母粒2019-06-27T18:52:34+08:00

母粒混炼系统

在多数应用场合中,母粒(MB)包含着色剂、填料、添加剂或其他成分的浓缩物,可确保以清洁便捷的方式获得最终应用所需的特定功能与特性。由于许多成分最初为粉末或液体形式,因此处理起来难度大,同时会产生高昂的加工费用。这种情况适用于安全环境下掺入纳米颗粒,或组合若干添加剂以获得特定特性等应用场合。采用母粒混炼系统将浓缩物混炼成母粒后,最终用户更容易对颗粒进行计量和加工。通常可以使用标准母料混炼机械代替复杂的混炼系统。

据说“母料(Masterbatch)”这个名称的起源是因为早期由“大师(Master)”负责混合含昂贵添加剂的特定批量配方。这正是今天母料生产的分类方法:精确计量的混合物通过混炼机械与塑料或基材混炼成适合进一步加工的批次。早期“大师”的职责现在由母粒工厂的专家来承担了。

目前主要有三种母料混炼方法:

  • 最常用的就是预混料工艺。所有配方组分首先在固相中预混,通常包括粉末形式的聚合物。然后将预混合物按体积计量加入到布斯混炼机中进行混炼。
  • 分点进料工艺中,聚合物被送至布斯连续混炼机的熔融区,而添加剂在下游分点加入(如需要)。
  • 独立的原色配色方法可快速调整色调,确保高品质的同时实现高效换色。

由于采用多个进料点,布斯混炼机的母粒混炼功能从以下应用中真正地脱颖而出。基于布斯混炼机混炼系统的独特工作原理,在均匀且适中的剪切率下,大量混合循环可实现无可比拟的混合效率,将聚合物基体含量降至最低。适中的剪切率使混炼机的磨损明显低于其他类型的螺杆挤出机。整个布斯混炼生产线的模块化设计使其可以轻松适应所有要求。凭借布斯丰富的工艺专有技术,布斯混炼机已成为填料母粒混炼的首选。

黑色母粒

黑色母粒是典型的单母粒,通过分点进料工艺混炼而成。炭黑与基础聚合物或蜡质基材以30-50%的比例混合。通过炉法生产的炭黑拥有较大的表面积,较低的体积密度和典型的水分含量。这些特征决定了混炼过程所要面临的挑战:炭黑颗粒由于物理吸附力而容易形成聚集体或附聚物,但它们必须均匀分布。布斯混炼机在温和剪切率下的直接混合以及中间松弛相可确保混炼系统实现出色的分布混合。同时,剪切速率足以确保任何聚集体的分散混合而不影响基材。此外,炭黑分点进料让夹带的空气和水分逸出,同时系统下游会进行真空排气,确保出色产品质量的同时实现高产。众多原材料生产商和该领域的全球技术领导者几十年来一直使用布斯混炼系统生产黑色母粒。

添加剂母粒

添加剂母粒混炼是一个非常广泛的领域,与所用的各种添加剂及其效果一样广泛。添加剂母粒可实现特定的最终产品属性或活性范围。典型应用实例包括 UV 防护母粒、抗静电、防粘连、润滑剂或阻燃剂母粒。其它如化学发泡剂母粒由于温度的限制使其生产极具挑战性。从高填料量或各种添加剂聚集条件,再到剪切以及温度敏感原材料和最终产品,各式各样的要求都需要一种普遍适用的混炼系统。布斯混炼机被业内专家视为具备最佳通用品质的系统。其系统设计自由度可以量身定制加工区结构来满足不断变化的要求。

铰接或可移动外壳易于操作,实现产品更换的多功能性,进而提高设备可用性。凭借布斯丰富的工艺专有技术,布斯混炼机已成为添加剂母粒混炼的首选。

填料母粒

填料母粒混炼是母粒生产中的一个特殊领域。如母粒中需要更高的填料含量(有时 >80%),则填料通常为粉末状。由于体积密度、粒度分布和其他体积特性,填料可能难以处理且需要特殊措施或混炼系统和混炼技术。填料母粒可以像普通颗粒一样加工,并减至最终产品所需的填料含量。高质量和优异的分散性对于吹膜应用所使用的母粒至关重要。典型应用包括 T 恤包装袋母粒的生产,母粒中碳酸钙含量高达85%,吹膜加工时碳酸钙含量降至40-50%。

母粒混炼典型设备布局

布斯混炼系统具有以下优势

  • 低比能量输入下的充分混合
    布斯新型多螺片混炼机将总体比能量输入降低 15-40%,具备更出色的混合性能。这是因为新混炼机根据每个加工区的需求增加了混合循环次数。熔融和混合的能量几乎完全以机械方式提供,并根据传递的剪切速率以最优的方式完成能量的耗散。

  • 对聚合物和高结构填料(如炭黑)损坏有限
    布斯混炼机均匀且适中的剪切率可控制剪切操作和温度,施加于纤维结构和高结构填料如炭黑的应力力远小于其他系统。同时也保证了更好的机械、电气性能和流动特性,以及减少对价格昂贵的配方组分的消耗。

  • 分布混合充分
    布斯混炼机螺杆的旋转和轴向复合运动会产生拉伸流动,大量剪切界面和交叉混合,确保分布混合充分、均匀。

  • 填料量高
    由于采用两到三个分点加料口,使用进料单元(如侧向进料螺杆),填料单独失重计量喂料,通过后排气口去除滞留空气,以及其出色的输送效率,布斯混炼技术可实现高达 90% 的填料量。适中的剪切率可完美应对高填料量下的最高粘度。

  • 一种螺杆结构适用多种配方和产量
    尽管使用一种螺杆结构来加工多种配方极具挑战性,但由于加工长度仅为多数其他系统的一半,剪切率适中且适应性强,螺杆结构设计具备极大的灵活性,这些特性让布斯混炼机往复式单螺杆技术得到市场的广泛认可。

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