Elastomery termoplastyczne (TPE), czasami określane jako gumy termoplastyczne (TPR), to klasa kopolimerów lub fizycznych mieszanin polimerów – zazwyczaj tworzywa sztucznego i gumy – które łączą właściwości tworzyw termoplastycznych i elastomerów. Ta unikalna kombinacja umożliwia przetwarzanie TPE jak tworzyw termoplastycznych (poprzez wytłaczanie, formowanie wtryskowe, formowanie z rozdmuchem, itp.) zachowując przy tym elastyczność i elastyczność gum. W przeciwieństwie do tradycyjnych gum wulkanizowanych, TPE można wielokrotnie topić i ponownie przetwarzać bez znaczącej utraty wydajności, czyniąc je bardziej przyjaznymi dla środowiska i opłacalnymi. Jako zapotrzebowanie na lekkość, elastyczny, a ilość materiałów nadających się do recyklingu rośnie w takich branżach jak motoryzacja, elektryczny, budowa, i dobra konsumpcyjne, TPE cieszą się coraz większą popularnością, napędzanie rozwoju specjalistycznych technologii przedmieszek i wytłaczania dostosowanych do ich unikalnych wymagań przetwórczych.
Przedmieszka, jako kluczowy materiał do barwienia i modyfikacji funkcjonalnej TPE, odgrywa kluczową rolę w poprawie wydajności i rozszerzeniu zakresu zastosowań produktów TPE. Przetwarzanie przedmieszki TPE wymaga precyzyjnej kontroli mieszania, rozpraszanie, i parametry temperaturowe, ponieważ TPE mają określoną lepkość, odporność na ciepło, i elastyczność, które różnią się od tradycyjnych tworzyw sztucznych. Wytłaczarki dwuślimakowe, z ich doskonałymi możliwościami mieszania i dyspergowania, precyzyjna kontrola temperatury, i możliwość dostosowania do różnorodnych materiałów, stały się podstawowym sprzętem do przetwarzania przedmieszki TPE. Zhuoyue, profesjonalny producent wytłaczarek dwuślimakowych, oferuje pełną gamę zaawansowanych rozwiązań w zakresie wytłaczania, specjalnie zaprojektowanych do mieszania TPE i przetwarzania przedmieszek, obejmujące TPE/SBS/TPU/TPR/TPV i inne główne kategorie TPE, aby sprostać różnorodnym potrzebom producentów z różnych branż.
1. Przegląd elastomerów termoplastycznych (TPE): Kategorie, Właściwości i kluczowe cechy
TPE to zróżnicowana rodzina materiałów, sklasyfikowane w sześciu ogólnych kategoriach handlowych na podstawie ich składu chemicznego i struktury. Każda kategoria ma unikalne właściwości, charakterystyka przetwarzania, i pola aplikacji, które bezpośrednio określają wymagania dotyczące urządzeń do formułowania przedmieszek i wytłaczania. Zrozumienie klasyfikacji i właściwości TPE jest podstawą optymalizacji przetwarzania przedmieszek i wyboru odpowiednich wytłaczarek dwuślimakowych.
1.1 Sześć ogólnych kategorii handlowych TPE
1.1.1 Styrenowe kopolimery blokowe (TPS, TPE).
TPS jest najpowszechniej stosowaną kategorią TPE, posiadające duży udział w światowym rynku TPE. Składa się z bloków styrenowych (takich jak styropian, PS) i bloki elastomerowe (takie jak polibutadien, PB; poliizopren, LICZBA PI; lub etylen-butylen, EB), połączone wiązaniami kowalencyjnymi. Najpopularniejsze typy TPS obejmują SBS (Styreny-Butadieny-Styreny), SI (Styren-Izopren-Styren), SEBS (Styren-Etylen-Butylen-Styren), i SEPS (Styren-Etylen-Propylen-Styren).
Kluczowe właściwości TPS obejmują doskonałą elastyczność, elastyczność, i przetwarzalność. SEBS i SEPS, które są uwodornionymi wersjami SBS i SIS, mają lepszą odporność na ciepło, odporność na warunki atmosferyczne, i odporność na starzenie, dzięki czemu nadają się do zastosowań zewnętrznych i wysokotemperaturowych. Materiały TPS można łatwo barwić i modyfikować za pomocą przedmieszek, a temperatura ich przetwarzania waha się od 150 ℃ do 220 ℃, który jest kompatybilny z większością wytłaczarek dwuślimakowych. Typowe zastosowania TPS obejmują komponenty samochodowe, przewody i kable, dobra konsumpcyjne, i wyroby medyczne.
1.1.2 Termoplastyczne elastomery poliolefinowe (TPO, TPE-o).
TPO to fizyczna mieszanka poliolefin (takich jak polipropylen, PP; lub polietylen, PE) i elastomer (taki jak monomer etylen-propylen-dien, EPDM). Łączy w sobie sztywność poliolefin z elastycznością elastomerów, i ma doskonałą odporność chemiczną, odporność na warunki atmosferyczne, i elastyczność w niskich temperaturach. TPO są nietoksyczne, bezwonny, i nadaje się do recyklingu, co czyni je idealnymi do zastosowań wymagających przyjazności dla środowiska.
Temperatura przetwarzania TPO waha się od 160 ℃ do 230 ℃, i ma dobrą kompatybilność z różnymi przedmieszkami (przedmieszka kolorowa, przedmieszka trudnopalna, itp.). TPO są szeroko stosowane w zewnętrznych częściach samochodów (takie jak osłony zderzaków, nakładki na błotniki), materiały budowlane (takie jak uszczelki, uszczelki), i elementy elektryczne. Ze względu na wysoką zawartość poliolefin, Przetwarzanie przedmieszek TPO wymaga wytłaczarek o dobrych możliwościach mieszania, aby zapewnić równomierną dyspersję pigmentów i dodatków.
1.1.3 Wulkanizaty termoplastyczne (KADŹ, TPE przeciwko).
TPV to dynamicznie wulkanizowana mieszanka poliolefin (zwykle PP) i elastomer (zwykle EPDM). Podczas przetwarzania, faza elastomeru jest wulkanizowana na małe cząstki i równomiernie rozproszona w matrycy poliolefinowej, co zapewnia doskonałą elastyczność, odporność na ściskanie, i odporność na ciepło. TPV mają lepsze właściwości mechaniczne i stabilność wymiarową niż tradycyjne TPE, i może wytrzymać długotrwałą ekspozycję na wysoką temperaturę (do 150℃).
Przetwarzanie TPV wymaga precyzyjnej kontroli temperatury i dużej siły ścinającej, aby zapewnić równomierną wulkanizację i dyspersję. Temperatura przetwarzania waha się od 170 ℃ do 240 ℃, a materiał ma wysoką lepkość podczas przetwarzania, co stawia wysokie wymagania w zakresie momentu obrotowego i odporności na zużycie wytłaczarek dwuślimakowych. TPV są szeroko stosowane w uszczelnieniach samochodowych, węże, uszczelki, oraz komponenty przemysłowe, które wymagają wysokiej wydajności i trwałości.
1.1.4 Termoplastyczne poliuretany (TPU).
TPU to kopolimer blokowy składający się z twardych segmentów (diizocyjanian i przedłużacz łańcucha) i miękkie segmenty (poliol). Posiada doskonałą elastyczność, odporność na ścieranie, odporność na olej, i wytrzymałość mechaniczną, i można regulować twardość od bardzo miękkiej (Brzeg A 30) za bardzo ciężko (Brzeg D 85) poprzez zmianę proporcji segmentów twardych i miękkich.
Obróbka TPU jest wrażliwa na temperaturę i wilgoć. Temperatura przetwarzania waha się od 180 ℃ do 250 ℃, a materiał musi zostać dokładnie wysuszony przed obróbką (zawartość wilgoci ≤0,05%) aby uniknąć hydrolizy i tworzenia się pęcherzyków. Przetwarzanie przedmieszek TPU wymaga wytłaczarek z precyzyjną kontrolą temperatury i możliwością odsysania próżniowego. TPU jest szeroko stosowany w przewodach i kablach, węże samochodowe, obuwie, cewniki medyczne, i sprzęt sportowy.
1.1.5 Kopoliestry termoplastyczne (TPC, TPE-E).
TPC jest kopolimerem blokowym składającym się z twardych segmentów poliestrowych i miękkich segmentów polieterowych lub poliestrowych. Ma doskonałą odporność na ciepło, odporność chemiczna, i właściwości mechaniczne, i może wytrzymać wysokie temperatury do 150 ℃ przez długi czas. TPC mają również dobrą elastyczność i elastyczność, dzięki czemu nadają się do zastosowań o wysokiej wydajności.
Temperatura przetwarzania TPC waha się od 220 ℃ do 280 ℃, co jest wyższe niż w przypadku innych kategorii TPE. Ma dużą lepkość podczas przetwarzania i wymaga wytłaczarek o wysokim momencie obrotowym i precyzyjnej kontroli temperatury. Przetwarzanie przedmieszek TPC wymaga również szczególnej uwagi przy rozproszeniu pigmentów i dodatków, aby uniknąć wpływu na właściwości mechaniczne materiału. TPC są szeroko stosowane w częściach samochodowych (takie jak węże wlotu powietrza, uszczelnienia skrzyni biegów), części lotnicze, i maszyny przemysłowe.
1.1.6 Poliamidy termoplastyczne (TPA, TPE-A).
TPA jest kopolimerem blokowym składającym się z twardych segmentów poliamidowych i miękkich segmentów polieterowych. Łączy w sobie wysoką wytrzymałość, odporność na zużycie, i odporność chemiczna poliamidów z elastycznością i sprężystością polieterów. TPA ma doskonałą odporność na uderzenia i działanie w niskich temperaturach, i może być używany w trudnych warunkach.
Temperatura przetwarzania TPA waha się od 230 ℃ do 290 ℃, i charakteryzuje się dużą absorpcją wody, wymagające dokładnego suszenia przed obróbką. Przetwarzanie przedmieszki TPA wymaga wytłaczarek o dużej odporności na zużycie (ze względu na dużą twardość poliamidu) i precyzyjna kontrola temperatury, aby uniknąć degradacji materiału. TPA jest szeroko stosowany w częściach samochodowych (takie jak koła zębate, namiar), złącza elektryczne, i węże przemysłowe.
1.2 Kluczowe właściwości TPE wpływające na przetwarzanie przedmieszki
TPE posiadają unikalne właściwości, które odróżniają je od tradycyjnych tworzyw sztucznych, and these properties directly affect the formulation of masterbatch and the selection of extrusion equipment. The key properties to consider in masterbatch processing are as follows:
1.2.1 Elasticity and Flexibility.
TPEs have high elasticity and flexibility, which means that the masterbatch must be compatible with the TPE matrix to avoid reducing the material’s elastic performance. The carrier of the masterbatch should have good compatibility with the TPE, and the dispersant should ensure uniform dispersion of pigments without forming agglomerates that could cause stress concentration and reduce flexibility.
1.2.2 Heat Resistance.
Different TPE categories have different heat resistance (processing temperature ranges from 150℃ to 290℃). Pigmenty i dodatki w przedmieszkach muszą mieć odporność cieplną odpowiadającą temperaturze przetwarzania TPE, aby uniknąć rozkładu, odbarwienie, lub pogorszenie wydajności podczas wytłaczania. Na przykład, TPC i TPA wymagają pigmentów odpornych na wysoką temperaturę i stabilizatorów termicznych.
1.2.3 Lepkość i przetwarzalność.
TPE mają różną lepkość podczas przetwarzania (TPV i TPC mają wyższą lepkość, podczas gdy TPS ma niższą lepkość). Ma to wpływ na siłę ścinającą i wymagania dotyczące przenoszenia wytłaczarki dwuślimakowej. TPE o wysokiej lepkości wymagają wytłaczarek o wysokim momencie obrotowym i dużych możliwościach mieszania, podczas gdy TPE o niskiej lepkości wymagają precyzyjnej kontroli prędkości wytłaczania, aby uniknąć przelewania się materiału.
1.2.4 Absorpcja wilgoci.
Niektóre TPE (takie jak TPU, TPA) charakteryzują się dużą absorpcją wody, co może powodować powstawanie pęcherzyków, hydroliza, i inne wady przedmieszki. Surowce (TPE, pigmenty, dodatki) należy dokładnie wysuszyć przed obróbką, a wytłaczarka powinna być wyposażona w wyciąg próżniowy usuwający wilgoć i substancje lotne.
1.2.5 Kompatybilność z dodatkami.
TPE często wymagają dodatków funkcjonalnych (takie jak przeciwutleniacze, stabilizatory UV, smary) aby poprawić ich wydajność. Formuła przedmieszki powinna zapewniać kompatybilność dodatków zarówno z pigmentami, jak i matrycą TPE, unikanie reakcji chemicznych, które mogłyby mieć wpływ na jakość produktu.
2. Przedmieszka do TPE: Kompozycja, Wymagania dotyczące formułowania i przetwarzania
Przedmieszka do TPE jest skoncentrowaną mieszaniną pigmentów/barwników, przewoźnicy, i dodatki, przeznaczone do barwienia TPE i nadawania dodatkowych funkcji (takie jak ognioodporność, antystatyczny, przeciwbakteryjny) przy jednoczesnym zachowaniu nieodłącznych właściwości elastycznych i przetwórczych materiału. Formułowanie i przetwarzanie przedmieszki TPE są bardziej wymagające niż w przypadku tradycyjnych tworzyw sztucznych, ze względu na unikalne właściwości TPE. W tej sekcji szczegółowo opisano skład, zasady formułowania, i wymagania dotyczące przetwarzania przedmieszki TPE.
2.1 Podstawowy skład przedmieszki TPE
Podobnie jak tradycyjny koncentrat, Przedmieszka TPE składa się z trzech podstawowych składników: pigmenty/barwniki, przewoźnicy, i dodatki. Dobór i proporcje każdego składnika dostosowane są do rodzaju TPE i wymagań jego zastosowania.
2.1.1 Pigmenty/barwniki.
Pigmenty/barwniki to podstawowe składniki nadające kolor TPE, rozliczanie 10%-70% składu przedmieszki (w zależności od intensywności koloru i rodzaju TPE). Kluczowe wymagania dotyczące pigmentów/barwników w przedmieszce TPE to::
- – Heat Resistance: Musi wytrzymać temperaturę przetwarzania docelowego TPE (150℃-290 ℃) bez rozkładu i przebarwień. Do wysokotemperaturowych TPE (TPC, TPA), Korzystne są odporne na wysoką temperaturę pigmenty organiczne lub pigmenty nieorganiczne.
- – Zgodność: Musi być kompatybilny z matrycą TPE, aby uniknąć migracji, rozkwiecony, lub zmniejszona elastyczność. Pigmenty o podobnej polarności do TPE są bardziej kompatybilne (np., pigmenty polarne do TPU, pigmenty niepolarne do TPS).
- – Rozpraszalność: Musi być łatwo zdyspergowany w matrycy TPE, aby zapewnić jednolite zabarwienie i uniknąć plam barwnych, pasemko, lub obniżone właściwości mechaniczne. Pigmenty drobnocząsteczkowe (20-40 oczko) preferowane są produkty o niskiej aglomeracji.
- – Przyjazność dla środowiska: Musi spełniać światowe standardy ochrony środowiska (takie jak REACH, RoHS) aby uniknąć substancji toksycznych lub szkodliwych (takie jak metale ciężkie) które mogłyby mieć wpływ na zdrowie ludzkie i środowisko.
Typowe pigmenty stosowane w przedmieszce TPE obejmują: pigmenty nieorganiczne (dwutlenek tytanu dla bieli, sadza dla czerni, tlenek żelaza dla koloru czerwonego/żółtego), oraz pigmenty organiczne odporne na wysoką temperaturę (błękit ftalocyjaninowy/zielony, czerwień chinakrydonowa).
2.1.2 Przewoźnicy.
Nośniki stanowią matrycę przedmieszki, rozliczanie 20%-80% kompozycji, i odgrywają kluczową rolę w dyspergowaniu pigmentów i przyleganiu do matrycy TPE. Nośnik musi charakteryzować się doskonałą kompatybilnością zarówno z pigmentami, jak i docelowym TPE, ponieważ słaba kompatybilność może prowadzić do migracji pigmentu, nierówna kolorystyka, i zmniejszona wydajność TPE. Wybór nośnika opiera się na rodzaju TPE:
- – Dla TPS-a (SBS, SEBS): Użyj TPS lub PP jako nośnika, który ma dobrą kompatybilność i płynność przetwarzania.
- – Dla TPO/TPE-o: Jako nośnik użyj PP lub PE, pasujący do poliolefinowego składnika TPO.
- – Dla TPV/TPE-v: Użyj PP jako nośnika, który jest kompatybilny z matrycą PP TPV.
- – Dla TPU: Użyj TPU jako nośnika, zapewniając kompatybilność z matrycą TPU i unikając hydrolizy.
- – Do TPC/TPE-E i TPA/TPE-A: Użyj TPC lub TPA jako nośnika, odpowiednio, aby spełnić wymagania i kompatybilność przetwarzania w wysokiej temperaturze.
Nośnik powinien także charakteryzować się dobrą płynnością przetwarzania, o temperaturze topnienia i temperaturze przetwarzania zgodnej lub nieco niższej od docelowego TPE, aby zapewnić równomierne mieszanie i uniknąć degradacji TPE.
2.1.3 Dodatki.
Dodatki to składniki pomocnicze dodawane w celu poprawy wydajności przetwarzania, dyspergowalność, i wydajność funkcjonalna przedmieszki TPE, rozliczanie 1%-10% kompozycji. Rodzaj i dawkowanie dodatków zależą od rodzaju TPE i wymagań zastosowania:
- – Dyspergatory: Najważniejszy dodatek do przedmieszki TPE, stosowany w celu zmniejszenia napięcia powierzchniowego pigmentu, zapobiegać aglomeracji, i zapewniają równomierną dyspersję w matrycy TPE. Typowe środki dyspergujące obejmują wosk polietylenowy, wosk polipropylenowy, kwas stearynowy, i woski szczepione bezwodnikiem maleinowym. Do TPE o dużej lepkości (KADŹ, TPC), preferowane są wysokowydajne dyspergatory o dużej kompatybilności.
- – Kompatybilności: Stosowany w celu poprawy kompatybilności pomiędzy pigmentami i TPE, oraz pomiędzy przedmieszką a matrycą TPE. Na przykład, Jako kompatybilizator przedmieszki TPO stosuje się PP szczepiony bezwodnikiem maleinowym, a do przedmieszki TPU stosuje się wosk poliuretanowy.
- – Stabilizatory ciepła: Stosowany w celu zapobiegania rozkładowi pigmentów i degradacji TPE podczas obróbki w wysokiej temperaturze. Typowe stabilizatory termiczne obejmują organiczne stabilizatory cyny (dla TPU), hamowane przeciwutleniacze fenolowe (dla TPS-a, TPO), i przeciwutleniacze fosforynowe (dla TPC, TPA).
- – Stabilizatory UV i przeciwutleniacze: Stosowany w celu poprawy odporności na warunki atmosferyczne i starzenie kolorowych produktów TPE, zapobiegając blaknięciu kolorów i pogorszeniu wydajności pod wpływem światła słonecznego i tlenu. Do zastosowań zewnętrznych (takie jak zewnętrzne części samochodowe), Absorbery UV i stabilizatory światła w postaci amin przestrzennych (HALS) są dodawane.
- – Smary: Stosowany w celu zmniejszenia tarcia pomiędzy materiałami i urządzeniami do wytłaczania (śruba, beczka, umrzeć głową), poprawić płynność przetwarzania, i unikać przyklejania się materiału do sprzętu. Typowe smary obejmują kwas stearynowy, stearynian wapnia, i olej silikonowy. Dla TPU i TPA, preferowane są smary o niskiej migracji, aby uniknąć wpływu na działanie produktu.
- – Dodatki funkcjonalne: Dodano w celu nadania specjalnych funkcji TPE, takie jak środki zmniejszające palność (do przewodów i kabli), środki antystatyczne (do podzespołów elektrycznych), i środki przeciwbakteryjne (dla wyrobów medycznych i towarów konsumpcyjnych).
2.2 Zasady formułowania przedmieszki TPE
Skład przedmieszki TPE musi równoważyć efekt barwienia, processing performance, and TPE inherent properties. The key principles are as follows:
2.2.1 Compatibility First.
The carrier, pigmenty, and additives must be compatible with the target TPE to avoid reducing the material’s elasticity, elastyczność, i właściwości mechaniczne. Na przykład, using a non-polar carrier for polar TPU will lead to poor compatibility and pigment migration.
2.2.2 Match Heat Resistance.
The pigments and additives must have heat resistance matching the TPE processing temperature. Na przykład, TPC masterbatch uses high-temperature resistant pigments (heat resistance ≥280℃) to avoid decomposition during processing.
2.2.3 Optimize Dispersibility.
The pigment content and dispersant dosage are adjusted to ensure uniform dispersion. High-concentration masterbatch (pigment content 50%-70%) requires more dispersants and better mixing capabilities, while low-concentration masterbatch (10%-30%) focuses on compatibility.
2.2.4 Minimalizuj wpływ na właściwości TPE.
Przedmieszka nie powinna znacząco wpływać na elastyczność TPE, zestaw kompresyjny, lub odporność na ścieranie. Na przykład, nadmierne środki dyspergujące lub smary mogą zmniejszyć wytrzymałość mechaniczną TPE.
2.2.5 Zgodność z ochroną środowiska.
Preparat musi spełniać światowe standardy ochrony środowiska, unikanie substancji toksycznych lub szkodliwych (takie jak metale ciężkie, ftalany) które mogłyby ograniczyć dostęp do rynku.
2.3 Wymagania dotyczące przetwarzania przedmieszki TPE
Przetwarzanie przedmieszek TPE odbywa się głównie w technologii wytłaczania dwuślimakowego, co wymaga ścisłej kontroli wstępnej obróbki surowców, wstępne mieszanie, parametry wytłaczania, i przetwarzanie końcowe w celu zapewnienia jakości produktu. Kluczowe wymagania dotyczące przetwarzania są następujące:
2.3.1 Wstępna obróbka surowca.
TPE (szczególnie TPU, TPA) charakteryzują się dużą absorpcją wody, więc wszystkie surowce (przewoźnik TPE, pigmenty, dodatki) należy dokładnie wysuszyć przed obróbką. The drying temperature and time are determined by the material type: TPU/TPA is dried at 100-120℃ for 6-8 godziny, TPS/TPO is dried at 80-100℃ for 3-5 godziny, and pigments are dried at 60-80℃ for 2-4 godziny. The moisture content of dried raw materials should be controlled below 0.1% (0.05% for TPU/TPA).
Ponadto, pigments with large particle sizes or agglomerates should be crushed and sieved (20-40 oczko) to improve dispersibility, and impurities (metal particles, dust) should be removed to avoid wear on extrusion equipment and defects in masterbatch.
2.3.2 Premixing.
The dried raw materials (pigmenty, carrier, dodatki) 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 obr./min, mixing time 5-10 protokół, mixing temperature 40-60℃. For high-concentration masterbatch or high-viscosity TPE carriers, the premixing time is extended, and dispersants are added first to coat the pigments, improving dispersibility.
2.3.3 Extrusion Parameters Control.
Twin-screw extrusion is the core step of TPE masterbatch processing, and the key parameters (temperatura, prędkość śruby, extrusion pressure, feeding speed) must be precisely controlled to match the TPE type:
- – Kontrola temperatury: The barrel is divided into 4-6 temperature control sections (feeding section, melting section, mixing section, homogenizing section, die head section). The temperature of each section is adjusted according to the TPE processing temperature. Na przykład, TPS masterbatch: feeding section 100-120℃, melting section 160-180℃, mixing section 170-190℃, homogenizing section 160-180℃, die head section 150-170℃; TPC masterbatch: feeding section 150-170℃, melting section 230-250℃, mixing section 240-260℃, homogenizing section 230-250℃, die head section 220-240℃. The temperature control precision should reach ±1℃ to avoid TPE degradation and pigment decomposition.
- – Screw Speed: The screw speed ranges from 200-800 obr./min, adjusted based on TPE viscosity. High-viscosity TPEs (KADŹ, TPC) require higher screw speed (500-800 obr./min) to generate sufficient shear force for pigment dispersion; low-viscosity TPEs (TPS) use moderate speed (300-500 obr./min) to avoid material overflow.
- – Extrusion Pressure: 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. Do TPE o dużej lepkości, 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, elektryczny, budowa, dobra konsumpcyjne, and other industries, and different application fields have different requirements for TPE masterbatch performance (kolor, dyspergowalność, functionality) and production efficiency. 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 Przemysł motoryzacyjny: The Largest Application Field of TPE Masterbatch
Największym konsumentem TPE jest branża motoryzacyjna, stanowiących ponad 40% of the global TPE market. TPEs are used in a wide range of automotive components due to their lightweight, elastyczny, and recyclable properties, and TPE masterbatch plays a key role in coloring and functional modification of these components. The main automotive applications of TPE masterbatch include:
3.1.1 Automotive Seals and Gaskets.
TPE (mainly TPV, TPO) are used to produce automotive door seals, uszczelki okienne, hood seals, i uszczelki, which require good elasticity, odporność na warunki atmosferyczne, i elastyczność w niskich temperaturach. The masterbatch for these components requires uniform coloring, good weather resistance (Odporność na promieniowanie UV, 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); seria HTE łączy w sobie wysoką wydajność i opłacalność, suitable for TPO masterbatch processing, with good mixing dispersibility and energy-saving advantages.
3.1.2 Automotive Interior Components.
TPE (mainly TPS, TPU) are used to produce automotive interior components such as instrument panel skins, panele drzwiowe, steering wheel covers, and armrests, which require good flexibility, soft touch, and environmental friendliness (non-toxic, bezwonny). The masterbatch requires bright colors, uniform dispersibility, and no migration (to avoid staining other interior components).
Matching Extruders: HTS BASIC series and HTE series. The HTS BASIC series is cost-effective, suitable for small and medium-sized manufacturers producing TPS interior masterbatch; the HTE series has good mixing dispersibility and low energy consumption, suitable for large-scale production of TPU/TPS interior masterbatch.
3.1.3 Automotive Hoses and Tubing.
TPE (mainly TPU, TPC, TPA) are used to produce automotive fuel hoses, air intake hoses, and brake hoses, which require good oil resistance, odporność na ciepło, i wytrzymałość mechaniczną. The masterbatch requires high-temperature resistance, odporność na olej, 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, precyzyjna kontrola temperatury, and high wear resistance, suitable for TPC/TPA masterbatch processing (wysoka temperatura, 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, transparency, odporność na uderzenia). 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, złącza, and other components, requiring functional masterbatch (antystatyczny, trudnopalny, high-temperature resistant) to meet safety and performance requirements.
3.2.1 Wires and Cables.
TPE (mainly 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, flame retardancy, i odporność na ścieranie. The masterbatch requires flame retardancy (meeting UL94 V-0 standard), antistatic properties, and uniform coloring.
Matching Extruders: HTS PLUS series, Seria 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.
TPE (mainly TPU, TPA) are used to produce electrical connectors, plugs, and socket housings, which require good electrical insulation, odporność na uderzenia, and environmental friendliness. The masterbatch requires uniform coloring, high-temperature resistance, and no 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 Branża budowlana i transportowa: 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.
TPE (mainly TPV, TPO) are used to produce building door and window seals, curtain wall seals, and expansion joints, which require good weather resistance, Odporność na promieniowanie UV, 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: HTS BASIC series and HTE series. The HTS BASIC series is cost-effective, 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, soft touch, and environmental friendliness.
3.4.1 Footwear Industry.
TPE (mainly TPU, TPS) are used to produce shoe soles, shoe uppers, and shoe accessories, which require good flexibility, odporność na ścieranie, and soft touch. The masterbatch requires bright colors, uniform dispersibility, and no 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, zabawki, and other household items, which require non-toxic, bezwonny, soft touch, and bright colors. The masterbatch requires environmental friendliness (meeting food contact standards for coasters/handles) and uniform coloring.
Matching Extruders: ZTE series and HTS BASIC series. The ZTE series is simple to operate, low in maintenance cost, suitable for small-batch, multi-variety production; the HTS BASIC series has good environmental protection masterbatch compatibility, meeting food contact standards.
3.4.3 Medical Devices.
TPE (mainly 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), high transparency (for catheters), and uniform dispersibility.
Matching Extruders: HTS SUPER series and HTS PLUS series. The HTS SUPER series has clean production design, precyzyjna kontrola temperatury, 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, odporność na zużycie, i wytrzymałość mechaniczną. 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, development, and production of high-performance twin-screw extruders, and has accumulated rich experience in TPE masterbatch processing. Based on the unique processing characteristics of TPEs (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, i serii HTE. Each series has targeted performance advantages, providing personalized and efficient processing solutions for TPE masterbatch manufacturers of different scales.
4.1 Core Advantages of Zhuoyue’s Extruders for TPE Masterbatch Processing
Zhuoyue’s extruders are specially optimized for TPE masterbatch processing, with the following core advantages to meet the strict requirements of TPE processing:
4.1.1 Excellent Mixing and Dispersing Effect.
TPE masterbatch requires uniform dispersion of pigments and additives to avoid affecting the material’s elasticity and mechanical properties. All Zhuoyue’s twin-screw extruders adopt an intermeshing co-rotating structure, with a reasonable screw pitch, lead, and compression ratio design. The intermeshing and rotating of the twin screws generate strong shear force and kneading force, which can fully break pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of pigments, przewoźnicy, and additives in the TPE matrix. The mixing uniformity reaches more than 95%, which is far higher than that of ordinary extruders.
Ponadto, the screws adopt a modular design, which can freely combine different screw elements (conveying, mieszanie, shearing) according to the TPE type. Na przykład, 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 Precise Temperature Control, 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, z 4-6 independent temperature control sections, temperature control precision of ±1℃, and real-time temperature monitoring and alarm functions. The barrel adopts a double-layer jacket design, realizing rapid heating and cooling, and improving temperature response speed. The die head is equipped with an independent temperature control device, ensuring stable shaping of the masterbatch strip.
4.1.3 High Wear Resistance and Corrosion Resistance.
Some TPE masterbatches (such as TPA, TPC) contain high-hardness pigments or additives, which can wear the screw and barrel. Zhuoyue’s extruders use high-quality wear-resistant materials and advanced manufacturing technologies: HTS PLUS/SUPER/HTE series screws and barrels are made of imported wear-resistant alloy steel, undergoing bimetallic composite or laser cladding treatment, surface hardness ≥65 HRC (HTS SUPER series ≥70 HRC), service life 2-3 times that of ordinary extruders; HTS BASIC/ZTE series screws and barrels are nitrided, surface hardness ≥60 HRC, meeting the needs of ordinary TPE masterbatch processing.
4.1.4 Vacuum Exhaust and Moisture Removal Capabilities.
TPEs such as TPU and TPA have high water absorption, and moisture can cause bubbles and defects in the masterbatch. All Zhuoyue’s mid-to-high-end extruders (HTS PLUS/SUPER/HTE) are equipped with a vacuum exhaust device, which can effectively remove moisture, volatile substances, and air in the material, ensuring the density and quality of the masterbatch. The vacuum degree is adjustable (0.06-0.09MPa), adapting to different moisture content requirements.
4.1.5 High Production Efficiency and Energy Saving.
Zhuoyue’s extruders adopt high-torque gearboxes and optimized screw structures, with strong conveying capacity and high production efficiency. Compared with ordinary extruders, production efficiency is increased by 20%-50%, and energy consumption is reduced by 15%-25%. Na przykład, HTS SUPER series production capacity reaches 1000-3000kg/h, suitable for large-scale mass production; ZTE series production capacity is 50-400kg/h, suitable for small-batch production.
4.1.6 Intelligent Control and Easy Operation.
All extruders adopt a PLC intelligent control system and touch screen operation interface, which can store up to 100 sets of formula and processing parameters. When switching between different TPE masterbatches, only the corresponding parameters need to be called, avoiding repeated debugging. The HTS SUPER series is equipped with cloud control functions, realizing remote parameter adjustment, production data monitoring, i konserwację predykcyjną, realizing intelligent production management.
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 (przedmieszka kolorowa, przedmieszka trudnopalna, antistatic masterbatch), with pigment content ranging from 10% Do 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, skala produkcji, and application requirements.
4.2.1 Seria HTS BASIC: 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 Seria HTS PLUS: 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 (KADŹ, TPU, high-concentration TPE masterbatch, przedmieszka trudnopalna). 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 (środki zmniejszające palność, środki antystatyczne). 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, urządzenia medyczne).
4.2.3 Seria HTS SUPER: 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, zaprojektowany z myślą o hi-endzie, high-demand TPE masterbatch processing (TPA, TPC, ultra-high-concentration masterbatch, masterbatch for new energy vehicles/aerospace).
It adopts Zhuoyue’s latest ultra-high torque transmission device, specific torque 17-20Nm/cm³, screw diameter 50-95mm, production capacity 1000-3000kg/h. The screws are made of new wear-resistant alloy steel, poddane obróbce laserowej (twardość powierzchni ≥70 HRC), service life 3-4 times that of ordinary extruders. W lufie zastosowano dwuwarstwową kurtkę + wymuszona konstrukcja chłodząca, dokładność kontroli temperatury ± 1 ℃, nadaje się do obróbki TPE w wysokiej temperaturze (220-290℃). Wielostopniowa kombinacja ślimaków mieszających zapewnia bardzo wysoką równomierność mieszania (≥98%), nadaje się do przedmieszek o bardzo wysokim stężeniu (70%-80%) i przetwarzanie przedmieszek TPA/TPC.
Seria wyposażona jest w inteligentny system sterowania w chmurze, realizing remote parameter adjustment, wczesne ostrzeganie o usterce, i konserwację predykcyjną. Nadaje się do dużych rozmiarów, producenci o wysokich standardach produkujący wysokiej klasy przedmieszki TPE (jak węże samochodowe wysokotemperaturowe, precyzyjne złącza elektryczne, komponenty lotnicze).
4.2.4 Seria ZTE: Ekonomiczne w przypadku uniwersalnej przedmieszki TPE.
Seria ZTE jest pozycjonowana jako produkt opłacalny, przeznaczone dla producentów równoważących jakość przetwarzania i koszty, producing universal ordinary TPE masterbatch (low-concentration TPS/TPO/TPU masterbatch). It adopts a twin-screw parallel co-rotating structure, specific torque 8-11Nm/cm³, screw diameter 25-65mm, production capacity 50-400kg/h.
The series uses nitrided screws and barrels (surface hardness ≥60 HRC), meeting the needs of ordinary TPE masterbatch processing (pigment content ≤50%). It is equipped with a 4-section temperature control system, simple touch screen operation, easy to learn and master. The ZTE series has a simple structure, low energy consumption, and low maintenance cost, suitable for small manufacturers, small workshops, and enterprises producing small-batch, multi-variety TPE masterbatch (such as small toys, local household goods).
4.2.5 Seria HTE: 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, ze względu na unikalne właściwości 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) Optimize raw materials: Select fine-particle pigments (20-40 oczko), dry thoroughly; select carrier compatible with TPE; increase dispersant dosage (1%-5% of pigment dosage). (2) Improve premixing: Increase mixing speed to 800-1200 obr./min, extend mixing time to 5-10 protokół. (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 protokół) in the extruder. (3) Poor equipment cooling, local overheating of the barrel. (4) Raw materials: TPE has poor heat resistance; moisture content is too high (causing TPU hydrolysis).
Solutions: (1) Adjust temperature: Reduce mixing/homogenizing section temperature, control within TPE processing range; check temperature sensor accuracy. (2) Shorten residence time: Increase screw speed, reduce screw compression ratio. (3) Maintain cooling system: Clean cooling pipes, replace faulty cooling elements. (4) Optimize raw materials: Select high-temperature resistant TPE; dry raw materials thoroughly (moisture content ≤0.05% for TPU/TPA); add heat stabilizers.
5.3 Problem 3: High Wear of Screw and Barrel
Manifestation: Rapid wear of screw and barrel, reduced shear force and mixing capacity; masterbatch dispersibility decreases, equipment maintenance cost increases.
Causes: (1) Raw materials: High-hardness pigments/additives (such as carbon black, titanium dioxide); large particle size. (2) Extrusion parameters: High screw speed, excessive shear force; high extrusion pressure. (3) Equipment: Screw/barrel material has poor wear resistance.
Solutions: (1) Optimize raw materials: Select small-particle, low-hardness pigments; crush and sieve raw materials; add lubricants to reduce friction. (2) Adjust parameters: Reduce screw speed and extrusion pressure appropriately. (3) Select high-wear-resistant equipment: Choose Zhuoyue’s HTS PLUS/SUPER/HTE series with bimetallic composite or laser-clad screws/barrels.
5.4 Problem 4: Bubbles in Masterbatch
Manifestation: Bubbles in masterbatch particles, affecting product density and mechanical properties; TPE products have pores and defects.
Causes: (1) Raw materials: High moisture content (especially TPU/TPA); volatile substances in pigments/additives. (2) Extrusion parameters: Low extrusion temperature, incomplete melting; insufficient vacuum exhaust. (3) 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, Equipment Blockage
Manifestation: Difficult material conveying and extrusion; unstable extrusion pressure; die head or extrusion cavity blockage.
Causes: (1) Raw materials: High TPE viscosity (TPV/TPC); high pigment content (more than 70%); high moisture content (causing agglomeration). (2) Extrusion parameters: Low temperature, incomplete melting; low screw speed, insufficient conveying capacity. (3) Equipment: Worn conveying elements; blocked die head.
Solutions: (1) Optimize raw materials: Reduce pigment content; select low-viscosity TPE; dry raw materials thoroughly. (2) Adjust parameters: Increase extrusion temperature; increase screw speed; replace die head with larger holes. (3) Maintain equipment: Replace worn conveying elements; clean die head and extrusion cavity regularly.
6. Practical Application Cases of Zhuoyue Extruders in TPE Masterbatch Processing
To verify the performance advantages of Zhuoyue’s extruders in TPE masterbatch processing, this section introduces several practical cases, covering different TPE categories, production scales, i pola aplikacji, demonstrating the targeted solutions provided by Zhuoyue.
6.1 Sprawa 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background: A large automotive component manufacturer in Shanghai, Chiny, produces high-temperature resistant TPC hoses for new energy vehicles. The customer needs to produce TPC masterbatch (pigment content 60%, high-temperature resistant) with requirements of ultra-high dispersibility (no color spots), odporność na ciepło (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Rozwiązanie: 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: Pierwszy, 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. Drugi, the barrel is equipped with a double-layer jacket + wymuszona konstrukcja chłodząca, z 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. Trzeci, 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. Ponadto, 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: Po 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 miesiące, 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 Sprawa 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background:
A large automotive component manufacturer in Shanghai, Chiny, produces high-temperature resistant TPC hoses for new energy vehicles. The customer needs to produce TPC masterbatch (pigment content 60%, high-temperature resistant) with requirements of ultra-high dispersibility (no color spots), odporność na ciepło (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Rozwiązanie:
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: Pierwszy, 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. Drugi, the barrel is equipped with a double-layer jacket + wymuszona konstrukcja chłodząca, z 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. Trzeci, 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. Ponadto, 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:
Po 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 miesiące, 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.