美特TPV應(yīng)用

這是TPV會議上，評分很高的內(nèi)容，是來自克勞斯瑪菲貝爾斯多夫公司德國專家，現(xiàn)在分享給大家。首先來看下公司介紹：

中國化工集團(tuán)2016年全資100%的收購了克勞斯瑪菲集團(tuán)全球的業(yè)務(wù)，克勞斯瑪菲是世界上最強(qiáng)、最大的塑料、橡膠機(jī)械集團(tuán)，1838年成立于德國慕尼黑，有近200年的歷史，是一家非常老牌的德國機(jī)械工廠。起家產(chǎn)品是坦克（豹式），有軍工背景。現(xiàn)在是集3大核心塑料、橡膠機(jī)械技術(shù)為一體的一家企業(yè)。

在2007年克勞斯瑪菲收購了貝爾斯多夫公司，也是我們今天核心講的貝爾斯多夫擠出技術(shù)。貝爾斯多夫起家于1897年，起初為德國大陸輪胎提供配套。在橡膠領(lǐng)域有100多年的歷史。同時貝爾斯多夫的雙螺桿擠出機(jī)在改性造粒領(lǐng)域非常出色，改性造粒的龍頭金發(fā)科技80%的進(jìn)口設(shè)備就是貝爾斯多夫提供的。大概現(xiàn)在有40臺設(shè)備。貝爾斯多夫是一家集橡膠技術(shù)和塑料機(jī)械技術(shù)為一體的非常完美的公司。

報告分為5個小部分：

公司介紹

雙螺桿擠出機(jī)在共混工藝的應(yīng)用

雙螺桿擠出機(jī)在TPV配混方面的應(yīng)用

原材料處理

小結(jié)

分類型可以分為非連續(xù)的混合連續(xù)的配混。

非連續(xù)性就是把所有的材料混在一個容器進(jìn)行分散或配混，它的喂料、分散、配混是按照時間順序進(jìn)行的。

相對而言，續(xù)性的配混，計量、喂料、分散等等都是同時進(jìn)行的，同時喂人物料，位置不同，時間上是同時的。

相對于非連續(xù)性的，其中一個很大的區(qū)別就是它的能量可控，波動是沒有的，是一個連續(xù)性的能量消耗。

一般來說連續(xù)性的共混是相對難以控制的，但是總體來說它更加的經(jīng)濟(jì)，會帶來更多的好處。但非連續(xù)性的也不是一無是處，它有它的亮點(diǎn)。

對TPV方面的造詣來講，我們是采用連續(xù)性的共混。

簡單來說它的結(jié)構(gòu)是非常好的，是一個完全閉合的設(shè)計。這邊是比較常用的雙頭螺紋的設(shè)計，它可以非常快的實(shí)現(xiàn)熔體翻新率，同時它的熱交換非常的迅速。很多產(chǎn)品的設(shè)計是相通的，具備自清潔性，同時在排氣的時候有優(yōu)勢。它的喂料模式是饑餓式喂料，到達(dá)一定的點(diǎn)之后它的產(chǎn)量、轉(zhuǎn)速，并沒有關(guān)聯(lián)，相對獨(dú)立。同時雙螺桿還有一點(diǎn)非常好的，它是完全模塊化的，可以針對各個不同工藝的需要有不同的個性定制。在很多高粘度的物料時，可以使用雙螺桿擠出機(jī)代替非連續(xù)性的工藝。

這是一個擠出機(jī)的大概構(gòu)造，底座、工藝單元、驅(qū)動部位的電機(jī)、螺桿還有模頭等等是一個完整的機(jī)器。喂料包括主喂料，側(cè)向喂料機(jī)等完整的體系。

三、雙螺桿擠出機(jī)在TPV方面的應(yīng)用

這是TPE的微觀結(jié)構(gòu)，按照它的不同分為兩類，一個是共聚物，一個是合金。TPV當(dāng)然是非常典型的PP和EPDM的合金，交聯(lián)的應(yīng)用。PP和EPDM交聯(lián)的TPV是最常見的，當(dāng)然還有其他的一些新的開發(fā)的技術(shù)。

在擠出機(jī)上面我們看一下他比較典型的加工步驟。

首先在主喂料處加入橡膠PP、助劑，還有填充物，在這個區(qū)域?qū)崿F(xiàn)融合共混。

第二步加入潤滑油。

接下來第三步是整個工藝?yán)锩孀罹咭饬x，也是最難控制的一部分，就是動態(tài)交聯(lián)的過程。

第四部分就是排氣，當(dāng)然了它肯定是真空的排氣?，F(xiàn)在也越來越多的關(guān)注，VOC啊，確實(shí)也是非常重要的一點(diǎn)。

最后一步就是建壓的混合擠出?？偠鴣碚f就是這5部分。

我們一般推薦總體機(jī)器的強(qiáng)度，在48-56D之間，主機(jī)的轉(zhuǎn)速在300-600之間，這取決于不同的工藝和材料。

這一部分是貝爾斯多夫的擠出機(jī)在TPV領(lǐng)域應(yīng)用的主要機(jī)型，包括實(shí)驗(yàn)機(jī)型，十公斤到幾十公斤的25/30機(jī)，到最后的97機(jī)可以達(dá)到1300kg/h，涵蓋的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，當(dāng)然它的產(chǎn)量范圍還是取決于物料本身的特性和配方。

這是一個比較典型的TPV配方。這個配方可以達(dá)到到硬度Shore-A 50-60之間。

這是一個非常典型的TPV轉(zhuǎn)性工藝流程圖，這是一個60機(jī)，但實(shí)際它的螺桿之間是65mm，核心是擠出機(jī)，上面是一整套的喂料系統(tǒng)。主喂料我們加入的是PP料，EPDM，已經(jīng)處理好的填料。旁邊有個小的側(cè)向喂料機(jī)，可以喂入交聯(lián)劑。

四、原材料處理

這一部分非常核心的部分就是計量、喂料。擠出機(jī)是輸出的過程，前端喂料是輸入的過程，如果前端的輸入處理的不精準(zhǔn)，輸出結(jié)果就沒那么好。這是非常關(guān)鍵的步驟。

這是一個比較典型的失重式喂料器，根據(jù)不同的物料的不同特性分為單螺桿的、雙螺桿的、震動盤的、輸送帶式等各種不同的形式。

選擇主要看3個部分，粒徑多大，密度多少，物料的流動性。通過失重式的控制，非常精準(zhǔn)。

剛才的失重式喂料機(jī)主要是針對一些標(biāo)準(zhǔn)的物料處理，下圖是液體式喂料機(jī)，難度相對大一些，它分為幾種主要的模式，有柱塞泵、隔膜泵、齒輪泵。

它的選備基于幾個方面，熔體粘度、潤滑程度、化學(xué)性能?？刂剖峭ㄟ^失重式。

橡膠不算是固體也不算是液體，如何把它從原始的塊狀膠加入到雙螺桿擠出機(jī)里面去，有幾種途徑。

這是比較典型的一種形式，通過切粒系統(tǒng)，把它切成規(guī)則的形狀、粒子，然后通過軟化劑，然后通過批量式喂料機(jī)把它喂入雙螺桿擠出機(jī)。但是橡膠從本質(zhì)上講是一個非常高粘度的液體，用過著這種方式喂料會產(chǎn)生很多問題。

還有一種方式就是通過膠塊的切割機(jī)，將膠塊切成一個個的小條。

這幅圖是是這個技術(shù)里面最核心的部分，切好的膠條通過喂料口，投入單螺桿擠出機(jī),很短的長徑比,大概6D左右。后面是一臺齒輪泵，是非常精確的是失重式不是體積式，里面有壓力控制，所以EPDM很精準(zhǔn)的喂入雙螺桿擠出機(jī)，實(shí)現(xiàn)這個過程。這里說一下泵的運(yùn)作機(jī)理，通過壓力最高、最低的檢測，確保熔體是充滿的狀態(tài)，然后喂入雙螺桿擠出機(jī)里面去。

這幅圖就是通過橡膠的單螺桿擠出機(jī)和齒輪泵喂入EPDM。這臺機(jī)器的核心是雙螺桿擠出機(jī)，旁邊是一臺單螺桿擠出機(jī)，把溶體通過齒輪泵非常精密的喂入雙螺桿擠出機(jī)，通過排氣等過程擠出TPV。

第三種方式就是通過將橡膠預(yù)處理，將油、交聯(lián)劑混入橡膠中。

通過這種橡膠擠出機(jī)和齒輪泵連接的方式喂入EPDM，可以實(shí)現(xiàn)好多優(yōu)勢。對交聯(lián)劑相理有非常大的改善，同時對非連續(xù)式和連續(xù)式起到了很好的連接。它可以充油，可以混入交聯(lián)劑，同時它能夠最大程度的減少PP和過氧化物的接觸。

我們對兩種常見的方式進(jìn)行了對比。

這是一臺25的試驗(yàn)機(jī)，橫軸是螺桿轉(zhuǎn)速，豎軸是拉伸強(qiáng)度，綠色的兩條線是采用酚醛樹脂作為交聯(lián)劑，區(qū)別有一些，淺綠色是通過齒輪泵和單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行喂料，深綠是傳統(tǒng)喂料方式，可以看到，淺綠會更好一些。

粉色和紅色的線是通過過氧化物作為交聯(lián)劑，區(qū)別很大，通過橡膠機(jī)和齒輪泵，拉伸強(qiáng)度有20%的提升。

五、小結(jié)

雙螺桿擠出機(jī)在TPV的運(yùn)用上已經(jīng)是非常成熟的了

模塊化的設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的工藝

通過單螺桿擠出機(jī)和齒輪泵喂入橡膠可以實(shí)現(xiàn)性能提升

尤其對過氧化物交聯(lián)劑體系可以有非常大的改善

現(xiàn)場視頻

這個是6月23日蘇州會議現(xiàn)場評分最高的一個報告??！推薦給大家！

克勞斯瑪菲-貝爾斯托夫-TPV擠出共混工藝

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