Тэрмапластычныя эластамеры (TPE), часам іх называюць тэрмапластычнымі каўчукамі (ТПР), гэта клас супалімераў або фізічных сумесяў палімераў — звычайна пластыка і гумы — якія спалучаюць уласцівасці тэрмапластаў і эластамераў. Гэта унікальнае спалучэнне дазваляе апрацоўваць TPE як тэрмапласты (з дапамогай экструзіі, ліццё пад ціскам, выдувное фармаванне, г.д.) захоўваючы эластычнасць і гнуткасць гумы. У адрозненне ад традыцыйнай вулканізаванай гумы, TPE можна плавіць і перапрацоўваць некалькі разоў без значнай страты прадукцыйнасці, што робіць іх больш экалагічна чыстымі і эканамічна эфектыўнымі. Як попыт на лёгкія, гнуткі, і другасная сыравіна расце ў такіх галінах, як аўтамабільная, электрычны, будаўніцтва, і спажывецкіх тавараў, TPE становяцца ўсё больш папулярнымі, стымуляванне распрацоўкі спецыялізаваных маткавых і экструзійных тэхналогій з улікам іх унікальных патрабаванняў да апрацоўкі.
Маткавая сумесь, у якасці ключавога матэрыялу для афарбоўкі і функцыянальнай мадыфікацыі TPE, гуляе вырашальную ролю ў павышэнні прадукцыйнасці і пашырэнні сферы прымянення прадуктаў TPE. Апрацоўка маткавай сумесі TPE патрабуе дакладнага кантролю змешвання, рассейваючы, і тэмпературныя параметры, паколькі ТПЭ маюць удзельную глейкасць, тэрмаўстойлівасць, і характарыстыкі пругкасці, якія адрозніваюцца ад традыцыйных пластмас. Двухшнековые экструдары, з іх выдатнымі здольнасцямі да змешвання і дысперсіі, дакладны кантроль тэмпературы, і адаптыўнасць да розных матэрыялаў, сталі асноўным абсталяваннем для апрацоўкі маткавай сумесі TPE. Чжуоюэ, прафесійны вытворца двухшнековых экструдараў, прапануе поўны спектр перадавых экструзійных рашэнняў, спецыяльна распрацаваных для злучэння TPE і апрацоўкі маткавай сумесі, якія ахопліваюць TPE/SBS/TPU/TPR/TPV і іншыя асноўныя катэгорыі TPE, для задавальнення разнастайных патрэб вытворцаў у розных галінах прамысловасці.
1. Агляд тэрмапластычных эластамераў (TPE): Катэгорыі, Уласцівасці і асноўныя характарыстыкі
TPE - гэта разнастайнае сямейства матэрыялаў, класіфікуюцца на шэсць агульных камерцыйных катэгорый на аснове іх хімічнага складу і структуры. Кожная катэгорыя мае унікальныя ўласцівасці, характарыстыкі апрацоўкі, і вобласці прымянення, якія непасрэдна вызначаюць патрабаванні да рэцэптуры маткавай сумесі і экструзійнага абсталявання. Разуменне класіфікацыі і ўласцівасцей TPE з'яўляецца асновай для аптымізацыі апрацоўкі маткавай сумесі і выбару прыдатных двухшнековых экструдараў.
1.1 Шэсць агульных камерцыйных катэгорый TPE
1.1.1 Блок-супалімеры стыролу (TPS, TPE-s).
TPS з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўванай катэгорыяй TPE, складае вялікую долю сусветнага рынку TPE. Ён складаецца з стырольных блокаў (such as polystyrene, PS) і эластамерных блокаў (напрыклад полибутадиен, ПБ; поліізапрэну, ПІ; або этылен-бутылен, ЭБ), злучаныя кавалентнымі сувязямі. Найбольш распаўсюджаныя тыпы TPS ўключаюць SBS (Стыролы-бутадыены-стыролы), SIS (Стырол-ізапрэн-стырол), СЭБС (Стырол-этылен-бутылен-стырол), і SEPS (Стырол-этылен-прапілен-стырол).
Асноўныя ўласцівасці TPS ўключаюць выдатную гнуткасць, эластычнасць, і тэхналагічнасць. SEBS і SEPS, якія з'яўляюцца гідрагенізаванымі версіямі SBS і SIS, маюць палепшаную тэрмаўстойлівасць, атмасфератрываласць, і ўстойлівасць да старэння, што робіць іх прыдатнымі для выкарыстання на адкрытым паветры і пры высокіх тэмпературах. Матэрыялы TPS лёгка афарбоўваюцца і мадыфікуюцца з дапамогай маткавай сумесі, і іх тэмпература апрацоўкі вагаецца ад 150 ℃ да 220 ℃, які сумяшчальны з большасцю двухшнековых экструдараў. Агульныя прымянення TPS ўключаюць аўтамабільныя кампаненты, драты і кабелі, спажывецкія тавары, і медыцынскія вырабы.
1.1.2 Тэрмапластычныя поліалефінавыя эластамеры (ТПО, TPE-o).
TPO - гэта фізічная сумесь поліалефінаў (напрыклад, поліпрапілен, пп; або поліэтылену, PE) і эластамер (такія як этылен-прапілен-дыенавы мономер, EPDM). Ён спалучае ў сабе калянасць поліалефінаў з эластычнасцю эластамераў, і валодае выдатнай хімічнай устойлівасцю, атмасфератрываласць, і гнуткасць пры нізкіх тэмпературах. ТПО нетоксичны, без паху, і перапрацоўваецца, што робіць іх ідэальнымі для прыкладанняў, якія патрабуюць экалагічнасці.
Тэмпература апрацоўкі TPO вагаецца ад 160 ℃ да 230 ℃, і ён мае добрую сумяшчальнасць з рознымі маткавымі сумесямі (каляровая маткавая сумесь, вогнеахоўнага маткавая сумесь, г.д.). TPO шырока выкарыстоўваюцца ў дэталях экстэр'ера аўтамабіляў (напрыклад, накладкі на бампер, падкрылкі), будаўнічыя матэрыялы (напрыклад, пячаткі, пракладкі), і электрычныя кампаненты. Дзякуючы высокаму ўтрыманню поліалефінаў, Апрацоўка маткавай сумесі TPO патрабуе экструдараў з добрымі магчымасцямі змешвання для забеспячэння раўнамернага размеркавання пігментаў і дадаткаў.
1.1.3 Тэрмапластычныя вулканізаты (ПДВ, TPE v).
TPV - гэта дынамічна вулканізаваная сумесь поліалефінаў (звычайна PP) і эластамер (звычайна EPDM). Падчас апрацоўкі, эластамерная фаза вулканізуецца ў дробныя часціцы і раўнамерна дыспергаваныя ў поліалефінавай матрыцы, у выніку выдатнай эластычнасці, супраціў сціску, і тэрмаўстойлівасць. TPV маюць лепшыя механічныя ўласцівасці і стабільнасць памераў, чым традыцыйныя TPE, і можа вытрымліваць доўгатэрміновае ўздзеянне высокай тэмпературы (да 150 ℃).
Апрацоўка TPV патрабуе дакладнага кантролю тэмпературы і моцнай сілы зруху для забеспячэння раўнамернай вулканізацыі і дысперсіі. Тэмпература апрацоўкі вагаецца ад 170 ℃ да 240 ℃, і матэрыял мае высокую глейкасць пры апрацоўцы, які прад'яўляе высокія патрабаванні да крутоўнага моманту і зносаўстойлівасці двухшнековых экструдараў. TPV шырока выкарыстоўваюцца ў аўтамабільных ушчыльняльніках, шлангі, пракладкі, і прамысловыя кампаненты, якія патрабуюць высокай прадукцыйнасці і даўгавечнасці.
1.1.4 Тэрмапластычныя паліурэтаны (ТПУ).
ТПУ - гэта блок-супалімер, які складаецца з цвёрдых сегментаў (диизоцианат і падаўжальнік ланцуга) і мяккія сегменты (полиол). Ён валодае выдатнай эластычнасцю, ўстойлівасць да ізаляцыі, маслостойкость, і механічная трываласць, і можа быць адрэгулявана ў цвёрдасці ад вельмі мяккай (Шор А 30) вельмі цяжка (Шор Д 85) шляхам змены суадносін цвёрдых і мяккіх сегментаў.
TPU processing is sensitive to temperature and moisture. The processing temperature ranges from 180℃ to 250℃, and the material must be thoroughly dried before processing (moisture content ≤0.05%) to avoid hydrolysis and bubble formation. TPU masterbatch processing requires extruders with precise temperature control and vacuum exhaust capabilities. TPU is widely used in wires and cables, automotive hoses, footwear, medical catheters, and sports equipment.
1.1.5 Thermoplastic Copolyesters (TPC, TPE-E).
TPC is a block copolymer composed of polyester hard segments and polyether or polyester soft segments. Ён валодае выдатнай тэрмаўстойлівасцю, chemical resistance, and mechanical properties, and can withstand high temperatures up to 150℃ for long periods. TPCs also have good flexibility and elasticity, making them suitable for high-performance applications.
The processing temperature of TPC ranges from 220℃ to 280℃, which is higher than other TPE categories. It has high viscosity during processing and requires extruders with high torque and precise temperature control. TPC masterbatch processing also requires special attention to the dispersion of pigments and additives to avoid affecting the material’s mechanical properties. TPCs are widely used in automotive components (such as air intake hoses, transmission seals), aerospace parts, and industrial machinery.
1.1.6 Thermoplastic Polyamides (TPA, TPE-A).
TPA is a block copolymer composed of polyamide hard segments and polyether soft segments. It combines the high strength, wear resistance, and chemical resistance of polyamides with the flexibility and elasticity of polyethers. TPA валодае выдатнай ударатрываласцю і характарыстыкамі пры нізкіх тэмпературах, і можа выкарыстоўвацца ў суровых умовах.
Тэмпература апрацоўкі TPA вагаецца ад 230 ℃ да 290 ℃, і ён мае высокае водапаглынанне, якія патрабуюць дбайнай прасушкі перад апрацоўкай. Апрацоўка маткавай сумесі TPA патрабуе экструдараў з высокай зносаўстойлівасцю (дзякуючы высокай цвёрдасці поліаміду) і дакладны кантроль тэмпературы, каб пазбегнуць дэградацыі матэрыялу. TPA шырока выкарыстоўваецца ў аўтамабільных кампанентах (напрыклад, перадач, падшыпнікі), электрычныя раздымы, і прамысловыя шлангі.
1.2 Асноўныя ўласцівасці TPE, якія ўплываюць на апрацоўку маткавай сумесі
TPE валодаюць унікальнымі ўласцівасцямі, якія адрозніваюць іх ад традыцыйных пластмас, і гэтыя ўласцівасці непасрэдна ўплываюць на рэцэптуру маткавай сумесі і выбар экструзійнага абсталявання. Ключавыя ўласцівасці, якія неабходна ўлічваць пры апрацоўцы маткавай сумесі, наступныя:
1.2.1 Эластычнасць і гнуткасць.
ТПЭ валодаюць высокай эластычнасцю і гнуткасцю, што азначае, што маткавая сумесь павінна быць сумяшчальная з матрыцай TPE, каб пазбегнуць зніжэння эластычных характарыстык матэрыялу. Носьбіт маткавай сумесі павінен мець добрую сумяшчальнасць з TPE, і дыспергатар павінен забяспечваць раўнамернае размеркаванне пігментаў без адукацыі агламератаў, якія могуць выклікаць канцэнтрацыю напружання і паменшыць гнуткасць.
1.2.2 Тэрмаўстойлівасць.
Розныя катэгорыі TPE маюць розную цеплаўстойлівасць (тэмпература апрацоўкі вагаецца ад 150 ℃ да 290 ℃). Пігменты і дадаткі маткавай сумесі павінны мець тэрмаўстойлівасць, якая адпавядае тэмпературы апрацоўкі TPE, каб пазбегнуць раскладання, змяненне колеру, або пагаршэнне прадукцыйнасці падчас экструзіі. Напрыклад, TPC і TPA патрабуюць пігментаў і тэрмастабілізатараў, устойлівых да высокіх тэмператур.
1.2.3 Глейкасць і тэхналагічнасць.
TPE маюць розную глейкасць падчас апрацоўкі (TPV і TPC маюць больш высокую глейкасць, у той час як TPS мае меншую глейкасць). Гэта ўплывае на сілу зруху і патрабаванні да транспарціроўкі двухшнекового экструдара. Высокавязкія TPE патрабуюць экструдараў з высокім крутоўным момантам і высокай здольнасцю змешвання, у той час як TPE з нізкай глейкасцю патрабуюць дакладнага кантролю хуткасці экструзіі, каб пазбегнуць перапаўнення матэрыялу.
1.2.4 Паглынанне вільгаці.
Некаторыя TPE (напрыклад, ТПУ, TPA) валодаюць высокім водапаглынаннем, што можа выклікаць бурбалкі, гідроліз, і іншыя дэфекты маткавай сумесі. Сыравіна (TPE, пігменты, дабаўкі) перад апрацоўкай неабходна старанна прасушыць, і экструдар павінен быць абсталяваны вакуумным выцяжным прыладай для выдалення вільгаці і лятучых рэчываў.
1.2.5 Сумяшчальнасць з дадаткамі.
TPE часта патрабуюць функцыянальных дабавак (такія як антыаксіданты, УФ-стабілізатары, змазачныя матэрыялы) каб палепшыць іх прадукцыйнасць. Маткавая сумесь павінна быць складзена так, каб гарантаваць, што дабаўкі сумяшчальныя як з пігментамі, так і з матрыцай TPE, пазбяганне хімічных рэакцый, якія могуць паўплываць на якасць прадукцыі.
2. Маткавая сумесь для TPE: Кампазіцыя, Рэцэптура і патрабаванні да апрацоўкі
Masterbatch для TPE - гэта канцэнтраваная сумесь пігментаў/фарбавальнікаў, носьбіты, і дабаўкі, прызначаны для афарбоўвання ТПЭ і надання дадатковых функцый (напрыклад, вогнеўстойлівасць, антыстатычны, антыбактэрыйныя) захоўваючы пры гэтым уласцівыя матэрыялу эластычныя і тэхналагічныя ўласцівасці. Распрацоўка і апрацоўка маткавай сумесі TPE больш патрабавальныя, чым для традыцыйных пластмас, за кошт унікальных уласцівасцяў ТПЭ. У гэтым раздзеле падрабязна пра склад, прынцыпы фармулёўкі, і патрабаванні да апрацоўкі маткавай сумесі TPE.
2.1 Асноўны склад TPE Masterbatch
Як традыцыйная маткавая сумесь, Маткавая сумесь TPE складаецца з трох асноўных кампанентаў: пігменты/фарбавальнікі, носьбіты, і дабаўкі. Выбар і доля кожнага кампанента прыстасоўваецца да тыпу TPE і патрабаванняў да яго прымянення.
2.1.1 Пігменты/фарбавальнікі.
Пігменты/фарбавальнікі з'яўляюцца асноўнымі кампанентамі, якія надаюць колер TPE, улік 10%-70% складу маткавай сумесі (у залежнасці ад інтэнсіўнасці колеру і тыпу TPE). Асноўныя патрабаванні да пігментаў/фарбавальнікаў у маткавай сумесі TPE::
- – Тэрмаўстойлівасць: Павінен вытрымліваць тэмпературу апрацоўкі мэтавага TPE (150℃ -290 ℃) без раскладання або змены колеру. Для высокатэмпературных TPE (TPC, TPA), пераважней устойлівыя да высокіх тэмператур арганічныя пігменты або неарганічныя пігменты.
- – Сумяшчальнасць: Павінен быць сумяшчальны з матрыцай TPE, каб пазбегнуць міграцыі, красаванне, or reduced elasticity. Pigments with similar polarity to the TPE are more compatible (напр., polar pigments for TPU, non-polar pigments for TPS).
- – Dispersibility: Must be easily dispersed in the TPE matrix to ensure uniform coloring and avoid color spots, streaks, or reduced mechanical properties. Fine-particle pigments (20-40 сетка) with low agglomeration are preferred.
- – Environmental Friendliness: Must meet global environmental protection standards (such as REACH, RoHS) to avoid toxic or harmful substances (such as heavy metals) that could affect human health and the environment.
Common pigments used in TPE masterbatch include: inorganic pigments (titanium dioxide for white, carbon black for black, iron oxide for red/yellow), and high-temperature resistant organic pigments (phthalocyanine blue/green, quinacridone red).
2.1.2 Carriers.
Carriers are the matrix of the masterbatch, улік 20%-80% of the composition, і гуляюць ключавую ролю ў дысперсіі пігментаў і прыліпанні да матрыцы TPE. Носьбіт павінен мець выдатную сумяшчальнасць як з пігментамі, так і з мэтавым TPE, так як дрэнная сумяшчальнасць можа прывесці да міграцыі пігмента, нераўнамерная афарбоўка, і зніжэнне прадукцыйнасці TPE. Выбар носьбіта заснаваны на тыпе TPE:
- – Для TPS (SBS, СЭБС): У якасці носьбіта выкарыстоўвайце TPS або PP, які мае добрую сумяшчальнасць і цякучасць апрацоўкі.
- – Для TPO/TPE-o: У якасці носьбіта выкарыстоўвайце PP або PE, адпаведнасць полиолефиновому кампаненту TPO.
- – Для TPV/TPE-v: Выкарыстоўвайце PP у якасці носьбіта, які сумяшчальны з PP матрыцай TPV.
- – Для ТПУ: Выкарыстоўвайце ТПУ ў якасці носьбіта, забеспячэнне сумяшчальнасці з матрыцай TPU і пазбяганне гідролізу.
- – Для TPC/TPE-E і TPA/TPE-A: Выкарыстоўвайце TPC або TPA ў якасці носьбіта, адпаведна, to match the high-temperature processing requirements and compatibility.
The carrier should also have good processing fluidity, with a melting point and processing temperature consistent with or slightly lower than the target TPE, to ensure uniform mixing and avoid TPE degradation.
2.1.3 Дабаўкі.
Additives are auxiliary components added to improve the processing performance, dispersibility, and functional performance of TPE masterbatch, улік 1%-10% of the composition. The type and dosage of additives are determined by the TPE type and application requirements:
- – Dispersants: The most important additive for TPE masterbatch, used to reduce pigment surface tension, prevent agglomeration, and ensure uniform dispersion in the TPE matrix. Common dispersants include polyethylene wax, polypropylene wax, stearic acid, and maleic anhydride grafted waxes. For high-viscosity TPEs (ПДВ, TPC), пераважней высокаэфектыўныя дыспергатары з моцнай сумяшчальнасцю.
- – Сумяшчальнасць: Выкарыстоўваецца для паляпшэння сумяшчальнасці паміж пігментамі і TPE, і паміж маткавай сумесь і матрыцай TPE. Напрыклад, PP з прышчэпленым малеінавым ангідрыдам выкарыстоўваецца ў якасці сумяшчальніка для маткавай сумесі TPO, і поліўрэтанавы воск выкарыстоўваецца для маткавай сумесі ТПУ.
- – Тэрмастабілізатары: Выкарыстоўваецца для прадухілення раскладання пігмента і дэградацыі TPE падчас высокатэмпературнай апрацоўкі. Звычайныя тэрмастабілізатары ўключаюць арганічныя стабілізатары волава (для ТПУ), перашкаджаюць фенолавыя антыаксіданты (для TPS, ТПО), і фасфітныя антыаксіданты (для TPC, TPA).
- – УФ-стабілізатары і антыаксіданты: Выкарыстоўваецца для павышэння ўстойлівасці да атмасферных уздзеянняў і старэння каляровых вырабаў з TPE, прадухіленне выцвітання колеру і пагаршэння прадукцыйнасці пад уздзеяннем сонечнага святла і кіслароду. Для вонкавага прымянення (напрыклад, знешнія дэталі аўтамабіляў), УФ-паглынальнікі і святлостабілізатары са сціснутымі амінамі (ГАЛСЫ) дадаюцца.
- – Змазачныя матэрыялы: Выкарыстоўваецца для памяншэння трэння паміж матэрыяламі і экструзійным абсталяваннем (шруба, бочка, памерці галавой), палепшыць цякучасць апрацоўкі, і пазбягайце прыліпання матэрыялу да абсталявання. Звычайныя змазкі ўключаюць сцеаріновую кіслату, стеарат кальцыя, і сіліконавы алей. Для TPU і TPA, змазачныя матэрыялы з нізкай міграцыяй аддаюць перавагу, каб пазбегнуць уплыву на характарыстыкі прадукту.
- – Функцыянальныя дабаўкі: Дададзена для надання спецыяльных функцый TPE, напрыклад, антыпірэны (для правадоў і кабеляў), антыстатыкі (для электрычных кампанентаў), і антыбактэрыйныя сродкі (для медыцынскіх вырабаў і спажывецкіх тавараў).
2.2 Прынцыпы распрацоўкі TPE Masterbatch
Рэцэптура маткавай сумесі TPE павінна збалансаваць эфект афарбоўкі, прадукцыйнасць апрацоўкі, і TPE уласцівыя ўласцівасці. Асноўныя прынцыпы наступныя:
2.2.1 Сумяшчальнасць перш за ўсё.
Перавозчык, пігменты, і дабаўкі павінны быць сумяшчальныя з мэтавым TPE, каб пазбегнуць зніжэння эластычнасці матэрыялу, гнуткасць, and mechanical properties. Напрыклад, выкарыстанне непалярнага носьбіта для polar TPU прывядзе да дрэннай сумяшчальнасці і міграцыі пігмента.
2.2.2 Матч Тэрмаўстойлівасць.
Пігменты і дабаўкі павінны мець тэрмаўстойлівасць, якая адпавядае тэмпературы апрацоўкі TPE. Напрыклад, У маткавай сумесі TPC выкарыстоўваюцца пігменты, устойлівыя да высокіх тэмператур (тэрмаўстойлівасць ≥280 ℃) каб пазбегнуць раскладання падчас апрацоўкі.
2.2.3 Аптымізацыя диспергируемости.
Змест пігмента і доза диспергатора рэгулююцца для забеспячэння раўнамернай дысперсіі. Маткавая сумесь высокай канцэнтрацыі (ўтрыманне пігмента 50%-70%) патрабуецца больш дыспергатараў і лепшыя магчымасці змешвання, у той час як маткавая сумесь з нізкай канцэнтрацыяй (10%-30%) факусуюць на сумяшчальнасці.
2.2.4 Звядзіце да мінімуму ўплыў на ўласцівасці TPE.
Маткавая сумесь не павінна істотна ўплываць на эластычнасць TPE, набор кампрэсіі, або ўстойлівасць да ізаляцыі. Напрыклад, празмерная колькасць дысперсантаў або змазачных матэрыялаў можа знізіць механічную трываласць TPE.
2.2.5 Адпаведнасць ахове навакольнага асяроддзя.
Рэцэптура павінна адпавядаць сусветным стандартам аховы навакольнага асяроддзя, пазбяганне таксічных або шкодных рэчываў (such as heavy metals, фталаты) што можа абмежаваць доступ на рынак.
2.3 Патрабаванні да апрацоўкі TPE Masterbatch
Апрацоўка маткавай сумесі TPE у асноўным ажыццяўляецца з выкарыстаннем тэхналогіі двухшнековой экструзіі, што патрабуе строгага кантролю папярэдняй апрацоўкі сыравіны, папярэдняе змешванне, параметры экструзіі, і пост-апрацоўка для забеспячэння якасці прадукцыі. Асноўныя патрабаванні да апрацоўкі наступныя:
2.3.1 Папярэдняя апрацоўка сыравіны.
TPE (асабліва ТПУ, TPA) валодаюць высокім водапаглынаннем, таму ўсё сыравіну (Носьбіт TPE, пігменты, дабаўкі) перад апрацоўкай неабходна старанна прасушыць. Тэмпература і час сушкі вызначаюцца тыпам матэрыялу: TPU/TPA сушаць пры 100-120 ℃ на працягу 6-8 гадзіны, TPS/TPO сушаць пры тэмпературы 80-100 ℃ 3-5 гадзіны, і пігменты сушаць пры 60-80 ℃ для 2-4 гадзіны. Вільготнасць сушеного сыравіны павінна кантралявацца ніжэй 0.1% (0.05% для TPU/TPA).
Акрамя таго, пігменты з вялікімі памерамі часціц або агламераты павінны быць здробнены і прасеяны (20-40 сетка) для паляпшэння диспергируемости, і прымешак (металічныя часціцы, пыл) павінны быць выдалены, каб пазбегнуць зносу экструзійнага абсталявання і дэфектаў маткавай сумесі.
2.3.2 Папярэдняе змешванне.
Высушанае сыравіну (пігменты, носьбіт, дабаўкі) змешваюць у хуткасным міксеры ў адпаведнасці з рэцэптурным суадносінамі да адукацыі аднастайнай папярэдняй сумесі. Параметры папярэдняга змешвання рэгулююцца ў залежнасці ад тыпу TPE: хуткасць змешвання 800-1200 абаротаў у хвіліну, час змешвання 5-10 хвілін, тэмпература змешвання 40-60 ℃. Для высокай канцэнтрацыі маткавай сумесі або высокавязкіх носьбітаў TPE, час папярэдняга змешвання павялічваецца, і дыспергатары дадаюцца спачатку для пакрыцця пігментаў, паляпшэнне диспергируемости.
2.3.3 Кантроль параметраў экструзіі.
Двухшнековая экструзія - асноўны этап апрацоўкі маткавай сумесі TPE, і асноўныя параметры (тэмпература, хуткасць шрубы, ціск экструзіі, хуткасць кармлення) неабходна дакладна кантраляваць, каб адпавядаць тыпу TPE:
- – Тэмпературны кантроль: Ствол падзяляецца на 4-6 секцыі рэгулявання тэмпературы (секцыя кармлення, плавільны ўчастак, секцыя змешвання, секцыя гамагенізацыі, секцыя галоўкі штампа). Тэмпература кожнай секцыі рэгулюецца ў адпаведнасці з тэмпературай апрацоўкі TPE. Напрыклад, Маткавая сумесь TPS: секцыя падачы 100-120 ℃, секцыя плаўлення 160-180 ℃, секцыя змешвання 170-190 ℃, секцыя гамагенізацыі 160-180 ℃, секцыя галоўкі 150-170 ℃; Маткавая сумесь TPC: секцыя падачы 150-170 ℃, секцыя плаўлення 230-250 ℃, секцыя змешвання 240-260 ℃, секцыя гамагенізацыі 230-250 ℃, секцыя галоўкі 220-240 ℃. The temperature control precision should reach ±1℃ to avoid TPE degradation and pigment decomposition.
- – Хуткасць шрубы: The screw speed ranges from 200-800 абаротаў у хвіліну, adjusted based on TPE viscosity. High-viscosity TPEs (ПДВ, TPC) require higher screw speed (500-800 абаротаў у хвіліну) to generate sufficient shear force for pigment dispersion; low-viscosity TPEs (TPS) use moderate speed (300-500 абаротаў у хвіліну) to avoid material overflow.
- – Ціск экструзіі: The pressure ranges from 5-12MPa, kept stable (fluctuation ≤±0.5MPa) to ensure uniform mixing and shaping. High-viscosity TPEs require higher pressure, while low-viscosity TPEs use moderate pressure.
- – Feeding Speed: Adjusted to match the screw speed and extrusion speed, ensuring stable and uniform feeding. For high-viscosity TPEs, a forced feeding device is used to avoid material accumulation.
2.3.4 Post-Processing.
After extrusion, the strip-shaped masterbatch is cooled (water tank cooling, 20-30℃), granulated (памер часціц 2-5 мм), экранізаваны (для выдалення некваліфікаваных часціц), і запакаваная (герметычная і вільгацятрывалая ўпакоўка). Для вільгацеадчувальнай маткавай сумесі TPE (ТПУ, TPA), гатовы прадукт перад пакаваннем яшчэ раз сушаць, каб прадухіліць ўбіранне вільгаці.
3. Вобласці прымянення маткавай сумесі TPE і адпаведных рашэнняў экструдара Zhuoyue
TPE шырока выкарыстоўваюцца ў аўтамабілебудаванні, электрычны, будаўніцтва, спажывецкія тавары, і іншыя галіны прамысловасці, і розныя вобласці прымянення маюць розныя патрабаванні да прадукцыйнасці маткавай сумесі TPE (колер, dispersibility, функцыянальнасць) і эфектыўнасць вытворчасці. Поўная серыя двухшнековых экструдараў Zhuoyue (HTS BASIC/PLUS/SUPER, ZTE, HTE) спецыяльна аптымізаваны для апрацоўкі маткавай сумесі TPE, прадастаўленне мэтавых рашэнняў для розных катэгорый TPE і абласцей прымянення. Ніжэй прыводзіцца падрабязнае ўвядзенне ў асноўныя вобласці прымянення маткавай сумесі TPE і адпаведнай серыі экструдараў Zhuoyue.
3.1 Automotive Industry: The Largest Application Field of TPE Masterbatch
The automotive industry is the largest consumer of TPEs, accounting for more than 40% of the global TPE market. TPEs are used in a wide range of automotive components due to their lightweight, гнуткі, and recyclable properties, and TPE masterbatch plays a key role in coloring and functional modification of these components. The main automotive applications of TPE masterbatch include:
3.1.1 Automotive Seals and Gaskets.
TPE (mainly TPV, ТПО) are used to produce automotive door seals, window seals, hood seals, and gaskets, which require good elasticity, атмасфератрываласць, і гнуткасць пры нізкіх тэмпературах. The masterbatch for these components requires uniform coloring, good weather resistance (UV resistance, aging resistance), and compatibility with TPV/TPO matrices.
Matching Extruders: HTS PLUS series and HTE series. Серыя HTS PLUS мае высокі крутоўны момант і зносаўстойлівасць, падыходзіць для апрацоўкі маткавай сумесі TPV (высокая глейкасць, неабходная высокая сіла зруху); серыя HTE аб'ядноўвае высокую прадукцыйнасць і рэнтабельнасць, падыходзіць для апрацоўкі маткавай сумесі TPO, з добрай диспергируемостью змешвання і энергазберагальнымі перавагамі.
3.1.2 Аўтамабільныя кампаненты салона.
TPE (у асноўным TPS, ТПУ) выкарыстоўваюцца для вытворчасці кампанентаў салона аўтамабіляў, такіх як абшыўка панэлі прыбораў, дзвярныя панэлі, чахлы на рулі, і падлакотнікі, якія патрабуюць добрай гнуткасці, мяккі навобмацак, і экалагічнасць (нетоксичный, без паху). Маткавая сумесь патрабуе яркіх фарбаў, раўнамерная диспергируемость, і ніякай міграцыі (каб пазбегнуць афарбоўвання іншых элементаў інтэр'еру).
Matching Extruders: Серыя HTS BASIC і серыя HTE. Серыя HTS BASIC эканамічная, падыходзіць для малых і сярэдніх вытворцаў, якія вырабляюць унутраную маткавую сумесь TPS; серыя HTE мае добрую диспергируемость пры змешванні і нізкае энергаспажыванне, падыходзіць для буйнамаштабнай вытворчасці ўнутранай маткавай сумесі TPU/TPS.
3.1.3 Аўтамабільныя шлангі і трубкі.
TPE (у асноўным ТПУ, TPC, TPA) выкарыстоўваюцца для вытворчасці аўтамабільных паліўных шлангаў, паветразаборныя шлангі, і тармазныя шлангі, якія патрабуюць добрай маслостойкости, тэрмаўстойлівасць, і механічная трываласць. Маткавая сумесь патрабуе ўстойлівасці да высокіх тэмператур, маслостойкость, і раўнамерная дысперсійнасць, каб пазбегнуць уплыву на прадукцыйнасць шланга.
Matching Extruders: Серыі HTS SUPER і серыі HTS PLUS. Серыя HTS SUPER мае звышвысокі крутоўны момант, дакладны кантроль тэмпературы, і высокая зносаўстойлівасць, падыходзіць для апрацоўкі маткавай сумесі TPC/TPA (высокая тэмпература, высокая глейкасць); серыя HTS PLUS мае добрую тэрмаўстойлівасць і здольнасць змешваць, падыходзіць для апрацоўкі маткавай сумесі TPU.
3.1.4 Іншыя аўтамабільныя кампаненты.
TPE таксама выкарыстоўваюцца для вытворчасці аўтамабільных пылавікоў, трохвугольныя вокны, паветраныя фільтры, і выключальнікі, якія патрабуюць розных уласцівасцей (напрыклад, пылаўстойлівасць, празрыстасць, ўдаратрываласць). Маткавая сумесь распрацоўваецца ў адпаведнасці з канкрэтнымі патрабаваннямі, і адпаведныя экструдары выбіраюцца ў залежнасці ад тыпу TPE і маштабу вытворчасці.
3.2 Электратэхнічная і электронная прамысловасць: Функцыянальнае прымяненне TPE Masterbatch
Электрычная і электронная прамысловасць - яшчэ адна важная сфера прымянення TPE, дзе TPE выкарыстоўваюцца для вытворчасці правадоў і кабеляў, раздымы, і іншыя кампаненты, патрабуецца функцыянальная маткавая сумесь (антыстатычны, вогнеахоўнага, устойлівы да высокіх тэмператур) адпавядаць патрабаванням бяспекі і прадукцыйнасці.
3.2.1 Правады і кабелі.
TPE (у асноўным ТПУ, TPS, ТПО) выкарыстоўваюцца як ізаляцыйныя і абалонкавыя матэрыялы для правадоў і кабеляў (сілавыя кабелі, драты запальвання, драты для навушнікаў, раздымы), якія патрабуюць добрай электраізаляцыі, вогнеўстойлівасць, і ўстойлівасць да ізаляцыі. Маткавая сумесь патрабуе вогнеўстойлівасці (meeting UL94 V-0 стандарт), антыстатычныя ўласцівасці, and uniform coloring.
Matching Extruders: HTS PLUS series, HTE series, and HTS SUPER series. The HTS PLUS series has good flame-retardant masterbatch mixing capabilities, suitable for TPO/TPU wire and cable masterbatch; the HTE series is cost-effective, suitable for small and medium-sized production; the HTS SUPER series is suitable for high-end, high-concentration flame-retardant masterbatch processing.
3.2.2 Electrical Connectors and Plugs.
TPE (у асноўным ТПУ, TPA) are used to produce electrical connectors, plugs, and socket housings, якія патрабуюць добрай электраізаляцыі, ўдаратрываласць, і экалагічнасць. The masterbatch requires uniform coloring, high-temperature resistance, і ніякай міграцыі.
Matching Extruders: Серыі HTS PLUS і серыі HTS SUPER. The HTS PLUS series has good compatibility with TPU/TPA, ensuring uniform dispersion; the HTS SUPER series has precise temperature control, avoiding TPA degradation during processing.
3.3 Construction and Transportation Industry: Weather-Resistant TPE Masterbatch Applications
In the construction and transportation industry, TPEs are used to produce seals, expansion joints, subway mats, і іншыя кампаненты, requiring good weather resistance, aging resistance, and low temperature flexibility to adapt to harsh outdoor environments.
3.3.1 Construction Seals and Expansion Joints.
TPE (mainly TPV, ТПО) are used to produce building door and window seals, curtain wall seals, and expansion joints, which require good weather resistance, UV resistance, and compression set resistance. The masterbatch requires UV stabilizers and antioxidants to improve weather resistance, and uniform coloring to match building aesthetics.
Matching Extruders: HTS PLUS series and HTE series. The HTS PLUS series has good weather-resistant additive mixing capabilities, падыходзіць для апрацоўкі маткавай сумесі TPV; the HTE series is energy-saving and efficient, suitable for large-scale production of TPO masterbatch.
3.3.2 Transportation Components.
TPEs are used to produce subway mats, road noise reduction mats, and transportation vehicle seals, which require good shock absorption, noise reduction, and wear resistance. The masterbatch requires uniform dispersibility and good compatibility with TPE matrices to maintain shock absorption performance.
Matching Extruders: Серыя HTS BASIC і серыя HTE. Серыя HTS BASIC эканамічная, suitable for small-batch production; the HTE series has good mixing capabilities, ensuring uniform dispersion of shock-absorbing additives.
3.4 Consumer Goods and Other Industries: Diverse TPE Masterbatch Applications
TPEs are widely used in consumer goods and other industries, with diverse application scenarios and varying masterbatch requirements, focusing on color, мяккі навобмацак, і экалагічнасць.
3.4.1 Footwear Industry.
TPE (у асноўным ТПУ, TPS) are used to produce shoe soles, shoe uppers, and shoe accessories, якія патрабуюць добрай гнуткасці, ўстойлівасць да ізаляцыі, and soft touch. Маткавая сумесь патрабуе яркіх фарбаў, раўнамерная диспергируемость, і ніякай міграцыі (to avoid staining socks).
Matching Extruders: HTS BASIC series and ZTE series. The ZTE series has excellent cost performance, suitable for small and medium-sized footwear manufacturers; the HTS BASIC series has good mixing dispersibility, ensuring uniform coloring of shoe sole masterbatch.
3.4.2 Household and Daily Necessities.
TPEs are used to produce handles, coasters, foot mats, toys, and other household items, which require non-toxic, без паху, мяккі навобмацак, and bright colors. The masterbatch requires environmental friendliness (meeting food contact standards for coasters/handles) and uniform coloring.
Matching Extruders: ZTE series and HTS BASIC series. The ZTE series is simple to operate, low in maintenance cost, suitable for small-batch, multi-variety production; the HTS BASIC series has good environmental protection masterbatch compatibility, meeting food contact standards.
3.4.3 Medical Devices.
TPE (у асноўным ТПУ, TPS) are used to produce medical catheters, syringes, and medical masks, which require non-toxic, sterile, and biocompatible. The masterbatch requires medical grade environmental protection (meeting ISO 10993 стандарт), high transparency (for catheters), and uniform dispersibility.
Matching Extruders: Серыі HTS SUPER і серыі HTS PLUS. The HTS SUPER series has clean production design, дакладны кантроль тэмпературы, avoiding material pollution; the HTS PLUS series has good compatibility with medical grade TPEs, ensuring product sterility and biocompatibility.
3.4.4 Other Industrial Applications.
TPEs are also used to produce drain pipes, industrial gaskets, and mechanical components, which require good chemical resistance, wear resistance, і механічная трываласць. The masterbatch is formulated according to specific industrial requirements, і адпаведныя экструдары выбіраюцца ў залежнасці ад тыпу TPE і маштабу вытворчасці.
4. Zhuoyue’s Full Series Extruders: Professional Solutions for TPE Masterbatch Processing
Zhuoyue has long been engaged in the research, development, and production of high-performance twin-screw extruders, and has accumulated rich experience in TPE masterbatch processing. Based on the unique processing characteristics of TPEs (высокая глейкасць, temperature sensitivity, moisture absorption) and the diverse needs of manufacturers (different TPE categories, production scales, application fields), Zhuoyue has launched a full series of extruders suitable for TPE masterbatch processing, including HTS BASIC, HTS PLUS, HTS SUPER, ZTE, and HTE series. Each series has targeted performance advantages, providing personalized and efficient processing solutions for TPE masterbatch manufacturers of different scales.
4.1 Core Advantages of Zhuoyue’s Extruders for TPE Masterbatch Processing
Zhuoyue’s extruders are specially optimized for TPE masterbatch processing, with the following core advantages to meet the strict requirements of TPE processing:
4.1.1 Excellent Mixing and Dispersing Effect.
TPE masterbatch requires uniform dispersion of pigments and additives to avoid affecting the material’s elasticity and mechanical properties. All Zhuoyue’s twin-screw extruders adopt an intermeshing co-rotating structure, with a reasonable screw pitch, lead, and compression ratio design. The intermeshing and rotating of the twin screws generate strong shear force and kneading force, which can fully break pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of pigments, носьбіты, and additives in the TPE matrix. The mixing uniformity reaches more than 95%, which is far higher than that of ordinary extruders.
Акрамя таго, the screws adopt a modular design, which can freely combine different screw elements (перадаючы, змешванне, shearing) according to the TPE type. Напрыклад, high-viscosity TPV/TPC masterbatch requires more mixing and shearing elements to enhance dispersion; low-viscosity TPS masterbatch uses more conveying elements to improve production efficiency.
4.1.2 Дакладны кантроль тэмпературы, Avoiding TPE Degradation.
TPEs are sensitive to temperature, and excessive temperature or temperature fluctuation can lead to material degradation (such as TPU hydrolysis, TPC chain scission). All Zhuoyue’s extruders adopt an advanced intelligent temperature control system, with 4-6 independent temperature control sections, temperature control precision of ±1℃, and real-time temperature monitoring and alarm functions. The barrel adopts a double-layer jacket design, realizing rapid heating and cooling, and improving temperature response speed. The die head is equipped with an independent temperature control device, ensuring stable shaping of the masterbatch strip.
4.1.3 High Wear Resistance and Corrosion Resistance.
Some TPE masterbatches (such as TPA, TPC) contain high-hardness pigments or additives, which can wear the screw and barrel. Zhuoyue’s extruders use high-quality wear-resistant materials and advanced manufacturing technologies: HTS PLUS/SUPER/HTE series screws and barrels are made of imported wear-resistant alloy steel, undergoing bimetallic composite or laser cladding treatment, surface hardness ≥65 HRC (HTS SUPER series ≥70 HRC), service life 2-3 times that of ordinary extruders; HTS BASIC/ZTE series screws and barrels are nitrided, surface hardness ≥60 HRC, meeting the needs of ordinary TPE masterbatch processing.
4.1.4 Vacuum Exhaust and Moisture Removal Capabilities.
TPEs such as TPU and TPA have high water absorption, and moisture can cause bubbles and defects in the masterbatch. All Zhuoyue’s mid-to-high-end extruders (HTS PLUS/SUPER/HTE) are equipped with a vacuum exhaust device, which can effectively remove moisture, volatile substances, and air in the material, ensuring the density and quality of the masterbatch. The vacuum degree is adjustable (0.06-0.09MPa), adapting to different moisture content requirements.
4.1.5 High Production Efficiency and Energy Saving.
Zhuoyue’s extruders adopt high-torque gearboxes and optimized screw structures, with strong conveying capacity and high production efficiency. Compared with ordinary extruders, production efficiency is increased by 20%-50%, and energy consumption is reduced by 15%-25%. Напрыклад, HTS SUPER series production capacity reaches 1000-3000kg/h, suitable for large-scale mass production; ZTE series production capacity is 50-400kg/h, suitable for small-batch production.
4.1.6 Intelligent Control and Easy Operation.
All extruders adopt a PLC intelligent control system and touch screen operation interface, which can store up to 100 sets of formula and processing parameters. When switching between different TPE masterbatches, only the corresponding parameters need to be called, avoiding repeated debugging. The HTS SUPER series is equipped with cloud control functions, realizing remote parameter adjustment, production data monitoring, and predictive maintenance, рэалізацыя інтэлектуальнага кіравання вытворчасцю.
4.1.7 Wide Adaptability.
Zhuoyue’s full series of extruders can adapt to the processing of all TPE categories (TPS/SBS/TPU/TPR/TPV/TPC/TPA) and masterbatch types (каляровая маткавая сумесь, вогнеахоўнага маткавая сумесь, antistatic masterbatch), with pigment content ranging from 10% каб 70%. They can also be matched with auxiliary equipment (high-speed mixers, dryers, coolers, granulators) to form a complete automatic production line.
4.2 Detailed Introduction of Zhuoyue’s Extruder Series for TPE Masterbatch Processing
Each series of Zhuoyue’s extruders has unique performance characteristics and targeted adaptation scenarios, and manufacturers can select the appropriate series according to their TPE type, маштаб вытворчасці, and application requirements.
4.2.1 HTS BASIC Series: Flexible and Cost-Effective for Ordinary TPE Masterbatch.
The HTS BASIC series is a cost-effective product designed for small and medium-sized manufacturers producing ordinary TPE masterbatch (TPS, low-concentration TPO/TPU masterbatch). It uses medium-torque gearboxes from leading European manufacturers, specific torque 10-12Nm/cm³, screw diameter 30-65mm, production capacity 100-500kg/h.
The series adopts nitrided screws and barrels, with good wear resistance, suitable for ordinary TPE masterbatch processing (pigment content ≤50%). It is equipped with a PLC control system, аўтаматычны кантроль тэмпературы, and feeding, simple to operate. The modular screw design allows flexible configuration according to TPS/TPO masterbatch requirements. The HTS BASIC series is an ideal choice for small and medium-sized manufacturers with limited budget, focusing on ordinary TPE masterbatch production (such as household goods, ordinary wires and cables).
4.2.2 HTS PLUS Series: High-Torque for Engineering TPE and High-Concentration Masterbatch.
The HTS PLUS series is positioned as a mid-to-high-end product, specially designed for high-demand TPE masterbatch processing (ПДВ, ТПУ, high-concentration TPE masterbatch, вогнеахоўнага маткавая сумесь). It adopts high-torque gearboxes independently developed by Zhuoyue, specific torque 13-16Nm/cm³, screw diameter 40-75mm, production capacity 300-1200kg/h.
The series uses bimetallic composite screws and barrels (surface hardness ≥65 HRC), with excellent wear resistance and corrosion resistance, suitable for TPV/TPC masterbatch processing (высокая глейкасць, high-hardness pigments). It is equipped with a 5-6 section precise temperature control system and vacuum exhaust device, avoiding TPU hydrolysis and TPC degradation. The enhanced mixing elements ensure uniform dispersion of high-concentration pigments (50%-70%) and functional additives (антыпірэны, антыстатыкі). The HTS PLUS series is suitable for medium-sized and large-scale manufacturers producing high-quality TPE masterbatch (such as automotive seals, high-grade wires and cables, medical devices).
4.2.3 HTS SUPER Series: Ultra-High Performance for High-End TPE Masterbatch.
The HTS SUPER series is Zhuoyue’s highest-end extruder series, representing the advanced level of China’s twin-screw extruders, designed for high-end, high-demand TPE masterbatch processing (TPA, TPC, ultra-high-concentration masterbatch, masterbatch for new energy vehicles/aerospace).
It adopts Zhuoyue’s latest ultra-high torque transmission device, specific torque 17-20Nm/cm³, screw diameter 50-95mm, production capacity 1000-3000kg/h. The screws are made of new wear-resistant alloy steel, undergoing laser cladding treatment (surface hardness ≥70 HRC), service life 3-4 times that of ordinary extruders. The barrel adopts a double-layer jacket + forced cooling structure, temperature control precision ±1℃, suitable for high-temperature TPE processing (220-290℃). The multi-stage mixing screw combination ensures ultra-high mixing uniformity (≥98%), suitable for ultra-high-concentration masterbatch (70%-80%) and TPA/TPC masterbatch processing.
The series is equipped with an intelligent cloud control system, realizing remote parameter adjustment, fault early warning, and predictive maintenance. It is suitable for large-scale, high-standard manufacturers producing high-end TPE masterbatch (such as automotive high-temperature hoses, precision electrical connectors, aerospace components).
4.2.4 ZTE Series: Cost-Effective for Universal TPE Masterbatch.
The ZTE series is positioned as a cost-effective product, designed for manufacturers balancing processing quality and cost, producing universal ordinary TPE masterbatch (low-concentration TPS/TPO/TPU masterbatch). It adopts a twin-screw parallel co-rotating structure, specific torque 8-11Nm/cm³, screw diameter 25-65mm, production capacity 50-400kg/h.
The series uses nitrided screws and barrels (surface hardness ≥60 HRC), meeting the needs of ordinary TPE masterbatch processing (pigment content ≤50%). It is equipped with a 4-section temperature control system, simple touch screen operation, easy to learn and master. The ZTE series has a simple structure, low energy consumption, and low maintenance cost, suitable for small manufacturers, small workshops, and enterprises producing small-batch, multi-variety TPE masterbatch (such as small toys, local household goods).
4.2.5 HTE Series: High Performance and Cost-Effective Integrated Solution.
The HTE series integrates high performance and cost-effectiveness, designed for medium-sized manufacturers upgrading product quality and expanding production scale. It adopts high-torque gearboxes independently developed by Zhuoyue, specific torque 12-14Nm/cm³, screw diameter 35-70mm, production capacity 200-800kg/h.
The series uses bimetallic composite screws and barrels (surface hardness ≥65 HRC), with good wear resistance, suitable for TPU/TPO masterbatch processing. It adopts an optimized screw structure and high-efficiency energy-saving motor, energy consumption reduced by 18%-25% compared with ordinary extruders. The 5-section precise temperature control system and vacuum exhaust device ensure product quality, and the enhanced mixing elements ensure uniform dispersion. The HTE series balances performance and cost, suitable for medium-sized manufacturers producing medium-grade TPE masterbatch (such as automotive interior components, ordinary medical devices, mid-grade wires and cables).
5. Common Problems and Solutions in TPE Masterbatch Twin-Screw Extrusion Processing
In TPE masterbatch processing, за кошт унікальных уласцівасцяў ТПЭ (temperature sensitivity, moisture absorption, высокая глейкасць), various problems often occur, affecting product quality and production efficiency. Based on years of experience, Zhuoyue summarizes common problems, analyzes their causes, and provides corresponding solutions to help manufacturers quickly solve production problems.
5.1 Problem 1: Poor Dispersibility, Color Spots and Streaks in Masterbatch
Manifestation: Uneven coloring of masterbatch, obvious pigment agglomerates, color spots and streaks in TPE products, reducing product aesthetics and mechanical properties.
Causes: (1) Raw materials: Pigment particle size is too large, agglomeration is serious; poor compatibility between pigment/carrier and TPE; insufficient dispersant dosage. (2) Папярэдняе змешванне: Low mixing speed, short mixing time, uneven premixing. (3) Extrusion parameters: Low screw speed, insufficient shear force; low extrusion temperature, incomplete melting of TPE carrier. (4) Абсталяванне: Worn screw mixing elements; blocked die head.
Solutions: (1) Optimize raw materials: Select fine-particle pigments (20-40 сетка), dry thoroughly; select carrier compatible with TPE; increase dispersant dosage (1%-5% of pigment dosage). (2) Improve premixing: Increase mixing speed to 800-1200 абаротаў у хвіліну, extend mixing time to 5-10 хвілін. (3) Adjust extrusion parameters: Increase screw speed (500-800 rpm for high-viscosity TPEs); increase extrusion temperature to ensure complete melting of TPE. (4) Maintain equipment: Replace worn screw elements; clean die head regularly.
5.2 Problem 2: TPE Degradation and Masterbatch Discoloration
Manifestation: Masterbatch discolors (yellowing, darkening), generates peculiar smell; TPE products have reduced elasticity and mechanical strength, even brittle fracture.
Causes: (1) Extrusion temperature is too high, exceeding TPE heat resistance limit. (2) Long material residence time (more than 3 хвілін) in the extruder. (3) Poor equipment cooling, local overheating of the barrel. (4) Raw materials: TPE has poor heat resistance; moisture content is too high (causing TPU hydrolysis).
Solutions: (1) Adjust temperature: Reduce mixing/homogenizing section temperature, control within TPE processing range; check temperature sensor accuracy. (2) Shorten residence time: Increase screw speed, reduce screw compression ratio. (3) Maintain cooling system: Clean cooling pipes, replace faulty cooling elements. (4) Optimize raw materials: Select high-temperature resistant TPE; dry raw materials thoroughly (moisture content ≤0.05% for TPU/TPA); add heat stabilizers.
5.3 Problem 3: High Wear of Screw and Barrel
Manifestation: Rapid wear of screw and barrel, reduced shear force and mixing capacity; masterbatch dispersibility decreases, equipment maintenance cost increases.
Causes: (1) Raw materials: High-hardness pigments/additives (such as carbon black, titanium dioxide); large particle size. (2) Extrusion parameters: High screw speed, excessive shear force; high extrusion pressure. (3) Абсталяванне: Screw/barrel material has poor wear resistance.
Solutions: (1) Optimize raw materials: Select small-particle, low-hardness pigments; crush and sieve raw materials; add lubricants to reduce friction. (2) Adjust parameters: Reduce screw speed and extrusion pressure appropriately. (3) Select high-wear-resistant equipment: Choose Zhuoyue’s HTS PLUS/SUPER/HTE series with bimetallic composite or laser-clad screws/barrels.
5.4 Problem 4: Bubbles in Masterbatch
Manifestation: Bubbles in masterbatch particles, affecting product density and mechanical properties; TPE products have pores and defects.
Causes: (1) Raw materials: High moisture content (especially TPU/TPA); volatile substances in pigments/additives. (2) Extrusion parameters: Low extrusion temperature, incomplete melting; insufficient vacuum exhaust. (3) Папярэдняе змешванне: Air mixed into the mixture during premixing.
Solutions: (1) Dry raw materials thoroughly: Extend drying time, increase drying temperature. (2) Adjust extrusion parameters: Increase extrusion temperature; improve vacuum exhaust (vacuum degree ≥0.08MPa). (3) Optimize premixing: Reduce mixing speed appropriately to avoid air mixing; use a closed mixer.
5.5 Problem 5: Poor Processing Fluidity, Equipment Blockage
Manifestation: Difficult material conveying and extrusion; unstable extrusion pressure; die head or extrusion cavity blockage.
Causes: (1) Raw materials: High TPE viscosity (TPV/TPC); high pigment content (more than 70%); high moisture content (causing agglomeration). (2) Extrusion parameters: Low temperature, incomplete melting; low screw speed, insufficient conveying capacity. (3) Абсталяванне: Worn conveying elements; blocked die head.
Solutions: (1) Optimize raw materials: Reduce pigment content; select low-viscosity TPE; dry raw materials thoroughly. (2) Adjust parameters: Increase extrusion temperature; increase screw speed; replace die head with larger holes. (3) Maintain equipment: Replace worn conveying elements; clean die head and extrusion cavity regularly.
6. Practical Application Cases of Zhuoyue Extruders in TPE Masterbatch Processing
To verify the performance advantages of Zhuoyue’s extruders in TPE masterbatch processing, this section introduces several practical cases, covering different TPE categories, production scales, і вобласці прымянення, demonstrating the targeted solutions provided by Zhuoyue.
6.1 Справа 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background: A large automotive component manufacturer in Shanghai, Кітай, produces high-temperature resistant TPC hoses for new energy vehicles. The customer needs to produce TPC masterbatch (ўтрыманне пігмента 60%, устойлівы да высокіх тэмператур) with requirements of ultra-high dispersibility (no color spots), тэрмаўстойлівасць (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Solution: Zhuoyue recommended the HTS SUPER series extruders (screw diameter 75mm, specific torque 18Nm/cm³) combined with a complete automatic production line, including a high-efficiency dryer, high-speed mixer, and precision granulator, tailored to the customer’s TPC masterbatch processing needs. The core configuration and optimization measures are as follows: Першы, the screw adopts a multi-stage mixing combination design, integrating high-shear kneading elements and dispersing elements to fully break down pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of 60% high-concentration pigments in the TPC matrix. The laser-clad screw surface (hardness ≥70 HRC) effectively resists wear caused by high-hardness pigments, extending the service life by more than 3 times compared to the customer’s original equipment. Second, the barrel is equipped with a double-layer jacket + forced cooling structure, with 6 independent temperature control sections, achieving a temperature control precision of ±1℃. The mixing section temperature is stably controlled at 240-260℃, and the homogenizing section at 230-250℃, strictly matching the TPC processing temperature range to avoid material degradation and pigment discoloration. Third, the equipment is equipped with a high-efficiency vacuum exhaust device (vacuum degree adjustable up to 0.09MPa), which effectively removes moisture and volatile substances in the TPC raw materials and masterbatch, completely solving the bubble problem caused by moisture absorption. Акрамя таго, the HTS SUPER series is equipped with an intelligent cloud control system, which allows the customer to store the TPC masterbatch processing parameters, call them with one click when switching batches, and monitor production data in real time, improving batch stability and reducing operational errors.
Implementation Effect: Пасля 1 month of installation and commissioning, the HTS SUPER series extruders officially put into production. The test results show that the TPC masterbatch produced has a mixing uniformity of ≥98%, no color spots or streaks, and the pigment dispersion effect is significantly better than the customer’s original equipment. The masterbatch maintains stable performance after high-temperature processing at 260℃, with no discoloration or degradation, fully meeting the requirements of new energy vehicle automotive hoses. The production capacity reaches 1500kg/h, which is 40% higher than the original equipment, while the energy consumption is reduced by 22%, significantly reducing the customer’s production costs. The wear of screws and barrels is greatly reduced, and the maintenance cycle is extended from 1 month to 6 месяцаў, reducing maintenance costs by more than 50%. The customer’s TPC hoses made of this masterbatch have passed the automotive industry quality certification, with excellent high-temperature resistance and mechanical strength, and have been successfully supplied to major new energy vehicle manufacturers. The customer highly recognized Zhuoyue’s extrusion solution, and subsequently signed a long-term cooperation agreement, purchasing 5 more sets of HTS SUPER series extruders to expand production scale.
6.1 Справа 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background:
A large automotive component manufacturer in Shanghai, Кітай, produces high-temperature resistant TPC hoses for new energy vehicles. The customer needs to produce TPC masterbatch (ўтрыманне пігмента 60%, устойлівы да высокіх тэмператур) with requirements of ultra-high dispersibility (no color spots), тэрмаўстойлівасць (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Solution:
Zhuoyue recommended the HTS SUPER series extruders (screw diameter 75mm, specific torque 18Nm/cm³) combined with a complete automatic production line, including a high-efficiency dryer, high-speed mixer, and precision granulator, tailored to the customer’s TPC masterbatch processing needs. The core configuration and optimization measures are as follows: Першы, the screw adopts a multi-stage mixing combination design, integrating high-shear kneading elements and dispersing elements to fully break down pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of 60% high-concentration pigments in the TPC matrix. The laser-clad screw surface (hardness ≥70 HRC) effectively resists wear caused by high-hardness pigments, extending the service life by more than 3 times compared to the customer’s original equipment. Second, the barrel is equipped with a double-layer jacket + forced cooling structure, with 6 independent temperature control sections, achieving a temperature control precision of ±1℃. The mixing section temperature is stably controlled at 240-260℃, and the homogenizing section at 230-250℃, strictly matching the TPC processing temperature range to avoid material degradation and pigment discoloration. Third, the equipment is equipped with a high-efficiency vacuum exhaust device (vacuum degree adjustable up to 0.09MPa), which effectively removes moisture and volatile substances in the TPC raw materials and masterbatch, completely solving the bubble problem caused by moisture absorption. Акрамя таго, the HTS SUPER series is equipped with an intelligent cloud control system, which allows the customer to store the TPC masterbatch processing parameters, call them with one click when switching batches, and monitor production data in real time, improving batch stability and reducing operational errors.
Implementation Effect:
Пасля 1 month of installation and commissioning, the HTS SUPER series extruders officially put into production. The test results show that the TPC masterbatch produced has a mixing uniformity of ≥98%, no color spots or streaks, and the pigment dispersion effect is significantly better than the customer’s original equipment. The masterbatch maintains stable performance after high-temperature processing at 260℃, with no discoloration or degradation, fully meeting the requirements of new energy vehicle automotive hoses. The production capacity reaches 1500kg/h, which is 40% higher than the original equipment, while the energy consumption is reduced by 22%, significantly reducing the customer’s production costs. The wear of screws and barrels is greatly reduced, and the maintenance cycle is extended from 1 month to 6 месяцаў, reducing maintenance costs by more than 50%. The customer’s TPC hoses made of this masterbatch have passed the automotive industry quality certification, with excellent high-temperature resistance and mechanical strength, and have been successfully supplied to major new energy vehicle manufacturers. The customer highly recognized Zhuoyue’s extrusion solution, and subsequently signed a long-term cooperation agreement, purchasing 5 more sets of HTS SUPER series extruders to expand production scale.