¿Cómo resolver problemas de dispersión de negro de carbono en la producción de Black Masterbatch?

Al producir Black Masterbatch, uno de los desafíos más comunes es la dispersión desigual de los negros de carbono, lo que puede conducir a la rotura de hilos, la dificultad para la pelea y la pobre estabilidad del procesamiento.

En un caso, un fabricante usó 40% de negro de carbono con cera EVA como dispersante. Durante la pelea de la cadena, algunos hilos se volvieron frágiles o se rompieron fácilmente, mientras que otros no pudieron ser tirados en absoluto. Se determinó que la causa raíz era una mala dispersión de negro de carbono. La línea de producción utilizó una extrusora de tornillo gemelo, con materiales precipsados ​​por un mezclador de alta intensidad y alimentado a la tolva. La configuración de temperatura fue de 160 ℃, 165 ℃, 170 ℃, 180 ℃, y Die Head 175 ℃.

Observaciones en el sitio

• Los materiales en la tolva a menudo no podían fluir, causando rotura de hebras. Inicialmente confundido como escasez de material, el empuje manual reveló que mucho material estaba atascado dentro.

• Con 20-30% de negro de carbono, no se produjo tal problema.

• Durante la extrusión, la velocidad de salida de la cadena fue desigual: dos agujeros de troqueles se extruyeron más rápido que los otros (muerto de 4 hoyos).

• No había un método de prueba de calidad confiable disponible; La producción fue directamente a los clientes sin evaluación de dispersión.

Soluciones prácticas

1. Aumente la dosis de cera EVA para mejorar la humectación y la dispersión del negro de carbono.

2. Temperatura de procesamiento más baja por 10 ℃ para evitar la fusión prematura y el puente en la tolva.

3. Ajuste la velocidad del tornillo (aumente o disminuya según la dispersión y el comportamiento de alimentación).

Causa raíz: puente de tolva y alimentación pobre

La tolva almacena materias primas de plástico y debe permitir una alimentación suave. Las propiedades de mal diseño de la tolva o flujo de materiales a menudo causan puentes (formación de arco) o flujo de embudo, lo que lleva a una alimentación inestable.

Definición de puentes

Cuando la sección cónica de la tolva se reduce demasiado rápido cerca del puerto de alimentación de la extrusora, los materiales compactos y forman un arco sólido, evitando el flujo en el tornillo.

Causas de puente

• Los gránulos reciclados grandes e irregulares aumentan el riesgo de puente.

• Los polvos finos o rellenos livianos (por ejemplo, negro de carbono, carbonato de calcio) pueden formar flujo de embudo y alimentación en bloque.

• El aire atrapado en polvo aumenta el volumen a granel y evita la transmisión suave.

Soluciones para puentes

• Instale un dispositivo de vibración en la tolva.

• Optimizar el ángulo del cono de la tolva para tamaños de partículas específicos.

• Evite el calentamiento excesivo de la tolva, que puede suavizar los gránulos y causar pegajos.

• Mejorar la formulación:

• Mezcle el carbonato de calcio ligero y pesado de manera uniforme.

• Agregue lubricantes internos para mejorar la flujo de polvo.

• Pron-Mix Powders con aceite blanco (1–2%) para eliminar el aire atrapado y aumentar la densidad aparente.

Consideraciones de la zona de alimentación de extrusores

La zona de alimentación de un extrusor de tornillo gemelo es crucial:

• Si la temperatura es demasiado baja (por debajo de 120 ℃), la resina no se adherirá al cañón, causando una transmisión deficiente.

• Si la temperatura es demasiado alta (por encima de 160 ℃), la fusión prematura crea una capa de lubricación, lo que lleva a la inanición.

Mejoras clave

• Extender la relación L/D de la zona de alimentación.

• Aplicar alimentadores de enfriamiento forzado o vibrantes para la alimentación estable.

• Use elementos de tornillo segmentados con espacio libre optimizado.

• Ampliar o modificar el diseño de la garganta de alimentación para un mejor flujo.

Dispersión de pigmento en Masterbatch

En Black Masterbatch, la calidad de dispersión de negro de carbono afecta directamente la fuerza de la cadena y la uniformidad del color.

• La mala preperencia conduce a rayas de color ( 'floración ').

• La resina de portador y la falta de coincidencia de Masterbatch MFR también pueden causar una distribución de color desigual.

• Las resinas portadoras demasiado resistentes pueden resistir el cizallamiento, evitando la dispersión fina.

Resumen de experiencia

1. Use materiales secos: la humedad causa una alimentación deficiente y la fusión parcial en la entrada.

2. Temperatura inferior de la tolva: colocada tan baja como 100 ℃ para evitar puentes.

3. Optimizar el diseño del tornillo: use elementos de menor diámetro en la zona de alimentación.

4. Amplíe el puerto de alimentación e instale dispositivos de mezcla o agitación para la alimentación continua.

5. Aumente la velocidad del tornillo con cuidado: la mezcla más rápida mejora la dispersión, pero puede causar una mayor carga de par.

Conclusión

Para la producción de Black Masterbatch, la dispersión estable de negro de carbono es clave para lograr hilos fuertes, gránulos uniformes y productos finales de alta calidad. Al optimizar la dosis de dispersante, el diseño de la tolva, la configuración de los tornillos y los parámetros de procesamiento, los fabricantes pueden evitar la rotura de la cadena, mejorar la eficiencia de la extrusión y garantizar un rendimiento constante del pigmento.

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