Proces produkcji masterbatchu: Jak to wygląda?

Masterbatch jest kluczowym składnikiem w produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych. Proces przygotowywania masterbatchu jest złożony, a każdy etap odgrywa kluczową rolę w określaniu jego koloru, funkcjonalności i cech. W tym artykule Granuwel przeprowadzi Cię przez proces produkcji masterbatchu i sprzęt używany do produkcji masterbatchu.

Czym jest masterbatch?

Czym jest masterbatch kolorowy? Jest to zasadniczo materiał granulowany wykonany z mieszanki różnych żywic bazowych, wypełniaczy, dodatków i niewielkiej ilości żywicy nośnej. Stężenie masterbatchu kolorowego jest zazwyczaj wysokie, a tylko niewielka część masterbatchu musi zostać dodana do maszyny do formowania wtryskowego podczas procesu wytłaczania formowania (w tym wytłaczania i formowania wtryskowego). Proces ten jest stosowany w produkcji tworzyw sztucznych, co ułatwia obsługę, czyni ją bardziej przyjazną dla środowiska i wygodniejszą.

Żywica bazowa: Żywica bazowa odnosi się do rodzaju żywicy użytej w masterbatchu, który zwykle jest tym samym rodzajem żywicy lub dwóch całkowicie mieszalnych tworzyw sztucznych, co podłoże z tworzywa sztucznego, które ma zostać zabarwione. Na przykład, jeśli podłoże z tworzywa sztucznego, które ma zostać zabarwione, jest polietylenem (PE), żywica bazowa masterbatchu powinna być również polietylenem.

Żywica nośna: Żywica nośna służy jako matryca masterbatcha, a jej główną funkcją jest przenoszenie pigmentów i dodatków, zapewniając ich równomierne rozproszenie w produktach z tworzyw sztucznych. Wybór odpowiedniej żywicy nośnej bezpośrednio wpływa na dyspersyjność, stabilność, odporność na warunki atmosferyczne i inne właściwości masterbatcha.

Wypełniacz: Wypełniacze służą do poprawy właściwości fizycznych masterbatcha, takich jak odporność na ciepło, sztywność, twardość, stabilność wymiarowa, odporność na zużycie i ognioodporność. Do typowych wypełniaczy należą węglan wapnia, wollastonit, kaolin, talk i siarczan baru.

Pigmenty masterbatchowe: Pigmenty można podzielić na organiczne i nieorganiczne. Powszechnie stosowane pigmenty organiczne obejmują czerwień ftalocyjaninową, błękit ftalocyjaninowy, zieleń ftalocyjaninową itp., podczas gdy pigmenty nieorganiczne obejmują czerwień kadmową, żółcień kadmową, dwutlenek tytanu, sadzę, czerwień tlenku żelaza, żółć tlenku żelaza itp. Te pigmenty odgrywają kluczową rolę w masterbatchach kolorowych, zapewniając podstawową bazę kolorystyczną dla masterbatchów.

Dodatki: Dodatki poprawiają wydajność i właściwości przetwórcze masterbatchu, w tym właściwości rozjaśniające, antybakteryjne, antystatyczne i przeciwutleniające, między innymi. Dodatki te mogą poprawić ogólną jakość i efekt zastosowania masterbatchu.

Główne etapy obejmują pomiar, mieszanie, topienie, wytłaczanie i peletyzację.

Produkt końcowy, zwany koncentratem barwiącym, zawiera dziesięciokrotnie wyższe stężenie dodatków lub wypełniaczy w porównaniu do finalnych produktów z tworzyw sztucznych.

Proces produkcji koncentratu barwiącego: jak powstaje?

Proces produkcji masterbatcha można podzielić na kilka głównych etapów, z których każdy ma swoje kluczowe kroki i punkty operacyjne. Poniżej przedstawiono szczegółowy proces produkcji:

Przetwarzanie surowców:

Po dotarciu surowców do producenta materiały używane do masterbatchów są zazwyczaj granulowanymi nowymi materiałami, a surowce muszą być suche i czyste. Tylko kilka materiałów może mieć strukturę arkuszową ze względu na ich specyfikę. Na przykład wióry PET.

Mieszanie wstępne:

Zważ dodatki, takie jak proszek barwiący, żywica nośnikowa, środek smarny, środek dyspergujący itp. zgodnie z wymaganiami procesu. Im wyższa dokładność, tym lepiej.

Umieścić odważone dodatki w mieszalniku wysokim w kolejności zgodnej z przebiegiem procesu wstępnego mieszania.

Ekstruzja w stanie stopionym:

Wstępnie zmieszane materiały są następnie podawane do wytłaczarki w celu stopienia i wytłaczania, co jest kluczowym etapem w formowaniu masterbatcha. Poprzez wysoką temperaturę i ciśnienie mieszanka jest topiona i wytłaczana w paski.

Wytłoczony materiał musi zostać schłodzony i zgranulowany w celu utworzenia jednolitych peletek.

Granulacja:

Schłodzony materiał jest następnie poddawany dalszej obróbce w granulatorze w celu wytworzenia finalnego produktu masterbatch.

Podczas procesu granulacji należy ściśle kontrolować temperaturę i czas, aby zapewnić jakość i stabilność peletu.

Przesiewanie i pakowanie:

Na koniec cząstki przechodzą selekcję mającą na celu wyeliminowanie tych niespełniających wymagań, co gwarantuje jakość produktu.

Zakwalifikowane cząstki po przesianiu są pakowane w celu łatwego przechowywania i transportu.

Opisane powyżej etapy procesu produkcji koncentratu barwiącego są kluczowe, począwszy od przetwarzania surowców aż po końcowe pakowanie. Każdy etap ma bezpośredni wpływ na jakość i wydajność koncentratu barwiącego.

Główny sprzęt używany w procesie produkcji masterbatchów

Sprzęt używany do produkcji masterbatch jest kluczowy dla zapewnienia spójności i jakości produktu końcowego. Oto przegląd kluczowego sprzętu:

Miksery/blendery: Te maszyny są niezbędne do łączenia żywicy bazowej, pigmentów i żywicy nośnej w celu uzyskania jednolitej mieszanki. Zapewniają równomierne rozproszenie pigmentów i dodatków.

Ekstrudery: Ekstrudery służą do topienia i przetwarzania mieszanych związków żywicznych. Przekształcają one zmieszane materiały w spójną, wysokiej jakości stopioną formę gotową do granulacji. Na podstawie różnych wymagań procesowych, ekstrudery można podzielić na jednoślimakowe, współbieżne dwuślimakowe, współbieżne potrójne ślimakowe i dwustopniowe. Ekstruder jednoślimakowy jest głównie używany do przygotowywania koncentratu o pojedynczej funkcji i nadaje się do przygotowywania koncentratu o słabym ścinaniu, współbieżny dwuślimakowy może być używany do przygotowywania większości koncentratów z tworzyw sztucznych, jest prosty w obsłudze, łatwy do czyszczenia, może osiągnąć wielofunkcyjną funkcję maszyny. Trójślimakowa jest głównie używana do przygotowywania wysokowypełnionego koncentratu, czarnego i białego koncentratu, jej zaletą jest wysoka wydajność, ponieważ efekt mieszania trójślimakowego jest lepszy, więc ma unikalne zalety w przypadku trudnej do rozproszenia sadzy lub dwutlenku tytanu. Dwustopniowa maszyna jest głównie używana do przygotowywania koncentratu PVC.

Sprzęt do granulowania: Ten sprzęt formuje stopioną mieszankę żywicy w jednolite granulki lub peletki. Ten krok jest niezbędny do obsługi, przechowywania i dalszego przetwarzania masterbatchu.

Instrumenty kontroli jakości: Różne instrumenty, takie jak spektrofotometry, reometry i inne urządzenia testowe, są niezbędne do kontroli jakości w procesie produkcyjnym. Pomagają one upewnić się, że masterbatch spełnia wymagane specyfikacje i standardy wydajności.

Poprzez staranny dobór odpowiednich składników i użycie odpowiedniego sprzętu, producenci masterbatchów mogą wytwarzać produkty, które spełniają wymagania różnych branż i zastosowań. Złożona interakcja między składnikami i sprzętem jest kluczowa dla produkcji masterbatchów o stałej jakości i dostosowanej wydajności.

Istotna rola wytłaczarek w produkcji masterbatchów

Ekstrudery odgrywają kluczową rolę w produkcji koncentratów barwiących, co przejawia się przede wszystkim w następujących aspektach:

Topienie i mieszanie surowców:

Ekstruder przekształca stały plastik w jednolity stop poprzez ogrzewanie i ścinanie, a następnie całkowicie miesza go w procesie. Ten krok jest kluczem do zapewnienia jednorodności koloru i jakości masterbatcha.

Wydajność i precyzja:

Ekstrudery dwuślimakowe charakteryzują się wydajnością i precyzją, co może zwiększyć wydajność produkcji i zapewnić jednorodność i jakość masterbatchu. Jego zaawansowany system sterowania może osiągnąć precyzyjną kontrolę parametrów, takich jak temperatura, ciśnienie i prędkość obrotowa, aby zapewnić jakość produktu.

Poprawa kompatybilności barwników i żywic:

W procesie wytłaczania wysoka temperatura i siła ścinająca pomagają poprawić kompatybilność barwników i tworzyw sztucznych oraz poprawić stabilność i jednorodność koncentratów barwiących.

Zastosowanie wielu przepływów procesowych:

Procesy produkcji masterbatchów obejmują metodę tuszową, metodę płukania, metodę ugniatania i metodę mydła metalicznego. Wszystkie one wymagają użycia różnych typów wytłaczarek, takich jak wytłaczarki jednoślimakowe lub dwuślimakowe.

Projektowanie i optymalizacja sprzętu:

Aby sprostać szczególnym potrzebom produkcji masterbatchów, zoptymalizowano również konstrukcję ekstrudera. Na przykład ekstrudery Granuwel serii GTE-35B&D są przeznaczone do zastosowań masterbatchowych, z dobrą wydajnością mieszania i łatwym do czyszczenia trybem pracy.

Wydajność i elastyczność produkcji:

Ekstrudery dwuślimakowe nie tylko nadają się do produkcji na dużą skalę, ale także mogą szybko zmieniać formuły, aby sprostać potrzebom próbek na małą skalę i produkcji masowej. Doskonała wydajność i elastyczny proces sprawiają, że jest to idealny wybór do produkcji masterbatchów.

Wpływ na środowisko i wygoda operacyjna:

Kontrola temperatury i odpowiednia konstrukcja urządzeń stosowanych podczas wytłaczania (np. szybkozłączki) nie tylko redukują emisję organicznych gazów odpadowych i hałas, ale także zwiększają wygodę obsługi i wydłużają żywotność urządzeń.

Podsumowując, wytłaczarki odgrywają kluczową rolę w produkcji masterbatchów. Od topienia i mieszania surowców po formowanie produktu końcowego, każdy krok jest nierozerwalnie związany z wydajną pracą i precyzyjną kontrolą wytłaczarki. Dlatego wybór odpowiedniej wytłaczarki i optymalizacja jej konfiguracji są ważnymi czynnikami zapewniającymi jakość i wydajność produkcji produktów masterbatch.

Producent i fabryka maszyn do wytłaczania – Granuwel

Granuwel, profesjonalny producent i fabryka ekstruderów, dostarcza wysokiej jakości ekstrudery laboratoryjne, ekstrudery dwuślimakowe, ekstrudery jednoślimakowe, ekstrudery trójślimakowe i ekstrudery dwustopniowe. Skontaktuj się z nami, jeśli masz jakiekolwiek problemy z procesem produkcji masterbatchów, chętnie pomożemy.