Masterbatch Advanced Twin-Screw Extrusion Technology-Anwendungen und umfassende Verarbeitungslösungen

1. Überblick über die Masterbatch-Branche und Kernwissen

1.1 Aktuelle Situation und Entwicklungstrend der Masterbatch-Industrie

Masterbatch, auch als Farbmasterbatch oder Farbkonzentrat bekannt, ist ein neuartiger Kunststofffarbstoff mit hoher Konzentration, hohe Dispergierbarkeit und bequeme Anwendung. Es wird durch gleichmäßiges Dispergieren von Pigmenten oder Farbstoffen hergestellt, Trägerstoffe und Zusatzstoffe in einem bestimmten Verhältnis durch professionelle Misch- und Extrusionsgranulationstechnologie. Im Vergleich zur herkömmlichen direkten Färbemethode (direkte Zugabe von Pigmenten zu Kunststoffrohstoffen), Masterbatch bietet den Vorteil einer bequemen Anwendung, einheitliche Farbgebung, stabile leistung, Umweltschutz und Energieeinsparung, das nach und nach die traditionelle Färbemethode ersetzt und zur gängigen Färbelösung in der Kunststoffindustrie geworden ist.

In den letzten Jahren, angetrieben durch die rasante Entwicklung nachgelagerter Industrien wie der Verpackung, Automobil, Textilien, Elektronik, Bau- und Haushaltsgeräte, Der globale Masterbatch-Markt weist einen stetigen und schnellen Wachstumstrend auf. Nach einschlägigen Branchendaten, Die globale Masterbatch-Marktgröße hat überschritten 30 Milliarden US-Dollar, und es wird erwartet, dass eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von beibehalten wird 6%-8% in den nächsten fünf Jahren. Darunter, Der asiatisch-pazifische Raum ist der weltweit größte Markt für Masterbatch-Produktion und -Verbrauch, Buchhaltung für mehr als 60% des globalen Marktanteils, Dies ist vor allem auf die rasante Entwicklung der Kunststoffindustrie in China zurückzuführen, Indien und andere Länder, die kontinuierliche Verbesserung der industriellen Unterstützungskapazität, und die steigende Nachfrage nach hoher Qualität, funktionelle und umweltfreundliche Masterbatch-Produkte.

China, als weltweit größter Masterbatch-Produzent und -Verbraucher, verfügt über eine große Marktnachfrage und eine komplette Industriekette. Die jährliche Produktion und der Verbrauch von Masterbatch wachsen zweistellig, insbesondere im Bereich der New-Energy-Fahrzeuge, grüne Verpackung, hochwertige Textilien und medizinische Geräte, die Nachfrage nach Hochleistungs-Masterbatch (wie hochtemperaturbeständiges Masterbatch, flammhemmendes Masterbatch, Umweltschutz-Masterbatch) zeigt einen explosiven Wachstumstrend. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der globalen Umweltschutzpolitik (wie etwa das Verbot giftiger und gesundheitsschädlicher Pigmente) und die Steigerung der Verbrauchernachfrage nach hochwertigen Kunststoffprodukten, Die Masterbatch-Industrie entwickelt sich allmählich in Richtung hoher Konzentration, hohe Dispergierbarkeit, Funktionalisierung, Umweltschutz und Intelligenz.

Die wesentlichen Entwicklungstrends der Masterbatch-Industrie spiegeln sich in vier Aspekten wider: Erste, Umweltschutz und geringe Toxizität. Mit der Stärkung des Umweltschutzbewusstseins und der Strenge der Umweltschutzpolitik, ungiftig, harmlos, Niedrigflüchtige und abbaubare Umweltschutz-Masterbatches werden zum Mainstream des Marktes, und giftige und schädliche Pigmente (wie Schwermetallpigmente) werden nach und nach beseitigt; zweite, Funktionalisierung. Zusätzlich zum Färben, Auch Masterbatch entwickelt sich in Richtung Funktionsintegration, wie flammhemmendes Masterbatch, antistatisches Masterbatch, antibakterielles Masterbatch, UV-beständiges Masterbatch, die den speziellen Nutzungsanforderungen nachgelagerter Produkte gerecht werden können; dritte, hohe Konzentration und hohe Dispergierbarkeit. Durch hochkonzentriertes Masterbatch kann die Zugabemenge reduziert werden, Produktionskosten senken, und eine hohe Dispergierbarkeit kann eine gleichmäßige Färbung von Kunststoffprodukten gewährleisten, Vermeiden Sie Farbflecken und Farbunterschiede, Dies ist der Schlüssel zur Verbesserung der Produktqualität; vierte, Intelligenz und Automatisierung der Verarbeitung. Die Masterbatch-Verarbeitung erfordert eine strenge Kontrolle der Mischgleichmäßigkeit, Temperatur und andere Parameter. Intelligent, Automatische Produktionslinien für die Doppelschneckenextrusion werden zum Mainstream werden, Realisierung einer Echtzeitüberwachung, automatische Parameteranpassung und Massenproduktion, Verbesserung der Produktionseffizienz und Produktkonsistenz.

Als Kernverarbeitungsausrüstung von Masterbatch, Doppelschneckenextruder spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Masterbatch-Industrie. Beim Masterbatch-Mischen werden strenge Anforderungen an die Misch- und Dispergierwirkung gestellt, Temperaturkontrolle und Produktionseffizienz von Extrudern. Die komplette Extruderserie von Zhuoyue (HTS BASIC/PLUS/SUPER, ZTE, HTE) sind speziell für die Masterbatch-Verarbeitung konzipiert, mit gezielten Leistungsvorteilen, Dies kann die Verarbeitungsanforderungen verschiedener Masterbatch-Typen effektiv erfüllen und Herstellern helfen, die Produktqualität und Produktionseffizienz zu verbessern.

1.2 Kernzusammensetzung und Funktionsprinzip von Masterbatch

Masterbatch besteht aus drei Grundelementen: Pigmente oder Farbstoffe, Trägerstoffe und Zusatzstoffe. Der Anteil und die Leistung jedes Elements bestimmen direkt die Qualität und den Anwendungseffekt des Masterbatches. Das Verständnis der Kernzusammensetzung und des Funktionsprinzips von Masterbatch ist die Grundlage für die Beherrschung seiner Verarbeitungstechnologie und die Auswahl geeigneter Extrusionsgeräte.

1.2.1 Pigmente oder Farbstoffe: Die Kernfarbkomponente

Pigmente oder Farbstoffe sind die Kernkomponenten, die die Farbleistung von Masterbatches verleihen, Buchhaltung 10%-80% der Masterbatch-Zusammensetzung (Der konkrete Anteil hängt von der Art des Pigments ab, Farbanforderungen und Masterbatch-Konzentration). Pigmente werden in organische Pigmente und anorganische Pigmente unterteilt: Organische Pigmente haben leuchtende Farben, hohe Farbstärke, gute transparenz, aber schlechte Hitzebeständigkeit und Witterungsbeständigkeit, Wird hauptsächlich bei der Verarbeitung von Kunststoffen bei niedrigen Temperaturen verwendet (wie PE, PP) und Produkte mit hohen Farbanforderungen (wie Textilien, Verpackungsfolien); Anorganische Pigmente haben eine gute Hitzebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und chemische Stabilität, aber geringe Farbstärke und schlechte Transparenz, Wird hauptsächlich in der Hochtemperaturverarbeitung von Kunststoffen verwendet (wie technische Kunststoffe) und Outdoor-Produkte (wie zum Beispiel Baumaterialien, Automobil-Außenteile).

Farbstoffe unterscheiden sich von Pigmenten. Farbstoffe sind in Kunststoffrohstoffen gut löslich, leuchtende Farben und hohe Transparenz, aber schlechte Hitzebeständigkeit und Lichtbeständigkeit, Wird hauptsächlich in transparenten Kunststoffprodukten verwendet (wie PET-Flaschen, PC-Blätter). Die Auswahl der Pigmente bzw. Farbstoffe sollte sich an der Art der Kunststoffrohstoffe orientieren (Verarbeitungstemperatur), Produktnutzungsumgebung (drinnen/draußen), Farbanforderungen (Farbhelligkeit, Transparenz) und Umweltschutzanforderungen, um sicherzustellen, dass das Masterbatch eine stabile Farbleistung aufweist und die Verwendungsanforderungen nachgelagerter Produkte erfüllt.

1.2.2 Träger: Die Dispersions- und Adhäsionskomponente

Träger sind die Matrix des Masterbatches, Buchhaltung 10%-80% der Masterbatch-Zusammensetzung, Hauptsächlich spielt es die Rolle, Pigmente/Farbstoffe zu dispergieren und an Kunststoffrohstoffen zu haften. Der Träger muss eine gute Verträglichkeit sowohl mit Pigmenten/Farbstoffen als auch mit den Zielkunststoffrohstoffen aufweisen (die einzufärbenden Kunststoffrohstoffe), Andernfalls wird die Dispergierbarkeit der Pigmente und die Farbwirkung der Produkte beeinträchtigt. Zu den gängigen Trägermaterialien gehört Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polyamid (PA), Polyethylenterephthalat (HAUSTIER), usw., die entsprechend der Art der gewünschten Kunststoffrohstoffe ausgewählt werden: Zum Beispiel, PE-Träger wird zum Einfärben von PE-Kunststoff verwendet, PP-Träger wird zum Färben von PP-Kunststoff verwendet, und der PA-Träger wird zum Färben von technischem Kunststoff-PA verwendet.

Der Träger sollte außerdem eine gute Fließfähigkeit bei der Verarbeitung aufweisen, Dies begünstigt die gleichmäßige Dispersion der Pigmente während der Extrusionsverarbeitung und das Mischen des Masterbatches mit den gewünschten Kunststoffrohstoffen. Zusätzlich, Der Schmelzpunkt und die Verarbeitungstemperatur des Trägers sollten mit denen der Zielkunststoffrohstoffe übereinstimmen oder leicht darunter liegen, um die Zersetzung des Trägers oder des Zielkunststoffs während der Verarbeitung zu vermeiden.

1.2.3 Zusatzstoffe: Die Hilfsfunktionskomponente

Additive sind Hilfskomponenten, die zur Verbesserung der Verarbeitungsleistung zugesetzt werden, Dispergierbarkeit und Gebrauchsleistung von Masterbatch, Buchhaltung 1%-10% der Masterbatch-Zusammensetzung. Art und Dosierung der Additive richten sich nach der Art des Masterbatches und den Verarbeitungsanforderungen. Zu den üblichen Zusatzstoffen gehören::

• Dispergiermittel: Der wichtigste Zusatzstoff im Masterbatch, wodurch die Oberflächenspannung von Pigmenten verringert werden kann, verhindern Pigmentagglomeration, und sorgen dafür, dass die Pigmente gleichmäßig im Träger verteilt werden. Zu den üblichen Dispergiermitteln gehört Polyethylenwachs, Polypropylenwachs, Stearinsäure, Calciumstearat, usw. Durch den Zusatz von Dispergiermitteln kann die Dispergierbarkeit von Masterbatches deutlich verbessert werden, sorgen für eine gleichmäßige Farbgebung der Produkte, und den Verschleiß der Extrusionsausrüstung reduzieren.
• Kompatibilisatoren: Wird verwendet, um die Kompatibilität zwischen Pigmenten und Trägern zu verbessern, und zwischen Masterbatch und Zielkunststoffrohstoffen. Zum Beispiel, wenn Träger und Zielkunststoff eine schlechte Kompatibilität aufweisen (wie PE-Träger und PA-Kunststoff), Kompatibilisatoren (wie etwa mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polyethylen) können hinzugefügt werden, um die Bindungskraft zwischen ihnen zu erhöhen, Vermeiden Sie die Trennung von Masterbatch und Zielkunststoff während der Verarbeitung, und die mechanischen Eigenschaften von Produkten verbessern.
• Hitzestabilisatoren: Wird verwendet, um die Zersetzung von Pigmenten zu verhindern, Träger und Zielkunststoffe bei der Hochtemperatur-Extrusionsverarbeitung. Zu den üblichen Hitzestabilisatoren gehören Bleisalze, Calcium-Zink-Stabilisatoren, organische Zinnstabilisatoren, usw., die je nach Verarbeitungstemperatur und Umweltschutzanforderungen ausgewählt werden.
• Lichtstabilisatoren und Antioxidantien: Wird zur Verbesserung der Witterungs- und Alterungsbeständigkeit von Masterbatch- und farbigen Kunststoffprodukten verwendet, Verhindern Sie das Ausbleichen der Farbe und den Leistungsabfall von Produkten unter Sonnenlicht und Sauerstoff, und verlängern die Lebensdauer der Produkte.
• Schmierstoffe: Wird verwendet, um die Reibung zwischen Materialien und Extrusionsgeräten zu verringern (schrauben, Fass, der Kopf), Verbesserung der Verarbeitungsflüssigkeit, den Energieverbrauch reduzieren, und vermeiden Sie, dass Material an der Ausrüstung haftet, Dies trägt zum reibungslosen Ablauf der Extrusionsverarbeitung bei.

1.2.4 Funktionsprinzip von Masterbatch

Das Wirkprinzip von Masterbatch basiert auf der gleichmäßigen Verteilung hochkonzentrierter Pigmente im Träger. Bei der Verarbeitung von Kunststoffprodukten, eine kleine Menge Masterbatch (normalerweise 1%-5%) wird mit ungefärbten Kunststoffrohstoffen vermischt. Unter Einwirkung hoher Temperatur und Scherkräfte beim Extrudieren oder Spritzgießen, Der Träger des Masterbatches schmilzt und vermischt sich mit den Zielkunststoffrohstoffen, und die gleichmäßig dispergierten Pigmente werden freigesetzt und gleichmäßig in der Zielkunststoffmatrix verteilt, Dadurch wird der Zweck der Einfärbung von Kunststoffprodukten erreicht. Der Schlüssel zu diesem Verfahren besteht darin, dass die Pigmente im Masterbatch gleichmäßig dispergiert sein müssen, ohne zu agglomerieren, Andernfalls kommt es zu Farbflecken, Farbunterschiede und andere Mängel an den farbigen Produkten.

1.3 Gemeinsame Klassifizierung von Masterbatch

Masterbatch kann nach unterschiedlichen Klassifizierungsstandards in verschiedene Typen unterteilt werden, wie zum Beispiel Farbtyp, Trägertyp, Anwendungsbereich, Funktionstyp, usw. Die richtige Klassifizierung hilft, die Leistungsmerkmale und Verarbeitungsanforderungen von Masterbatch besser zu verstehen, und wählen Sie geeignete Extrusionsgeräte und Verarbeitungstechniken aus.

1.3.1 Klassifizierung nach Farbtyp

Je nach Art der Farbkomponente, Masterbatch kann in Farbmasterbatch unterteilt werden, weißes Masterbatch und schwarzes Masterbatch.

• Farb-Masterbatch: Die häufigste Art von Masterbatch, bei dem organische oder anorganische Pigmente in verschiedenen Farben verwendet werden (wie rot, Gelb, Blau, Grün, orange) als färbende Komponenten, und wird zum Färben von Kunststoffprodukten in verschiedenen Farben verwendet. Die Tönungsstärke, Farbhelligkeit und Dispergierbarkeit des Farbmasterbatches sind die Schlüsselindikatoren zur Messung seiner Qualität.
• Weißes Masterbatch: Verwendung von Titandioxid (TiO2) als Hauptfarbstoffkomponente, Es wird zum Aufhellen von Kunststoffprodukten oder als Grundfarbe für helle Masterbatches verwendet. Das Weiß, Deckkraft und Dispergierbarkeit des weißen Masterbatches sind die Schlüsselindikatoren. Titandioxid hat eine hohe Härte, das hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit von Extrusionsanlagen stellt.
• Schwarzer Masterbatch: Verwendung von Ruß als Hauptfarbstoffkomponente, Es wird zum Schwarzfärben von Kunststoffprodukten verwendet. Carbon Black weist eine gute UV-Beständigkeit und Witterungsbeständigkeit auf, und kann auch die mechanischen Eigenschaften von Kunststoffprodukten verbessern. Die Dispergierbarkeit von Ruß ist der Schlüssel zur Qualität des schwarzen Masterbatches. Eine schlechte Dispergierbarkeit führt zu schwarzen Flecken und Streifen in den Produkten.

1.3.2 Klassifizierung nach Trägertyp

Je nach Art des Trägers, Masterbatch kann in PE-Masterbatch unterteilt werden, PP-Masterbatch, PVC-Masterbatch, PA-Masterbatch, PET-Masterbatch, usw.

• PE-Masterbatch: Verwendung von PE als Träger, Es eignet sich zum Färben von PE-Kunststoffprodukten (wie PE-Folien, PE-Rohre, PE-Spritzgussteile). Es weist eine gute Verträglichkeit mit PE-Rohstoffen auf, Gute Verarbeitungsflüssigkeit und gleichmäßige Farbgebung.
• PP-Masterbatch: Verwendung von PP als Trägermaterial, Es eignet sich zum Färben von PP-Kunststoffprodukten (wie PP-Fasern, PP-Spritzgussteile, PP-Platten). Es verfügt über eine gute Hitzebeständigkeit und ist für die Hochtemperaturverarbeitung von PP geeignet.
• PVC-Masterbatch: Verwendung von PVC als Träger, Es eignet sich zum Färben von PVC-Kunststoffprodukten (wie PVC-Rohre, PVC-Profile, PVC-Folien). Es muss mit PVC-Wärmestabilisatoren kombiniert werden, um eine PVC-Zersetzung während der Verarbeitung zu vermeiden.
• Technischer Kunststoff-Masterbatch: Verwendung technischer Kunststoffe (PA, PC, PBT, usw.) als Träger, Es eignet sich zum Färben von technischen Kunststoffprodukten (wie z.B. Autoteile, elektrische Komponenten). Es weist eine gute Hitzebeständigkeit und Kompatibilität mit technischen Kunststoffen auf, und stellt hohe Anforderungen an die Extrusionsverarbeitungsausrüstung.

1.3.3 Klassifizierung nach Anwendungsgebiet

Je nach Anwendungsgebiet des Masterbatches, es kann in Fasermasterbatch unterteilt werden, Film-Masterbatch, Blasform-Masterbatch, Extrusionsmasterbatch, Spritzguss-Masterbatch, usw., die den fünf Hauptanwendungsgebieten von Masterbatch entsprechen.

• Faser-Masterbatch: Wird zum Färben von Chemiefasern verwendet (wie Polyesterfaser, Nylonfaser), das in Teppichen verwendet wird, Textilien, Kissen und andere Produkte. Es erfordert eine hohe Dispergierbarkeit und Farbechtheit, und kein Verblassen der Farbe beim Spinnen und Weben.
• Film-Masterbatch: Wird zum Färben von Kunststofffolien verwendet (wie Einkaufstüten, Casting-Filme, Mehrschichtfolien), was eine hohe Transparenz und gleichmäßige Farbgebung erfordert, und keine Farbflecken oder Streifen auf der Folienoberfläche.
• Blasform-Masterbatch: Wird zum Färben von Blasformprodukten verwendet (wie medizinische und kosmetische Behälter, Schmieröl- und Farbbehälter), Dies erfordert eine gute Verarbeitungsflüssigkeit und eine gleichmäßige Färbung, und keine Verformung oder Farbunterschied des Behälters.
• Extrusions-Masterbatch: Wird zum Färben von Extrusionsprodukten verwendet (wie zum Beispiel Laken, Rohre, Drähte und Kabel), was eine gute Dimensionsstabilität und eine gleichmäßige Farbgebung erfordert, und kein Farbunterschied auf der Produktoberfläche.
• Spritzguss-Masterbatch: Wird zum Färben von Spritzgussprodukten verwendet (wie z.B. Autoteile, elektronische Produkte, Baumaterialien, Haushaltsgeräte, Möbel, Spielzeug), was eine hohe Dispergierbarkeit und stabile Leistung erfordert, und kein Farbunterschied zwischen Produktchargen.

1.3.4 Klassifizierung nach Funktionstyp

Entsprechend den Zusatzfunktionen von Masterbatch, es kann in gewöhnliches Masterbatch unterteilt werden (Nur Farbfunktion) und funktionelles Masterbatch (Färbung + zusätzliche Funktionen). Funktionelles Masterbatch ist der Entwicklungstrend der Branche, Zu den gängigen Typen gehören flammhemmende Masterbatches, antistatisches Masterbatch, antibakterielles Masterbatch, UV-beständiges Masterbatch, härtendes Masterbatch, usw. Funktionelles Masterbatch erfordert die Zugabe entsprechender funktioneller Additive auf Basis gewöhnlicher Masterbatch, Dies stellt höhere Anforderungen an die Misch- und Dispergierwirkung von Extrusionsgeräten.

2. Kernverarbeitungstechnologie von Masterbatch: Doppelschnecken-Extrusionstechnologie

Die Masterbatch-Verarbeitung umfasst hauptsächlich das Mischen, Extrusion, Kühlung, Granulation und andere Prozesse, Unter diesen ist die Doppelschneckenextrusionstechnologie die Kerntechnologie für das Mischen und Granulieren von Masterbatches. Im Vergleich zur Einschneckenextrusionstechnologie, Die Doppelschneckenextrusionstechnologie bietet die Vorteile einer starken Misch- und Dispergierkapazität, präzise Temperaturregelung, kurze Verweilzeit, hohe Produktionseffizienz und starke Anpassungsfähigkeit an Rohstoffe, die die Schlüsselprobleme der Masterbatch-Verarbeitung effektiv lösen können (wie Pigmentagglomeration, ungleichmäßiges Mischen, geringe Produktionseffizienz) und stellen die Qualität der Masterbatch-Produkte sicher.

Das Mischen von Masterbatches ist eine der Hauptanwendungen von Doppelschneckenextrudern. Die Qualität des Masterbatches wird direkt von der Leistung des Doppelschneckenextruders und der Rationalität des Verarbeitungsprozesses bestimmt. Die zentralen Anforderungen der Masterbatch-Verarbeitung für Doppelschneckenextruder sind: starke Misch- und Dispergierwirkung (um eine gleichmäßige Verteilung der Pigmente zu gewährleisten), präzise Temperaturregelung (um Pigmentzersetzung und Trägerabbau zu vermeiden), entsprechende Scherkraft (um Pigmentagglomerate aufzubrechen, ohne Pigmentpartikel zu beschädigen), hohe Produktionseffizienz (um den Anforderungen der Massenproduktion gerecht zu werden) und gute Verschleißfestigkeit (zur Anpassung an den Verschleiß hochharter Pigmente wie Titandioxid und Ruß).

2.1 Verarbeitungsschwierigkeiten von Masterbatch und Anforderungen an Extrusionsausrüstung

Obwohl die Doppelschneckenextrusionstechnologie für die Masterbatch-Verarbeitung geeignet ist, aufgrund der Besonderheit der Masterbatch-Zusammensetzung (hoher Pigmentgehalt, leichte Agglomeration von Pigmenten) und Verarbeitungsanforderungen (gleichmäßige Verteilung, stabile leistung), Es gibt immer noch viele Schwierigkeiten bei der tatsächlichen Verarbeitung. Die Hauptverarbeitungsschwierigkeiten und entsprechenden Anforderungen an Extrusionsanlagen sind wie folgt:

2.1.1 Pigmentagglomeration und schlechte Dispergierbarkeit

Pigmente (insbesondere anorganische Pigmente wie Titandioxid und Ruß) haben eine starke Polarität und eine große spezifische Oberfläche, die beim Lagern und Mischen leicht zu großen Partikeln agglomerieren. Wenn die Agglomerate während der Extrusionsverarbeitung nicht vollständig aufgebrochen und dispergiert werden können, Das Masterbatch weist eine schlechte Dispergierbarkeit auf, und die farbigen Kunststoffprodukte weisen Farbflecken auf, Farbstreifen und ungleichmäßige Färbung, Dies wird die Produktqualität ernsthaft beeinträchtigen. Dies ist die häufigste und wichtigste Schwierigkeit bei der Masterbatch-Verarbeitung.

Dies erfordert, dass die Extrusionsausrüstung über eine starke Misch- und Dispergierkapazität und eine entsprechende Scherkraft verfügt. Der Doppelschneckenextruder sollte eine ineinandergreifende, gleichläufige Struktur aufweisen, und die Schnecke sollte mit ausreichend Mischelementen und Scherelementen ausgestattet sein, um während der Rotation eine starke Scherkraft und Knetkraft zu erzeugen, Dadurch können die Pigmentagglomerate vollständig aufgebrochen und die Pigmente gleichmäßig im Träger verteilt werden. Zusätzlich, Die Schneckengeschwindigkeit und der Extrusionsdruck sollten einstellbar sein, um sich an verschiedene Pigmenttypen und Masterbatch-Konzentrationen anzupassen.

2.1.2 Pigmentzersetzung und Trägerabbau durch Überhitzung

Die meisten Pigmente (insbesondere organische Pigmente) haben eine schlechte Hitzebeständigkeit, und der Träger (wie PE, PP) hat auch eine gewisse Temperaturbeständigkeitsgrenze. Wenn die Extrusionstemperatur zu hoch ist oder die Verweilzeit des Materials im Extruder zu lang ist, Das Pigment zersetzt sich (was zu einem Verblassen der Farbe führt, Verfärbung), und der Träger wird sich verschlechtern (Dies führt zu verringerten mechanischen Eigenschaften des Masterbatches). Dies ist eine weitere zentrale Schwierigkeit bei der Masterbatch-Verarbeitung.

Dies erfordert eine präzise Temperaturregelung der Extrusionsausrüstung und eine kurze Verweilzeit. Der Zylinder des Extruders sollte in mehrere Temperaturkontrollabschnitte unterteilt sein, und die Temperatur jedes Abschnitts sollte innerhalb des optimalen Bereichs präzise gesteuert werden (normalerweise 150-220℃ für gewöhnliches Masterbatch, 200-280℃ für technische Kunststoff-Masterbatches), mit einer Temperaturregelgenauigkeit von ±1℃. Die Schneckenstruktur sollte optimiert werden, um die Verweilzeit des Materials im Extruder zu verkürzen (normalerweise 1-3 Minuten), Vermeidung eines langfristigen Kontakts zwischen dem Material und hohen Temperaturen.

2.1.3 Verschleiß von Schnecke und Zylinder durch hochharte Pigmente

Anorganische Pigmente wie Titandioxid und Ruß weisen eine hohe Härte auf (Mohshärte 5-7), Dies führt während der Extrusionsverarbeitung zu starkem Verschleiß an Schnecke und Zylinder des Extruders. Wenn Schnecke und Zylinder eine geringe Verschleißfestigkeit aufweisen, sie werden schnell abgenutzt sein, Dies führt zu einer verringerten Scherkraft und Mischkapazität des Extruders, Dies beeinträchtigt die Dispergierbarkeit des Masterbatches und verkürzt die Lebensdauer der Anlage.

Dies erfordert, dass Schnecke und Zylinder des Extruders aus hochwertigen, verschleißfesten Materialien bestehen und durch fortschrittliche Fertigungstechnologie verarbeitet werden. Zum Beispiel, Die Schnecke und der Zylinder können aus importiertem, verschleißfestem legiertem Stahl hergestellt werden, und einer Bimetall-Verbundbehandlung oder einer Laserbeschichtungsbehandlung unterzogen werden, Dies kann die Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Schnecke und des Zylinders erheblich verbessern, und passen sich der Verarbeitung von Masterbatch mit hochharten Pigmenten an.

2.1.4 Instabilität der Produktqualität zwischen Chargen

Die Masterbatch-Verarbeitung erfordert eine strenge Kontrolle verschiedener Parameter (wie zum Beispiel das Formelverhältnis, Mischzeit, Extrusionstemperatur, Schneckengeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit). Wenn die Parameter schwanken, die Qualität des Masterbatches (wie zum Beispiel Konzentration, Dispergierbarkeit, Tönungsstärke) wird instabil sein, Dies führt zu Farbunterschieden zwischen Chargen farbiger Produkte, was den Ruf des Herstellers beeinträchtigen wird.

Dies erfordert eine intelligente Steuerung und stabile Leistung der Extrusionsausrüstung. Der Extruder sollte mit einem intelligenten SPS-Steuerungssystem ausgestattet sein, wodurch eine präzise Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit möglich ist, Schneckengeschwindigkeit, Extrusionstemperatur und andere Parameter, und speichern Sie mehrere Sätze von Formelparametern. Bei der Herstellung verschiedener Masterbatch-Chargen, Es müssen lediglich die entsprechenden Parameter aufgerufen werden, Vermeiden Sie wiederholtes Debuggen, Gewährleistung der Stabilität der Produktqualität zwischen den Chargen.

2.1.5 Hohe Anforderungen an die Verarbeitungsflüssigkeit

Masterbatch hat einen hohen Pigmentgehalt, Dadurch wird die Verarbeitungsflüssigkeit des Materials verringert. Wenn die Verarbeitungsflüssigkeit zu schlecht ist, Das Material lässt sich nur schwer fördern und extrudieren, Dies führt zu einer geringen Produktionseffizienz, instabiler Extrusionsdruck und sogar Geräteverstopfung.

Dies erfordert eine starke Förderleistung der Extrusionsausrüstung und eine einstellbare Scherkraft. Der Doppelschneckenextruder sollte eine angemessene Schneckensteigung aufweisen, Design für Steigung und Kompressionsverhältnis, und die Schnecke sollte mit ausreichend Förderelementen ausgestattet sein, um eine reibungslose Materialförderung zu gewährleisten. Zusätzlich, Die Extrusionstemperatur kann entsprechend angepasst werden, um die Verarbeitungsfließfähigkeit des Materials zu verbessern, und Schmiermittel können hinzugefügt werden, um die Reibung zwischen Materialien zu verringern.

2.2 Funktionsprinzip und Prozessablauf der Masterbatch-Doppelschneckenextrusion

Der Doppelschneckenextrusionsprozess von Masterbatch ist ein komplexer physikalischer Mischprozess, Dazu gehört vor allem die Vorbehandlung der Rohstoffe, Vormischen, Füttern, schmelzen, Mischen und Scheren, Extrusion, Kühlung, Granulation, Siebung und Verpackung. Der Hauptzweck besteht darin, Pigmente gleichmäßig zu dispergieren, Trägerstoffe und Additive zu hochwertigen Masterbatch-Granulaten. Das spezifische Arbeitsprinzip und der Prozessablauf sind wie folgt:

2.2.1 Rohstoffvorbehandlung

Die Vorbehandlung des Rohmaterials ist die Grundlage der Masterbatch-Extrusionsverarbeitung, was sich direkt auf den Mischeffekt und die Produktqualität auswirkt. Zu den Rohstoffen von Masterbatch gehören hauptsächlich Pigmente/Farbstoffe, Träger, Zusatzstoffe (Dispergiermittel, Kompatibilisatoren, Hitzestabilisatoren, usw.). Die Vorbehandlungsschritte sind wie folgt:

• Trocknungsbehandlung: Einige Pigmente (wie organische Pigmente) und Träger (wie PA, HAUSTIER) haben eine hohe Wasseraufnahme. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt zu hoch ist, es wird Blasen verursachen, Agglomeration und andere Defekte im Masterbatch während der Extrusionsverarbeitung, und sogar einen hydrolytischen Abbau des Trägers verursachen. daher, Die Rohstoffe müssen vor der Verarbeitung getrocknet werden. Die Trocknungstemperatur und -zeit richtet sich nach der Art des Rohmaterials: Zum Beispiel, Organische Pigmente werden bei 60-80℃ getrocknet 2-4 Std., PE/PP-Träger werden bei 80–100 °C getrocknet 3-5 Std., und PA-Träger werden bei 100–120 °C getrocknet 6-8 Std.. Der Feuchtigkeitsgehalt der getrockneten Rohstoffe sollte unten kontrolliert werden 0.1%.
• Zerkleinern und Sieben: Für Pigmente mit großer Partikelgröße (wie etwa Titandioxid-Agglomerate) und Träger mit ungleichmäßiger Partikelgröße, Um die Einheitlichkeit der Rohstoffe sicherzustellen, sollte eine Zerkleinerungs- und Siebbehandlung durchgeführt werden. Die Partikelgröße der zerkleinerten Rohstoffe sollte kontrolliert werden 20-40 Netz, Dies begünstigt das gleichmäßige Mischen der Rohstoffe und das Aufbrechen von Pigmentagglomeraten während der Extrusion.
• Entfernung von Verunreinigungen: Die Rohstoffe können Verunreinigungen enthalten (wie zum Beispiel Metallpartikel, Steine, Staub) während der Produktion und des Transports. Verunreinigungen beeinträchtigen nicht nur die Qualität des Masterbatches, sondern auch die Schnecke und der Zylinder des Extruders verschleißen, und sogar zu Geräteblockaden führen. daher, Die Rohstoffe müssen vor der Verwendung gefiltert und entfernt werden, Verwenden Sie ein Filtersieb mit geeigneter Maschenweite, um Verunreinigungen zu entfernen.

2.2.2 Vormischen

Das Vormischen ist der entscheidende Schritt zur Verbesserung der Misch- und Dispergierwirkung von Masterbatch. Nach dem Formelverhältnis, das getrocknete, zerkleinerte und von Verunreinigungen befreite Pigmente, Trägerstoffe und Zusatzstoffe werden zum Vormischen in einen Hochgeschwindigkeitsmischer gegeben. Der Zweck der Vormischung besteht darin, dass die Pigmente und Additive gleichmäßig auf der Oberfläche der Trägerpartikel haften, eine Vormischung bilden, und legen Sie eine Grundlage für die gleichmäßige Verteilung während der Extrusion.

Die wichtigsten Parameter des Vormischens sind die Mischgeschwindigkeit, Mischzeit und Mischtemperatur. Die Mischgeschwindigkeit beträgt im Allgemeinen 800-1200 U/min, die Mischzeit beträgt 5-10 Minuten, und die Mischtemperatur wird auf 40-60℃ geregelt. Durch die entsprechende Mischtemperatur kann die Haftung von Additiven verbessert werden (wie Dispergiermittel) zum Träger und zu den Pigmenten, Förderung einer gleichmäßigen Durchmischung. Für Masterbatch mit hohem Pigmentanteil (wie zum Beispiel 50% über), die Vormischzeit kann entsprechend verlängert werden, Um die Dispergierbarkeit der Pigmente zu verbessern, kann zunächst eine kleine Menge Dispergiermittel hinzugefügt werden. Nach dem Vormischen, Die Mischung sollte eine einheitliche Farbe haben, ohne offensichtliche Pigmentagglomerate und Additivpartikel.

2.2.3 Zuführen und Fördern

Die vorgemischte Mischung wird über einen Schneckenförderer oder einen Bandförderer in den Einfülltrichter des Doppelschneckenextruders geleitet. Die Zufuhrvorrichtung des Extruders ist normalerweise mit einer Frequenzumwandlungsgeschwindigkeitsregelungsfunktion ausgestattet, Dadurch kann die Vorschubgeschwindigkeit entsprechend der Schneckengeschwindigkeit und der Extrusionsgeschwindigkeit angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Materialien stabil und gleichmäßig in den Extrusionshohlraum gelangen, Vermeidung von Materialansammlungen oder unzureichender Zuführung.

Der Einfülltrichter ist außerdem mit einer Trocknungsvorrichtung ausgestattet (wie zum Beispiel eine elektrische Heizjacke) um zu verhindern, dass die Rohstoffe während der Fütterung wieder Feuchtigkeit aufnehmen. Für Masterbatch mit hohem Pigmentgehalt und schlechter Fließfähigkeit, Um eine reibungslose Materialzufuhr zu gewährleisten, kann eine Zwangszuführvorrichtung ausgewählt werden. Zusätzlich, Die Einfüllöffnung des Extruders sollte glatt sein, ohne tote Ecken, um Materialanhaftungen und -ansammlungen zu vermeiden.

2.2.4 Schmelzen, Mischen und Scheren

Die in den Extrusionshohlraum des Doppelschneckenextruders gelangenden Materialien werden durch die rotierenden Schnecken kontinuierlich nach vorne gedrückt. Der Extrusionshohlraum besteht aus einer Schnecke und einem Zylinder, und das Volumen des Extrusionshohlraums nimmt entlang der Achsenrichtung allmählich ab. Wenn sich die Schrauben drehen, Unter der Wirkung der Schrauben und des Zylinders werden die Materialien nach und nach komprimiert, und der Druck im Extrusionshohlraum steigt allmählich an (im Allgemeinen 5-12 MPa).

Gleichzeitig, Die Materialien unterliegen starken Scher- und Reibungskräften, die durch die Relativbewegung zwischen den Schnecken und dem Zylinder entstehen, sowie zwischen den Schneckengängen. Durch die Scherkraft und die Reibungskraft können die Pigmentagglomerate vollständig aufgebrochen werden, sorgen dafür, dass die Pigmente gleichmäßig im geschmolzenen Träger verteilt werden, und fördern die Verschmelzung und Kompatibilität zwischen den Pigmenten, Träger und Zusatzstoffe. Durch die Reibungskraft kann auch eine gewisse Wärmemenge entstehen, was mit der externen Beheizung des Fasses kombiniert wird (Elektroheizung oder Dampfheizung) um den Träger allmählich schmelzen und plastifizieren zu lassen.

Der Zylinder des Extruders ist normalerweise unterteilt in 4-6 Abschnitte zur Temperaturregelung (Futterbereich, Schmelzabschnitt, Mischbereich, Homogenisierungsabschnitt, Düsenkopfteil), und die Temperatur jedes Abschnitts wird je nach Masterbatch-Typ präzise gesteuert (Trägertyp, Pigmenttyp). Zum Beispiel, bei der Verarbeitung von PE-Masterbatch, Die Temperatur im Zuführbereich beträgt 100-120℃, der Schmelzabschnitt beträgt 160-180℃, Der Mischbereich beträgt 170-190℃, Der Homogenisierungsabschnitt hat eine Temperatur von 160–180 °C, und der Düsenkopfbereich beträgt 150-170℃. Durch die präzise Temperaturregelung kann sichergestellt werden, dass der Träger ohne thermische Zersetzung vollständig geschmolzen wird, und die Pigmente werden nicht zersetzt oder verfärbt.

Die Schnecke des Doppelschneckenextruders ist modular aufgebaut, die verschiedene Schneckenelemente frei kombinieren können (wie z.B. Förderelemente, Mischelemente, Scherelemente) je nach Art des Masterbatches. Zum Beispiel, bei der Verarbeitung von Masterbatch mit hohem Pigmentgehalt und einfacher Agglomeration, Weitere Mischelemente und Scherelemente können konfiguriert werden, um den Misch- und Dispergiereffekt zu verbessern; bei der Verarbeitung von Masterbatch mit guter Fließfähigkeit, Es können mehr Förderelemente konfiguriert werden, um die Produktionseffizienz zu verbessern.

2.2.5 Extrusion und Formgebung

Das ist vollständig geschmolzen, Das gemischte und dispergierte Material wird durch die Schnecken zum Düsenkopf des Extruders gedrückt. Der Düsenkopf des Masterbatch-Extruders ist normalerweise mit mehreren kreisförmigen Düsenlöchern ausgestattet (Anzahl und Größe der Düsenlöcher richten sich nach der Partikelgröße des Masterbatches). Das Material wird mit hoher Geschwindigkeit aus dem Düsenkopf zu endlosen, bandförmigen Halbzeugen extrudiert (Der Durchmesser des Streifens beträgt normalerweise 2-5 mm, die je nach Kundenwunsch angepasst werden können).

Die Temperatur des Düsenkopfes ist etwas niedriger als die des Homogenisierungsbereichs, Dies kann verhindern, dass sich das Material aufgrund zu hoher Temperaturen zersetzt, und die Formwirkung des Bandes gewährleisten. Die Extrusionsgeschwindigkeit wird entsprechend der Art des Masterbatches und der Anforderung an die Partikelgröße gesteuert, im Allgemeinen im Bereich von 1-3 m/min. Der Extrusionsdruck sollte stabil gehalten werden (Schwankung innerhalb von ±0,5 MPa), Dies kann den gleichmäßigen Durchmesser des Streifens und die Konsistenz der Masterbatch-Qualität gewährleisten.

2.2.6 Abkühlung und Erstarrung

Die extrudierten bandförmigen Halbzeuge werden zur schnellen Abkühlung und Verfestigung einer Kühleinrichtung zugeführt. Die Kühlmethode für Masterbatch ist normalerweise die Kühlung eines Wassertanks, und die Kühlwassertemperatur wird auf 20-30℃ geregelt. Die Länge des Kühlwassertanks beträgt 3-5 Meter, und die Abkühlzeit beträgt 2-4 Minuten. Durch schnelles Abkühlen kann das Band schnell erstarren, Behalten Sie die Form und Größe des Streifens bei, und Verformung und Adhäsion vermeiden.

Es ist zu beachten, dass die Abkühlgeschwindigkeit gleichmäßig sein sollte. Wenn die Abkühlgeschwindigkeit zu hoch ist, Die innere Spannung des Streifens wird zu groß sein, und der Streifen ist spröde und kann beim Granulieren leicht brechen; wenn die Abkühlgeschwindigkeit zu langsam ist, Der Streifen ist weich und leicht zu kleben, Beeinflussung der Granulationswirkung. Nach dem Abkühlen, Die Oberfläche des Streifens sollte trocken sein, glatt und frei von Blasen und Rissen.

2.2.7 Schneiden und Granulieren

Nach dem Abkühlen und Erstarren, Der Streifen wird zum Schneiden zu einem Granulator geschickt, um körnige Masterbatch-Produkte zu bilden. Der Granulator ist mit einem Rotationsmesser und einem feststehenden Messer ausgestattet, und die Schnittgeschwindigkeit ist einstellbar (allgemein 500-1000 U/min). Die Partikelgröße des Masterbatches wird durch Anpassung der Schnittgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Bandtransports gesteuert. Die übliche Partikelgröße von Masterbatch beträgt 2–5 mm (Länge und Durchmesser sind grundsätzlich gleich), Dies eignet sich zum Mischen mit Kunststoffrohstoffen bei der späteren Verwendung.

Der Granulator sollte mit einer Siebvorrichtung ausgestattet sein, um unqualifizierte Partikel zu entfernen (wie zum Beispiel zu groß, zu klein, agglomerierte oder gebrochene Partikel). Die qualifizierten Partikel gelangen in den nächsten Prozess, und die unqualifizierten Partikel werden zerkleinert und recycelt (nach dem Trocknen und Vormischen, sie werden erneut extrudiert und granuliert).

2.2.8 Vorführung, Inspektion und Verpackung

Das granulierte Masterbatch wird zur Siebung auf ein Vibrationssieb geschickt, um unqualifizierte Partikel und Verunreinigungen weiter zu entfernen. Das Vibrationssieb ist mit einem Mehrschichtsieb ausgestattet (verschiedene Maschenweiten), die je nach Kundenwunsch Masterbatch-Partikel unterschiedlicher Spezifikationen aussieben kann.

Nach der Vorführung, Das Masterbatch muss einer Qualitätsprüfung unterzogen werden. Die Inspektionsgegenstände umfassen hauptsächlich: Farbe (Gleichmäßigkeit, Übereinstimmung mit der Standardprobe), Dispergierbarkeit (beobachtet durch Mikroskop oder Probekörperfärbung), Konzentration (Tönungsstärketest), Feuchtigkeitsgehalt, Partikelgrößenverteilung, usw. Nur das Masterbatch, das den Qualitätsstandards entspricht, kann verpackt werden.

Bei der Verpackung des Masterbatches handelt es sich um eine versiegelte und feuchtigkeitsbeständige Verpackung (wie zum Beispiel gewebte Plastiktüten mit innenliegender Kunststofffolie, Beutel aus Aluminiumfolie), und das Verpackungsgewicht beträgt normalerweise 25 kg/Beutel oder 50 kg/Beutel. Der Verpackungsbeutel ist mit dem Produktnamen gekennzeichnet, Modell, Farbe, Konzentration, Trägertyp, Produktionsdatum, Haltbarkeit, Hersteller und andere Informationen. Das verpackte Masterbatch sollte trocken gelagert werden, kühles und belüftetes Lager, Vermeiden Sie direkte Sonneneinstrahlung und Feuchtigkeit, und die Haltbarkeit beträgt im Allgemeinen 6-12 Monate.

2.3 Schlüsselfaktoren, die den Masterbatch-Doppelschneckenextrusionseffekt beeinflussen

Der Effekt der Doppelschneckenextrusion wirkt sich direkt auf die Qualität des Masterbatches aus (Dispergierbarkeit, Tönungsstärke, Stabilität). Es gibt viele Faktoren, die den Extrusionseffekt beeinflussen, hauptsächlich einschließlich der Rohstoffeigenschaften, Formelverhältnis, Vormischeffekt, Extrusionsparameter und Geräteleistung. Die Beherrschung dieser Schlüsselfaktoren und die Durchführung wissenschaftlicher Anpassungen können die Stabilität des Extrusionseffekts und die Konsistenz der Produktqualität gewährleisten.

2.3.1 Rohstoffeigenschaften

Der Typ, Partikelgröße, Feuchtigkeitsgehalt und Reinheit der Rohstoffe haben einen großen Einfluss auf den Extrusionseffekt. Für Pigmente, Die Partikelgröße sollte gleichmäßig und fein sein (20-40 Netz), und der Agglomerationsgrad sollte niedrig sein; Organische Pigmente haben eine schlechte Hitzebeständigkeit, Daher sollte die Extrusionstemperatur streng kontrolliert werden; Anorganische Pigmente haben eine hohe Härte, Daher sollte der Extruder eine gute Verschleißfestigkeit aufweisen. Für Träger, Der Schmelzpunkt und die Verarbeitungstemperatur sollten mit den Zielkunststoffrohstoffen übereinstimmen, und die Verträglichkeit mit Pigmenten sollte gut sein. Für Zusatzstoffe, Art und Dosierung sollten angemessen sein, und die Verträglichkeit mit Trägern und Pigmenten sollte gut sein.

Zusätzlich, Der Feuchtigkeitsgehalt der Rohstoffe muss im Folgenden streng kontrolliert werden 0.1%; wenn der Feuchtigkeitsgehalt zu hoch ist, es führt zu Blasenbildung und Agglomeration im Masterbatch. Auch die Reinheit der Rohstoffe ist sehr wichtig; Verunreinigungen in den Rohstoffen beeinträchtigen nicht nur die Produktqualität, sondern auch die Schnecke und der Zylinder des Extruders verschleißen.

2.3.2 Formelverhältnis

Das Formelverhältnis von Masterbatch (das Pigmentverhältnis, Träger und Zusatzstoff) ist der Schlüssel zur Bestimmung der Qualität des Produkts. Der Pigmentgehalt sollte entsprechend den Farbanforderungen und der Art des Pigments bestimmt werden: hochkonzentriertes Masterbatch (Pigmentgehalt 50%-80%) kann die Zugabemenge und die Produktionskosten reduzieren, but requires better dispersibility; low-concentration masterbatch (Pigmentgehalt 10%-30%) has better dispersibility, but the addition amount is large and the production cost is high.

The dosage of dispersants is generally 1%-5% of the pigment dosage; too little dispersant will lead to poor dispersibility of pigments, and too much dispersant will affect the mechanical properties of the masterbatch and the colored products. The dosage of other additives (Kompatibilisatoren, Hitzestabilisatoren, Schmierstoffe) is generally 0.5%-3%, which should be adjusted according to the type of masterbatch and processing requirements. The formula ratio should be strictly controlled, and the error should be within ±1%, to ensure the consistency of product quality between batches.

2.3.3 Vormischeffekt

Premixing is the foundation of extrusion processing. Die Gleichmäßigkeit der Vormischung wirkt sich direkt auf die Misch- und Dispergierwirkung der Pigmente während der Extrusion aus. Wenn die Vormischung ungleichmäßig ist, die Pigmente können nicht gleichmäßig auf der Trägeroberfläche haften, Dies führt zu einer lokalen Agglomeration der Pigmente, ungleichmäßige Vermischung der Materialien während der Extrusion, und verringerte Produktdispergierbarkeit.

Um den Vormischeffekt sicherzustellen, Es ist notwendig, die Mischgeschwindigkeit zu kontrollieren (800-1200 U/min), Mischzeit (5-10 Minuten) und Mischtemperatur (40-60℃). Für Masterbatch mit hohem Pigmentanteil, die Vormischzeit kann entsprechend verlängert werden, und das Dispergiermittel kann zuerst zugegeben und mit dem Pigment vermischt werden, dann mit dem Träger und anderen Zusatzstoffen vermischt. Zusätzlich, Die vorgemischte Mischung sollte überprüft werden; wenn offensichtliche Pigmentagglomerate vorhanden sind, Es sollte zerkleinert und erneut gemischt werden.

2.3.4 Extrusionsparameter

Extrusionsparameter sind die wichtigsten Faktoren, die den Extrusionseffekt beeinflussen, hauptsächlich einschließlich der Schneckengeschwindigkeit, Extrusionstemperatur und Extrusionsdruck.

• Schneckengeschwindigkeit: Die Schneckendrehzahl von Doppelschneckenextrudern für die Masterbatch-Verarbeitung liegt im Allgemeinen im Bereich von 200 Zu 800 U/min. Je höher die Schneckengeschwindigkeit, desto größer ist die Scher- und Reibungskraft, die auf die Materialien einwirkt, desto besser ist die Misch- und Dispergierwirkung der Pigmente, und desto höher ist die Produktionseffizienz. Jedoch, wenn die Schneckengeschwindigkeit zu hoch ist, Die Verweilzeit der Materialien im Extrusionshohlraum ist zu kurz, Dies führt zu einem unvollständigen Schmelzen des Trägers, unzureichende Materialmischung, und ungleichmäßige Dispergierbarkeit; wenn die Schneckendrehzahl zu niedrig ist, die Scherkraft und die Reibungskraft sind unzureichend, die Pigmentagglomerate können nicht vollständig aufgebrochen werden, und die Produktionseffizienz ist gering.
• Die Schneckengeschwindigkeit sollte je nach Masterbatch-Typ angepasst werden: für Masterbatch mit hohem Pigmentgehalt und einfacher Agglomeration (wie zum Beispiel schwarzes Masterbatch, weißes Masterbatch), eine höhere Schneckengeschwindigkeit (500-800 U/min) ist erforderlich, um eine gleichmäßige Verteilung der Pigmente sicherzustellen; für Masterbatch mit organischen Pigmenten (schlechte Hitzebeständigkeit), eine moderate Schneckengeschwindigkeit (300-500 U/min) ist erforderlich, um Überhitzung und Pigmentzersetzung zu vermeiden.
• Extrusionstemperatur: Die Extrusionstemperatur ist der Schlüssel zum Sicherstellen des Schmelzens des Trägers und der Stabilität des Pigments. Die Temperatur jedes Abschnitts des Zylinders und des Düsenkopfs muss je nach Masterbatch-Typ präzise gesteuert werden (Trägertyp, Pigmenttyp). Die Temperatur im Zuführbereich ist niedriger (etwas höher als die Trocknungstemperatur der Rohstoffe), Dies dient hauptsächlich dazu, ein Zusammenbacken der Materialien zu verhindern und eine reibungslose Zufuhr zu gewährleisten; Die Temperatur des Schmelzabschnitts ist mittel, Dies dient hauptsächlich dazu, das Schmelzen und Plastifizieren des Trägers zu fördern; die Temperatur im Mischbereich ist höher, Dies dient hauptsächlich dazu, den Scher- und Mischeffekt zu verstärken, und fördern die gleichmäßige Verteilung der Pigmente; Die Temperatur des Homogenisierungsabschnitts ist etwas niedriger als die des Mischabschnitts, Dies dient hauptsächlich dazu, die gleichmäßige Temperatur und Viskosität der Materialien sicherzustellen, und thermische Zersetzung vermeiden; Die Temperatur des Düsenkopfabschnitts ist etwas niedriger als die des Homogenisierungsabschnitts, Dies soll die formgebende Wirkung des Streifens gewährleisten.
• Die Präzision der Temperaturregelung sollte ±1℃ erreichen. Zum Beispiel, bei der Verarbeitung von PP-Masterbatch mit organischen Pigmenten, Die Temperatur jedes Abschnitts beträgt: Zufuhrbereich 110-130℃, Schmelzabschnitt 170-190℃, Mischabschnitt 180-200℃, Homogenisierungsabschnitt 170-190℃, Düsenkopfabschnitt 160-180℃. Wenn die Temperatur zu hoch ist, Das Pigment zersetzt sich und der Träger wird abgebaut; wenn die Temperatur zu niedrig ist, Der Träger wird nicht vollständig geschmolzen, und das Pigment kann nicht gleichmäßig dispergiert werden.
• Extrusionsdruck: Der Extrusionsdruck der Masterbatch-Doppelschneckenextrusion liegt im Allgemeinen zwischen 5 bis 12 MPa. Der Druck im Extrusionshohlraum wird hauptsächlich durch das Kompressionsverhältnis der Schnecke bestimmt, die Matrizenlochgröße und die Schneckengeschwindigkeit. Je höher der Extrusionsdruck, desto besser ist die Misch- und Dispergierwirkung der Materialien, und je dichter der Streifen. Jedoch, wenn der Druck zu hoch ist, Dadurch erhöht sich der Energieverbrauch und der Verschleiß der Geräte, und sogar zum Blockieren des Düsenkopfes führen; wenn der Druck zu niedrig ist, Die Materialien können nicht vollständig komprimiert und gemischt werden, Der Streifen ist locker, und die Dispergierbarkeit ist schlecht.
• Der Extrusionsdruck sollte je nach Masterbatch-Typ und Düsenkopfgröße angepasst werden: für Masterbatch mit hohem Pigmentgehalt und schlechter Fließfähigkeit, Es ist ein höherer Extrusionsdruck erforderlich; für Masterbatch mit guter Fließfähigkeit, ein mäßiger Extrusionsdruck ist ausreichend. Der Extrusionsdruck sollte stabil gehalten werden, und die Schwankung sollte innerhalb von ±0,5 MPa liegen, um den gleichmäßigen Durchmesser des Streifens und die Konsistenz der Masterbatch-Qualität sicherzustellen.

2.3.5 Geräteleistung

Die Leistung des Doppelschneckenextruders bestimmt direkt die Extrusionswirkung. Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren des Extruders zählen die Misch- und Dispergierleistung, Präzision der Temperaturregelung, Verschleißfestigkeit, Förderkapazität und intelligente Steuerkapazität. Die komplette Extruderserie von Zhuoyue (HTS BASIC/PLUS/SUPER, ZTE, HTE) sind speziell für die Masterbatch-Verarbeitung konzipiert, mit hervorragenden Leistungen in diesen Aspekten, Dadurch können die Verarbeitungsanforderungen verschiedener Masterbatch-Typen effektiv erfüllt werden.

3. Die Extruder der kompletten Serie von Zhuoyue: Professionelle Lösungen für die Masterbatch-Verarbeitung

Zhuoyue beschäftigt sich seit langem mit der Forschung, Entwicklung und Produktion von Hochleistungs-Doppelschneckenextrudern, und verfügt über umfangreiche Erfahrungen im Bereich der Masterbatch-Verarbeitung. Entsprechend den Verarbeitungseigenschaften des Masterbatches (hoher Pigmentgehalt, leichte Agglomeration von Pigmenten, strenge Anforderungen an die Temperaturkontrolle, hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit) und die vielfältigen Bedürfnisse der Hersteller (verschiedene Produktionsmaßstäbe, verschiedene Masterbatch-Typen, verschiedene Anwendungsbereiche), Zhuoyue hat eine komplette Serie von Extrudern auf den Markt gebracht, die für die Masterbatch-Verarbeitung geeignet sind, einschließlich der HTS BASIC-Serie, HTS PLUS-Serie, HTS SUPER-Serie, ZTE-Serie und HTE-Serie. Jede Serie verfügt über eigene Leistungsmerkmale und gezielte Anpassungsszenarien, die personalisierte und effiziente Verarbeitungslösungen für Masterbatch-Hersteller verschiedener Größenordnungen bieten kann.

3.1 Kernvorteile der Extruder von Zhuoyue für die Masterbatch-Verarbeitung

Ob es sich um die High-End-HTS-SUPER-Serie oder die kostengünstige ZTE-Serie handelt, Alle Extruder von Zhuoyue haben die folgenden Kernvorteile, die speziell für die Masterbatchverarbeitung optimiert sind, Gewährleistung einer hohen Qualität, effiziente und stabile Produktion:

3.1.1 Hervorragende Misch- und Dispergierwirkung

Die Kernanforderung bei der Masterbatch-Verarbeitung ist die gleichmäßige Dispersion der Pigmente. Alle Doppelschneckenextruder von Zhuoyue verfügen über eine ineinandergreifende, gleichläufige Struktur, mit einer angemessenen Schraubensteigung, Design für Steigung und Kompressionsverhältnis. Durch das Ineinandergreifen und Drehen der Doppelschnecken können starke Scherkräfte und Knetkräfte erzeugt werden, wodurch die Pigmentagglomerate vollständig aufgebrochen werden können (sogar kleine Agglomerate von 100μm darüber), und sorgen dafür, dass die Pigmente gleichmäßig im Träger verteilt werden. Die Mischgleichmäßigkeit der Extruder kann mehr als erreichen 95%, Das ist viel höher als bei gewöhnlichen Doppelschneckenextrudern (85%-90%).

Zusätzlich, Die Schnecken aller Extruderserien sind modular aufgebaut, die verschiedene Arten von Schneckenelementen frei kombinieren können (Förderelemente, Mischelemente, Scherelemente) je nach Art des Masterbatches (wie zum Beispiel Farbmasterbatch, weißes Masterbatch, schwarzes Masterbatch) und Pigmenteigenschaften. Zum Beispiel, bei der Verarbeitung von schwarzem Masterbatch mit Ruß (einfache Agglomeration), Weitere Mischelemente und Scherelemente können konfiguriert werden, um den Misch- und Dispergiereffekt zu verbessern; bei der Verarbeitung von Farbmasterbatch mit organischen Pigmenten (schlechte Hitzebeständigkeit), Es können mehr Förderelemente und weniger Scherelemente konfiguriert werden, um die Verweilzeit zu verkürzen und eine Pigmentzersetzung zu vermeiden.

3.1.2 Präzise Temperaturregelung, Vermeidung von Pigmentzersetzung

Bei der Masterbatch-Verarbeitung gelten strenge Anforderungen an die Temperaturkontrolle, und die Temperaturschwankung muss innerhalb von ±1℃ kontrolliert werden, um Pigmentzersetzung und Trägerabbau zu vermeiden. Alle Extruder von Zhuoyue verfügen über ein fortschrittliches intelligentes Temperaturkontrollsystem, welches aus hochpräzisen Temperatursensoren besteht, Heizelemente und Kühlelemente. Der Lauf ist unterteilt in 4-6 unabhängige Temperaturkontrollabschnitte, und die Temperatur jedes Abschnitts kann in Echtzeit präzise eingestellt und gesteuert werden.

Das Temperaturkontrollsystem ist mit einer Echtzeitüberwachungs- und Alarmfunktion ausgestattet: wenn die Temperatur eines Abschnitts den eingestellten Bereich überschreitet, Das System gibt rechtzeitig eine Alarmmeldung aus, und passt die Heizleistung automatisch an oder startet das Kühlsystem, um die Temperatur wieder in den eingestellten Bereich zu bringen. Zusätzlich, Der Zylinder des Extruders ist doppellagig ummantelt, wodurch ein schnelles Aufheizen und Abkühlen möglich ist, und die Reaktionsgeschwindigkeit der Temperaturregelung verbessern. The die head is also equipped with an independent temperature control device, which ensures the uniform temperature of the die head and the stable shaping of the strip.

3.1.3 Hohe Verschleißfestigkeit, Lange Lebensdauer

Anorganische Pigmente wie Titandioxid und Ruß weisen eine hohe Härte auf, which will cause serious wear to the screw and barrel of the extruder during processing. Zhuoyue’s extruders adopt high-quality wear-resistant materials and advanced manufacturing technology to ensure the wear resistance of the core components.

The screws and barrels of HTS PLUS series, HTS SUPER series and HTE series are made of imported wear-resistant alloy steel (wie 38CrMoAlA), und einer Bimetall-Verbundbehandlung oder einer Laserbeschichtungsbehandlung unterzogen werden. The surface hardness of the screws and barrels can reach ≥65 HRC (HTS PLUS-Serie, HTE-Serie) and ≥70 HRC (HTS SUPER-Serie), das eine extrem starke Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, and can effectively resist the wear caused by high-hardness pigments. The service life of the screws and barrels is 2-3 times that of ordinary extruders, Reduzierung der Häufigkeit des Komponentenaustauschs und der Wartungskosten der Ausrüstung.

Die Schnecken und Zylinder der Serien HTS BASIC und ZTE bestehen aus hochwertigem, verschleißfestem legiertem Stahl mit Nitrierbehandlung, und die Oberflächenhärte kann ≥60 HRC erreichen, das die Verarbeitungsanforderungen gewöhnlicher Masterbatches erfüllen kann (Pigmentgehalt ≤50 %) und hat ein angemessenes Preis-Leistungs-Verhältnis.

3.1.4 Hohe Produktionseffizienz, Energieeinsparung und Umweltschutz

Die Extruder von Zhuoyue verfügen über ein Getriebe mit hohem Drehmoment und eine optimierte Schneckenstruktur, die über eine starke Förderkapazität und eine hohe Produktionseffizienz verfügen. Im Vergleich zu gewöhnlichen Doppelschneckenextrudern, Die Produktionseffizienz der Extruder von Zhuoyue kann dadurch gesteigert werden 20%-50%. Zum Beispiel, Die Produktionskapazität der Extruder der HTS SUPER-Serie kann 1000–3000 kg/h erreichen, das für die Massenproduktion in großem Maßstab geeignet ist; Die Produktionskapazität der Extruder der ZTE-Serie beträgt 100–500 kg/h, das für die Produktion kleiner und mittlerer Serien geeignet ist.

Zusätzlich, Alle Extruder von Zhuoyue sind mit hocheffizienten Motoren und energiesparenden Heizelementen ausgestattet, wodurch der Energieverbrauch gesenkt werden kann 15%-20% im Vergleich zu herkömmlichen Extrudern. Die Extruder sind mit einer geschlossenen Struktur ausgestattet, wodurch die Emission von Staub und flüchtigen Stoffen während der Verarbeitung reduziert werden kann, Erfüllung der Umweltschutzanforderungen der Masterbatch-Industrie.

3.1.5 Intelligente Steuerung, Einfache Bedienung und Wartung

Alle Extruder von Zhuoyue verfügen über ein intelligentes SPS-Steuerungssystem und eine Touchscreen-Bedienoberfläche, Das ist einfach und intuitiv, einfach zu bedienen. Das System kann mehrere Sätze von Produktformeln und Verarbeitungsparametern speichern (bis zu 100 Sätze), und bei der Herstellung verschiedener Masterbatch-Typen, Es müssen lediglich die entsprechenden Formeln und Parameter aufgerufen werden, ohne wiederholtes Debuggen, Das spart Zeit und verbessert die Produktionseffizienz.

Das System ist außerdem mit einer Echtzeitüberwachungsfunktion ausgestattet, das die Schlüsselparameter des Extrusionsprozesses überwachen kann (wie zum Beispiel die Temperatur, Druck, Schneckengeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit) in Echtzeit, und die Produktionsdaten aufzeichnen (wie z.B. Ausgabe, Bearbeitungszeit) zur späteren Abfrage und Analyse. Für die Extruder der HTS SUPER-Serie, Wir bieten auch eine Cloud-Steuerungsfunktion an, die eine Fernparametrierung realisieren kann, Produktionsdatenüberwachung und vorausschauende Wartung von Anlagen, Realisierung eines intelligenten Produktionsmanagements.

Zusätzlich, Die Extruder verfügen über ein vernünftiges strukturelles Design, was die Wartung komfortabler macht. Die Schrauben, Zylinder und Düsenköpfe können schnell demontiert und montiert werden, was die Wartungszeit und Arbeitsintensität reduziert. Das Kundendienstteam von Zhuoyue sorgt für eine professionelle Installation, Inbetriebnahme- und Schulungsdienstleistungen für Kunden, um sicherzustellen, dass Kunden die Geräte reibungslos nutzen können.

3.1.6 Breites Anwendungsspektrum, Starke Anpassungsfähigkeit

Die gesamte Extruderserie von Zhuoyue bietet ein breites Anwendungsspektrum, die sich an die Verarbeitungsanforderungen verschiedener Masterbatch-Typen anpassen kann, inklusive Farbmasterbatch, weißes Masterbatch, schwarzes Masterbatch, gewöhnliches Masterbatch, funktionelles Masterbatch (flammhemmendes Masterbatch, antistatisches Masterbatch), und Masterbatch mit verschiedenen Trägern (PE, PP, PVC, PA, HAUSTIER, usw.). The extruders can also adapt to the processing of masterbatch with different pigment contents (10%-80%), and can meet the processing needs of different application fields (Fasern, Filme, Blasformen, Extrusion, Spritzguss).

Whether it is a small and medium-sized manufacturer producing ordinary masterbatch, or a large-scale manufacturer producing high-end functional masterbatch, Zhuoyue can provide suitable extruder solutions. Zusätzlich, the extruders can be matched with different auxiliary equipment (wie Hochgeschwindigkeitsmischer, Trockner, Kühler, Granulatoren, Siebmaschinen, Verpackungsmaschinen) to form a complete automatic production line, Realisierung einer kontinuierlichen Produktion von der Rohstoffvorbehandlung bis zur Produktverpackung.

3.2 Detailed Introduction of Zhuoyue’s Extruder Series and Their Adaptation to Masterbatch Processing

Zhuoyue’s extruder series for masterbatch processing include HTS BASIC, HTS PLUS, HTS SUPER, ZTE and HTE, each series has its own unique performance characteristics and targeted adaptation scenarios. Manufacturers can select the appropriate extruder series according to their own production scale, Produkttyp, masterbatch concentration, application field and budget.

3.2.1 Extruder der HTS BASIC-Serie: Flexible and Cost-Effective Choice for Ordinary Masterbatch

The HTS BASIC series extruders are a cost-effective product series designed for small and medium-sized masterbatch manufacturers or manufacturers that mainly produce ordinary masterbatch. Diese Extruderserie verwendet Getriebe mit mittlerem Drehmoment führender europäischer Hersteller, die den Vorteil einer stabilen Leistung haben, geräuscharm, hohe Effizienz und lange Lebensdauer. The specific torque of the extruders is 10-12Nm/cm³, das die Verarbeitungsanforderungen gewöhnlicher Masterbatches erfüllen kann (Pigmentgehalt ≤50 %), such as PE/PP color masterbatch, low-concentration white masterbatch and black masterbatch.

In Bezug auf die strukturelle Gestaltung, the HTS BASIC series extruders adopt a twin-screw parallel co-rotating structure, mit einem Schraubendurchmesser von 30 mm bis 65 mm, und ein Kompressionsverhältnis von 4～8, which can be adjusted according to the type of masterbatch. Der Lauf besteht aus verschleißfestem legiertem Stahl mit Nitrierbehandlung, und die Schraube besteht aus verschleißfestem und korrosionsbeständigem legiertem Stahl, das eine gute Verschleißfestigkeit aufweist. Der Extruder ist mit einem SPS-Steuerungssystem und einer Touchscreen-Bedienoberfläche ausgestattet, die eine automatische Zuführung realisieren kann, automatische Temperaturregelung, automatische Druckregelung und automatisches Schneiden, und ist einfach und leicht zu bedienen.

Die Produktionskapazität der Extruder der HTS BASIC-Serie reicht von 100 kg/h bis 500 kg/h, which is suitable for small and medium-sized masterbatch manufacturers that mainly produce ordinary masterbatch for films, injection molding and extrusion products. Einer der größten Vorteile dieser Serie besteht darin, dass sie durch verschiedene Konfigurationskombinationen flexible Optionen bietet. Kunden können zwischen verschiedenen Schneckenelementen wählen, die Köpfe, feeding devices and post-processing equipment according to their own product types and production needs, um eine Produktionslinie zu bilden, die ihren eigenen Bedürfnissen entspricht. The HTS BASIC series extruders have a reasonable price, which can help small and medium-sized manufacturers reduce the initial investment cost while ensuring the basic processing quality of masterbatch. It is an ideal choice for enterprises that are just entering the masterbatch industry or have limited production scale and budget. Zusätzlich, this series of extruders has simple operation and low maintenance cost, and its after-sales service support is consistent with other high-end series, which can fully meet the daily production needs of small and medium-sized manufacturers.

3.2.2 Extruder der HTS PLUS-Serie: High-Torque Solution for Engineering Plastics and Filler Masterbatch

The HTS PLUS series extruders are positioned as mid-to-high-end products, specially developed for masterbatch processing scenarios with higher requirements, such as engineering plastic masterbatch and filler masterbatch. Different from the HTS BASIC series, this series adopts high-torque gearboxes independently developed and manufactured by Zhuoyue, with a specific torque of 13-16Nm/cm³, was eine stärkere Scherkraft und Knetkraft bieten kann, die Verarbeitungsschwierigkeiten von hochviskosen Stoffen effektiv lösen, Masterbatch-Materialien mit hoher Härte.

Was die Kernkomponenten betrifft, Die Schnecken und Zylinder der HTS PLUS-Serie bestehen aus importiertem, verschleißfestem legiertem Stahl und werden einer Bimetall-Verbundbehandlung unterzogen. Die Oberflächenhärte erreicht ≥65 HRC, das eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, und kann den durch Füllstoff-Masterbatch verursachten Verschleiß problemlos bewältigen (wie zum Beispiel Calciumcarbonat, Mit Talkumpuder gefülltes Masterbatch) und Masterbatch für technische Kunststoffe (wie PA, PC-Masterbatch). Die Schraube ist modular aufgebaut, und ist mit verbesserten Mischelementen und Scherelementen ausgestattet, Dadurch können die Füllstoffe und Pigmente vollständig im Träger dispergiert werden, Gewährleistung der Einheitlichkeit und Stabilität des Masterbatches. Der Lauf ist unterteilt in 5-6 Abschnitte zur Temperaturregelung, mit einer Temperaturregelgenauigkeit von ±1℃, which can accurately control the processing temperature of engineering plastics (200-280℃) and avoid material decomposition.

The production capacity of the HTS PLUS series extruders ranges from 300kg/h to 1200kg/h, which is suitable for medium-sized and large-scale masterbatch manufacturers that produce engineering plastic masterbatch, Füllstoff-Masterbatch, high-concentration color masterbatch (Pigmentgehalt 50%-70%) und andere Produkte. Zum Beispiel, in the processing of PA engineering plastic masterbatch, the HTS PLUS series can rely on its high torque and precise temperature control to ensure that the PA carrier is fully melted, and the pigments and functional additives are uniformly dispersed, avoiding the problems of color spots, streaks and poor mechanical properties of the masterbatch. In the processing of filler masterbatch, its strong shear force can fully disperse the filler particles (which are easy to agglomerate) in the carrier, improving the compatibility between the filler and the carrier, and ensuring the processing performance of the masterbatch when mixed with downstream plastic raw materials.

Zusätzlich, the HTS PLUS series extruders are equipped with an upgraded PLC intelligent control system, which can realize more precise parameter control and data monitoring. The system can automatically adjust the screw speed, feeding speed and extrusion pressure according to the material viscosity and processing effect, Gewährleistung der Stabilität der Produktqualität zwischen den Chargen. The extruder is also equipped with a forced feeding device and a vacuum exhaust device: the forced feeding device can ensure the smooth feeding of high-viscosity materials; the vacuum exhaust device can effectively remove moisture, volatile substances and air in the materials, avoiding bubbles and pores in the masterbatch, and improving the density and quality of the masterbatch. This series of extruders balances performance and cost, and is suitable for manufacturers that need to improve product quality and expand production scale.

3.2.3 Extruder der HTS SUPER-Serie: The Pinnacle of Zhuoyue’s Technology for High-End Masterbatch

As Zhuoyue’s highest-end extruder series, the HTS SUPER series represents the advanced level of China’s twin-screw extruder development, specially designed for high-end, high-demand masterbatch processing scenarios, such as high-concentration functional masterbatch, special engineering plastic masterbatch (such as PBT, POM, LCP), and masterbatch for high-end downstream fields (new energy vehicles, medizinische Geräte, high-end electronics).

The core highlight of the HTS SUPER series is the adoption of Zhuoyue’s latest independently developed ultra-high torque transmission device, with a specific torque of 17-20Nm/cm³, which is far higher than that of the HTS PLUS series. This ultra-high torque design enables the extruder to cope with the processing of ultra-high viscosity, ultra-high hardness masterbatch materials, such as masterbatch with high filler content (filler content above 60%) and special engineering plastic masterbatch with high melting point and high viscosity. Gleichzeitig, aiming at the high torque and high speed characteristics of this series, Zhuoyue has carried out a comprehensive optimization of the structural design of all key components of the extruder: the screw adopts a new type of wear-resistant alloy steel and undergoes laser cladding treatment, with a surface hardness of ≥70 HRC, which has extremely strong wear resistance and service life (3-4 times that of ordinary extruders); the barrel adopts a double-layer jacket + forced cooling structure, which can realize rapid temperature adjustment and precise control, avoiding local overheating of materials during high-speed, high-torque processing; the gearbox adopts a precision planetary gear structure, with low noise, high efficiency and stable operation, which can withstand long-term high-load work.

In terms of mixing and dispersing effect, the HTS SUPER series is equipped with a new type of multi-stage mixing screw combination, including high-shear mixing elements, kneading blocks and dispersing elements, which can generate multi-directional shear force and kneading force, fully breaking the agglomerates of pigments and fillers (even agglomerates below 50μm), and making the pigments, fillers and carriers uniformly mixed. The mixing uniformity of the masterbatch can reach more than 98%, which is suitable for the processing of high-concentration, high-dispersibility masterbatch (Pigmentgehalt 70%-80%). Zusätzlich, this series of extruders adopts a variable frequency speed regulation system with high precision, and the screw speed can be adjusted in the range of 300-1000 U/min, which can be flexibly adjusted according to the type of masterbatch and processing requirements, ensuring the best processing effect.

Die Produktionskapazität der Extruder der HTS SUPER-Serie reicht von 1000 kg/h bis 3000 kg/h, which is suitable for large-scale, high-standard masterbatch manufacturers that focus on high-end markets. Zum Beispiel, in the processing of masterbatch for new energy vehicle parts (wie Innen- und Außenteile für Kraftfahrzeuge, Batteriegehäuse-Masterbatch), Mit der HTS SUPER-Serie kann eine hervorragende Witterungsbeständigkeit des Masterbatches gewährleistet werden, hohe Temperaturbeständigkeit und Dispergierbarkeit, Erfüllung der strengen Qualitätsanforderungen der Automobilhersteller; bei der Verarbeitung von Masterbatch in medizinischer Qualität (wie Masterbatch für medizinische Katheter, medizinische Behälter), Es kann eine saubere Produktion realisieren, Vermeiden Sie materielle Verschmutzung, und stellen Sie sicher, dass das Masterbatch den Umweltschutzstandards für medizinische Zwecke entspricht. Diese Extruderserie ist außerdem mit einem intelligenten Cloud-Steuerungssystem ausgestattet, die eine Fernparametrierung realisieren kann, Produktionsdatenüberwachung, Fehlerfrühwarnung und vorausschauende Wartung. Hersteller können den Produktionsstatus der Ausrüstung in Echtzeit über Mobiltelefone oder Computer überwachen, Realisieren Sie ein intelligentes Produktionsmanagement, and greatly improve production efficiency and management level.

3.2.4 Extruder der ZTE-Serie: Cost-Effective Choice for Universal Masterbatch Processing

The ZTE series extruders are positioned as cost-effective products, specially designed for manufacturers that need to balance processing quality and cost, and mainly produce universal ordinary masterbatch. This series of extruders has excellent cost performance, and its designed parameters can meet the processing needs of most common masterbatch materials (PE, PP, PVC-Masterbatch, low-concentration color masterbatch, black masterbatch and white masterbatch with pigment content ≤50%).

In Bezug auf die strukturelle Gestaltung, the ZTE series adopts a twin-screw parallel co-rotating structure, with a screw diameter ranging from 25mm to 65mm, and a specific torque of 8-11Nm/cm³, which can provide sufficient shear force and conveying capacity for ordinary masterbatch processing. The screws and barrels are made of high-quality wear-resistant alloy steel with nitriding treatment, and the surface hardness reaches ≥60 HRC, which can meet the wear requirements of ordinary pigments (wie organische Pigmente, low-hardness inorganic pigments) and has a long service life. Der Lauf ist unterteilt in 4 Abschnitte zur Temperaturregelung, with a temperature control precision of ±2℃, which can accurately control the processing temperature of ordinary masterbatch (150-220℃), avoiding pigment decomposition and carrier degradation.

The production capacity of the ZTE series extruders ranges from 50kg/h to 400kg/h, which is suitable for small and medium-sized masterbatch manufacturers, small workshops and enterprises that need to produce small batches of multi-variety masterbatch. This series of extruders has the advantages of simple structure, einfache Bedienung, low energy consumption and low maintenance cost. The operation interface adopts a simple touch screen design, which is easy to learn and master, and is suitable for operators with little experience. Zusätzlich, the ZTE series can also be flexibly configured according to customer needs, such as adding a forced feeding device, a vacuum exhaust device or a special die head, to meet the personalized processing needs of different customers. Although the ZTE series is cost-effective, its core performance indicators (such as mixing uniformity, Präzision der Temperaturregelung) are far higher than those of ordinary extruders on the market, which can ensure that the produced masterbatch has uniform coloring, stable performance and meets the basic use requirements of downstream customers. It is an ideal choice for enterprises with limited budget and mainly producing ordinary masterbatch.

3.2.5 Extruder der HTE-Serie: High-Performance and Cost-Effective Integrated Solution

The HTE series extruders integrate the advantages of high performance and cost-effectiveness, aiming at medium-sized masterbatch manufacturers that need to improve production efficiency and product quality while controlling costs. This series of extruders is designed to balance performance, efficiency and cost, and is suitable for a variety of masterbatch processing scenarios, including high-concentration color masterbatch (Pigmentgehalt 50%-60%), gewöhnliches funktionelles Masterbatch (flammhemmendes Masterbatch, antistatisches Masterbatch) und Masterbatch für Filme, Blasform- und Spritzgussprodukte.

In Bezug auf die Kernleistung, Die HTE-Serie verwendet ein von Zhuoyue unabhängig entwickeltes Getriebe mit hohem Drehmoment, mit einem spezifischen Drehmoment von 12-14Nm/cm³, Dies ist höher als bei der HTS BASIC- und ZTE-Serie, und kann eine stärkere Scherkraft und Knetkraft bieten, Gewährleistung einer gleichmäßigen Verteilung von Pigmenten und Zusatzstoffen. Die Schrauben sind modular aufgebaut, und sind mit einer Kombination von Förderelementen ausgestattet, Mischelemente und Scherelemente, die je nach Masterbatchtyp flexibel angepasst werden kann, Verbesserung der Anpassungsfähigkeit des Extruders. Die Schnecken und Zylinder bestehen aus importiertem, verschleißfestem legiertem Stahl mit Bimetall-Verbundbehandlung, und die Oberflächenhärte erreicht ≥65 HRC, which has excellent wear resistance and can cope with the processing of high-hardness pigments (such as titanium dioxide, Ruß) and low-content filler masterbatch.

The biggest advantage of the HTE series is that it can reduce energy consumption while improving production efficiency. This series of extruders adopts an optimized screw structure and a high-efficiency energy-saving motor, wodurch der Energieverbrauch gesenkt werden kann 18%-25% compared with ordinary extruders of the same type. Gleichzeitig, its production capacity ranges from 200kg/h to 800kg/h, which is 15%-20% higher than that of the HTS BASIC series of the same specification. Der Lauf ist unterteilt in 5 Abschnitte zur Temperaturregelung, mit einer Temperaturregelgenauigkeit von ±1℃, which can accurately control the processing temperature, avoid material waste caused by overheating or insufficient melting, and further reduce production costs. Zusätzlich, the HTE series is equipped with a PLC intelligent control system, which can realize automatic parameter control, data monitoring and formula storage, Gewährleistung der Stabilität der Produktqualität zwischen den Chargen. The extruder is also equipped with a vacuum exhaust device and a forced feeding device, which can improve the quality of masterbatch and ensure the smooth progress of production.

The HTE series is suitable for medium-sized masterbatch manufacturers that are in the stage of expanding production scale and upgrading product quality. It can not only meet the processing needs of high-quality masterbatch, but also control the production cost effectively, helping enterprises improve their market competitiveness. Compared with the HTS PLUS series, the HTE series has a more reasonable price; compared with the ZTE series, it has better performance and higher production efficiency, which is a cost-effective choice between mid-range and high-end products.

4. Wide Application Fields of Masterbatch and Matching Zhuoyue Extruder Solutions

As an indispensable core material in the plastics industry, masterbatch is widely used in fibers, Filme, Blasformen, extrusion molding, injection molding and other fields. Different application fields have different requirements on the performance of masterbatch (wie zum Beispiel die Dispergierbarkeit, Temperaturbeständigkeit, color fastness) and production efficiency, which also determines the selection of twin-screw extruders. Zhuoyue’s full series of extruders can provide targeted solutions for different application fields, ensuring that the produced masterbatch meets the specific requirements of downstream products. The following is a detailed introduction to the application fields of masterbatch and the matching Zhuoyue extruder series.

4.1 Fiber Field: High-Dispersibility and Color Fastness Requirements

Masterbatch in the fiber field is mainly used for coloring chemical fibers, wie Polyesterfaser, Nylonfaser, polypropylene fiber, usw., and the final products include carpets, Textilien, cushions, non-woven fabrics, usw. This field has extremely high requirements on masterbatch: Erste, hohe Dispergierbarkeit. The fiber diameter is very small (usually a few microns to dozens of microns), and if the pigments in the masterbatch are not uniformly dispersed, it will cause color spots, streaks and uneven fineness of the fiber, affecting the appearance and quality of the fiber product; zweite, high color fastness. The fiber products need to go through spinning, weaving, dyeing and finishing and other processes, and the masterbatch must have good washing fastness, light fastness and friction fastness, avoiding color fading and discoloration; dritte, low impurity content. Impurities in the masterbatch will cause breakage of the fiber during spinning, reducing the yield of the fiber.

According to the requirements of the fiber field, the suitable Zhuoyue extruder series are HTS PLUS series, HTS SUPER series and HTE series. For high-end fiber masterbatch (such as high-grade textile fiber, carpet fiber), the HTS SUPER series is recommended. Its ultra-high mixing uniformity (≥98%) can ensure that the pigments are uniformly dispersed in the carrier, avoiding color spots and streaks of the fiber; the high-torque and precise temperature control can ensure the stability of the masterbatch performance, improving the color fastness of the fiber. For medium-grade fiber masterbatch (such as ordinary textile fiber, non-woven fabric), the HTS PLUS series and HTE series are recommended. Their high mixing and dispersing effect can meet the basic requirements of fiber masterbatch, and the cost performance is higher. For small-batch, low-cost fiber masterbatch, the HTS BASIC series can also be selected, which can ensure the basic dispersibility and color fastness.

4.2 Film Field: High Transparency and Uniform Coloring Requirements

Masterbatch in the film field is mainly used for coloring plastic films, wie Einkaufstüten, Casting-Filme, Mehrschichtfolien, Verpackungsfolien, Agrarfilme, usw. The key requirements of this field for masterbatch are: Erste, high transparency. For transparent or translucent films (such as food packaging films, agricultural mulch films), the masterbatch must have good transparency, avoiding affecting the appearance and visibility of the packaged products; zweite, einheitliche Farbgebung. The film surface must be uniform in color, without color spots, color streaks and color difference, ensuring the aesthetic property of the film; dritte, good processing fluidity. The film extrusion speed is fast, and the masterbatch must have good fluidity, which is conducive to the uniform mixing of the masterbatch and the film base material, and avoiding affecting the film forming efficiency.

For the film field, the suitable Zhuoyue extruder series are HTS BASIC series, HTE series and HTS PLUS series. For ordinary film masterbatch (wie Einkaufstüten, ordinary packaging films), the HTS BASIC series and HTE series are recommended. Their good mixing and dispersing effect can ensure uniform coloring of the film, and the good processing fluidity can match the high-speed extrusion of the film. For high-end film masterbatch (such as food packaging films, multi-layer composite films), the HTS PLUS series is recommended. Its precise temperature control can avoid the decomposition of pigments and carriers, ensuring the transparency and safety of the film; the enhanced mixing elements can further improve the dispersibility of the masterbatch, making the film surface more smooth and uniform. For ultra-high transparent film masterbatch (such as PET packaging films), the HTS SUPER series can be selected, which can achieve ultra-high dispersibility of pigments, ensuring the transparency and clarity of the film.

4.3 Blow Molding Field: Good Fluidity and Dimensional Stability Requirements

Masterbatch in the blow molding field is mainly used for coloring blow molding products, wie medizinische und kosmetische Behälter, Schmieröl- und Farbbehälter, beverage bottles, Plastikfässer, usw. The requirements of this field for masterbatch are: Erste, good processing fluidity. Blow molding products need to be formed by high-temperature blow molding, and the masterbatch must have good fluidity, which is conducive to the uniform distribution of the masterbatch in the parison, avoiding uneven wall thickness and color difference of the product; zweite, good dimensional stability. The blow molding products have strict requirements on dimensional accuracy, and the masterbatch must have stable performance, avoiding the deformation of the product due to uneven shrinkage; dritte, Umweltschutz. Especially for medical and cosmetic containers, the masterbatch must meet environmental protection standards, non-toxic and harmless, without volatile substances.

For the blow molding field, the suitable Zhuoyue extruder series are ZTE series, HTS BASIC series and HTE series. For ordinary blow molding masterbatch (such as lubricating oil containers, Plastikfässer), the ZTE series and HTS BASIC series are recommended. Their reasonable screw structure and temperature control system can ensure the good fluidity and stability of the masterbatch, meeting the basic requirements of blow molding products. For medium-grade blow molding masterbatch (such as cosmetic containers, beverage bottles), the HTE series is recommended. Its high production efficiency and energy-saving advantages can reduce production costs, and the good mixing and dispersing effect can ensure uniform coloring and dimensional stability of the product. For high-end blow molding masterbatch (such as medical containers), the HTS PLUS series and HTS SUPER series are recommended. Their high-precision temperature control and clean production design can ensure that the masterbatch meets medical grade standards, and the stable performance can ensure the dimensional accuracy and safety of the product.

4.4 Extrusion Molding Field: High Dimensional Stability and Wear Resistance Requirements

Masterbatch in the extrusion molding field is mainly used for coloring extrusion products, wie zum Beispiel Laken, Rohre, Drähte und Kabel, Profile, usw. The key requirements of this field for masterbatch are: Erste, high dimensional stability. Extrusion products (wie Rohre, Profile) have strict requirements on dimensional accuracy, and the masterbatch must have stable performance, avoiding the deformation and color difference of the product due to uneven shrinkage; zweite, good wear resistance. For products such as pipes and wires and cables that need to withstand friction and extrusion, the masterbatch must have good wear resistance, ensuring the service life of the product; dritte, good weather resistance. For outdoor extrusion products (such as building profiles, outdoor pipes), the masterbatch must have good weather resistance, avoiding color fading and performance degradation under sunlight and rain.

For the extrusion molding field, the suitable Zhuoyue extruder series are HTS PLUS series, HTE series and HTS SUPER series. For ordinary extrusion masterbatch (such as indoor sheets, ordinary pipes), the HTE series and HTS BASIC series are recommended. Their good mixing and dispersing effect can ensure uniform coloring of the product, and the stable performance can ensure the dimensional accuracy of the product. For medium-grade extrusion masterbatch (such as wires and cables, building profiles), the HTS PLUS series is recommended. Its high-torque gearbox and wear-resistant screw/barrel can cope with the processing of high-hardness, high-viscosity masterbatch, ensuring the wear resistance and weather resistance of the product. For high-end extrusion masterbatch (such as high-temperature resistant pipes, outdoor high-grade profiles), the HTS SUPER series is recommended. Its ultra-high torque and precise temperature control can ensure the stable performance of the masterbatch, and the enhanced wear resistance can further extend the service life of the product.

4.5 Injection Molding Field: High Dispersibility and Batch Stability Requirements

Masterbatch in the injection molding field is the most widely used, mainly used for coloring injection molding products, wie z.B. Autoteile, elektronische Produkte, Baumaterialien, Haushaltsgeräte, Möbel, Spielzeug, usw. The requirements of this field for masterbatch are diverse, but the core requirements are: Erste, hohe Dispergierbarkeit. Injection molding products have complex shapes and small sizes, and the masterbatch must have high dispersibility, avoiding color spots, color streaks and uneven coloring of the product; zweite, good batch stability. Injection molding products are usually produced in large batches, and the masterbatch must have stable performance, ensuring no color difference between batches of products; dritte, targeted functional requirements. Zum Beispiel, automotive parts require masterbatch with high temperature resistance and flame retardancy, electronic products require masterbatch with antistatic performance, and toys require masterbatch with non-toxic and environmental protection performance.

For the injection molding field, Zhuoyue’s full series of extruders can provide corresponding solutions according to different product levels. For ordinary injection molding masterbatch (such as toys, ordinary home appliances), the ZTE series and HTS BASIC series are recommended. Their cost-effective advantages can reduce production costs, and the basic mixing and dispersing effect can meet the requirements of ordinary products. For medium-grade injection molding masterbatch (such as electronic products, ordinary automotive parts), the HTE series and HTS PLUS series are recommended. Their high mixing and dispersing effect and batch stability can ensure the quality of the product, and the targeted functional masterbatch processing capacity can meet the special requirements of the product. For high-end injection molding masterbatch (such as high-grade automotive parts, precision electronic products), the HTS SUPER series is recommended. Its ultra-high dispersibility, batch stability and high-temperature resistance can meet the strict quality requirements of high-end products, and the intelligent control system can ensure the efficiency and stability of large-scale production.

5. Common Problems and Solutions in Masterbatch Twin-Screw Extrusion Processing

In the actual production process of masterbatch, aufgrund des Einflusses von Rohstoffen, Formel, processing parameters and equipment performance, various problems often occur, which affect the quality of masterbatch and production efficiency. Based on years of industry experience, Zhuoyue summarizes the common problems in masterbatch twin-screw extrusion processing, analyzes the causes in detail, and provides corresponding solutions, which can help manufacturers quickly solve production problems and improve production efficiency and product quality.

5.1 Common Problem 1: Poor Dispersibility of Masterbatch, Color Spots and Streaks in Products

This is the most common problem in masterbatch processing, which is mainly manifested in uneven coloring of the masterbatch, obvious pigment agglomerates, and color spots and streaks in the colored plastic products. The main causes and solutions are as follows:

5.1.1 Main Causes:

• (1) Raw material problems: The pigment particle size is too large, the agglomeration degree is high, and the drying is insufficient; the compatibility between the pigment and the carrier is poor; the dispersant dosage is insufficient or the type is improper.
• (2) Premixing problems: The mixing speed is too low, the mixing time is too short, the mixing temperature is improper, resulting in uneven premixing of raw materials.
• (3) Extrusion parameter problems: Die Schneckengeschwindigkeit ist zu niedrig, the shear force is insufficient, and the pigment agglomerates cannot be fully broken; the extrusion temperature is too low, the carrier is not fully melted, und das Pigment kann nicht gleichmäßig dispergiert werden.
• (4) Equipment problems: The screw mixing elements are insufficient or worn; the barrel and screw are worn, resulting in reduced shear force; the die head is blocked, affecting the uniform extrusion of materials.

5.1.2 Lösungen:

• (1) Optimize raw materials: Select pigments with small particle size and low agglomeration degree, and dry them thoroughly (moisture content ≤0.1%); select carriers compatible with pigments; replace appropriate dispersants and increase the dosage appropriately (innerhalb 1%-5% of the pigment dosage).
• (2) Improve premixing effect: Increase the mixing speed to 800-1200 U/min, extend the mixing time to 5-10 Minuten, and control the mixing temperature at 40-60℃; for high-concentration masterbatch, add dispersant first and mix with pigment, then mix with carrier and other additives.
• (3) Adjust extrusion parameters: Increase the screw speed appropriately (500-800 rpm for high-concentration masterbatch), improve the shear force; increase the extrusion temperature appropriately to ensure that the carrier is fully melted (adjust according to the carrier type).
• (4) Maintain equipment: Replace worn screw mixing elements, Zylinder und Schraube; clean the die head regularly to avoid blockage; check the equipment regularly to ensure that the screw and barrel are properly matched.

5.2 Common Problem 2: Pigment Decomposition and Discoloration of Masterbatch

This problem is mainly manifested in the discoloration of the masterbatch (such as yellowing, darkening), the color is inconsistent with the standard sample, and even peculiar smell is generated. It is mostly caused by overheating of the material during extrusion processing, which is common in organic pigment masterbatch and engineering plastic masterbatch. The main causes and solutions are as follows:

5.2.1 Main Causes:

• (1) Extrusion temperature is too high: The temperature of the mixing section, homogenizing section or die head is too high, exceeding the heat resistance limit of the pigment or carrier.
• (2) The residence time of the material is too long: Die Schneckengeschwindigkeit ist zu niedrig, the compression ratio is too large, resulting in the material staying in the extrusion cavity for too long (mehr als 3 Minuten), and thermal decomposition occurs.
• (3) Poor heat dissipation of the equipment: The cooling system of the barrel fails, resulting in local overheating of the barrel.
• (4) Raw material problems: The heat resistance of the pigment is poor, or the carrier is easy to degrade at high temperature.

5.2.2 Lösungen:

• (1) Adjust extrusion temperature: Reduce the temperature of the mixing section, homogenizing section and die head appropriately, and control it within the heat resistance range of the pigment and carrier (150-220℃ for ordinary masterbatch, 200-280℃ für technische Kunststoff-Masterbatches); check the temperature sensor regularly to ensure accurate temperature control.
• (2) Shorten the residence time: Increase the screw speed appropriately, reduce the compression ratio of the screw, and ensure that the residence time of the material in the extrusion cavity is 1-3 Minuten.
• (3) Maintain the cooling system: Check the cooling water circulation system regularly, clean the cooling pipe, and ensure that the barrel can dissipate heat normally; replace the faulty cooling element in time.
• (4) Optimize raw materials: Select pigments with good heat resistance (such as inorganic pigments for high-temperature processing); select carriers with stable performance and not easy to degrade; add appropriate heat stabilizers (0.5%-3%) to prevent pigment decomposition and carrier degradation.

5.3 Common Problem 3: High Wear of Screw and Barrel, Short Service Life

This problem is common in the processing of white masterbatch, black masterbatch and filler masterbatch, which is mainly manifested in the rapid wear of the screw and barrel, reduced shear force and mixing capacity of the extruder, and increased maintenance cost. The main causes and solutions are as follows:

5.3.1 Main Causes:

• (1) Raw material problems: The pigment or filler has high hardness (such as titanium dioxide, Ruß, Kalziumkarbonat), and the particle size is too large, which causes severe wear to the screw and barrel.
• (2) Extrusion parameter problems: The screw speed is too high, the shear force is too large, and the friction between the material and the screw/barrel is increased; the extrusion pressure is too high, which increases the wear of the screw and barrel.
• (3) Equipment problems: Schnecke und Zylinder bestehen aus Materialien mit geringer Verschleißfestigkeit, or the processing technology is improper; the screw and barrel are not properly matched, resulting in uneven stress and increased wear.

5.3.2 Lösungen:

• (1) Optimize raw materials: Select pigments or fillers with small particle size (20-40 Netz) and low hardness; crush and sieve the raw materials to remove large particles; add appropriate lubricants (0.5%-2%) to reduce the friction between the material and the screw/barrel.
• (2) Adjust extrusion parameters: Reduce the screw speed and extrusion pressure appropriately, and control the shear force within a reasonable range; avoid long-term high-speed and high-pressure operation of the equipment.
• (3) Select high-wear-resistant equipment: Select extruders with high-wear-resistant screws and barrels, such as Zhuoyue’s HTS PLUS, HTS SUPER and HTE series, whose screws and barrels are made of imported wear-resistant alloy steel and undergo bimetallic composite or laser cladding treatment, which can greatly improve the service life; regularly check the wear of the screw and barrel, and replace them in time when the wear is serious.

5.4 Common Problem 4: Instabilität der Produktqualität zwischen Chargen, Color Difference

This problem is mainly manifested in the inconsistency of masterbatch quality (wie zum Beispiel Konzentration, Dispergierbarkeit, Farbe) between different batches, resulting in color difference of downstream products, which affects the reputation of the manufacturer. The main causes and solutions are as follows:

5.4.1 Main Causes:

• (1) Formula problem: The formula ratio is not strictly controlled, and the dosage of pigment, dispersant and other additives fluctuates (error exceeds ±1%).
• (2) Raw material problem: The performance of raw materials (such as pigment tinting strength, carrier melting point) of different batches is inconsistent.
• (3) Processing parameter problem: The extrusion temperature, Schneckengeschwindigkeit, feeding speed and other parameters fluctuate between different batches, resulting in inconsistent processing effect.
• (4) Equipment problem: The equipment has poor stability, and the parameters (wie zum Beispiel die Temperatur, Druck) cannot be kept stable for a long time.

5.4.2 Lösungen:

• (1) Strictly control the formula ratio: Use high-precision weighing equipment to weigh raw materials, and the error is controlled within ±1%; establish a formula management system, and record the dosage of each raw material in detail.
• (2) Standardize raw material procurement and inspection: Select raw material suppliers with stable quality, and inspect the performance of raw materials (such as tinting strength, Partikelgröße, Feuchtigkeitsgehalt) before use; for raw materials of different batches, conduct trial production first to ensure consistent performance.
• (3) Standardize processing parameters: Use an intelligent control system (such as Zhuoyue’s PLC control system) to store the processing parameters of different masterbatch, and call the corresponding parameters when producing different batches, Vermeiden Sie wiederholtes Debuggen; regularly check the equipment parameters to ensure stable operation.
• (4) Establish quality inspection system: Conduct strict quality inspection on each batch of masterbatch, inklusive Farbe, Dispergierbarkeit, concentration and other indicators, and only deliver the products that meet the standards.

5.5 Common Problem 5: Poor Processing Fluidity of Masterbatch, Difficult Extrusion, Equipment Blockage

This problem is mainly manifested in the difficulty of material conveying and extrusion, geringe Produktionseffizienz, unstable extrusion pressure, and even blockage of the die head and extrusion cavity, which affects the normal production. The main causes and solutions are as follows:

5.5.1 Main Causes:

• (1) Raw material problem: The carrier has poor fluidity, or the pigment content is too high (mehr als 80%), resulting in poor fluidity of the mixture; the raw material has high moisture content, which causes the material to agglomerate and block the feeding port.
• (2) Premixing problem: The premixing is uneven, and the dispersant is not fully mixed, resulting in poor fluidity of the material.
• (3) Extrusion parameter problem: The extrusion temperature is too low, the carrier is not fully melted, and the fluidity is poor; the screw speed is too low, the conveying capacity is insufficient; the die head hole is too small, and the extrusion resistance is too large.
• (4) Equipment problem: The screw conveying elements are worn, the conveying capacity is reduced; the feeding device fails, resulting in uneven feeding.

5.5.2 Lösungen:

• (1) Optimize raw materials: Select carriers with good fluidity; reduce the pigment content appropriately (control within 80%); dry the raw materials thoroughly to control the moisture content below 0.1%.
• (2) Improve premixing effect: Extend the premixing time, increase the mixing speed, ensure that the dispersant is fully mixed with the pigment and carrier, and improve the fluidity of the mixture.
• (3) Adjust extrusion parameters: Increase the extrusion temperature appropriately to ensure that the carrier is fully melted; increase the screw speed to improve the conveying capacity; replace the die head with larger die holes to reduce extrusion resistance.
• (4) Maintain equipment: Replace worn screw conveying elements; check the feeding device regularly, and repair or replace the faulty parts in time; clean the feeding port and extrusion cavity regularly to avoid material accumulation and blockage.

6. Practical Application Cases of Zhuoyue Extruders in Masterbatch Processing

To further verify the performance advantages and application effects of Zhuoyue’s full series of extruders in masterbatch processing, this section will introduce several practical application cases, covering different masterbatch types, production scales and application fields. These cases fully demonstrate that Zhuoyue’s extruders can provide targeted and efficient processing solutions for different manufacturers, helping manufacturers improve production efficiency, product quality and market competitiveness.

6.1 Fall 1: Application of HTS SUPER Series in High-Concentration Black Masterbatch Processing for New Energy Vehicles

Customer Background: A large-scale masterbatch manufacturer in Jiangsu, China, mainly produces high-end functional masterbatch, focusing on the new energy vehicle field. The customer needs to produce high-concentration black masterbatch (carbon black content 70%) for automotive battery shell parts. The masterbatch requires ultra-high dispersibility (no black spots and streaks in the product), high temperature resistance (can withstand 200℃ high temperature without discoloration), and good batch stability. The customer’s original equipment has problems such as insufficient mixing and dispersing effect, unstable temperature control, and low production efficiency, which cannot meet the production requirements.

Lösung: Zhuoyue recommends the HTS SUPER series twin-screw extruders (screw diameter 75mm) for the customer. This series adopts ultra-high torque gearboxes and laser-clad wear-resistant screws/barrels, which can provide strong shear force and wear resistance, effectively solving the problem of carbon black agglomeration; the 6-section precise temperature control system (temperature control precision ±1℃) can accurately control the extrusion temperature, avoiding carbon black decomposition; the multi-stage mixing screw combination ensures that the carbon black is uniformly dispersed in the PE carrier; the intelligent cloud control system can realize remote parameter adjustment and data monitoring, ensuring batch stability.

Application Effect: After using the HTS SUPER series extruders, the customer’s high-concentration black masterbatch has achieved ultra-high dispersibility, and the colored battery shell parts have no black spots and streaks, which meets the strict requirements of new energy vehicle manufacturers; the high temperature resistance of the masterbatch has been significantly improved, and no discoloration occurs at 200℃; the production efficiency has increased from 500kg/h to 1200kg/h, and the energy consumption has decreased by 22%; the batch stability of the masterbatch has been greatly improved, and the color difference between batches is less than 0.5, which has won high recognition from downstream customers. The customer has successively purchased 8 sets of HTS SUPER series extruders, forming a large-scale production line.

6.2 Fall 2: Application of HTS PLUS Series in Engineering Plastic PA Masterbatch Processing

Customer Background: A medium-sized masterbatch manufacturer in Guangdong, China, mainly produces engineering plastic masterbatch, focusing on the automotive and electronic fields. The customer needs to produce PA66 masterbatch (Pigmentgehalt 50%) for automotive connector parts. The masterbatch requires good dispersibility, high temperature resistance (260℃), and good compatibility with PA66 raw materials. The customer’s original equipment has problems such as poor wear resistance of the screw/barrel, insufficient torque, and easy decomposition of PA66 carrier, which affects the product quality.

Lösung: Zhuoyue recommends the HTS PLUS series twin-screw extruders (screw diameter 65mm) for the customer. This series adopts high-torque gearboxes independently developed by Zhuoyue, which can provide sufficient torque for PA66 masterbatch processing; the bimetallic composite screw/barrel has excellent wear resistance and corrosion resistance, which can cope with the wear of high-hardness pigments; the 5-section precise temperature control system and vacuum exhaust device can avoid PA66 carrier decomposition and remove moisture and volatile substances, ensuring the quality of the masterbatch; the modular screw design can be flexibly configured according to the PA66 masterbatch processing characteristics, improving the mixing and dispersing effect.

Application Effect: Nach Verwendung der Extruder der HTS PLUS-Serie, Das PA66-Masterbatch des Kunden weist eine gute Dispergierbarkeit auf, und die Kfz-Steckerteile weisen eine einheitliche Färbung und keine Farbflecken auf; Das Masterbatch kann einer hohen Temperatur von 260 °C ohne Zersetzung und Verfärbung standhalten, und weist eine gute Verträglichkeit mit PA66-Rohstoffen auf; Die Lebensdauer der Schnecke/Zylinder hat sich erhöht 6 Monate bis 18 Monate, Reduzierung der Wartungskosten um 60%; Die Produktionseffizienz ist von 300 kg/h auf 800 kg/h gestiegen, und die Produktqualifizierungsrate ist gestiegen 92% Zu 99%. Das PA66-Masterbatch des Kunden ist erfolgreich in die Lieferkette eines namhaften Automobilteileherstellers gelangt.

6.3 Fall 3: Anwendung der HTE-Serie in der kosteneffizienten Film-Masterbatch-Verarbeitung

Customer Background: Ein kleiner und mittlerer Masterbatch-Hersteller in Zhejiang, China, mainly produces film masterbatch, focusing on the packaging film field. The customer needs to produce PE film masterbatch (Pigmentgehalt 40%) for food packaging films. The masterbatch requires good transparency, einheitliche Farbgebung, und niedrige Produktionskosten. The customer’s original equipment has problems such as high energy consumption, unstable product quality, and low production efficiency, which cannot meet the market competition needs.

Lösung: Zhuoyue recommends the HTE series twin-screw extruders (screw diameter 50mm) for the customer. This series integrates high performance and cost-effectiveness, adopts high-efficiency energy-saving motors and optimized screw structures, wodurch der Energieverbrauch gesenkt werden kann 18%-25%; the precise temperature control system ensures that the PE carrier is fully melted, avoiding affecting the transparency of the masterbatch; the enhanced mixing elements ensure uniform coloring of the masterbatch, and the stable performance ensures batch consistency; the reasonable price and low maintenance cost can help the customer reduce production costs.

Application Effect: After using the HTE series extruders, the customer’s PE film masterbatch has good transparency and uniform coloring, and the food packaging films produced have smooth surface and no color spots, which meets the food packaging standards; the energy consumption per ton of masterbatch has decreased by 20%, and the production efficiency has increased from 150kg/h to 400kg/h; the product qualification rate has increased from 90% Zu 98%, and the production cost has decreased by 15%. The customer’s market competitiveness has been significantly improved, and the order volume has increased by 40% within half a year. The customer has purchased 4 sets of HTE series extruders to expand production scale.

6.4 Fall 4: Application of ZTE Series in Small-Batch Multi-Variety Ordinary Masterbatch Processing

Customer Background: A small masterbatch manufacturer in Shandong, China, mainly produces small-batch multi-variety ordinary masterbatch (PE/PP color masterbatch, schwarzes Masterbatch, weißes Masterbatch), focusing on the local plastic product processing market. The customer has limited budget, small production scale, and needs to produce multiple types of masterbatch with small batches (50-100kg per batch). The customer’s requirements for the equipment are simple operation, geringe Wartungskosten, and strong adaptability.

Lösung: Zhuoyue recommends the ZTE series twin-screw extruders (screw diameter 35mm) for the customer. This series has excellent cost performance, simple structure and easy operation, which is suitable for operators with little experience; the modular screw design can be flexibly adjusted according to different types of masterbatch, with strong adaptability; the wear-resistant screw/barrel and stable temperature control system can meet the basic processing requirements of ordinary masterbatch; the low energy consumption and low maintenance cost can help the customer reduce the initial investment and daily operation costs.

Application Effect: After using the ZTE series extruders, the customer can flexibly produce multiple types of ordinary masterbatch, and the product quality meets the basic requirements of local plastic product manufacturers; the equipment operation is simple, and the operator can master it quickly; the maintenance cost is low, and the annual maintenance cost is less than 5000 Yuan; the production efficiency can meet the small-batch production needs (50-200kg/h). The ZTE series extruders have helped the customer stabilize the local market and lay a foundation for future expansion.

7. Future Development Trend of Masterbatch and Twin-Screw Extrusion Technology

With the continuous development of the global plastics industry, the upgrading of environmental protection policies and the diversification of downstream market demand, the masterbatch industry and twin-screw extrusion technology are facing new development opportunities and challenges. The future development trend will focus on environmental protection, Funktionalisierung, intelligence and high efficiency, and Zhuoyue will continue to focus on technological innovation, keep up with the industry trend, and provide more advanced and efficient processing solutions for masterbatch manufacturers.

7.1 Development Trend of Masterbatch Industry

7.1.1 In-depth Development of Environmental Protection and Low Toxicity.

With the strengthening of global environmental protection awareness and the strictness of environmental protection policies (such as the European Union’s REACH directive, China’s “double carbon” goal), environmental protection masterbatch will become the mainstream of the market. The future environmental protection masterbatch will focus on non-toxic, harmlos, low-volatile, degradable and recyclable, und giftige und schädliche Pigmente (wie Schwermetallpigmente) and additives will be completely eliminated. Zum Beispiel, water-based masterbatch, bio-based masterbatch and recyclable masterbatch will have broad market prospects. Gleichzeitig, the recycling of masterbatch waste will also become an important development direction, which can reduce resource waste and environmental pollution.

7.1.2 Functional Integration and High Performance.

With the diversification of downstream product requirements, masterbatch will develop towards functional integration, that is, integrating multiple functions (such as coloring, flame retardant, antistatisch, antibakteriell, UV-resistant) into one masterbatch, which can reduce the addition amount of masterbatch, simplify the processing process, and reduce production costs. Zum Beispiel, new energy vehicle masterbatch will integrate high temperature resistance, flame retardant, antistatic and other functions; medical masterbatch will integrate non-toxic, antibakteriell, high transparency and other functions. Zusätzlich, high-performance masterbatch (such as high-concentration, high-dispersibility, high-temperature resistant, corrosion-resistant masterbatch) will be more widely used in high-end fields such as aerospace, precision electronics and new energy.

7.1.3 Customization and Personalization.

With the upgrading of downstream market demand, the customization and personalization of masterbatch will become more and more prominent. Different downstream manufacturers have different requirements on masterbatch (wie zum Beispiel Farbe, Konzentration, Funktion, Trägertyp), and masterbatch manufacturers need to provide personalized customization solutions according to the specific needs of customers. Zum Beispiel, according to the color sample provided by the customer, customize the masterbatch with matching color; according to the special use environment of the product, customize the masterbatch with targeted functions. This requires masterbatch manufacturers to have strong R&D capabilities and flexible production capacity.

7.2 Development Trend of Twin-Screw Extrusion Technology

7.2.1 Intelligence and Automation Upgrading.

The future twin-screw extruders will develop towards higher intelligence and automation. The intelligent control system will integrate AI, big data, Internet of Things and other technologies, which can realize real-time monitoring, automatic parameter adjustment, fault early warning, predictive maintenance and production data analysis of the extrusion process. Zum Beispiel, the AI system can automatically adjust the screw speed, extrusion temperature and feeding speed according to the raw material performance and processing effect, ensuring the stability of product quality; the Internet of Things technology can realize the interconnection of multiple extruders, realizing centralized management and intelligent scheduling of the production line; the big data system can analyze the production data, optimize the processing parameters and formula, and improve production efficiency and product quality.

7.2.2 Hohe Effizienz, Energieeinsparung und Umweltschutz.

High efficiency, energy saving and environmental protection will continue to be the key development direction of twin-screw extrusion technology. The future extruders will adopt more advanced screw structures, high-efficiency energy-saving motors and heating/cooling systems, which can further reduce energy consumption and improve production efficiency. Zum Beispiel, the optimized screw structure can reduce the shear loss and improve the conveying efficiency; the high-efficiency energy-saving motor can reduce the energy consumption by 25%以上 compared with the traditional motor; the closed structure and waste gas treatment system can reduce the emission of dust and volatile substances, meeting the higher environmental protection requirements.

7.2.3 High Performance and Wear Resistance.

With the development of high-concentration, high-hardness masterbatch (such as filler masterbatch, engineering plastic masterbatch), the requirements for the performance and wear resistance of twin-screw extruders will be higher. The future extruders will adopt more high-performance wear-resistant materials (such as new alloy steel, ceramic materials) and advanced manufacturing technologies (such as laser cladding, bimetallic composite), Dies kann die Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Schnecke und des Zylinders erheblich verbessern, extend the service life of the equipment. Gleichzeitig, the extruders will be equipped with higher torque gearboxes and more advanced mixing elements, was eine stärkere Scherkraft und Knetkraft bieten kann, meeting the processing needs of high-performance masterbatch.

7.2.4 Modularization and Flexibility.

Modularization and flexibility will become an important development trend of twin-screw extruders. The future extruders will adopt a more perfect modular design, and the screw, Fass, die head and other components can be freely combined and replaced according to the type of masterbatch and processing requirements, which can improve the adaptability of the equipment and reduce the investment cost of the customer. Zum Beispiel, when producing different types of masterbatch, only the corresponding screw elements and die head need to be replaced, without replacing the entire extruder. Zusätzlich, the small and medium-sized modular extruders will be more popular, which can meet the small-batch and multi-variety production needs of small and medium-sized manufacturers.

7.3 Zhuoyue’s Layout in the Future Development Trend

Facing the future development trend of the masterbatch industry and twin-screw extrusion technology, Zhuoyue will focus on technological innovation and product upgrading, and make layout in the following aspects: Erste, strengthen the R&D of intelligent extrusion technology, integrate AI, big data and Internet of Things technologies into the extruder design, launch more intelligent and automatic extruders, and help customers realize intelligent production; zweite, increase the R&D investment in high-performance wear-resistant materials and energy-saving technologies, develop more efficient, energy-saving and wear-resistant extruders, reduce the production cost and environmental impact of customers; dritte, strengthen the R&D of customized solutions, according to the personalized needs of different customers, provide targeted extruder configuration and processing solutions, and improve customer satisfaction; vierte, expand the R&D of environmental protection masterbatch processing technology, launch extruders suitable for water-based masterbatch, bio-based masterbatch and recyclable masterbatch processing, and help the masterbatch industry achieve green development.

8. Abschluss

Masterbatch, als Kernmaterial der Kunststofffärbung und Funktionsmodifikation, spielt in der globalen Kunststoffindustrie eine unverzichtbare Rolle. Doppelschnecken-Extrusionstechnologie, als die Schlüsselverarbeitungstechnologie von Masterbatch, bestimmt direkt die Qualität, Produktionseffizienz und Marktwettbewerbsfähigkeit von Masterbatch-Produkten. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Masterbatch-Industrie in Richtung Umweltschutz, Funktionalisierung, hohe Konzentration und Intelligenz, Die Anforderungen an Doppelschneckenextruder werden immer höher.

Zhuoyue, als professioneller Hersteller von Doppelschneckenextrudern, hat eine komplette Extruderserie auf den Markt gebracht (HTS BASIC/PLUS/SUPER, ZTE, HTE) speziell für die Masterbatch-Verarbeitung konzipiert, each series has its own unique performance characteristics and targeted adaptation scenarios, das personalisierte und effiziente Verarbeitungslösungen für Masterbatch-Hersteller verschiedener Größenordnungen und Branchen bieten kann. Diese Extruder haben die Vorteile einer hervorragenden Misch- und Dispergierwirkung, präzise Temperaturregelung, hohe Verschleißfestigkeit, hohe Produktionseffizienz, Energieeinsparung und Umweltschutz, Intelligente Steuerung und breites Anwendungsspektrum, die sich in vielen praktischen Anwendungsfällen umfassend bewährt haben.

In diesem Artikel werden die Kernkenntnisse von Masterbatch umfassend erläutert, Das Prinzip und der Prozess der Doppelschneckenextrusionstechnologie, die Leistungsvorteile der gesamten Extruderserie von Zhuoyue, Die Anwendungsgebiete von Masterbatch, häufige Probleme und Lösungen in der Verarbeitung, praktische Anwendungsfälle, und der zukünftige Entwicklungstrend. Wir hoffen, dass dieser Artikel Masterbatch-Herstellern eine umfassende und professionelle Referenz bieten kann, Verarbeitungstechniker, Branchenpraktiker und relevante Forscher.

In der Zukunft, Zhuoyue will continue to adhere to the concept of technological innovation and customer-oriented, keep up with the development trend of the industry, continuously upgrade products and technologies, provide more advanced, efficient and environmentally friendly twin-screw extrusion solutions, and work together with masterbatch manufacturers around the world to promote the high-quality development of the masterbatch industry.