Компаундирование мастербатчей с наполнителем
Компаундирование суперконцентратов с наполнителем требует высокой стабильности процесса, эффективного диспергирования и устойчивости оборудования к интенсивному абразивному износу. Экструзионные линии USEON позволяют перерабатывать композиции с высоким содержанием CaCO3, талька или BaSO4 в полимерной основе, обеспечивая высокую производительность, стабильное качество гранулы и снижение риска появления нерасплавленных включений («рыбьего глаза»).
Для проектирования линии экструзии мастербатчей с наполнителем под ваши требования с учётом целевой производительности, рецептуры композиции и области конечного применения продукции оставьте заявку:
Проблемы компаундирования высоконаполненных суперконцентратов
Производство наполненных мастербатчей и суперконцентратов относится к наиболее технологически сложным направлениям компаундирования полимеров и требует стабильного смешения, равномерного распределения наполнителей и эффективного диспергирования компонентов в полимерной матрице.
При производстве мастербатчей с высоким содержанием минеральных наполнителей предприятия часто сталкиваются со следующими задачами:
При производстве мастербатчей с высоким содержанием минеральных наполнителей предприятия часто сталкиваются со следующими задачами:
- быстрый износ шнеков и цилиндров;
- стабильная работа оборудования при высоком уровне наполнения;
- равномерное распределение CaCO₃ и других добавок в полимерной матрице;
- предотвращение появления нерасплавленных частиц и геликов;
- сохранение производительности при высокой вязкости расплава;
- снижение эксплуатационных затрат и простоев оборудования.
Экструзионные линии для производства наполненных мастербатчей
Для решения таких задач разработаны и применяются высокомоментные двухшнековые и трехшнековые экструзионные системы USEON, рассчитанные на переработку высоконаполненных композиций в непрерывном режиме. Производственный центр «НОЛТЕХ» поставляет и интегрирует линии для компаундирования суперконцентратов и наполненных мастербатчей.
Решения могут использоваться для производства:
Комплекс поставки охватывает полный технологический цикл — от подачи сырья и дозирования компонентов до грануляции и упаковки готовой продукции.
Решения могут использоваться для производства:
- CaCO₃ мастербатчей;
- тальконаполненных суперконцентратов;
- функциональных мастербатчей;
- наполненных PP- и PE-компаундов;
- композиций для пленок, литья и экструзии.
Комплекс поставки охватывает полный технологический цикл — от подачи сырья и дозирования компонентов до грануляции и упаковки готовой продукции.
Преимущества оборудования USEON
Разработаны технологические решения «под ключ», проверенные в глобальных проектах. На базе экструдеров серий SAT и SAT-T обеспечивается:
- Подтвержденная высокая производительностьПри переработке ПП (PP) + 80% CaCO₃ эксплуатационные данные модели SAT75 показывают стабильную производительность 800–1000 кг/ч (конфигурация: двигатель 250 кВт / 600 об/мин) .
- Экстремальная износостойкостьЦилиндры экструдеров оснащены цельными гильзами из сплава Cr26MoV (HRC60+), а элементы шнека изготовлены из быстрорежущей инструментальной стали W6Mo5Cr4V2 . Таким образом срок службы компонентов увеличивается в 2–3 раза по сравнению со стандартными биметаллическими вариантами .
- Больше, чем просто двухшнековый экструдерЗапатентованная технология трехшнековой экструзии USEON SAT-T обеспечивает на 30–50% бóльшую производительность и превосходное смешивание по сравнению со стандартными двухшнековыми экструдерами при том же потреблении энергии .
Технологические проблемы и решения
Конфигурация экструзионного оборудования должна быть адаптирована к реологическим особенностям высоконаполненных рецептур.
Области применения и решения
Различные области конечного применения диктуют разные приоритеты при экструзии.
Конфигурации систем дозирования
Два проверенных решения для систем подачи, адаптированных к вашему бюджету и требованиям к автоматизации :
Экономичная система предварительного смешивания (волюметрическая / объемная подача)
- Идеально для стартапов или мелкосерийного производства с частой сменой рецептур.
- Взвешивание и смешивание. Сырье взвешивается и перемешивается в высокоскоростном смесителе в течение 5–10 минут для обволакивания наполнителя.
- Загрузка. Премикс подается с помощью шнекового загрузчика в объемный дозатор на главном загрузочном отверстии.
- Экономичное решение. Профиль нашего шнека экструдера USEON разработан таким образом, чтобы предотвратить расслоение (сегрегацию) предварительно смешанного материала внутри бункера.
Высокоточная гравиметрическая система «по потере веса» (Loss-in-Weight) с раздельным дозированием
- Идеально для круглосуточного (24/7) непрерывного производства, требующего строгой точности рецептуры (±0,5%).
- Автоматическое пополнение. Сырье пневматически транспортируется в накопительные бункеры с помощью вакуумных загрузчиков.
- Раздельное прецизионное дозирование:
- Боковой питатель. Порошок (CaCO3/тальк) подается через отдельный гравиметрический дозатор (LIW).
- Полностью автоматизированное управление с обратной связью исключает человеческий фактор. Стратегия «раздельного дозирования» с использованием боковых питателей принудительной подачи серии CWS для механической деаэрации порошка является стандартной конфигурацией для 85% сверхвысокого наполнения.
Оптимизированный технологический процесс
- Предварительное смешиваниеДаже при раздельном дозировании правильное предварительное смешивание добавок предотвращает расслоение и снижает пыление на дозаторе на 30%.
- Принудительная подача материала в экструдер и деаэрацияВысоконаполненные порошки содержат значительное количество воздуха. Крайне важно использовать боковой питатель принудительной подачи для создания давления, одновременно используя его каналы обратного вентилирования для удаления захваченного воздуха. Это секрет предотвращения «захлебывания» зоны дегазации.
- КомпаундированиеПлавление и диспергирование происходят в экструдере SAT/SAT-T. Многоступенчатые месильные (кулачковые) блоки гарантируют полное разрушение агломератов.
- Вакуумная дегазацияВысоковакуумная система необходима для удаления влаги и летучих веществ, что обеспечивает глянцевую поверхность гранул.
- Гранулирование
- Водокольцевая система гранулирования. Надежный, экономичный стандарт для наполнителей на базе ПЭ/ПП (рекомендуется).
- Подводное гранулирование. Для высокопроизводительных линий (> 2 тонн/ч), требующих полной автоматизации.
Руководство по выбору оборудования
Двухшнековые экструдеры
Трехшнековые экструдеры
Ко-кнетер + одношнековый экструдер
Ко-кнетер + двухшнековый экструдер
Часто задаваемые вопросы
Стандартные биметаллические цилиндры, как правило, оснащаются тонким рабочим слоем сплава толщиной 1–2 мм, который подлежит утилизации после сквозного износа.
Для переработки абразивных наполнителей в составе мастербатчей компания USEON применяет в зонах плавления и смешения монолитные гильзы из сплава Cr26MoV (толщина >10 мм, твёрдость ≥60 HRC).
В жёстких условиях эксплуатации при содержании 80% карбоната кальция (CaCO₃) ресурс цилиндров в экструдерах USEON, как правило, в 2–3 раза превышает показатель стандартных биметаллических решений, что позволяет существенно снизить скрытые затраты на простои, связанные с заменой оборудования.
Для переработки абразивных наполнителей в составе мастербатчей компания USEON применяет в зонах плавления и смешения монолитные гильзы из сплава Cr26MoV (толщина >10 мм, твёрдость ≥60 HRC).
В жёстких условиях эксплуатации при содержании 80% карбоната кальция (CaCO₃) ресурс цилиндров в экструдерах USEON, как правило, в 2–3 раза превышает показатель стандартных биметаллических решений, что позволяет существенно снизить скрытые затраты на простои, связанные с заменой оборудования.
Безусловно. Трехшнековый экструдер оснащен тремя взаимозацепляющимися зонами, расположенными линейно в одной плоскости, что увеличивает площадь сдвигового воздействия в два раза по сравнению с двухшнековым аналогом.
Благодаря этому конструкция обеспечивает более качественную пластификацию при меньшем отношении L/D (длина к диаметру) и более низких температурах обработки.
Эксплуатационные данные показывают, что при производстве мастербатчей с высоким содержанием наполнителя серия SAT-T демонстрирует на 30–50% более высокую производительность по сравнению с двухшнековым экструдером аналогичного типоразмера, при этом характеризуется меньшим удельным энергопотреблением. Это делает оборудование особенно эффективным для низкомаржинального крупнотоннажного производства наполненных композиций.
Благодаря этому конструкция обеспечивает более качественную пластификацию при меньшем отношении L/D (длина к диаметру) и более низких температурах обработки.
Эксплуатационные данные показывают, что при производстве мастербатчей с высоким содержанием наполнителя серия SAT-T демонстрирует на 30–50% более высокую производительность по сравнению с двухшнековым экструдером аналогичного типоразмера, при этом характеризуется меньшим удельным энергопотреблением. Это делает оборудование особенно эффективным для низкомаржинального крупнотоннажного производства наполненных композиций.
Это типичная проблема. Тонкодисперсные порошки содержат значительное количество воздуха, который при прямой подаче в основную загрузочную горловину формирует воздушную пробку, препятствующую стабильному дозированию.
Решение:
Решение:
- Применение стратегии раздельного дозирования: основная часть порошка подаётся через боковой двухшнековый дозатор системы CWS;
- Специальная конструкция с обратной вентиляцией (back-venting): боковой дозатор оснащён механической системой стравливания воздуха в обратном направлении, при этом порошковый материал принудительно нагнетается в зону обработки. Именно это техническое решение позволяет достигать степени загрузки наполнителем до 85%.
Дефекты типа «рыбий глаз», как правило, возникают вследствие агломерации наполнителя или неравномерной пластификации полимерной основы.
Помимо обеспечения достаточного крутящего момента на уровне конструкции привода, USEON делаеn основной акцент на проектировании конфигурации шнеков.
Также USEON рекомендует применять высокое отношение L/D = 52:1 в сочетании с установкой более трёх комплектов смещённых (шахматных) дисковых элементов смешения (kneading blocks).
Кроме того, система высоковакуумной дегазации в зоне 10 обеспечивает полное удаление следовой влаги и летучих компонентов, что является ключевым условием для предотвращения разрывов рукава при производстве выдувной плёнки.
Помимо обеспечения достаточного крутящего момента на уровне конструкции привода, USEON делаеn основной акцент на проектировании конфигурации шнеков.
Также USEON рекомендует применять высокое отношение L/D = 52:1 в сочетании с установкой более трёх комплектов смещённых (шахматных) дисковых элементов смешения (kneading blocks).
Кроме того, система высоковакуумной дегазации в зоне 10 обеспечивает полное удаление следовой влаги и летучих компонентов, что является ключевым условием для предотвращения разрывов рукава при производстве выдувной плёнки.
Тальк характеризуется крайне низкой насыпной плотностью (0,3–0,5 г/см³), что создаёт существенные трудности для системы подачи материала.
Для решения этой задачи USEON оснащает производственные линии специализированными дозаторами с принудительной подачей (force feeders) либо боковыми дозаторами с функцией дегазации, предназначенными именно для работы с тальком.
Эксплуатационная практика оборудования USEON подтверждает: благодаря данным техническим решениям возможно стабильное производство композиций с ультратонким тальком тонкости помола 3000 меш даже при высоких степенях наполнения.
Для решения этой задачи USEON оснащает производственные линии специализированными дозаторами с принудительной подачей (force feeders) либо боковыми дозаторами с функцией дегазации, предназначенными именно для работы с тальком.
Эксплуатационная практика оборудования USEON подтверждает: благодаря данным техническим решениям возможно стабильное производство композиций с ультратонким тальком тонкости помола 3000 меш даже при высоких степенях наполнения.
Оборудование USEON выполнено по стандартизированной модульной конструкции, что обеспечивает высокую взаимозаменяемость запасных частей (включая шнековые элементы и нагреватели).
USEON располагает сервисными центрами в ключевых регионах присутствия на глобальном рынке и предоставляем услуги удалённой диагностики систем ПЛК.
Благодаря анализу данных в режиме онлайн сервисный центр USEON способен идентифицировать неисправность ещё до прибытия инженера на объект, что позволяет максимально сократить время восстановления и оперативно возобновить производственный процесс.
USEON располагает сервисными центрами в ключевых регионах присутствия на глобальном рынке и предоставляем услуги удалённой диагностики систем ПЛК.
Благодаря анализу данных в режиме онлайн сервисный центр USEON способен идентифицировать неисправность ещё до прибытия инженера на объект, что позволяет максимально сократить время восстановления и оперативно возобновить производственный процесс.
Подбор экструдера для производства суперконцентратов с наполнителем
Выберите оборудование для производства суперконцентратов под ваши требования с учётом целевой производительности, рецептуры композиции и области конечного применения продукции или запросите индивидуальное проектирование линии.
Выберите оборудование и оставьте заявку: