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Ao fazer Black Masterbatch, como resolver o problema da dispersão desigual do negro de fumo?

1. Estudo de caso

Quando um fabricante fabrica masterbatch preto, negro de fumo 40%, usando cera EVA como dispersante, alguns são muito frágeis ao puxar as tiras e alguns são até inquebráveis, o julgamento é que o negro de fumo está disperso de forma desigual. Usando extrusora de parafuso duplo, após a pré-mistura do misturador alto e adicionado ao funil, a temperatura é 160 ℃, 165 ℃, 170 ℃, 180 ℃ e a cabeça é 175 ℃.

Problemas:

  1. O material na tremonha não desce, muitas vezes tiras quebradas. A princípio pensei que não havia material, ao alimentar o material, descobri que ainda havia muitos na moega, preciso empurrar manualmente. Este problema não ocorre quando o negro de fumo é 20% ou 30%.
  2. Quando há material, a tira é quebrada continuamente, a velocidade da porta de descarga é obviamente irregular e as duas portas do meio são rápidas (um total de 4 portas).
  3. Não existe método de detecção no local, ele é usado diretamente para produção e não entendemos como avaliar facilmente a qualidade do masterbatch.

As soluções são as seguintes:

  1. Aumente a quantidade de cera EVA
  2. Reduza a temperatura em 10 ℃
  3. Reduzir ou aumentar a velocidade de rotação

2. Formação de ponte

A tremonha é um componente que armazena matérias-primas plásticas, e alguns adicionam dispositivos de aquecimento e sopro à tremonha para fazer uma tremonha de secagem. A forma da tremonha é geralmente cônica inferior e cilíndrica superior. A inclinação do cone cônico tem diferentes valores ideais para diferentes tamanhos de partículas, diferentes formatos de partículas, coeficientes de atrito entre partículas e diferentes coeficientes de ligação, caso contrário, a capacidade de armazenamento da tremonha é desperdiçada ou há um fenômeno de “ponte” ou “tubo funil”. de má alimentação ou de não descarregar.

Definição de fenômeno de ponte:

O diâmetro da tremonha próximo à porta de alimentação da extrusora diminui gradativamente e muda muito rapidamente, fazendo com que o material forme um sólido compactado, o que impedirá a entrada da matéria-prima na extrusora.

Causas do fenômeno de ponte:

Como as partículas de plástico formam uma ponte aberta na pequena boca do cone para suportar o material acima dele, é mais provável que isso ocorra para materiais reciclados com partículas grandes e formato irregular.

“Funil em tubos” porque as partículas que fluem para baixo não são suficientes para unir as partículas adjacentes, o que tende a ocorrer quando o tamanho das partículas de plástico é pequeno.

Especialmente no caso da embalagem em si ser muito leve ou a proporção de enchimento ser grande, para eliminar o fenômeno de ponte ou minimizar a possibilidade de fenômeno de ponte, é necessário separar o ar misturado antes que o pó entre na extrusora de rosca dupla, reduzir a altura vertical entre a porta de alimentação e o parafuso tanto quanto possível, e o pó deve entrar na parte inferior do parafuso, não adicionado diretamente ao topo do parafuso. Além disso, a estrutura do parafuso deve garantir que o ar se mova ao longo da ranhura do parafuso e seja descarregado na seção de exaustão, enquanto o gás não deve fluir de volta para a porta de alimentação para descarga.

Os fabricantes geralmente, independentemente da baixa densidade e alto enchimento, desde que o produto permita, adicionam óleo branco 1-2% para misturar em alta velocidade por 2-3 minutos (mas preste atenção ao tempo e método de mistura, basicamente pó em aglomerados é melhorar). Esta abordagem realmente remove o ar do enchimento, e o enchimento é “compactado” de alguma forma para remover o ar indesejável. Uma vez que se torna um aglomerado, a densidade aparente também aumenta, e a distância entre a ranhura do parafuso e a alimentação e a direção da alimentação não são um grande problema.

3. Soluções para o fenómeno da ponte

A solução geral é instalar um dispositivo vibratório na tremonha ou reduzir a inclinação do cone. Se o calor do barril for transferido para a tremonha e a temperatura da tremonha for muito alta, a superfície dos pellets de plástico amolece ou se liga em blocos, e é mais fácil formar pontes ou bloqueios.

Geralmente, haverá dificuldade de descarga quando o pó de cálcio é adicionado, o que se deve principalmente a dois motivos: um é que o pó de cálcio em si é difícil de fluir e o outro é que o lubrificante externo adicionado para processamento também dificultará o fluxo de pó seco.

A solução é prestar atenção à mistura de cálcio leve e cálcio pesado, geralmente o cálcio pesado é melhor que o cálcio leve; Ao mesmo tempo, também pode ser adotado o método de adicionar um vibrador à tremonha inferior; Do ponto de vista da formulação, é necessário adicionar mais lubrificante interno. Destes métodos, adicionar um vibrador é o mais eficaz.

Como a maior parte do transporte da extrusora é transportada por arrasto por fricção, o ajuste de temperatura da área de alimentação é geralmente controlado entre 120-160 °C. Se a temperatura nesta área for muito baixa, a resina não consegue aderir à parede interna do cilindro, apenas fica parada com a rotação do parafuso, resultando em falta de material na zona fundida; Se a temperatura nesta área for muito alta, o material irá derreter e plastificar antecipadamente, formando uma película fundida em forma de anel na parede interna do barril, que desempenha um papel lubrificante, o que também causará escassez de material.

Outra função da seção de alimentação é que a taxa de compressão do leito sólido seja grande o suficiente para garantir que o material seja suficientemente denso para atingir o estado necessário para a fusão. Em circunstâncias normais, partículas ou materiais de folha quebrados são fáceis de deformar na superfície após a compressão e se encaixam na parede interna do cilindro, de modo que também são relativamente fáceis de comprimir; Devido às grandes propriedades de deslizamento dos materiais em pó, a fusão por compressão ficará atrás das partículas ou dos materiais em folha no tempo e na posição. Ao mesmo tempo, devido à grande área vazia do material em pó, a densidade do material é relativamente pequena e uma grande quantidade de ar permanecerá no material, isolando o leito sólido. Isto irá desacelerar ainda mais o processo de fusão e esgotar o trabalho posteriormente na fase de aumento.

Devido ao grande atrito interno e à viscosidade relativamente alta entre as partículas de elastômero termoplástico, é fácil produzir escassez de material durante o processamento, o que causará flutuações no rendimento da produção e degradação dos materiais. Geralmente, isso é resolvido melhorando a proporção da seção de alimentação, resfriamento forçado e alimentação vibratória.

Existem também algumas matérias-primas de granulação que foram processadas uma ou mais elastômeros, e há mais ou menos óleos de enchimento, cargas, resinas e outros componentes nessas matérias-primas. Embora o atrito interno e a viscosidade não sejam tão exagerados quanto as matérias-primas, devido à presença de óleo que dificulta o transporte da alimentação do material, geralmente não é recomendado triturar esses materiais muito pequenos. Ao mesmo tempo, é necessário aumentar o coeficiente de atrito da borda do parafuso da seção de alimentação.

Depois que o pigmento é misturado com a resina, deve-se prestar atenção ao derretimento e granulação da pré-dispersão (“pó para esfregar”) do pigmento em pó. Se um pigmento é disperso no pós-processamento depende muito do dispersante e da pré-dispersão no processo de configuração desse pigmento. Se um toner não estiver pré-disperso, no processo de mistura por fusão, vários toners básicos configurados com esse toner causarão cores diferentes (“decorações”) em diversas áreas do material devido à mistura não uniforme. Portanto, se o fabricante da mistura descobrir que o pigmento que você usa tem uma decoração no processo de produção, isso significa que a estrutura de aço de fornecimento do toner pode não ser muito profissional.

Os masterbatches são pré-dispersos e misturados com o transportador e, teoricamente, não existe dispersão deficiente. Porém, deve-se ressaltar que o transportador da mesma cor terá desempenho diferente no processamento.

Se o MFR bruto do masterbatch for muito diferente do MFR da resina misturada (independentemente do tamanho), é perfeitamente possível causar mistura de cores. Ao mesmo tempo, se a flexibilidade natural da cor do masterbatch for boa demais para ser transformada em detritos finos do masterbatch o mais rápido possível durante o processo de mistura, mesmo que a correspondência MFR entre o masterbatch e a resina seja boa, isso pode levar a diferentes tonalidades de cor no produto final (“mistura de cores”).

Resumo da experiência:

  1. Seque o material, se estiver úmido, vai derreter primeiro na boca, mas não derrete completamente, então vai ficar espremido ali e não descer, e o material seco ao sol é mais fácil de entrar do que o material úmido.
  2. Reduza a temperatura da abertura do material, ou mesmo baixe-a para muito baixo, como 100 °C, para que o material não derreta antes de entrar, mas seja diretamente espremido, contando com a força do parafuso, não com o calor. A desvantagem desse método é que ele leva muito tempo para ser feito e os danos ao parafuso são relativamente grandes.
  3. Use o parafuso quebrado para fazer isso e substitua o diâmetro da seção frontal um pouco menor que a traseira, a folga é maior e é fácil de alimentar.
  4. Aumente a entrada, se você estiver fazendo isso por muito tempo, pode cortar mais a entrada. Claro, corte grande não significa que você pode alimentar mais, você pode instalar equipamento de mistura, você pode consultar o equipamento de produção de espuma em pó PS.
  5. Substitua o disco do motor, altere o diâmetro do disco giratório para grande, para que a velocidade do parafuso seja acelerada, e a fase disfarçada mexa quando o material ainda não estiver dissolvido. A desvantagem é que o parafuso é fácil de mexer, é preciso ter mais cuidado, e depois que a velocidade ficar mais rápida, a temperatura deve ser ajustada para cima na zona de aquecimento atrás, caso contrário a força de carga do parafuso é muito grande.

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