Elastômeros Termoplásticos (TPE), às vezes chamadas de borrachas termoplásticas (TPR), são uma classe de copolímeros ou misturas físicas de polímeros – normalmente um plástico e uma borracha – que combinam as propriedades de termoplásticos e elastômeros. Esta combinação única permite que os TPEs sejam processados como termoplásticos (por extrusão, moldagem por injeção, moldagem por sopro, etc.) mantendo a elasticidade e flexibilidade das borrachas. Ao contrário das borrachas vulcanizadas tradicionais, Os TPEs podem ser derretidos e reprocessados diversas vezes sem perda significativa de desempenho, tornando-os mais ecológicos e econômicos. Como a demanda por peso leve, flexível, e materiais recicláveis cresce em setores como o automotivo, elétrico, construção, e bens de consumo, Os TPEs tornaram-se cada vez mais populares, impulsionando o desenvolvimento de tecnologias especializadas de masterbatch e extrusão adaptadas aos seus requisitos exclusivos de processamento.
Masterbatch, como um material chave para coloração e modificação funcional de TPEs, desempenha um papel crucial na melhoria do desempenho e na expansão do escopo de aplicação dos produtos TPE. O processamento do masterbatch TPE requer controle preciso da mistura, dispersando, e parâmetros de temperatura, como TPEs têm viscosidade específica, resistência ao calor, e características de elasticidade que diferem dos plásticos tradicionais. Extrusoras de rosca dupla, com suas capacidades superiores de mistura e dispersão, controle preciso de temperatura, e adaptabilidade a diversos materiais, tornaram-se o principal equipamento de processamento para masterbatch TPE. Zhuoyue, um fabricante profissional de extrusoras de rosca dupla, oferece uma gama completa de soluções avançadas de extrusão projetadas especificamente para composição de TPE e processamento de masterbatch, cobrindo TPE/SBS/TPU/TPR/TPV e outras categorias importantes de TPE, para atender às diversas necessidades dos fabricantes em diferentes setores.
1. Visão geral dos elastômeros termoplásticos (TPE): Categorias, Propriedades e características principais
TPEs são uma família diversificada de materiais, classificados em seis categorias comerciais gerais com base na sua composição química e estrutura. Cada categoria tem propriedades únicas, características de processamento, e campos de aplicação, que determinam diretamente os requisitos para formulação de masterbatch e equipamentos de extrusão. Compreender a classificação e as propriedades dos TPEs é a base para otimizar o processamento de masterbatch e selecionar extrusoras de rosca dupla adequadas.
1.1 Seis categorias comerciais gerais de TPEs
1.1.1 Copolímeros em bloco de estirênico (TPS, TPE-s).
TPS é a categoria de TPEs mais amplamente utilizada, representando uma grande parte do mercado global de TPE. É composto por blocos de estirênico (como poliestireno, PS) e blocos elastoméricos (como polibutadieno, OP; poliisopreno, PI; ou etileno-butileno, BE), conectados por ligações covalentes. Os tipos mais comuns de TPS incluem SBS (Estirenos-Butadienos-Estirenos), SIS (Estireno-Isopreno-Estireno), SEBS (Estireno-Etileno-Butileno-Estireno), e SEPS (Estireno-Etileno-Propileno-Estireno).
As principais propriedades do TPS incluem excelente flexibilidade, elasticidade, e processabilidade. SEBS e SEPS, que são versões hidrogenadas de SBS e SIS, melhoraram a resistência ao calor, resistência às intempéries, e resistência ao envelhecimento, tornando-os adequados para aplicações externas e de alta temperatura. Os materiais TPS são facilmente coloridos e modificados com masterbatch, e sua temperatura de processamento varia de 150°C a 220°C, que é compatível com a maioria das extrusoras de rosca dupla. As aplicações comuns de TPS incluem componentes automotivos, fios e cabos, bens de consumo, e dispositivos médicos.
1.1.2 Elastômeros de poliolefina termoplástica (TPO, TPE-o).
TPO é uma mistura física de poliolefina (como polipropileno, PP; ou polietileno, Educação Física) e elastômero (como monômero de etileno-propileno-dieno, EPDM). Combina a rigidez das poliolefinas com a elasticidade dos elastômeros, e tem excelente resistência química, resistência às intempéries, e flexibilidade de baixa temperatura. TPOs não são tóxicos, inodoro, e reciclável, tornando-os ideais para aplicações que exigem respeito ao meio ambiente.
A temperatura de processamento do TPO varia de 160°C a 230°C, e tem boa compatibilidade com vários masterbatches (lote mestre de cores, masterbatch retardador de chama, etc.). TPOs são amplamente utilizados em peças externas automotivas (como capas de pára-choques, forros de pára-lama), materiais de construção (como selos, juntas), e componentes elétricos. Devido ao seu alto teor de poliolefinas, O processamento de masterbatch TPO requer extrusoras com boa capacidade de mistura para garantir dispersão uniforme de pigmentos e aditivos.
1.1.3 Vulcanizados Termoplásticos (CUBA, TPE v.).
TPV é uma mistura dinamicamente vulcanizada de poliolefina (geralmente PP) e elastômero (geralmente EPDM). Durante o processamento, a fase de elastômero é vulcanizada em pequenas partículas e uniformemente dispersa na matriz de poliolefina, resultando em excelente elasticidade, resistência de conjunto de compressão, e resistência ao calor. Os TPVs têm melhores propriedades mecânicas e estabilidade dimensional do que os TPEs tradicionais, e pode suportar exposição prolongada a altas temperaturas (até 150 ℃).
O processamento TPV requer controle preciso de temperatura e forte força de cisalhamento para garantir vulcanização e dispersão uniformes. A temperatura de processamento varia de 170°C a 240°C, e o material tem alta viscosidade durante o processamento, que impõe altos requisitos ao torque e à resistência ao desgaste de extrusoras de rosca dupla. TPVs são amplamente utilizados em vedações automotivas, mangueiras, juntas, e componentes industriais que exigem alto desempenho e durabilidade.
1.1.4 Poliuretanos Termoplásticos (TPU).
TPU é um copolímero em bloco composto por segmentos duros (diisocianato e extensor de cadeia) e segmentos suaves (poliol). Possui excelente elasticidade, resistência à abrasão, resistência ao óleo, e resistência mecânica, e pode ser ajustado em dureza desde muito macio (Costa A 30) muito difícil (Costa D 85) alterando a proporção de segmentos duros e moles.
O processamento de TPU é sensível à temperatura e umidade. A temperatura de processamento varia de 180°C a 250°C, e o material deve ser completamente seco antes do processamento (teor de umidade ≤0,05%) para evitar hidrólise e formação de bolhas. O processamento de masterbatch TPU requer extrusoras com controle preciso de temperatura e recursos de exaustão a vácuo. TPU é amplamente utilizado em fios e cabos, mangueiras automotivas, calçados, cateteres médicos, e equipamentos esportivos.
1.1.5 Copoliésteres Termoplásticos (TPC, TPE-E).
TPC é um copolímero em bloco composto por segmentos duros de poliéster e segmentos macios de poliéter ou poliéster. Possui excelente resistência ao calor, resistência química, e propriedades mecânicas, e pode suportar altas temperaturas de até 150°C por longos períodos. Os TPCs também têm boa flexibilidade e elasticidade, tornando-os adequados para aplicações de alto desempenho.
A temperatura de processamento do TPC varia de 220°C a 280°C, que é superior a outras categorias de TPE. Possui alta viscosidade durante o processamento e requer extrusoras com alto torque e controle preciso de temperatura. O processamento de masterbatch TPC também requer atenção especial à dispersão de pigmentos e aditivos para evitar afetar as propriedades mecânicas do material.. TPCs são amplamente utilizados em componentes automotivos (como mangueiras de entrada de ar, selos de transmissão), peças aeroespaciais, e máquinas industriais.
1.1.6 Poliamidas Termoplásticas (TPA, TPE-A).
TPA é um copolímero em bloco composto por segmentos duros de poliamida e segmentos macios de poliéter.. Combina a alta resistência, resistência ao desgaste, e resistência química das poliamidas com a flexibilidade e elasticidade dos poliéteres. TPA tem excelente resistência ao impacto e desempenho em baixas temperaturas, e pode ser usado em ambientes agressivos.
A temperatura de processamento do TPA varia de 230°C a 290°C, e tem alta absorção de água, exigindo secagem completa antes do processamento. O processamento de masterbatch TPA requer extrusoras com alta resistência ao desgaste (devido à alta dureza da poliamida) e controle preciso de temperatura para evitar a degradação do material. TPA é amplamente utilizado em componentes automotivos (como engrenagens, rolamentos), conectores elétricos, e mangueiras industriais.
1.2 Principais propriedades dos TPEs que afetam o processamento de masterbatch
Os TPEs têm propriedades únicas que os distinguem dos plásticos tradicionais, e essas propriedades afetam diretamente a formulação do masterbatch e a seleção do equipamento de extrusão. As principais propriedades a serem consideradas no processamento de masterbatch são as seguintes:
1.2.1 Elasticidade e Flexibilidade.
TPEs têm alta elasticidade e flexibilidade, o que significa que o masterbatch deve ser compatível com a matriz TPE para evitar a redução do desempenho elástico do material. A transportadora do masterbatch deve ter boa compatibilidade com o TPE, e o dispersante deve garantir a dispersão uniforme dos pigmentos sem formar aglomerados que possam causar concentração de tensão e reduzir a flexibilidade.
1.2.2 Resistência ao Calor.
Diferentes categorias de TPE têm diferentes resistências ao calor (a temperatura de processamento varia de 150°C a 290°C). Os pigmentos e aditivos do masterbatch devem ter resistência ao calor correspondente à temperatura de processamento do TPE para evitar decomposição, descoloração, ou degradação do desempenho durante a extrusão. Por exemplo, TPC e TPA requerem pigmentos resistentes a altas temperaturas e estabilizadores de calor.
1.2.3 Viscosidade e Processabilidade.
TPEs têm viscosidades variadas durante o processamento (TPV e TPC têm maior viscosidade, enquanto o TPS tem menor viscosidade). Isto afeta a força de cisalhamento e os requisitos de transporte da extrusora de rosca dupla. TPEs de alta viscosidade exigem extrusoras com alto torque e fortes capacidades de mistura, enquanto os TPEs de baixa viscosidade exigem controle preciso da velocidade de extrusão para evitar transbordamento de material.
1.2.4 Absorção de umidade.
Alguns TPEs (como TPU, TPA) tem alta absorção de água, que pode causar bolhas, hidrólise, e outros defeitos no masterbatch. As matérias-primas (TPE, pigmentos, aditivos) deve ser completamente seco antes do processamento, e a extrusora deve ser equipada com um dispositivo de exaustão a vácuo para remover umidade e substâncias voláteis.
1.2.5 Compatibilidade com Aditivos.
Os TPEs geralmente requerem aditivos funcionais (como antioxidantes, Estabilizadores UV, lubrificantes) para melhorar seu desempenho. O masterbatch deve ser formulado para garantir que os aditivos sejam compatíveis tanto com os pigmentos quanto com a matriz TPE, evitando reações químicas que possam afetar a qualidade do produto.
2. Masterbatch para TPEs: Composição, Requisitos de formulação e processamento
Masterbatch para TPEs é uma mistura concentrada de pigmentos/corantes, transportadoras, e aditivos, projetado para colorir TPEs e transmitir funções adicionais (como retardador de chama, antiestático, antibacteriano) mantendo as propriedades elásticas e de processamento inerentes ao material. A formulação e o processamento do masterbatch TPE são mais exigentes do que os dos plásticos tradicionais, devido às propriedades únicas dos TPEs. Esta seção detalha a composição, princípios de formulação, e requisitos de processamento do masterbatch TPE.
2.1 Composição Central do TPE Masterbatch
Como masterbatch tradicional, O masterbatch TPE consiste em três componentes básicos: pigmentos/corantes, transportadoras, e aditivos. A seleção e proporção de cada componente são adaptadas ao tipo de TPE e aos seus requisitos de aplicação.
2.1.1 Pigmentos/Corantes.
Pigmentos/corantes são os principais componentes que conferem cor aos TPEs, contabilidade para 10%-70% da composição do masterbatch (dependendo da intensidade da cor e do tipo de TPE). Os principais requisitos para pigmentos/corantes em masterbatch TPE são:
- – Resistência ao Calor: Deve suportar a temperatura de processamento do TPE alvo (150℃-290℃) sem decomposição ou descoloração. Para TPEs de alta temperatura (TPC, TPA), pigmentos orgânicos resistentes a altas temperaturas ou pigmentos inorgânicos são preferidos.
- – Compatibilidade: Deve ser compatível com a matriz TPE para evitar migração, florescendo, ou elasticidade reduzida. Pigmentos com polaridade semelhante ao TPE são mais compatíveis (por exemplo, pigmentos polares para TPU, pigmentos não polares para TPS).
- – Dispersibilidade: Deve ser facilmente disperso na matriz TPE para garantir coloração uniforme e evitar manchas coloridas, ondas, ou propriedades mecânicas reduzidas. Pigmentos de partículas finas (20-40 malha) com baixa aglomeração são preferidos.
- – Amizade Ambiental: Deve atender aos padrões globais de proteção ambiental (como o REACH, RoHS) para evitar substâncias tóxicas ou prejudiciais (como metais pesados) que possam afetar a saúde humana e o meio ambiente.
Pigmentos comuns usados em masterbatch TPE incluem: pigmentos inorgânicos (dióxido de titânio para branco, negro de fumo para preto, óxido de ferro para vermelho/amarelo), e pigmentos orgânicos resistentes a altas temperaturas (ftalocianina azul/verde, quinacridona vermelha).
2.1.2 Operadoras.
Transportadoras são a matriz do masterbatch, contabilidade para 20%-80% da composição, e desempenham um papel fundamental na dispersão de pigmentos e na adesão à matriz TPE. O transportador deve ter excelente compatibilidade tanto com os pigmentos quanto com o TPE alvo, pois a baixa compatibilidade pode levar à migração do pigmento, coloração irregular, e desempenho reduzido do TPE. A seleção da transportadora é baseada no tipo de TPE:
- – Para TPS (SBS, SEBS): Use TPS ou PP como transportadora, que tem boa compatibilidade e fluidez de processamento.
- – Para TPO/TPE-o: Use PP ou PE como transportadora, combinando com o componente poliolefínico do TPO.
- – Para TPV/TPE-v: Use PP como transportadora, que é compatível com a matriz PP do TPV.
- – Para TPU: Use TPU como operadora, garantindo compatibilidade com a matriz TPU e evitando hidrólise.
- – Para TPC/TPE-E e TPA/TPE-A: Use TPC ou TPA como operadora, respectivamente, para atender aos requisitos de processamento em alta temperatura e compatibilidade.
O transportador também deve ter boa fluidez de processamento, com um ponto de fusão e temperatura de processamento consistente ou ligeiramente inferior ao TPE alvo, para garantir uma mistura uniforme e evitar a degradação do TPE.
2.1.3 Aditivos.
Aditivos são componentes auxiliares adicionados para melhorar o desempenho do processamento, dispersibilidade, e desempenho funcional do masterbatch TPE, contabilidade para 1%-10% da composição. O tipo e a dosagem dos aditivos são determinados pelo tipo de TPE e pelos requisitos de aplicação:
- – Dispersantes: O aditivo mais importante para masterbatch TPE, usado para reduzir a tensão superficial do pigmento, evitar aglomeração, e garantir dispersão uniforme na matriz TPE. Dispersantes comuns incluem cera de polietileno, cera de polipropileno, ácido esteárico, e ceras enxertadas com anidrido maleico. Para TPEs de alta viscosidade (CUBA, TPC), dispersantes de alta eficiência com forte compatibilidade são preferidos.
- – Compatibilizantes: Usado para melhorar a compatibilidade entre pigmentos e TPEs, e entre masterbatch e matriz TPE. Por exemplo, PP enxertado com anidrido maleico é usado como compatibilizante para masterbatch TPO, e cera de poliuretano é usada para masterbatch TPU.
- – Estabilizadores de calor: Usado para evitar a decomposição do pigmento e a degradação do TPE durante o processamento em alta temperatura. Os estabilizadores de calor comuns incluem estabilizadores orgânicos de estanho (para TPU), antioxidantes fenol prejudicados (para TPS, TPO), e antioxidantes fosfito (para TPC, TPA).
- – Estabilizadores UV e Antioxidantes: Usado para melhorar a resistência às intempéries e ao envelhecimento de produtos TPE coloridos, evitando o desbotamento da cor e a degradação do desempenho sob luz solar e oxigênio. Para aplicações externas (como peças externas automotivas), Absorventes de UV e estabilizadores de luz com aminas impedidas (HALS) são adicionados.
- – Lubrificantes: Usado para reduzir o atrito entre materiais e equipamentos de extrusão (parafuso, barril, morrer cabeça), melhorar a fluidez do processamento, e evitar que o material grude no equipamento. Lubrificantes comuns incluem ácido esteárico, estearato de cálcio, e óleo de silicone. Para TPU e TPA, lubrificantes com baixa migração são preferidos para evitar afetar o desempenho do produto.
- – Aditivos Funcionais: Adicionado para conferir funções especiais aos TPEs, como retardadores de chama (para fios e cabos), agentes antiestáticos (para componentes elétricos), e agentes antibacterianos (para dispositivos médicos e bens de consumo).
2.2 Princípios de formulação de TPE Masterbatch
A formulação do masterbatch TPE deve equilibrar o efeito de coloração, desempenho de processamento, e propriedades inerentes do TPE. Os princípios-chave são os seguintes:
2.2.1 Compatibilidade primeiro.
A transportadora, pigmentos, e aditivos devem ser compatíveis com o TPE alvo para evitar a redução da elasticidade do material, flexibilidade, e propriedades mecânicas. Por exemplo, usar um transportador não polar para TPU polar levará a baixa compatibilidade e migração de pigmento.
2.2.2 Combine a resistência ao calor.
Os pigmentos e aditivos devem ter resistência ao calor correspondente à temperatura de processamento do TPE. Por exemplo, Masterbatch TPC usa pigmentos resistentes a altas temperaturas (resistência ao calor ≥280℃) para evitar a decomposição durante o processamento.
2.2.3 Otimize a Dispersibilidade.
O teor de pigmento e a dosagem do dispersante são ajustados para garantir uma dispersão uniforme. Masterbatch de alta concentração (conteúdo de pigmento 50%-70%) requer mais dispersantes e melhores capacidades de mistura, enquanto masterbatch de baixa concentração (10%-30%) foca na compatibilidade.
2.2.4 Minimize o impacto nas propriedades do TPE.
O masterbatch não deve afetar significativamente a elasticidade do TPE, conjunto de compressão, ou resistência à abrasão. Por exemplo, dispersantes ou lubrificantes excessivos podem reduzir a resistência mecânica do TPE.
2.2.5 Conformidade com proteção ambiental.
A formulação deve atender aos padrões globais de proteção ambiental, evitando substâncias tóxicas ou prejudiciais (como metais pesados, ftalatos) que poderia restringir o acesso ao mercado.
2.3 Requisitos de processamento do TPE Masterbatch
O processamento de masterbatch TPE é realizado principalmente usando tecnologia de extrusão de parafuso duplo, que requer controle rigoroso do pré-tratamento da matéria-prima, pré-mistura, parâmetros de extrusão, e pós-processamento para garantir a qualidade do produto. Os principais requisitos de processamento são os seguintes:
2.3.1 Pré-tratamento de matérias-primas.
TPE (especialmente TPU, TPA) tem alta absorção de água, então todas as matérias-primas (Transportadora TPE, pigmentos, aditivos) deve ser completamente seco antes do processamento. A temperatura e o tempo de secagem são determinados pelo tipo de material: TPU/TPA é seco a 100-120°C para 6-8 horas, TPS/TPO é seco a 80-100°C para 3-5 horas, e os pigmentos são secos a 60-80°C para 2-4 horas. O teor de umidade das matérias-primas secas deve ser controlado abaixo 0.1% (0.05% para TPU/TPA).
Além disso, pigmentos com partículas grandes ou aglomerados devem ser triturados e peneirados (20-40 malha) para melhorar a dispersibilidade, e impurezas (partículas metálicas, pó) devem ser removidos para evitar desgaste no equipamento de extrusão e defeitos no masterbatch.
2.3.2 Pré-mistura.
As matérias-primas secas (pigmentos, operadora, aditivos) 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 rpm, tempo de mistura 5-10 minutos, 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, velocidade do parafuso, pressão de extrusão, velocidade de alimentação) must be precisely controlled to match the TPE type:
- – Controle de temperatura: The barrel is divided into 4-6 temperature control sections (feeding section, melting section, mixing section, homogenizing section, seção de cabeça de matriz). The temperature of each section is adjusted according to the TPE processing temperature. Por exemplo, 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.
- – Velocidade do parafuso: The screw speed ranges from 200-800 rpm, adjusted based on TPE viscosity. High-viscosity TPEs (CUBA, TPC) require higher screw speed (500-800 rpm) to generate sufficient shear force for pigment dispersion; low-viscosity TPEs (TPS) use moderate speed (300-500 rpm) to avoid material overflow.
- – Pressão de Extrusão: 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. Para TPEs de alta viscosidade, 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, elétrico, construção, bens de consumo, and other industries, and different application fields have different requirements for TPE masterbatch performance (cor, dispersibilidade, functionality) and production efficiency. Zhuoyue’s full series of twin-screw extruders (HTS BÁSICO/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 Indústria Automotiva: The Largest Application Field of TPE Masterbatch
A indústria automotiva é a maior consumidora de TPEs, contabilizando mais de 40% of the global TPE market. TPEs are used in a wide range of automotive components due to their lightweight, flexível, 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, selos de janela, hood seals, e juntas, which require good elasticity, resistência às intempéries, e flexibilidade de baixa temperatura. The masterbatch for these components requires uniform coloring, boa resistência às intempéries (Resistência 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 (alta viscosidade, high shear force required); the HTE series integrates high performance and cost-effectiveness, 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, painéis de porta, steering wheel covers, and armrests, which require good flexibility, soft touch, and environmental friendliness (não tóxico, inodoro). 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, resistência ao calor, e resistência mecânica. The masterbatch requires high-temperature resistance, resistência ao óleo, 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, controle preciso de temperatura, and high wear resistance, suitable for TPC/TPA masterbatch processing (alta temperatura, alta viscosidade); 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, transparência, resistência ao impacto). 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, conectores, e outros componentes, requiring functional masterbatch (antiestático, retardador de chama, 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, retardamento de chama, e resistência à abrasão. The masterbatch requires flame retardancy (meeting UL94 V-0 padrão), propriedades antiestáticas, and uniform coloring.
Matching Extruders: HTS PLUS series, HTE series, and HTS SUPER series. The HTS PLUS series has good flame-retardant masterbatch mixing capabilities, suitable for TPO/TPU wire and cable masterbatch; the HTE series is cost-effective, suitable for small and medium-sized production; the HTS SUPER series is suitable for high-end, high-concentration flame-retardant masterbatch processing.
3.2.2 Electrical Connectors and Plugs.
TPE (mainly TPU, TPA) are used to produce electrical connectors, plugs, and socket housings, which require good electrical insulation, resistência ao impacto, 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 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, e outros componentes, 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, Resistência 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 são usados para produzir tapetes de metrô, tapetes de redução de ruído rodoviário, e selos de veículos de transporte, que requerem boa absorção de choque, redução de ruído, e resistência ao desgaste. O masterbatch requer dispersibilidade uniforme e boa compatibilidade com matrizes TPE para manter o desempenho de absorção de choque.
Matching Extruders: HTS BASIC series and HTE series. The HTS BASIC series is cost-effective, adequado para produção de pequenos lotes; a série HTE possui boas capacidades de mixagem, garantindo dispersão uniforme de aditivos de absorção de choque.
3.4 Bens de consumo e outras indústrias: Diversas aplicações de masterbatch TPE
Os TPEs são amplamente utilizados em bens de consumo e outras indústrias, com diversos cenários de aplicação e diversos requisitos de masterbatch, focando na cor, soft touch, and environmental friendliness.
3.4.1 Indústria de Calçados.
TPE (mainly TPU, TPS) são usados para produzir solas de sapatos, parte superior do sapato, e acessórios para sapatos, which require good flexibility, resistência à abrasão, e toque suave. The masterbatch requires bright colors, uniform dispersibility, and no migration (para evitar manchar as meias).
Matching Extruders: Série HTS BASIC e série ZTE. A série ZTE tem excelente desempenho de custo, 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, brinquedos, and other household items, which require non-toxic, inodoro, 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, seringas, and medical masks, which require non-toxic, sterile, and biocompatible. The masterbatch requires medical grade environmental protection (meeting ISO 10993 padrão), high transparency (for catheters), and uniform dispersibility.
Matching Extruders: HTS SUPER series and HTS PLUS series. The HTS SUPER series has clean production design, controle preciso de temperatura, 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, resistência ao desgaste, e resistência mecânica. 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 (alta viscosidade, temperature sensitivity, moisture absorption) and the diverse needs of manufacturers (different TPE categories, production scales, application fields), Zhuoyue has launched a full series of extruders suitable for TPE masterbatch processing, including HTS BASIC, HTS PLUS, HTS SUPER, ZTE, and HTE series. Each series has targeted performance advantages, providing personalized and efficient processing solutions for TPE masterbatch manufacturers of different scales.
4.1 Core Advantages of Zhuoyue’s Extruders for TPE Masterbatch Processing
Zhuoyue’s extruders are specially optimized for TPE masterbatch processing, with the following core advantages to meet the strict requirements of TPE processing:
4.1.1 Excellent Mixing and Dispersing Effect.
TPE masterbatch requires uniform dispersion of pigments and additives to avoid affecting the material’s elasticity and mechanical properties. All Zhuoyue’s twin-screw extruders adopt an intermeshing co-rotating structure, com um passo de parafuso razoável, 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, transportadoras, and additives in the TPE matrix. The mixing uniformity reaches more than 95%, which is far higher than that of ordinary extruders.
Além disso, the screws adopt a modular design, which can freely combine different screw elements (transmitir, misturando, tosquia) according to the TPE type. Por exemplo, 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, com 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%. Por exemplo, HTS SUPER series production capacity reaches 1000-3000kg/h, adequado para produção em massa em grande escala; ZTE series production capacity is 50-400kg/h, adequado para produção de pequenos lotes.
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, e manutenção preditiva, realizing intelligent production management.
4.1.7 Ampla adaptabilidade.
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 (lote mestre de cores, masterbatch retardador de chama, masterbatch antiestático), with pigment content ranging from 10% para 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, escala de produção, e requisitos de aplicação.
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, e alimentação, 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 (CUBA, TPU, high-concentration TPE masterbatch, masterbatch retardador de chama). 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 (alta viscosidade, 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 (retardadores de chama, agentes antiestáticos). 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, dispositivos médicos).
4.2.3 HTS SUPER Series: Ultra-High Performance for High-End TPE Masterbatch.
The HTS SUPER series is Zhuoyue’s highest-end extruder series, representing the advanced level of China’s twin-screw extruders, designed for high-end, high-demand TPE masterbatch processing (TPA, TPC, ultra-high-concentration masterbatch, masterbatch for new energy vehicles/aerospace).
It adopts Zhuoyue’s latest ultra-high torque transmission device, specific torque 17-20Nm/cm³, screw diameter 50-95mm, production capacity 1000-3000kg/h. The screws are made of new wear-resistant alloy steel, undergoing laser cladding treatment (surface hardness ≥70 HRC), service life 3-4 times that of ordinary extruders. The barrel adopts a double-layer jacket + forced cooling structure, temperature control precision ±1℃, suitable for high-temperature TPE processing (220-290℃). The multi-stage mixing screw combination ensures ultra-high mixing uniformity (≥98%), suitable for ultra-high-concentration masterbatch (70%-80%) and TPA/TPC masterbatch processing.
The series is equipped with an intelligent cloud control system, realizing remote parameter adjustment, fault early warning, e manutenção preditiva. It is suitable for large-scale, high-standard manufacturers producing high-end TPE masterbatch (such as automotive high-temperature hoses, precision electrical connectors, componentes aeroespaciais).
4.2.4 Série ZTE: Econômico para Masterbatch TPE Universal.
A série ZTE está posicionada como um produto econômico, projetado para fabricantes que equilibram qualidade e custo de processamento, produzindo masterbatch TPE comum universal (masterbatch TPS/TPO/TPU de baixa concentração). Adota uma estrutura co-rotativa paralela de parafuso duplo, torque específico 8-11Nm/cm³, diâmetro do parafuso 25-65mm, capacidade de produção 50-400kg/h.
A série usa parafusos e barris nitretados (surface hardness ≥60 HRC), meeting the needs of ordinary TPE masterbatch processing (pigment content ≤50%). Está equipado com um sistema de controle de temperatura de 4 seções, operação simples com tela sensível ao toque, fácil de aprender e dominar. A série ZTE tem uma estrutura simples, baixo consumo de energia, e baixo custo de manutenção, adequado para pequenos fabricantes, pequenas oficinas, e empresas que produzem pequenos lotes, masterbatch TPE multi-variedade (como pequenos brinquedos, bens domésticos locais).
4.2.5 Série 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, devido às propriedades únicas dos TPEs (temperature sensitivity, moisture absorption, alta viscosidade), 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 Problema 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.
Causas: (1) Raw materials: Pigment particle size is too large, agglomeration is serious; poor compatibility between pigment/carrier and TPE; insufficient dispersant dosage. (2) Pré-mistura: 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) Equipamento: Worn screw mixing elements; blocked die head.
Soluções: (1) Optimize raw materials: Select fine-particle pigments (20-40 malha), dry thoroughly; select carrier compatible with TPE; increase dispersant dosage (1%-5% of pigment dosage). (2) Improve premixing: Increase mixing speed to 800-1200 rpm, extend mixing time to 5-10 minutos. (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 Problema 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.
Causas: (1) Extrusion temperature is too high, exceeding TPE heat resistance limit. (2) Long material residence time (mais do que 3 minutos) 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).
Soluções: (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 Problema 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.
Causas: (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) Equipamento: Screw/barrel material has poor wear resistance.
Soluções: (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 Problema 4: Bubbles in Masterbatch
Manifestation: Bubbles in masterbatch particles, affecting product density and mechanical properties; TPE products have pores and defects.
Causas: (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) Pré-mistura: Air mixed into the mixture during premixing.
Soluções: (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) Otimize a pré-mistura: Reduza a velocidade de mistura adequadamente para evitar mistura de ar; use um misturador fechado.
5.5 Problema 5: Fraca fluidez de processamento, Bloqueio de equipamento
Manifestation: Transporte e extrusão de materiais difíceis; pressão de extrusão instável; bloqueio da cabeça da matriz ou da cavidade de extrusão.
Causas: (1) Raw materials: Alta viscosidade TPE (TPV/TPC); alto teor de pigmento (mais do que 70%); alto teor de umidade (causando aglomeração). (2) Extrusion parameters: Baixa temperatura, incomplete melting; baixa velocidade do parafuso, capacidade de transporte insuficiente. (3) Equipamento: Elementos de transporte desgastados; blocked die head.
Soluções: (1) Optimize raw materials: Reduza o conteúdo de pigmento; selecione TPE de baixa viscosidade; dry raw materials thoroughly. (2) Adjust parameters: Increase extrusion temperature; aumentar a velocidade do parafuso; substitua a cabeça de roscar por furos maiores. (3) Maintain equipment: Substitua elementos de transporte desgastados; limpe a cabeça da matriz e a cavidade de extrusão regularmente.
6. Casos práticos de aplicação de extrusoras Zhuoyue no processamento de masterbatch TPE
Para verificar as vantagens de desempenho das extrusoras Zhuoyue no processamento de masterbatch TPE, esta seção apresenta vários casos práticos, cobrindo diferentes categorias de TPE, production scales, e campos de aplicação, demonstrating the targeted solutions provided by Zhuoyue.
6.1 Caso 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background: A large automotive component manufacturer in Shanghai, China, produces high-temperature resistant TPC hoses for new energy vehicles. The customer needs to produce TPC masterbatch (conteúdo de pigmento 60%, high-temperature resistant) with requirements of ultra-high dispersibility (no color spots), resistência ao calor (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Solução: 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: Primeiro, 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. Segundo, the barrel is equipped with a double-layer jacket + forced cooling structure, com 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. Terceiro, 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. Além disso, 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: Depois 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 meses, 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 Caso 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background:
A large automotive component manufacturer in Shanghai, China, produces high-temperature resistant TPC hoses for new energy vehicles. The customer needs to produce TPC masterbatch (conteúdo de pigmento 60%, high-temperature resistant) with requirements of ultra-high dispersibility (no color spots), resistência ao calor (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Solução:
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: Primeiro, 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. Segundo, the barrel is equipped with a double-layer jacket + forced cooling structure, com 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. Terceiro, 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. Além disso, 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:
Depois 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 meses, 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.