Élastomères thermoplastiques (TPE), parfois appelés caoutchoucs thermoplastiques (TPR), sont une classe de copolymères ou de mélanges physiques de polymères (généralement un plastique et un caoutchouc) qui combinent les propriétés des thermoplastiques et des élastomères.. Cette combinaison unique permet aux TPE d'être traités comme des thermoplastiques (par extrusion, moulage par injection, moulage par soufflage, etc.) tout en conservant l'élasticité et la flexibilité des caoutchoucs. Contrairement aux caoutchoucs vulcanisés traditionnels, Les TPE peuvent être fondus et retraités plusieurs fois sans perte significative de performances, les rendant plus respectueux de l’environnement et plus rentables. Comme la demande de légèreté, flexible, et les matériaux recyclables se développent dans des secteurs tels que l'automobile, électrique, construction, et biens de consommation, Les TPE sont de plus en plus populaires, piloter le développement de technologies spécialisées de mélanges maîtres et d’extrusion adaptées à leurs exigences de traitement uniques.
Mélange maître, comme matériau clé pour la coloration et la modification fonctionnelle des TPE, joue un rôle crucial dans l'amélioration des performances et l'élargissement du champ d'application des produits TPE. Le traitement du mélange maître TPE nécessite un contrôle précis du mélange, disperser, et paramètres de température, car les TPE ont une viscosité spécifique, résistance à la chaleur, et des caractéristiques d'élasticité qui diffèrent des plastiques traditionnels. Extrudeuses bivis, avec leurs capacités supérieures de mélange et de dispersion, contrôle précis de la température, et adaptabilité à divers matériaux, sont devenus l'équipement de traitement de base pour le mélange maître TPE. Zhuoyue, un fabricant professionnel d'extrudeuses à double vis, propose une gamme complète de solutions d'extrusion avancées spécialement conçues pour la composition du TPE et le traitement des mélanges maîtres, couvrant les TPE/SBS/TPU/TPR/TPV et d'autres grandes catégories de TPE, pour répondre aux divers besoins des fabricants de différents secteurs.
1. Présentation des élastomères thermoplastiques (TPE): Catégories, Propriétés et caractéristiques clés
Les TPE sont une famille diversifiée de matériaux, classés en six catégories commerciales générales en fonction de leur composition chimique et de leur structure. Chaque catégorie a des propriétés uniques, caractéristiques de traitement, et domaines d'application, qui déterminent directement les exigences en matière de formulation de mélange maître et d'équipement d'extrusion. Comprendre la classification et les propriétés des TPE est la base pour optimiser le traitement des mélanges maîtres et sélectionner les extrudeuses bi-vis appropriées..
1.1 Six catégories commerciales générales de TPE
1.1.1 Copolymères blocs styréniques (TPS, TPE).
Le TPS est la catégorie de TPE la plus utilisée, représentant une part importante du marché mondial du TPE. Il est composé de blocs styréniques (comme le polystyrène, PS) et blocs élastomères (comme le polybutadiène, P.B.; polyisoprène, PI; ou éthylène-butylène, EB), reliés par des liaisons covalentes. Les types de TPS les plus courants incluent le SBS (Styrènes-Butadiènes-Styrènes), SIS (Styrène-Isoprène-Styrène), SEBS (Styrène-Éthylène-Butylène-Styrène), et SEPS (Styrène-Éthylène-Propylène-Styrène).
Les propriétés clés du TPS incluent une excellente flexibilité, élasticité, et la transformabilité. SEBS et SEPS, qui sont des versions hydrogénées de SBS et SIS, ont une résistance à la chaleur améliorée, résistance aux intempéries, et résistance au vieillissement, ce qui les rend adaptés aux applications extérieures et à haute température. Les matériaux TPS sont facilement colorés et modifiés avec le masterbatch, et leur température de traitement varie de 150℃ à 220℃, compatible avec la plupart des extrudeuses à double vis. Les applications courantes du TPS incluent les composants automobiles, fils et câbles, biens de consommation, et dispositifs médicaux.
1.1.2 Élastomères polyoléfiniques thermoplastiques (TPO, TPE-o).
Le TPO est un mélange physique de polyoléfine (comme le polypropylène, PP; ou en polyéthylène, PE) et élastomère (tel que le monomère éthylène-propylène-diène, EPDM). Il combine la rigidité des polyoléfines avec l'élasticité des élastomères, et possède une excellente résistance chimique, résistance aux intempéries, et flexibilité à basse température. Les TPO sont non toxiques, inodore, et recyclable, ce qui les rend idéaux pour les applications exigeant le respect de l'environnement.
La température de traitement du TPO varie de 160 ℃ à 230 ℃, et il a une bonne compatibilité avec divers mélanges maîtres (mélange maître de couleur, mélange maître ignifuge, etc.). Les TPO sont largement utilisés dans les pièces extérieures automobiles (comme les housses de pare-chocs, doublures d'ailes), matériaux de construction (comme les phoques, joints), et composants électriques. En raison de leur haute teneur en polyoléfine, Le traitement du mélange maître TPO nécessite des extrudeuses dotées de bonnes capacités de mélange pour assurer une dispersion uniforme des pigments et des additifs..
1.1.3 Vulcanisats thermoplastiques (T.V.A., TPEv).
Le TPV est un mélange de polyoléfine vulcanisé dynamiquement (généralement PP) et élastomère (généralement EPDM). Pendant le traitement, la phase élastomère est vulcanisée en petites particules et uniformément dispersée dans la matrice polyoléfinique, résultant en une excellente élasticité, résistance à la déformation rémanente, et résistance à la chaleur. Les TPV ont de meilleures propriétés mécaniques et stabilité dimensionnelle que les TPE traditionnels, et peut résister à une exposition à long terme à des températures élevées (jusqu'à 150 ℃).
Le traitement TPV nécessite un contrôle précis de la température et une forte force de cisaillement pour garantir une vulcanisation et une dispersion uniformes.. La température de traitement varie de 170 ℃ à 240 ℃, et le matériau a une viscosité élevée pendant le traitement, ce qui impose des exigences élevées en matière de couple et de résistance à l'usure des extrudeuses à double vis. Les TPV sont largement utilisés dans les joints automobiles, tuyaux, joints, et composants industriels qui nécessitent des performances et une durabilité élevées.
1.1.4 Polyuréthanes thermoplastiques (TPU).
Le TPU est un copolymère bloc composé de segments durs (diisocyanate et prolongateur de chaîne) et segments souples (polyol). Il a une excellente élasticité, résistance à l'abrasion, résistance à l'huile, et résistance mécanique, et peut être ajusté en dureté de très doux (Rive A 30) trop dur (Rive D 85) en modifiant le rapport des segments durs et mous.
Le traitement du TPU est sensible à la température et à l'humidité. La température de traitement varie de 180 ℃ à 250 ℃, et le matériau doit être soigneusement séché avant le traitement (teneur en humidité ≤0,05 %) pour éviter l'hydrolyse et la formation de bulles. Le traitement du mélange maître TPU nécessite des extrudeuses dotées d'un contrôle précis de la température et de capacités d'échappement sous vide.. Le TPU est largement utilisé dans les fils et câbles, tuyaux automobiles, chaussure, cathéters médicaux, et équipements sportifs.
1.1.5 Copolyesters thermoplastiques (PTC, TPE-E).
Le TPC est un copolymère bloc composé de segments durs en polyester et de segments souples en polyéther ou en polyester.. Il a une excellente résistance à la chaleur, résistance chimique, et propriétés mécaniques, et peut résister à des températures élevées jusqu'à 150 ℃ pendant de longues périodes. Les TPC ont également une bonne flexibilité et élasticité, ce qui les rend adaptés aux applications hautes performances.
La température de traitement du TPC varie de 220 ℃ à 280 ℃, ce qui est supérieur aux autres catégories de TPE. Il a une viscosité élevée pendant le traitement et nécessite des extrudeuses avec un couple élevé et un contrôle précis de la température.. Le traitement du masterbatch TPC nécessite également une attention particulière à la dispersion des pigments et des additifs pour éviter d’affecter les propriétés mécaniques du matériau.. Les TPC sont largement utilisés dans les composants automobiles (comme les tuyaux d'admission d'air, joints de transmission), pièces aérospatiales, et machines industrielles.
1.1.6 Polyamides thermoplastiques (TPA, TPE-A).
Le TPA est un copolymère bloc composé de segments durs en polyamide et de segments souples en polyéther. Il combine la haute résistance, résistance à l'usure, et résistance chimique des polyamides avec la flexibilité et l'élasticité des polyéthers. Le TPA a une excellente résistance aux chocs et des performances à basse température, et peut être utilisé dans des environnements difficiles.
La température de traitement du TPA varie de 230 ℃ à 290 ℃, et il a une absorption d'eau élevée, nécessitant un séchage complet avant le traitement. Le traitement du mélange maître TPA nécessite des extrudeuses à haute résistance à l'usure (grâce à la dureté élevée du polyamide) et contrôle précis de la température pour éviter la dégradation des matériaux. Le TPA est largement utilisé dans les composants automobiles (comme les engrenages, roulements), connecteurs électriques, et tuyaux industriels.
1.2 Propriétés clés des TPE affectant le traitement des lots maîtres
Les TPE ont des propriétés uniques qui les distinguent des plastiques traditionnels, et ces propriétés affectent directement la formulation du mélange maître et la sélection de l'équipement d'extrusion. Les propriétés clés à prendre en compte dans le traitement du mélange maître sont les suivantes:
1.2.1 Élasticité et flexibilité.
Les TPE ont une élasticité et une flexibilité élevées, ce qui signifie que le masterbatch doit être compatible avec la matrice TPE pour ne pas réduire les performances élastiques du matériau. Le support du masterbatch doit avoir une bonne compatibilité avec le TPE, et le dispersant doit assurer une dispersion uniforme des pigments sans former d'agglomérats qui pourraient provoquer une concentration de contraintes et réduire la flexibilité.
1.2.2 Résistance à la chaleur.
Différentes catégories de TPE ont une résistance à la chaleur différente (la température de traitement varie de 150 ℃ à 290 ℃). Les pigments et additifs du mélange maître doivent avoir une résistance à la chaleur correspondant à la température de traitement du TPE pour éviter la décomposition., décoloration, ou dégradation des performances pendant l'extrusion. Par exemple, Le TPC et le TPA nécessitent des pigments résistants aux hautes températures et des stabilisants thermiques.
1.2.3 Viscosité et transformabilité.
Les TPE ont des viscosités variables pendant le traitement (TPV et TPC ont une viscosité plus élevée, tandis que le TPS a une viscosité plus faible). Cela affecte la force de cisaillement et les exigences de transport de l'extrudeuse à double vis.. Les TPE à haute viscosité nécessitent des extrudeuses dotées d'un couple élevé et de fortes capacités de mélange, tandis que les TPE à faible viscosité nécessitent un contrôle précis de la vitesse d'extrusion pour éviter tout débordement de matière..
1.2.4 Absorption d'humidité.
Certains TPE (comme le TPU, TPA) avoir une absorption d'eau élevée, ce qui peut provoquer des bulles, hydrolyse, et autres défauts dans le mélange maître. Les matières premières (TPE, pigments, additifs) doit être soigneusement séché avant le traitement, et l'extrudeuse doit être équipée d'un dispositif d'échappement sous vide pour éliminer l'humidité et les substances volatiles.
1.2.5 Compatibilité avec les additifs.
Les TPE nécessitent souvent des additifs fonctionnels (comme les antioxydants, Stabilisateurs UV, lubrifiants) pour améliorer leurs performances. Le mélange maître doit être formulé de manière à garantir que les additifs sont compatibles à la fois avec les pigments et la matrice TPE., éviter les réactions chimiques qui pourraient affecter la qualité du produit.
2. Masterbatch pour TPE: Composition, Exigences de formulation et de traitement
Le Masterbatch pour TPE est un mélange concentré de pigments/colorants, transporteurs, et additifs, conçu pour colorer les TPE et leur conférer des fonctions supplémentaires (comme l'ignifugation, antistatique, antibactérien) tout en conservant les propriétés élastiques et de transformation inhérentes au matériau. La formulation et le traitement du mélange maître TPE sont plus exigeants que ceux des plastiques traditionnels, grâce aux propriétés uniques des TPE. Cette section détaille la composition, principes de formulation, et exigences de traitement du mélange maître TPE.
2.1 Composition de base du mélange maître TPE
Comme le mélange maître traditionnel, Le mélange maître TPE se compose de trois composants de base: pigments/colorants, transporteurs, et additifs. La sélection et la proportion de chaque composant sont adaptées au type de TPE et à ses exigences d'application.
2.1.1 Pigments/colorants.
Les pigments/colorants sont les principaux composants qui confèrent de la couleur aux TPE., comptabilité 10%-70% de la composition du mélange maître (en fonction de l'intensité de la couleur et du type de TPE). Les principales exigences relatives aux pigments/colorants dans le mélange maître TPE sont:
- – Résistance à la chaleur: Doit résister à la température de traitement du TPE cible (150℃-290℃) sans décomposition ni décoloration. Pour les TPE haute température (PTC, TPA), les pigments organiques ou les pigments inorganiques résistants aux hautes températures sont préférés.
- – Compatibilité: Doit être compatible avec la matrice TPE pour éviter la migration, épanouissement, ou élasticité réduite. Les pigments de polarité similaire au TPE sont plus compatibles (par ex., pigments polaires pour TPU, pigments apolaires pour TPS).
- – Dispersibilité: Doit être facilement dispersé dans la matrice TPE pour assurer une coloration uniforme et éviter les taches de couleur, traces, ou propriétés mécaniques réduites. Pigments à fines particules (20-40 engrener) avec une faible agglomération sont préférés.
- – Respect de l'environnement: Doit répondre aux normes mondiales de protection de l’environnement (comme REACH, RoHS) pour éviter les substances toxiques ou nocives (comme les métaux lourds) qui pourraient affecter la santé humaine et l’environnement.
Les pigments courants utilisés dans le mélange maître TPE comprennent: pigments inorganiques (dioxyde de titane pour le blanc, noir de carbone pour le noir, oxyde de fer pour rouge/jaune), et pigments organiques résistants aux hautes températures (bleu/vert de phtalocyanine, rouge de quinacridone).
2.1.2 Transporteurs.
Les transporteurs sont la matrice du mélange maître, comptabilité 20%-80% de la composition, et jouent un rôle clé dans la dispersion des pigments et l'adhésion à la matrice TPE. Le support doit avoir une excellente compatibilité avec les pigments et le TPE cible, car une mauvaise compatibilité peut entraîner une migration des pigments, coloration inégale, et performances TPE réduites. Le choix du transporteur se fait en fonction du type de TPE:
- – Pour TPS (SBS, SEBS): Utilisez TPS ou PP comme transporteur, qui a une bonne compatibilité et fluidité de traitement.
- – Pour TPO/TPE-o: Utilisez PP ou PE comme support, correspondant au composant polyoléfine du TPO.
- – Pour TPV/TPE-v: Utiliser PP comme support, qui est compatible avec la matrice PP du TPV.
- – Pour le TPU: Utiliser le TPU comme support, assurer la compatibilité avec la matrice TPU et éviter l'hydrolyse.
- – Pour TPC/TPE-E et TPA/TPE-A: Utilisez TPC ou TPA comme transporteur, respectivement, pour répondre aux exigences de traitement à haute température et à la compatibilité.
Le transporteur doit également avoir une bonne fluidité de traitement, avec un point de fusion et une température de traitement conformes ou légèrement inférieurs au TPE cible, pour assurer un mélange uniforme et éviter la dégradation du TPE.
2.1.3 Additifs.
Les additifs sont des composants auxiliaires ajoutés pour améliorer les performances de traitement, dispersibilité, et performances fonctionnelles du mélange maître TPE, comptabilité 1%-10% de la composition. Le type et le dosage des additifs sont déterminés par le type de TPE et les exigences de l'application.:
- – Dispersants: L'additif le plus important pour le mélange maître TPE, utilisé pour réduire la tension superficielle des pigments, empêcher l'agglomération, and ensure uniform dispersion in the TPE matrix. Les dispersants courants comprennent la cire de polyéthylène, cire de polypropylène, acide stéarique, and maleic anhydride grafted waxes. For high-viscosity TPEs (T.V.A., PTC), high-efficiency dispersants with strong compatibility are preferred.
- – Compatibilités: Used to improve compatibility between pigments and TPEs, and between masterbatch and TPE matrix. Par exemple, maleic anhydride grafted PP is used as a compatibilizer for TPO masterbatch, and polyurethane wax is used for TPU masterbatch.
- – Stabilisateurs de chaleur: Used to prevent pigment decomposition and TPE degradation during high-temperature processing. Common heat stabilizers include organic tin stabilizers (for TPU), hindered phenol antioxidants (for TPS, TPO), and phosphite antioxidants (for TPC, TPA).
- – UV Stabilizers and Antioxidants: Used to improve the weather resistance and aging resistance of colored TPE products, preventing color fading and performance degradation under sunlight and oxygen. For outdoor applications (such as automotive exterior parts), UV absorbers and hindered amine light stabilizers (HALS) are added.
- – Lubrifiants: Used to reduce friction between materials and extrusion equipment (vis, baril, mourir la tête), améliorer la fluidité du traitement, et éviter que le matériel ne colle à l'équipement. Les lubrifiants courants incluent l'acide stéarique, stéarate de calcium, and silicone oil. For TPU and TPA, lubricants with low migration are preferred to avoid affecting product performance.
- – Functional Additives: Added to impart special functions to TPEs, such as flame retardants (for wires and cables), antistatic agents (for electrical components), and antibacterial agents (for medical devices and consumer goods).
2.2 Formulation Principles of TPE Masterbatch
The formulation of TPE masterbatch must balance coloring effect, processing performance, and TPE inherent properties. Les principes clés sont les suivants:
2.2.1 Compatibilité d'abord.
Le transporteur, pigments, et les additifs doivent être compatibles avec le TPE cible pour ne pas réduire l’élasticité du matériau, flexibilité, et propriétés mécaniques. Par exemple, l'utilisation d'un support non polaire pour le TPU polaire entraînera une mauvaise compatibilité et une mauvaise migration des pigments.
2.2.2 Correspondre à la résistance à la chaleur.
Les pigments et additifs doivent avoir une résistance thermique correspondant à la température de traitement du TPE. Par exemple, Le mélange maître TPC utilise des pigments résistants aux hautes températures (résistance thermique ≥280℃) pour éviter la décomposition pendant le traitement.
2.2.3 Optimiser la dispersibilité.
La teneur en pigment et le dosage du dispersant sont ajustés pour assurer une dispersion uniforme. Mélange maître à haute concentration (teneur en pigments 50%-70%) nécessite plus de dispersants et de meilleures capacités de mélange, tandis que le mélange maître à faible concentration (10%-30%) se concentre sur la compatibilité.
2.2.4 Minimiser l'impact sur les propriétés du TPE.
Le mélange maître ne doit pas affecter de manière significative l’élasticité du TPE, ensemble de compression, ou résistance à l'abrasion. Par exemple, un excès de dispersants ou de lubrifiants peut réduire la résistance mécanique du TPE.
2.2.5 Conformité à la protection de l'environnement.
La formulation doit répondre aux normes mondiales de protection de l'environnement, éviter les substances toxiques ou nocives (comme les métaux lourds, phtalates) qui pourrait restreindre l'accès au marché.
2.3 Exigences de traitement du mélange maître TPE
Le traitement du mélange maître TPE est principalement effectué à l'aide de la technologie d'extrusion à double vis, ce qui nécessite un contrôle strict du prétraitement des matières premières, prémélange, paramètres d'extrusion, et post-traitement pour garantir la qualité du produit. Les principales exigences de traitement sont les suivantes:
2.3.1 Prétraitement des matières premières.
Les TPE (surtout en TPU, TPA) avoir une absorption d'eau élevée, donc toutes les matières premières (Support TPE, pigments, additifs) doit être soigneusement séché avant le traitement. La température et la durée de séchage sont déterminées par le type de matériau: TPU/TPA is dried at 100-120℃ for 6-8 heures, TPS/TPO is dried at 80-100℃ for 3-5 heures, and pigments are dried at 60-80℃ for 2-4 heures. The moisture content of dried raw materials should be controlled below 0.1% (0.05% for TPU/TPA).
En outre, pigments with large particle sizes or agglomerates should be crushed and sieved (20-40 engrener) to improve dispersibility, and impurities (metal particles, poussière) should be removed to avoid wear on extrusion equipment and defects in masterbatch.
2.3.2 Premixing.
The dried raw materials (pigments, carrier, additifs) are mixed in a high-speed mixer according to the formula ratio to form a uniform preliminary mixture. The premixing parameters are adjusted based on the TPE type: mixing speed 800-1200 tr/min, temps de mélange 5-10 minutes, mixing temperature 40-60℃. For high-concentration masterbatch or high-viscosity TPE carriers, the premixing time is extended, et des dispersants sont ajoutés en premier pour enrober les pigments, améliorer la dispersibilité.
2.3.3 Contrôle des paramètres d'extrusion.
L'extrusion à double vis est l'étape essentielle du traitement du mélange maître TPE, et les paramètres clés (température, vitesse de vis, pression d'extrusion, vitesse d'alimentation) doit être contrôlé avec précision pour correspondre au type de TPE:
- – Contrôle de la température: Le canon est divisé en 4-6 sections de contrôle de la température (section d'alimentation, section de fusion, section de mélange, section d'homogénéisation, section de tête de filière). La température de chaque section est ajustée en fonction de la température de traitement du TPE. Par exemple, Mélange maître TPS: section d'alimentation 100-120℃, section de fusion 160-180℃, section de mélange 170-190℃, section d'homogénéisation 160-180℃, section de tête de filière 150-170℃; Mélange maître TPC: section d'alimentation 150-170℃, section de fusion 230-250℃, section de mélange 240-260℃, section d'homogénéisation 230-250℃, section de tête de filière 220-240℃. The temperature control precision should reach ±1℃ to avoid TPE degradation and pigment decomposition.
- – Vitesse de vis: The screw speed ranges from 200-800 tr/min, adjusted based on TPE viscosity. High-viscosity TPEs (T.V.A., PTC) require higher screw speed (500-800 tr/min) to generate sufficient shear force for pigment dispersion; low-viscosity TPEs (TPS) use moderate speed (300-500 tr/min) to avoid material overflow.
- – Pression d'extrusion: The pressure ranges from 5-12MPa, kept stable (fluctuation ≤±0.5MPa) to ensure uniform mixing and shaping. High-viscosity TPEs require higher pressure, while low-viscosity TPEs use moderate pressure.
- – Feeding Speed: Adjusted to match the screw speed and extrusion speed, ensuring stable and uniform feeding. For high-viscosity TPEs, a forced feeding device is used to avoid material accumulation.
2.3.4 Post-Processing.
After extrusion, the strip-shaped masterbatch is cooled (water tank cooling, 20-30℃), granulated (particle size 2-5mm), screened (to remove unqualified particles), and packaged (sealed and moisture-proof packaging). For moisture-sensitive TPE masterbatch (TPU, TPA), the finished product is dried again before packaging to prevent moisture absorption.
3. Application Fields of TPE Masterbatch and Matching Zhuoyue Extruder Solutions
TPEs are widely used in automotive, électrique, construction, biens de consommation, et d'autres industries, and different application fields have different requirements for TPE masterbatch performance (couleur, dispersibilité, functionality) et l'efficacité de la production. Zhuoyue’s full series of twin-screw extruders (HTS BASIC/PLUS/SUPER, ZTE, HTE) are specially optimized for TPE masterbatch processing, providing targeted solutions for different TPE categories and application fields. Below is a detailed introduction to the main application fields of TPE masterbatch and the matching Zhuoyue extruder series.
3.1 Industrie automobile: The Largest Application Field of TPE Masterbatch
The automotive industry is the largest consumer of TPEs, représentant plus de 40% of the global TPE market. TPEs are used in a wide range of automotive components due to their lightweight, flexible, and recyclable properties, and TPE masterbatch plays a key role in coloring and functional modification of these components. The main automotive applications of TPE masterbatch include:
3.1.1 Automotive Seals and Gaskets.
Les TPE (mainly TPV, TPO) are used to produce automotive door seals, window seals, hood seals, et joints, which require good elasticity, résistance aux intempéries, et flexibilité à basse température. The masterbatch for these components requires uniform coloring, bonne résistance aux intempéries (UV resistance, aging resistance), and compatibility with TPV/TPO matrices.
Matching Extruders: HTS PLUS series and HTE series. The HTS PLUS series has high torque and wear resistance, suitable for TPV masterbatch processing (high viscosity, high shear force required); la série HTE intègre hautes performances et rentabilité, adapté au traitement du mélange maître TPO, avec une bonne dispersibilité du mélange et des avantages en matière d'économie d'énergie.
3.1.2 Composants intérieurs automobiles.
Les TPE (principalement du TPS, TPU) sont utilisés pour produire des composants intérieurs automobiles tels que des revêtements de tableaux de bord, panneaux de porte, housses de volant, et accoudoirs, qui nécessitent une bonne flexibilité, toucher doux, et respect de l'environnement (non toxique, inodore). Le mélange maître nécessite des couleurs vives, dispersibilité uniforme, et pas de migration (pour éviter de tacher les autres composants intérieurs).
Matching Extruders: Série HTS BASIC et série HTE. La série HTS BASIC est économique, convient aux petits et moyens fabricants produisant des mélanges maîtres intérieurs TPS; la série HTE a une bonne dispersibilité dans le mélange et une faible consommation d'énergie, adapté à la production à grande échelle de mélange maître intérieur TPU/TPS.
3.1.3 Tuyaux et tubes automobiles.
Les TPE (principalement du TPU, PTC, TPA) are used to produce automotive fuel hoses, air intake hoses, and brake hoses, which require good oil resistance, résistance à la chaleur, et résistance mécanique. The masterbatch requires high-temperature resistance, résistance à l'huile, and uniform dispersibility to avoid affecting the hose’s performance.
Matching Extruders: HTS SUPER series and HTS PLUS series. The HTS SUPER series has ultra-high torque, contrôle précis de la température, and high wear resistance, suitable for TPC/TPA masterbatch processing (haute température, high viscosity); the HTS PLUS series has good heat resistance and mixing capabilities, suitable for TPU masterbatch processing.
3.1.4 Other Automotive Components.
TPEs are also used to produce automotive dust covers, triangle windows, air filters, and breakers, which require different properties (such as dust resistance, transparence, résistance aux chocs). The masterbatch is formulated according to specific requirements, and the matching extruders are selected based on TPE type and production scale.
3.2 Electrical and Electronic Industry: Functional TPE Masterbatch Applications
The electrical and electronic industry is another important application field of TPEs, where TPEs are used to produce wires and cables, connecteurs, and other components, requiring functional masterbatch (antistatique, flame-retardant, high-temperature resistant) to meet safety and performance requirements.
3.2.1 Wires and Cables.
Les TPE (principalement du TPU, TPS, TPO) are used as insulation and sheath materials for wires and cables (power cables, ignition wires, headphone wires, connector plugs), which require good electrical insulation, retardateur de flamme, and abrasion resistance. The masterbatch requires flame retardancy (meeting UL94 V-0 standard), propriétés antistatiques, and uniform coloring.
Matching Extruders: HTS PLUS series, série HTE, and HTS SUPER series. The HTS PLUS series has good flame-retardant masterbatch mixing capabilities, suitable for TPO/TPU wire and cable masterbatch; the HTE series is cost-effective, suitable for small and medium-sized production; the HTS SUPER series is suitable for high-end, high-concentration flame-retardant masterbatch processing.
3.2.2 Electrical Connectors and Plugs.
Les TPE (principalement du TPU, TPA) are used to produce electrical connectors, plugs, and socket housings, which require good electrical insulation, résistance aux chocs, et respect de l'environnement. The masterbatch requires uniform coloring, high-temperature resistance, et pas de migration.
Matching Extruders: HTS PLUS series and HTS SUPER series. The HTS PLUS series has good compatibility with TPU/TPA, ensuring uniform dispersion; the HTS SUPER series has precise temperature control, avoiding TPA degradation during processing.
3.3 Construction and Transportation Industry: Weather-Resistant TPE Masterbatch Applications
In the construction and transportation industry, TPEs are used to produce seals, expansion joints, subway mats, and other components, requiring good weather resistance, aging resistance, and low temperature flexibility to adapt to harsh outdoor environments.
3.3.1 Construction Seals and Expansion Joints.
Les TPE (mainly TPV, TPO) are used to produce building door and window seals, curtain wall seals, and expansion joints, which require good weather resistance, UV resistance, and compression set resistance. The masterbatch requires UV stabilizers and antioxidants to improve weather resistance, and uniform coloring to match building aesthetics.
Matching Extruders: HTS PLUS series and HTE series. The HTS PLUS series has good weather-resistant additive mixing capabilities, suitable for TPV masterbatch processing; the HTE series is energy-saving and efficient, suitable for large-scale production of TPO masterbatch.
3.3.2 Transportation Components.
TPEs are used to produce subway mats, road noise reduction mats, and transportation vehicle seals, which require good shock absorption, noise reduction, and wear resistance. The masterbatch requires uniform dispersibility and good compatibility with TPE matrices to maintain shock absorption performance.
Matching Extruders: Série HTS BASIC et série HTE. La série HTS BASIC est économique, suitable for small-batch production; the HTE series has good mixing capabilities, ensuring uniform dispersion of shock-absorbing additives.
3.4 Consumer Goods and Other Industries: Diverse TPE Masterbatch Applications
TPEs are widely used in consumer goods and other industries, with diverse application scenarios and varying masterbatch requirements, focusing on color, toucher doux, et respect de l'environnement.
3.4.1 Footwear Industry.
Les TPE (principalement du TPU, TPS) are used to produce shoe soles, shoe uppers, and shoe accessories, qui nécessitent une bonne flexibilité, résistance à l'abrasion, and soft touch. Le mélange maître nécessite des couleurs vives, dispersibilité uniforme, et pas de migration (to avoid staining socks).
Matching Extruders: HTS BASIC series and ZTE series. The ZTE series has excellent cost performance, suitable for small and medium-sized footwear manufacturers; the HTS BASIC series has good mixing dispersibility, ensuring uniform coloring of shoe sole masterbatch.
3.4.2 Household and Daily Necessities.
TPEs are used to produce handles, coasters, foot mats, jouets, and other household items, which require non-toxic, inodore, toucher doux, and bright colors. The masterbatch requires environmental friendliness (meeting food contact standards for coasters/handles) and uniform coloring.
Matching Extruders: ZTE series and HTS BASIC series. The ZTE series is simple to operate, low in maintenance cost, suitable for small-batch, multi-variety production; the HTS BASIC series has good environmental protection masterbatch compatibility, meeting food contact standards.
3.4.3 Medical Devices.
Les TPE (principalement du TPU, TPS) are used to produce medical catheters, syringes, and medical masks, which require non-toxic, sterile, and biocompatible. The masterbatch requires medical grade environmental protection (meeting ISO 10993 standard), haute transparence (for catheters), and uniform dispersibility.
Matching Extruders: HTS SUPER series and HTS PLUS series. The HTS SUPER series has clean production design, contrôle précis de la température, avoiding material pollution; the HTS PLUS series has good compatibility with medical grade TPEs, ensuring product sterility and biocompatibility.
3.4.4 Other Industrial Applications.
TPEs are also used to produce drain pipes, industrial gaskets, and mechanical components, which require good chemical resistance, résistance à l'usure, et résistance mécanique. The masterbatch is formulated according to specific industrial requirements, and the matching extruders are selected based on TPE type and production scale.
4. Zhuoyue’s Full Series Extruders: Professional Solutions for TPE Masterbatch Processing
Zhuoyue has long been engaged in the research, développement, and production of high-performance twin-screw extruders, and has accumulated rich experience in TPE masterbatch processing. Based on the unique processing characteristics of TPEs (high viscosity, temperature sensitivity, moisture absorption) and the diverse needs of manufacturers (different TPE categories, production scales, application fields), Zhuoyue has launched a full series of extruders suitable for TPE masterbatch processing, including HTS BASIC, HTS PLUS, HTS SUPER, ZTE, and HTE series. Each series has targeted performance advantages, providing personalized and efficient processing solutions for TPE masterbatch manufacturers of different scales.
4.1 Core Advantages of Zhuoyue’s Extruders for TPE Masterbatch Processing
Zhuoyue’s extruders are specially optimized for TPE masterbatch processing, with the following core advantages to meet the strict requirements of TPE processing:
4.1.1 Excellent effet de mélange et de dispersion.
TPE masterbatch requires uniform dispersion of pigments and additives to avoid affecting the material’s elasticity and mechanical properties. Toutes les extrudeuses à double vis de Zhuoyue adoptent une structure co-rotative engrenée, avec un pas de vis raisonnable, lead, and compression ratio design. The intermeshing and rotating of the twin screws generate strong shear force and kneading force, which can fully break pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of pigments, transporteurs, and additives in the TPE matrix. The mixing uniformity reaches more than 95%, which is far higher than that of ordinary extruders.
En outre, the screws adopt a modular design, which can freely combine different screw elements (transmettre, mélange, tonte) according to the TPE type. Par exemple, high-viscosity TPV/TPC masterbatch requires more mixing and shearing elements to enhance dispersion; low-viscosity TPS masterbatch uses more conveying elements to improve production efficiency.
4.1.2 Contrôle précis de la température, Avoiding TPE Degradation.
TPEs are sensitive to temperature, and excessive temperature or temperature fluctuation can lead to material degradation (such as TPU hydrolysis, TPC chain scission). All Zhuoyue’s extruders adopt an advanced intelligent temperature control system, avec 4-6 independent temperature control sections, temperature control precision of ±1℃, and real-time temperature monitoring and alarm functions. The barrel adopts a double-layer jacket design, realizing rapid heating and cooling, and improving temperature response speed. The die head is equipped with an independent temperature control device, ensuring stable shaping of the masterbatch strip.
4.1.3 High Wear Resistance and Corrosion Resistance.
Some TPE masterbatches (such as TPA, PTC) contain high-hardness pigments or additives, which can wear the screw and barrel. Zhuoyue’s extruders use high-quality wear-resistant materials and advanced manufacturing technologies: HTS PLUS/SUPER/HTE series screws and barrels are made of imported wear-resistant alloy steel, undergoing bimetallic composite or laser cladding treatment, surface hardness ≥65 HRC (HTS SUPER series ≥70 HRC), service life 2-3 times that of ordinary extruders; HTS BASIC/ZTE series screws and barrels are nitrided, surface hardness ≥60 HRC, meeting the needs of ordinary TPE masterbatch processing.
4.1.4 Vacuum Exhaust and Moisture Removal Capabilities.
TPEs such as TPU and TPA have high water absorption, and moisture can cause bubbles and defects in the masterbatch. All Zhuoyue’s mid-to-high-end extruders (HTS PLUS/SUPER/HTE) are equipped with a vacuum exhaust device, which can effectively remove moisture, volatile substances, and air in the material, ensuring the density and quality of the masterbatch. The vacuum degree is adjustable (0.06-0.09MPa), adapting to different moisture content requirements.
4.1.5 High Production Efficiency and Energy Saving.
Zhuoyue’s extruders adopt high-torque gearboxes and optimized screw structures, with strong conveying capacity and high production efficiency. Compared with ordinary extruders, production efficiency is increased by 20%-50%, and energy consumption is reduced by 15%-25%. Par exemple, HTS SUPER series production capacity reaches 1000-3000kg/h, suitable for large-scale mass production; ZTE series production capacity is 50-400kg/h, suitable for small-batch production.
4.1.6 Intelligent Control and Easy Operation.
All extruders adopt a PLC intelligent control system and touch screen operation interface, which can store up to 100 sets of formula and processing parameters. When switching between different TPE masterbatches, only the corresponding parameters need to be called, avoiding repeated debugging. The HTS SUPER series is equipped with cloud control functions, realizing remote parameter adjustment, suivi des données de production, et maintenance prédictive, réaliser une gestion intelligente de la production.
4.1.7 Wide Adaptability.
Zhuoyue’s full series of extruders can adapt to the processing of all TPE categories (TPS/SBS/TPU/TPR/TPV/TPC/TPA) and masterbatch types (mélange maître de couleur, mélange maître ignifuge, mélange maître antistatique), with pigment content ranging from 10% à 70%. They can also be matched with auxiliary equipment (high-speed mixers, dryers, coolers, granulators) to form a complete automatic production line.
4.2 Detailed Introduction of Zhuoyue’s Extruder Series for TPE Masterbatch Processing
Each series of Zhuoyue’s extruders has unique performance characteristics and targeted adaptation scenarios, and manufacturers can select the appropriate series according to their TPE type, échelle de production, et exigences de candidature.
4.2.1 HTS BASIC Series: Flexible and Cost-Effective for Ordinary TPE Masterbatch.
The HTS BASIC series is a cost-effective product designed for small and medium-sized manufacturers producing ordinary TPE masterbatch (TPS, low-concentration TPO/TPU masterbatch). It uses medium-torque gearboxes from leading European manufacturers, specific torque 10-12Nm/cm³, screw diameter 30-65mm, production capacity 100-500kg/h.
The series adopts nitrided screws and barrels, with good wear resistance, suitable for ordinary TPE masterbatch processing (pigment content ≤50%). It is equipped with a PLC control system, automatic temperature control, and feeding, simple to operate. The modular screw design allows flexible configuration according to TPS/TPO masterbatch requirements. The HTS BASIC series is an ideal choice for small and medium-sized manufacturers with limited budget, focusing on ordinary TPE masterbatch production (such as household goods, ordinary wires and cables).
4.2.2 HTS PLUS Series: High-Torque for Engineering TPE and High-Concentration Masterbatch.
The HTS PLUS series is positioned as a mid-to-high-end product, specially designed for high-demand TPE masterbatch processing (T.V.A., TPU, high-concentration TPE masterbatch, mélange maître ignifuge). It adopts high-torque gearboxes independently developed by Zhuoyue, specific torque 13-16Nm/cm³, screw diameter 40-75mm, production capacity 300-1200kg/h.
The series uses bimetallic composite screws and barrels (surface hardness ≥65 HRC), with excellent wear resistance and corrosion resistance, suitable for TPV/TPC masterbatch processing (high viscosity, high-hardness pigments). It is equipped with a 5-6 section precise temperature control system and vacuum exhaust device, avoiding TPU hydrolysis and TPC degradation. The enhanced mixing elements ensure uniform dispersion of high-concentration pigments (50%-70%) and functional additives (retardateurs de flamme, antistatic agents). The HTS PLUS series is suitable for medium-sized and large-scale manufacturers producing high-quality TPE masterbatch (such as automotive seals, high-grade wires and cables, dispositifs médicaux).
4.2.3 HTS SUPER Series: Ultra-High Performance for High-End TPE Masterbatch.
The HTS SUPER series is Zhuoyue’s highest-end extruder series, representing the advanced level of China’s twin-screw extruders, designed for high-end, high-demand TPE masterbatch processing (TPA, PTC, ultra-high-concentration masterbatch, masterbatch for new energy vehicles/aerospace).
It adopts Zhuoyue’s latest ultra-high torque transmission device, specific torque 17-20Nm/cm³, screw diameter 50-95mm, production capacity 1000-3000kg/h. The screws are made of new wear-resistant alloy steel, undergoing laser cladding treatment (dureté superficielle ≥70 HRC), service life 3-4 times that of ordinary extruders. The barrel adopts a double-layer jacket + structure de refroidissement forcé, temperature control precision ±1℃, suitable for high-temperature TPE processing (220-290℃). The multi-stage mixing screw combination ensures ultra-high mixing uniformity (≥98 %), suitable for ultra-high-concentration masterbatch (70%-80%) and TPA/TPC masterbatch processing.
The series is equipped with an intelligent cloud control system, realizing remote parameter adjustment, alerte précoce de panne, et maintenance prédictive. It is suitable for large-scale, high-standard manufacturers producing high-end TPE masterbatch (such as automotive high-temperature hoses, precision electrical connectors, aerospace components).
4.2.4 ZTE Series: Cost-Effective for Universal TPE Masterbatch.
The ZTE series is positioned as a cost-effective product, designed for manufacturers balancing processing quality and cost, producing universal ordinary TPE masterbatch (low-concentration TPS/TPO/TPU masterbatch). It adopts a twin-screw parallel co-rotating structure, specific torque 8-11Nm/cm³, screw diameter 25-65mm, production capacity 50-400kg/h.
The series uses nitrided screws and barrels (surface hardness ≥60 HRC), meeting the needs of ordinary TPE masterbatch processing (pigment content ≤50%). It is equipped with a 4-section temperature control system, simple touch screen operation, easy to learn and master. The ZTE series has a simple structure, faible consommation d'énergie, et faible coût de maintenance, suitable for small manufacturers, small workshops, and enterprises producing small-batch, multi-variety TPE masterbatch (such as small toys, local household goods).
4.2.5 HTE Series: High Performance and Cost-Effective Integrated Solution.
The HTE series integrates high performance and cost-effectiveness, designed for medium-sized manufacturers upgrading product quality and expanding production scale. It adopts high-torque gearboxes independently developed by Zhuoyue, specific torque 12-14Nm/cm³, screw diameter 35-70mm, production capacity 200-800kg/h.
The series uses bimetallic composite screws and barrels (surface hardness ≥65 HRC), with good wear resistance, suitable for TPU/TPO masterbatch processing. It adopts an optimized screw structure and high-efficiency energy-saving motor, energy consumption reduced by 18%-25% compared with ordinary extruders. The 5-section precise temperature control system and vacuum exhaust device ensure product quality, and the enhanced mixing elements ensure uniform dispersion. The HTE series balances performance and cost, suitable for medium-sized manufacturers producing medium-grade TPE masterbatch (such as automotive interior components, ordinary medical devices, mid-grade wires and cables).
5. Common Problems and Solutions in TPE Masterbatch Twin-Screw Extrusion Processing
In TPE masterbatch processing, grâce aux propriétés uniques des TPE (temperature sensitivity, moisture absorption, high viscosity), various problems often occur, affecting product quality and production efficiency. Based on years of experience, Zhuoyue summarizes common problems, analyzes their causes, and provides corresponding solutions to help manufacturers quickly solve production problems.
5.1 Problem 1: Poor Dispersibility, Color Spots and Streaks in Masterbatch
Manifestation: Uneven coloring of masterbatch, obvious pigment agglomerates, color spots and streaks in TPE products, reducing product aesthetics and mechanical properties.
Causes: (1) Raw materials: Pigment particle size is too large, agglomeration is serious; poor compatibility between pigment/carrier and TPE; insufficient dispersant dosage. (2) Premixing: Low mixing speed, short mixing time, uneven premixing. (3) Extrusion parameters: Low screw speed, insufficient shear force; low extrusion temperature, incomplete melting of TPE carrier. (4) Equipment: Worn screw mixing elements; blocked die head.
Solutions: (1) Optimiser les matières premières: Select fine-particle pigments (20-40 engrener), dry thoroughly; select carrier compatible with TPE; increase dispersant dosage (1%-5% of pigment dosage). (2) Improve premixing: Increase mixing speed to 800-1200 tr/min, extend mixing time to 5-10 minutes. (3) Adjust extrusion parameters: Increase screw speed (500-800 rpm for high-viscosity TPEs); increase extrusion temperature to ensure complete melting of TPE. (4) Maintain equipment: Replace worn screw elements; clean die head regularly.
5.2 Problem 2: TPE Degradation and Masterbatch Discoloration
Manifestation: Masterbatch discolors (yellowing, darkening), generates peculiar smell; TPE products have reduced elasticity and mechanical strength, even brittle fracture.
Causes: (1) Extrusion temperature is too high, exceeding TPE heat resistance limit. (2) Long material residence time (more than 3 minutes) in the extruder. (3) Poor equipment cooling, local overheating of the barrel. (4) Raw materials: TPE has poor heat resistance; moisture content is too high (causing TPU hydrolysis).
Solutions: (1) Adjust temperature: Reduce mixing/homogenizing section temperature, control within TPE processing range; check temperature sensor accuracy. (2) Shorten residence time: Increase screw speed, reduce screw compression ratio. (3) Maintain cooling system: Clean cooling pipes, replace faulty cooling elements. (4) Optimiser les matières premières: Select high-temperature resistant TPE; dry raw materials thoroughly (moisture content ≤0.05% for TPU/TPA); add heat stabilizers.
5.3 Problem 3: Usure élevée de la vis et du barillet
Manifestation: Rapid wear of screw and barrel, reduced shear force and mixing capacity; masterbatch dispersibility decreases, equipment maintenance cost increases.
Causes: (1) Raw materials: High-hardness pigments/additives (such as carbon black, titanium dioxide); large particle size. (2) Extrusion parameters: High screw speed, excessive shear force; high extrusion pressure. (3) Equipment: Screw/barrel material has poor wear resistance.
Solutions: (1) Optimiser les matières premières: Select small-particle, low-hardness pigments; crush and sieve raw materials; add lubricants to reduce friction. (2) Adjust parameters: Reduce screw speed and extrusion pressure appropriately. (3) Select high-wear-resistant equipment: Choose Zhuoyue’s HTS PLUS/SUPER/HTE series with bimetallic composite or laser-clad screws/barrels.
5.4 Problem 4: Bubbles in Masterbatch
Manifestation: Bubbles in masterbatch particles, affecting product density and mechanical properties; TPE products have pores and defects.
Causes: (1) Raw materials: High moisture content (especially TPU/TPA); volatile substances in pigments/additives. (2) Extrusion parameters: Low extrusion temperature, incomplete melting; insufficient vacuum exhaust. (3) Premixing: Air mixed into the mixture during premixing.
Solutions: (1) Dry raw materials thoroughly: Extend drying time, increase drying temperature. (2) Adjust extrusion parameters: Increase extrusion temperature; improve vacuum exhaust (vacuum degree ≥0.08MPa). (3) Optimize premixing: Reduce mixing speed appropriately to avoid air mixing; use a closed mixer.
5.5 Problem 5: Poor Processing Fluidity, Blocage de l'équipement
Manifestation: Difficult material conveying and extrusion; pression d'extrusion instable; die head or extrusion cavity blockage.
Causes: (1) Raw materials: High TPE viscosity (TPV/TPC); high pigment content (more than 70%); high moisture content (causing agglomeration). (2) Extrusion parameters: Low temperature, incomplete melting; low screw speed, insufficient conveying capacity. (3) Equipment: Worn conveying elements; blocked die head.
Solutions: (1) Optimiser les matières premières: Reduce pigment content; select low-viscosity TPE; dry raw materials thoroughly. (2) Adjust parameters: Increase extrusion temperature; increase screw speed; replace die head with larger holes. (3) Maintain equipment: Replace worn conveying elements; clean die head and extrusion cavity regularly.
6. Practical Application Cases of Zhuoyue Extruders in TPE Masterbatch Processing
To verify the performance advantages of Zhuoyue’s extruders in TPE masterbatch processing, this section introduces several practical cases, covering different TPE categories, production scales, et domaines d'application, demonstrating the targeted solutions provided by Zhuoyue.
6.1 Cas 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background: A large automotive component manufacturer in Shanghai, Chine, produces high-temperature resistant TPC hoses for new energy vehicles. The customer needs to produce TPC masterbatch (teneur en pigments 60%, high-temperature resistant) with requirements of ultra-high dispersibility (no color spots), résistance à la chaleur (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Solution: Zhuoyue recommended the HTS SUPER series extruders (screw diameter 75mm, specific torque 18Nm/cm³) combined with a complete automatic production line, including a high-efficiency dryer, high-speed mixer, and precision granulator, tailored to the customer’s TPC masterbatch processing needs. The core configuration and optimization measures are as follows: D'abord, the screw adopts a multi-stage mixing combination design, integrating high-shear kneading elements and dispersing elements to fully break down pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of 60% high-concentration pigments in the TPC matrix. The laser-clad screw surface (hardness ≥70 HRC) effectively resists wear caused by high-hardness pigments, extending the service life by more than 3 times compared to the customer’s original equipment. Deuxième, the barrel is equipped with a double-layer jacket + structure de refroidissement forcé, avec 6 independent temperature control sections, achieving a temperature control precision of ±1℃. The mixing section temperature is stably controlled at 240-260℃, and the homogenizing section at 230-250℃, strictly matching the TPC processing temperature range to avoid material degradation and pigment discoloration. Troisième, the equipment is equipped with a high-efficiency vacuum exhaust device (vacuum degree adjustable up to 0.09MPa), which effectively removes moisture and volatile substances in the TPC raw materials and masterbatch, completely solving the bubble problem caused by moisture absorption. En outre, the HTS SUPER series is equipped with an intelligent cloud control system, which allows the customer to store the TPC masterbatch processing parameters, call them with one click when switching batches, and monitor production data in real time, improving batch stability and reducing operational errors.
Implementation Effect: Après 1 month of installation and commissioning, the HTS SUPER series extruders officially put into production. The test results show that the TPC masterbatch produced has a mixing uniformity of ≥98%, no color spots or streaks, and the pigment dispersion effect is significantly better than the customer’s original equipment. The masterbatch maintains stable performance after high-temperature processing at 260℃, with no discoloration or degradation, fully meeting the requirements of new energy vehicle automotive hoses. The production capacity reaches 1500kg/h, which is 40% higher than the original equipment, while the energy consumption is reduced by 22%, significantly reducing the customer’s production costs. The wear of screws and barrels is greatly reduced, and the maintenance cycle is extended from 1 month to 6 mois, reducing maintenance costs by more than 50%. The customer’s TPC hoses made of this masterbatch have passed the automotive industry quality certification, with excellent high-temperature resistance and mechanical strength, and have been successfully supplied to major new energy vehicle manufacturers. The customer highly recognized Zhuoyue’s extrusion solution, and subsequently signed a long-term cooperation agreement, purchasing 5 more sets of HTS SUPER series extruders to expand production scale.
6.1 Cas 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background:
A large automotive component manufacturer in Shanghai, Chine, produces high-temperature resistant TPC hoses for new energy vehicles. The customer needs to produce TPC masterbatch (teneur en pigments 60%, high-temperature resistant) with requirements of ultra-high dispersibility (no color spots), résistance à la chaleur (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Solution:
Zhuoyue recommended the HTS SUPER series extruders (screw diameter 75mm, specific torque 18Nm/cm³) combined with a complete automatic production line, including a high-efficiency dryer, high-speed mixer, and precision granulator, tailored to the customer’s TPC masterbatch processing needs. The core configuration and optimization measures are as follows: D'abord, the screw adopts a multi-stage mixing combination design, integrating high-shear kneading elements and dispersing elements to fully break down pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of 60% high-concentration pigments in the TPC matrix. The laser-clad screw surface (hardness ≥70 HRC) effectively resists wear caused by high-hardness pigments, extending the service life by more than 3 times compared to the customer’s original equipment. Deuxième, the barrel is equipped with a double-layer jacket + structure de refroidissement forcé, avec 6 independent temperature control sections, achieving a temperature control precision of ±1℃. The mixing section temperature is stably controlled at 240-260℃, and the homogenizing section at 230-250℃, strictly matching the TPC processing temperature range to avoid material degradation and pigment discoloration. Troisième, the equipment is equipped with a high-efficiency vacuum exhaust device (vacuum degree adjustable up to 0.09MPa), which effectively removes moisture and volatile substances in the TPC raw materials and masterbatch, completely solving the bubble problem caused by moisture absorption. En outre, the HTS SUPER series is equipped with an intelligent cloud control system, which allows the customer to store the TPC masterbatch processing parameters, call them with one click when switching batches, and monitor production data in real time, improving batch stability and reducing operational errors.
Implementation Effect:
Après 1 month of installation and commissioning, the HTS SUPER series extruders officially put into production. The test results show that the TPC masterbatch produced has a mixing uniformity of ≥98%, no color spots or streaks, and the pigment dispersion effect is significantly better than the customer’s original equipment. The masterbatch maintains stable performance after high-temperature processing at 260℃, with no discoloration or degradation, fully meeting the requirements of new energy vehicle automotive hoses. The production capacity reaches 1500kg/h, which is 40% higher than the original equipment, while the energy consumption is reduced by 22%, significantly reducing the customer’s production costs. The wear of screws and barrels is greatly reduced, and the maintenance cycle is extended from 1 month to 6 mois, reducing maintenance costs by more than 50%. The customer’s TPC hoses made of this masterbatch have passed the automotive industry quality certification, with excellent high-temperature resistance and mechanical strength, and have been successfully supplied to major new energy vehicle manufacturers. The customer highly recognized Zhuoyue’s extrusion solution, and subsequently signed a long-term cooperation agreement, purchasing 5 more sets of HTS SUPER series extruders to expand production scale.