de sólidos, etc. O processo úmido possui quatro métodos: tinta, lavagem, amassamento e sabão metálico.

 

1、Método de tinta

O método de tinta é o método de produção de pasta de tinta. Os ingredientes são moídos por três rolos e revestidos com uma camada protetora de baixo peso molecular na superfície do pigmento. Após a moagem, a pasta de tinta é misturada com a resina transportadora, plastificada por um plastificante de dois rolos e finalmente granulada por um solteiro ou extrusora de rosca dupla.

método de tinta

2、Método de lavagem

O método de lavagem consiste em utilizar pigmentos, água e dispersantes através do moinho de areia, para que se tornem partículas menores que 1 μm. Em seguida, os pigmentos são transferidos para a fase oleosa pelo método de transferência de fase, através de evaporação, concentração e secagem, e após adicionados ao carreador, o masterbatch de cor foi obtido por extrusão e granulação. A conversão de fase requer solvente orgânico e o correspondente dispositivo de recuperação de solvente, que é complicado de operar e aumenta a dificuldade de tratamento.

Método de lavagem

3、Método de amassamento

O método de amassamento consiste em misturar os pigmentos e o transportador oleoso e lavar o pigmento da fase aquosa para a fase oleosa por amassamento. A superfície do pigmento é coberta pelo transportador oleoso para fazer com que o pigmento se disperse de forma estável e evite a condensação. Então o masterbatch de cores pode ser obtido por extrusão e granulação.

Método de amassar

4、Método de sabão metálico

O método do sabão metálico significa que o tamanho das partículas dos pigmentos após a moagem atinge cerca de 1μm, e o sabão líquido é adicionado a uma certa temperatura para molhar uniformemente a superfície das partículas de pigmento, formando uma camada protetora líquida de saponificação (por exemplo, estearato de magnésio) , que não causará floculação e manterá uma certa finura. Em seguida, o transportador foi adicionado e misturado em alta velocidade, e o masterbatch colorido foi obtido por extrusão e granulação.

Método de sabão metálico

Parâmetros técnicos e condições do processo úmido

  • Moagem Aquosa: Utiliza força mecânica para obter dispersão ultrafina e umedecimento superficial dos pigmentos. Durante a moagem, vários testes técnicos são necessários, como determinação da finura, desempenho de dispersão e teor de sólidos da pasta de moagem.
  • Transferência de Fase: Aproveitando a afinidade de óleo dos pigmentos, a tecnologia de transferência de fase é usada para transferir pigmentos para a fase dispersante e estabilizá-los. Os métodos típicos incluem transferência de fase de amassamento e métodos de tinta de três rolos.
  • Lavagem: Remoção de impurezas e solventes indesejados através da lavagem.
  • Secagem: Remoção da umidade utilizando equipamento de secagem para garantir a qualidade do produto.
  • Pelotização: Usando um peletizador para transformar o pigmento seco em partículas sólidas. A rosca peletizadora é modular, otimizada com base no sistema de material e nos requisitos de formulação do processo, como relação comprimento-diâmetro, estrutura do cilindro, disposição da rosca, estrutura do trocador de tela, quantidade de exaustão, posição e método de alimentação.

Características do Processo Úmido

  • Efeito de cor: O processo úmido apresenta vantagens significativas em efeito de cor, brilho, resistência e transparência.
  • Dispersão: Produz masterbatch com menor tamanho de partícula e melhor dispersão.
  • Estabilidade Química: Os produtos normalmente apresentam melhor estabilidade térmica e à luz porque o meio líquido no processo úmido pode mitigar efetivamente o estresse térmico e luminoso nos pigmentos, melhorando a estabilidade do produto.
  • Alta Complexidade: O processo úmido envolve um fluxo de trabalho complexo, incluindo moagem aquosa, transferência de fase, lavagem, secagem e pelotização.
  • Alta Exigência Técnica: Exige alta qualificação técnica do pessoal e possui um ciclo de produção mais longo.

Processo Seco

Algumas empresas na produção de masterbatches de cores de alta qualidade prepararão seus próprios pigmentos pré-dispersos e, em seguida, granularão por processo a seco. Suas condições de produção apresentam diversas opções com diferentes requisitos de produto.

O processo de produção mais comum é: misturador de alta velocidade + extrusora de parafuso único, misturador de alta velocidade + extrusora de parafuso duplo. Para melhorar a dispersão dos pigmentos, algumas empresas transformaram a resina transportadora em pó. Misturador interno + extrusora de parafuso único e misturador interno + extrusora de parafuso duplo também são dois tipos de processos técnicos usados para produzir masterbatch de cores de alta qualidade. Atualmente, a medição de cores e a tecnologia de correspondência de cores do masterbatch de cores são mais populares e mais espectrofotômetros de alto desempenho são introduzidos para auxiliar na correspondência de cores.

Equipamento de produção

O equipamento de produção de masterbatch colorido inclui equipamento de moagem, amassadeira de alta e baixa velocidade, misturador, extrusora, peletizadora, etc.

O equipamento de moagem inclui moinho de areia, moinho de cone, moinho coloidal, máquina de dispersão de alto cisalhamento e assim por diante.

A amassadeira pode esgotar, extrair voláteis e desidratar aspirando e reduzindo a pressão. Use óleo de condução de calor, vapor para aquecimento e água para resfriamento em condições de trabalho térmico. O método de descarga é descarga por rotação do cilindro, descarga sob válvula e descarga por parafuso. A pá de amassar adota conversor de frequência para regulação de velocidade.

 

O misturador é dividido em dois tipos: misturador de borracha aberto e misturador de borracha fechado. O equipamento de extrusão possui extrusora de parafuso único, extrusora de parafuso duplo (co-rotação paralela, contra-rotação paralela, co-rotação cônica, contra-rotação cônica), extrusora multi-parafuso e extrusora sem parafuso, etc. extrusora de parafuso duplo é comumente usada em extrusão e granulação.

O masterbatch de cores pode basicamente se adaptar aos requisitos de desenvolvimento dos três principais materiais sintéticos de plásticos, borracha e fibra química, e expandir gradualmente das principais variedades de masterbatch de cores de plásticos em geral para plásticos de engenharia em geral (PC, PA, POM, PBT/PET , etc.), plásticos especiais de engenharia (FEP, PVDF, PI, etc.), elastômero termoplástico (TPU), borracha e outros campos de aplicação. Masterbatches funcionais estão se tornando cada vez mais populares.

Características do Processo Seco

  • Simplicidade: O processo a seco é relativamente simples e fácil de operar.
  • Menores requisitos de equipamento: Requer equipamentos menos sofisticados, tornando-o adequado para produção em pequena escala.
  • Menor Dispersão de Pigmento: Embora atinja um certo grau de dispersão através de métodos físicos, a ausência de um meio líquido pode resultar em uma dispersão menos eficaz em comparação ao processo úmido, afetando potencialmente o efeito de cor do produto final.
  • Menor Estabilidade: Sem um meio líquido, os pigmentos são mais propensos ao estresse térmico e luminoso, levando a uma menor estabilidade do produto.
  • Brilho e Transparência Inferiores: Os produtos provenientes do processo seco geralmente apresentam brilho e transparência inferiores aos do processo úmido.

Comparação de processo úmido e processo seco

A escolha entre o processo úmido e o processo seco depende principalmente das necessidades e objetivos específicos da produção. Cada processo tem vantagens e limitações únicas, e selecionar o processo apropriado pode maximizar a qualidade do produto e a eficiência da produção.

Efeito final do produto:

Para alto efeito de cor, brilho e transparência com altos requisitos de dispersão, o processo úmido é recomendado. Apesar de ser complexo e caro, oferece desempenho, dispersão e estabilidade superiores do produto.

Orçamento:

Para orçamentos limitados ou produção em pequena escala, o processo a seco é uma opção viável. É simples de operar, requer menos equipamentos e é adequado para startups ou pequenas linhas de produção.

Custo de energia na produção:

O processo úmido é mais complexo e caro. Envolve rigorosos ajustes de equipamentos e processos, incluindo recuperação de solventes, aumentando os custos de produção e o consumo de energia. Além disso, os custos de mão-de-obra para os operadores de produção e para o pessoal de controlo de qualidade são mais elevados. Em contraste, o processo seco oferece vantagens de custo significativas, eliminando a necessidade de solventes e etapas como mistura e secagem da pasta, reduzindo assim os custos de material, tempo, instalações e mão de obra.

Impacto ambiental:

O processo úmido, devido ao uso de solventes, pode gerar mais resíduos perigosos, causando maior impacto ambiental. O processo a seco não apresenta esse problema.

Impacto ambiental:

Os produtos fabricados pelo processo úmido normalmente apresentam melhor tolerância a altas correntes e propriedades mecânicas. O processo úmido produz membranas com poros uniformes e menores, capazes de suportar maiores cargas e descargas de corrente e oferecer maior resistência longitudinal e transversal. O processo a seco, devido às dificuldades no controle do tamanho e distribuição dos poros, resulta em produtos menos estáveis e de menor desempenho.

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