Termoplastiska elastomerer (TPE), kallas ibland för termoplastiska gummin (TPR), är en klass av sampolymerer eller fysikaliska blandningar av polymerer - vanligtvis en plast och ett gummi - som kombinerar egenskaperna hos termoplaster och elaster. Denna unika kombination gör att TPE kan bearbetas som termoplaster (via extrudering, formsprutning, formblåsning, etc.) samtidigt som gummits elasticitet och flexibilitet bibehålls. Till skillnad från traditionella vulkaniserade gummin, TPE kan smältas och bearbetas flera gånger utan betydande prestandaförlust, göra dem mer miljövänliga och kostnadseffektiva. Som efterfrågan på lätt, flexibel, och återvinningsbara material växer inom branscher som bilindustrin, elektrisk, konstruktion, och konsumtionsvaror, TPE har blivit allt populärare, driver utvecklingen av specialiserade masterbatch- och extruderingstekniker skräddarsydda för deras unika bearbetningskrav.
Masterbatch, som ett nyckelmaterial för färgning och funktionell modifiering av TPE, spelar en avgörande roll för att förbättra prestandan och utöka tillämpningsområdet för TPE-produkter. Bearbetningen av TPE masterbatch kräver exakt kontroll av blandningen, spridning, och temperaturparametrar, eftersom TPE har specifik viskositet, värmebeständighet, och elasticitetsegenskaper som skiljer sig från traditionell plast. Extruder med dubbelskruv, med sina överlägsna blandnings- och spridningsförmåga, exakt temperaturkontroll, och anpassningsförmåga till olika material, har blivit den centrala bearbetningsutrustningen för TPE masterbatch. Zhuoyue, en professionell tillverkare av dubbelskruvsextrudrar, erbjuder ett komplett utbud av avancerade extruderingslösningar speciellt designade för TPE-kompoundering och masterbatch-bearbetning, täcker TPE/SBS/TPU/TPR/TPV och andra större TPE-kategorier, för att möta de olika behoven hos tillverkare i olika branscher.
1. Översikt över termoplastiska elastomerer (TPE): Kategorier, Egenskaper och nyckelegenskaper
TPE är en mångfaldig familj av material, klassificeras i sex allmänna kommersiella kategorier baserat på deras kemiska sammansättning och struktur. Varje kategori har unika egenskaper, bearbetningsegenskaper, och applikationsfält, som direkt bestämmer kraven på masterbatch-formulering och extruderingsutrustning. Att förstå klassificeringen och egenskaperna hos TPE är grunden för att optimera masterbatch-bearbetning och välja lämpliga dubbelskruvextrudrar.
1.1 Sex allmänna kommersiella kategorier av TPE
1.1.1 Styrenblocksampolymerer (TPS, TPE-s).
TPS är den mest använda kategorin av TPE, står för en stor andel av den globala TPE-marknaden. Den är sammansatt av styrenblock (såsom polystyren, PS) och elastomerblock (såsom polybutadien, PB; polyisopren, PI; eller eten-buten, EB), sammankopplade med kovalenta bindningar. De vanligaste typerna av TPS inkluderar SBS (Styrener-Butadiener-Styrener), SIS (Styren-Isopren-Styren), SEBS (Styren-etylen-butylen-styren), och SEPS (Styren-etylen-propylen-styren).
Viktiga egenskaper hos TPS inkluderar utmärkt flexibilitet, elasticitet, och bearbetbarhet. SEBS och SEPS, som är hydrerade versioner av SBS och SIS, har förbättrat värmebeständighet, väderbeständighet, och åldringsmotstånd, vilket gör dem lämpliga för utomhus- och högtemperaturapplikationer. TPS-material kan enkelt färgas och modifieras med masterbatch, och deras bearbetningstemperatur varierar från 150 ℃ till 220 ℃, som är kompatibel med de flesta dubbelskruvsextruderare. Vanliga tillämpningar av TPS inkluderar fordonskomponenter, ledningar och kablar, konsumtionsvaror, och medicinsk utrustning.
1.1.2 Termoplastiska polyolefinelastomerer (TPO, TPE-o).
TPO är en fysisk blandning av polyolefin (såsom polypropen, PP; eller polyeten, PE) och elastomer (såsom eten-propen-dien-monomer, EPDM). Den kombinerar styvheten hos polyolefiner med elasticiteten hos elaster, och har utmärkt kemisk resistens, väderbeständighet, och flexibilitet vid låg temperatur. TPO är giftfria, luktfri, och återvinningsbart, vilket gör dem idealiska för applikationer som kräver miljövänlighet.
Bearbetningstemperaturen för TPO varierar från 160 ℃ till 230 ℃, och den har god kompatibilitet med olika masterbatches (färg masterbatch, flamskyddad masterbatch, etc.). TPO:er används ofta i exteriördelar till bilar (som stötfångarskydd, fender liners), byggnadsmaterial (såsom sälar, packningar), och elektriska komponenter. På grund av deras höga polyolefinhalt, TPO masterbatch-bearbetning kräver extruder med god blandningsförmåga för att säkerställa enhetlig spridning av pigment och tillsatser.
1.1.3 Termoplastiska vulkanisater (MOMS, TPE v).
TPV är en dynamiskt vulkaniserad blandning av polyolefin (vanligtvis PP) och elastomer (vanligtvis EPDM). Under bearbetning, elastomerfasen vulkaniseras till små partiklar och dispergeras enhetligt i polyolefinmatrisen, vilket resulterar i utmärkt elasticitet, kompressionsuppsättningsmotstånd, och värmebeständighet. TPV har bättre mekaniska egenskaper och dimensionsstabilitet än traditionella TPE, och tål långvarig exponering för hög temperatur (upp till 150 ℃).
TPV-bearbetning kräver exakt temperaturkontroll och stark skjuvkraft för att säkerställa enhetlig vulkanisering och dispersion. Bearbetningstemperaturen varierar från 170 ℃ till 240 ℃, och materialet har hög viskositet under bearbetning, vilket ställer höga krav på vridmoment och slitstyrka hos dubbelskruvsextrudrar. TPV används ofta i biltätningar, slangar, packningar, och industriella komponenter som kräver hög prestanda och hållbarhet.
1.1.4 Termoplastiska polyuretaner (TPU).
TPU är en blocksampolymer som består av hårda segment (diisocyanat och kedjeförlängare) och mjuka segment (polyol). Den har utmärkt elasticitet, nötningsbeständighet, oljebeständighet, och mekanisk styrka, och kan justeras i hårdhet från mycket mjuk (Shore A 30) till väldigt hårt (Shore D 85) genom att ändra förhållandet mellan hårda och mjuka segment.
TPU-bearbetning är känslig för temperatur och fukt. Bearbetningstemperaturen varierar från 180 ℃ till 250 ℃, och materialet måste torkas ordentligt före bearbetning (fukthalt ≤0,05 %) för att undvika hydrolys och bubbelbildning. TPU masterbatch-bearbetning kräver extrudrar med exakt temperaturkontroll och vakuumavgaskapacitet. TPU används ofta i ledningar och kablar, fordonsslangar, skodon, medicinska katetrar, och sportutrustning.
1.1.5 Termoplastiska sampolyestrar (TPC, TPE-E).
TPC är en blocksampolymer som består av hårda polyestersegment och mjuka polyeter- eller polyestersegment. Den har utmärkt värmebeständighet, kemisk resistens, och mekaniska egenskaper, och tål höga temperaturer upp till 150 ℃ under långa perioder. TPC:er har också god flexibilitet och elasticitet, making them suitable for high-performance applications.
The processing temperature of TPC ranges from 220℃ to 280℃, which is higher than other TPE categories. It has high viscosity during processing and requires extruders with high torque and precise temperature control. TPC masterbatch processing also requires special attention to the dispersion of pigments and additives to avoid affecting the material’s mechanical properties. TPCs are widely used in automotive components (such as air intake hoses, transmission seals), aerospace parts, and industrial machinery.
1.1.6 Thermoplastic Polyamides (TPA, TPE-A).
TPA is a block copolymer composed of polyamide hard segments and polyether soft segments. It combines the high strength, slitstyrka, and chemical resistance of polyamides with the flexibility and elasticity of polyethers. TPA har utmärkt slaghållfasthet och prestanda vid låg temperatur, och kan användas i tuffa miljöer.
Bearbetningstemperaturen för TPA varierar från 230 ℃ till 290 ℃, och den har hög vattenabsorption, kräver noggrann torkning innan bearbetning. TPA masterbatch-bearbetning kräver extruder med hög slitstyrka (på grund av polyamidens höga hårdhet) och exakt temperaturkontroll för att undvika materialnedbrytning. TPA används i stor utsträckning i fordonskomponenter (såsom växlar, kullager), elektriska kontakter, och industrislangar.
1.2 Viktiga egenskaper hos TPE som påverkar masterbatch-bearbetning
TPE har unika egenskaper som skiljer dem från traditionella plaster, och dessa egenskaper påverkar direkt formuleringen av masterbatch och valet av extruderingsutrustning. De viktigaste egenskaperna att beakta vid masterbatch-bearbetning är följande:
1.2.1 Elasticitet och flexibilitet.
TPE har hög elasticitet och flexibilitet, vilket innebär att masterbatchen måste vara kompatibel med TPE-matrisen för att undvika att minska materialets elastiska prestanda. Bäraren för masterbatchen bör ha god kompatibilitet med TPE, och dispergeringsmedlet bör säkerställa enhetlig spridning av pigment utan att bilda agglomerat som kan orsaka stresskoncentration och minska flexibiliteten.
1.2.2 Värmebeständighet.
Olika TPE-kategorier har olika värmebeständighet (bearbetningstemperaturen varierar från 150 ℃ till 290 ℃). Masterbatch-pigment och tillsatser måste ha värmebeständighet som matchar TPE-bearbetningstemperaturen för att undvika nedbrytning, missfärgning, eller prestandaförsämring under extrudering. Till exempel, TPC och TPA kräver högtemperaturbeständiga pigment och värmestabilisatorer.
1.2.3 Viskositet och processbarhet.
TPE har olika viskositeter under bearbetning (TPV och TPC har högre viskositet, medan TPS har lägre viskositet). Detta påverkar skjuvkraften och transportkraven för dubbelskruvextrudern. TPE med hög viskositet kräver strängsprutmaskiner med högt vridmoment och stark blandningsförmåga, medan lågviskösa TPE kräver exakt kontroll av extruderingshastigheten för att undvika materialspill.
1.2.4 Fuktupptagning.
Vissa TPE (som TPU, TPA) har hög vattenabsorption, vilket kan orsaka bubblor, hydrolys, och andra defekter i masterbatchen. Råvarorna (TPE, pigment, tillsatser) måste torkas ordentligt före bearbetning, och extrudern bör vara utrustad med en vakuumutblåsningsanordning för att avlägsna fukt och flyktiga ämnen.
1.2.5 Kompatibilitet med tillsatser.
TPE kräver ofta funktionella tillsatser (som antioxidanter, UV-stabilisatorer, smörjmedel) att förbättra sina prestationer. Masterbatchen bör formuleras för att säkerställa att tillsatserna är kompatibla med både pigmenten och TPE-matrisen, undvika kemiska reaktioner som kan påverka produktkvaliteten.
2. Masterbatch för TPE: Sammansättning, Formulerings- och bearbetningskrav
Masterbatch för TPE är en koncentrerad blandning av pigment/färgämnen, transportörer, och tillsatser, designad för att färga TPE och ge ytterligare funktioner (såsom flamskydd, antistatisk, antibakteriell) samtidigt som materialets inneboende elastiska egenskaper och bearbetningsegenskaper bibehålls. Formuleringen och bearbetningen av TPE masterbatch är mer krävande än för traditionell plast, på grund av de unika egenskaperna hos TPE. Det här avsnittet beskriver sammansättningen, formuleringsprinciper, och bearbetningskrav för TPE masterbatch.
2.1 Kärnsammansättning av TPE Masterbatch
Som traditionell masterbatch, TPE masterbatch består av tre grundläggande komponenter: pigment/färgämnen, transportörer, och tillsatser. Valet och andelen av varje komponent skräddarsys efter typen av TPE och dess applikationskrav.
2.1.1 Pigment/färgämnen.
Pigment/färgämnen är kärnkomponenterna som ger färg till TPE, redovisning för 10%-70% av masterbatch-sammansättningen (beroende på färgintensitet och TPE-typ). De viktigaste kraven för pigment/färgämnen i TPE masterbatch är:
- – Värmebeständighet: Måste tåla bearbetningstemperaturen för mål-TPE (150℃-290 ℃) utan nedbrytning eller missfärgning. För högtemperatur-TPE (TPC, TPA), Högtemperaturbeständiga organiska pigment eller oorganiska pigment är föredragna.
- – Kompatibilitet: Måste vara kompatibel med TPE-matrisen för att undvika migrering, blomning, eller minskad elasticitet. Pigment med liknande polaritet som TPE är mer kompatibla (till exempel, polära pigment för TPU, opolära pigment för TPS).
- – Dispergerbarhet: Måste lätt dispergeras i TPE-matrisen för att säkerställa enhetlig färgning och undvika färgfläckar, ränder, eller minskade mekaniska egenskaper. Finpartikelpigment (20-40 maska) med låg agglomeration föredrages.
- – Miljövänlighet: Måste uppfylla globala miljöskyddsstandarder (såsom REACH, RoHS) för att undvika giftiga eller skadliga ämnen (som tungmetaller) som kan påverka människors hälsa och miljön.
Vanliga pigment som används i TPE masterbatch inkluderar: oorganiska pigment (titandioxid för vit, kolsvart för svart, järnoxid för röd/gul), och högtemperaturbeständiga organiska pigment (ftalocyanin blå/grön, kinakridon röd).
2.1.2 Bärare.
Bärare är matrisen för masterbatchen, redovisning för 20%-80% av kompositionen, och spelar en nyckelroll vid dispergering av pigment och vidhäftning till TPE-matrisen. Bäraren måste ha utmärkt kompatibilitet med både pigmenten och mål-TPE, då dålig kompatibilitet kan leda till pigmentmigrering, ojämn färgning, och minskad TPE-prestanda. Valet av bärare baseras på typen av TPE:
- – För TPS (SBS, SEBS): Använd TPS eller PP som bärare, som har god kompatibilitet och bearbetningsfluiditet.
- – För TPO/TPE-o: Använd PP eller PE som bärare, som matchar polyolefinkomponenten i TPO.
- – För TPV/TPE-v: Använd PP som bärare, som är kompatibel med PP-matrisen för TPV.
- – För TPU: Använd TPU som bärare, säkerställer kompatibilitet med TPU-matrisen och undviker hydrolys.
- – För TPC/TPE-E och TPA/TPE-A: Använd TPC eller TPA som bärare, respektive, för att matcha kraven på högtemperaturbearbetning och kompatibilitet.
Bäraren bör också ha god bearbetningsfluiditet, med en smältpunkt och bearbetningstemperatur som överensstämmer med eller något lägre än mål-TPE, för att säkerställa jämn blandning och undvika TPE-nedbrytning.
2.1.3 Tillsatser.
Tillsatser är hjälpkomponenter som tillsätts för att förbättra bearbetningsprestandan, dispergerbarhet, och funktionell prestanda för TPE masterbatch, redovisning för 1%-10% av kompositionen. Typen och doseringen av tillsatser bestäms av TPE-typ och applikationskrav:
- – Dispergeringsmedel: Den viktigaste tillsatsen för TPE masterbatch, används för att minska pigmentets ytspänning, förhindra agglomeration, och säkerställa enhetlig spridning i TPE-matrisen. Vanliga dispergeringsmedel inkluderar polyetenvax, polypropenvax, stearinsyra, och maleinsyraanhydridympade växer. För högviskösa TPE (MOMS, TPC), Högeffektiva dispergeringsmedel med stark kompatibilitet föredras.
- – Kompatibilisatorer: Används för att förbättra kompatibiliteten mellan pigment och TPE, och mellan masterbatch och TPE-matris. Till exempel, maleinsyraanhydridympad PP används som kompatibiliseringsmedel för TPO masterbatch, och polyuretanvax används för TPU masterbatch.
- – Värmestabilisatorer: Används för att förhindra pigmentnedbrytning och TPE-nedbrytning under högtemperaturbearbetning. Vanliga värmestabilisatorer inkluderar organiska tennstabilisatorer (för TPU), hindrade fenolantioxidanter (för TPS, TPO), och fosfitantioxidanter (för TPC, TPA).
- – UV-stabilisatorer och antioxidanter: Används för att förbättra väderbeständigheten och åldringsbeständigheten hos färgade TPE-produkter, förhindrar färgblekning och prestandaförsämring under solljus och syre. För utomhusapplikationer (exteriöra delar till bilar), UV-absorberande och hindrade aminljusstabilisatorer (HALS) tillkommer.
- – Smörjmedel: Används för att minska friktionen mellan material och extruderingsutrustning (skruva, fat, dö huvudet), förbättra bearbetningsflödet, och undvik att material fastnar på utrustningen. Vanliga smörjmedel inkluderar stearinsyra, kalciumstearat, och silikonolja. För TPU och TPA, smörjmedel med låg migration är att föredra för att undvika att påverka produktens prestanda.
- – Funktionella tillsatser: Tillagd för att ge specialfunktioner till TPE, såsom flamskyddsmedel (för ledningar och kablar), antistatiska medel (för elektriska komponenter), och antibakteriella medel (för medicintekniska produkter och konsumentvaror).
2.2 Formuleringsprinciper för TPE Masterbatch
Formuleringen av TPE masterbatch måste balansera färgeffekten, bearbetningsprestanda, och TPE inneboende egenskaper. De viktigaste principerna är följande:
2.2.1 Kompatibilitet först.
Bäraren, pigment, and additives must be compatible with the target TPE to avoid reducing the material’s elasticity, flexibilitet, och mekaniska egenskaper. Till exempel, 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. Till exempel, 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 Minimize Impact on TPE Properties.
The masterbatch should not significantly affect the TPE’s elasticity, compression set, eller nötningsbeständighet. Till exempel, för mycket dispergeringsmedel eller smörjmedel kan minska TPE:s mekaniska hållfasthet.
2.2.5 Överensstämmelse med miljöskydd.
Formuleringen måste uppfylla globala miljöskyddsstandarder, undvika giftiga eller skadliga ämnen (som tungmetaller, ftalater) som skulle kunna begränsa marknadstillträdet.
2.3 Bearbetningskrav för TPE Masterbatch
TPE masterbatch-bearbetning utförs huvudsakligen med hjälp av dubbelskruvsextruderingsteknik, vilket kräver strikt kontroll av förbehandling av råmaterial, förblandning, extruderingsparametrar, och efterbearbetning för att säkerställa produktkvalitet. De viktigaste bearbetningskraven är följande:
2.3.1 Råmaterial Förbehandling.
TPE (speciellt TPU, TPA) har hög vattenabsorption, alltså alla råvaror (TPE-bärare, pigment, tillsatser) måste torkas ordentligt före bearbetning. Torktemperaturen och -tiden bestäms av materialtypen: TPU/TPA torkas vid 100-120 ℃ för 6-8 timmar, TPS/TPO torkas vid 80-100 ℃ för 3-5 timmar, och pigment torkas vid 60-80 ℃ för 2-4 timmar. Fukthalten i torkade råvaror bör kontrolleras nedan 0.1% (0.05% för TPU/TPA).
Dessutom, pigment med stora partikelstorlekar eller agglomerat bör krossas och siktas (20-40 maska) för att förbättra spridningsförmågan, och föroreningar (metallpartiklar, damm) bör tas bort för att undvika slitage på extruderingsutrustning och defekter i masterbatch.
2.3.2 Förblandning.
De torkade råvarorna (pigment, bärare, tillsatser) blandas i en höghastighetsblandare enligt formelförhållandet för att bilda en enhetlig preliminär blandning. Förblandningsparametrarna justeras baserat på TPE-typen: blandningshastighet 800-1200 rpm, blandningstid 5-10 minuter, blandningstemperatur 40-60 ℃. För högkoncentrerad masterbatch eller högviskösa TPE-bärare, förblandningstiden förlängs, och dispergeringsmedel tillsätts först för att belägga pigmenten, förbättra spridningsförmågan.
2.3.3 Styrning av extruderingsparametrar.
Twin-screw extrudering är kärnsteget i TPE masterbatch-bearbetning, och nyckelparametrarna (temperatur, skruvhastighet, extruderingstryck, matningshastighet) måste kontrolleras exakt för att matcha TPE-typen:
- – Temperaturkontroll: Pipan är uppdelad i 4-6 temperaturkontrollsektioner (utfodringsavdelning, smältsektion, blandningssektion, homogeniserande sektion, formhuvudsektion). Temperaturen för varje sektion justeras enligt TPE-bearbetningstemperaturen. Till exempel, TPS masterbatch: matningssektion 100-120 ℃, smältsektion 160-180 ℃, blandningssektion 170-190 ℃, homogeniseringssektion 160-180 ℃, formhuvudsektion 150-170 ℃; TPC masterbatch: matningssektion 150-170 ℃, smältsektion 230-250 ℃, blandningssektion 240-260 ℃, homogeniseringssektion 230-250 ℃, formhuvudsektion 220-240 ℃. Temperaturkontrollprecisionen bör nå ±1 ℃ för att undvika TPE-nedbrytning och pigmentnedbrytning.
- – Skruvhastighet: Skruvhastigheten sträcker sig från 200-800 rpm, justeras baserat på TPE-viskositet. TPE med hög viskositet (MOMS, TPC) kräver högre skruvhastighet (500-800 rpm) för att generera tillräcklig skjuvkraft för pigmentdispersion; lågviskösa TPE (TPS) använd måttlig hastighet (300-500 rpm) för att undvika materialspill.
- – Extruderingstryck: Trycket sträcker sig från 5-12MPa, hölls stabilt (fluktuation ≤±0,5 MPa) för att säkerställa enhetlig blandning och formning. Högviskösa TPE kräver högre tryck, medan lågviskösa TPE:er använder måttligt tryck.
- – Matningshastighet: Justeras för att matcha skruvhastigheten och extruderingshastigheten, säkerställer stabil och enhetlig utfodring. För högviskösa TPE, en tvångsmatningsanordning används för att undvika materialansamling.
2.3.4 Efterbearbetning.
Efter extrudering, den remsformade masterbatchen kyls (kylning av vattentanken, 20-30℃), granulerad (partikelstorlek 2-5 mm), skärmad (för att ta bort okvalificerade partiklar), och förpackade (förseglad och fuktsäker förpackning). För fuktkänslig TPE masterbatch (TPU, TPA), den färdiga produkten torkas igen innan förpackning för att förhindra fuktupptagning.
3. Användningsområden för TPE Masterbatch och Matchande Zhuoyue Extruder Solutions
TPE används i stor utsträckning inom bilindustrin, elektrisk, konstruktion, konsumtionsvaror, och andra industrier, och olika applikationsområden har olika krav på TPE-masterbatch-prestanda (färg, dispergerbarhet, funktionalitet) och produktionseffektivitet. Zhuoyues kompletta serie av dubbelskruvsextrudrar (HTS BASIC/PLUS/SUPER, ZTE, HTE) är speciellt optimerade för TPE masterbatch-bearbetning, tillhandahåller riktade lösningar för olika TPE-kategorier och applikationsområden. Nedan är en detaljerad introduktion till de huvudsakliga användningsområdena för TPE masterbatch och den matchande Zhuoyue extruderserien.
3.1 Fordonsindustrin: Det största användningsområdet för TPE Masterbatch
Bilindustrin är den största konsumenten av TPE, står för mer än 40% av den globala TPE-marknaden. TPE används i ett brett utbud av fordonskomponenter på grund av deras lätta vikt, flexibel, och återvinningsbara egenskaper, och TPE masterbatch spelar en nyckelroll i färgning och funktionell modifiering av dessa komponenter. De huvudsakliga fordonstillämpningarna för TPE masterbatch inkluderar:
3.1.1 Automotive tätningar och packningar.
TPE (främst TPV, TPO) används för att tillverka bildörrstätningar, fönstertätningar, huvtätningar, och packningar, som kräver god elasticitet, väderbeständighet, och flexibilitet vid låg temperatur. Masterbatchen för dessa komponenter kräver enhetlig färgning, bra väderbeständighet (UV-beständighet, åldringsmotstånd), och kompatibilitet med TPV/TPO-matriser.
Matchande extruders: HTS PLUS-serien och HTE-serien. HTS PLUS-serien har högt vridmoment och slitstyrka, lämplig för TPV masterbatch-bearbetning (hög viskositet, hög skjuvkraft krävs); HTE-serien integrerar hög prestanda och kostnadseffektivitet, lämplig för TPO masterbatch-bearbetning, med god blandningsdispergerbarhet och energibesparande fördelar.
3.1.2 Bilinteriörkomponenter.
TPE (främst TPS, TPU) används för att tillverka bilinteriörkomponenter såsom instrumentpanelskinn, dörrpaneler, rattkåpor, och armstöd, som kräver god flexibilitet, mjuk beröring, och miljövänlighet (giftfri, luktfri). Masterbatchen kräver ljusa färger, enhetlig dispergerbarhet, och ingen migration (för att undvika fläckar på andra inre komponenter).
Matchande extruders: HTS BASIC-serien och HTE-serien. HTS BASIC-serien är kostnadseffektiv, lämplig för små och medelstora tillverkare som producerar TPS-interiörmasterbatch; 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, värmebeständighet, och mekanisk styrka. The masterbatch requires high-temperature resistance, oljebeständighet, and uniform dispersibility to avoid affecting the hose’s performance.
Matchande extruders: HTS SUPER series and HTS PLUS series. The HTS SUPER series has ultra-high torque, exakt temperaturkontroll, and high wear resistance, suitable for TPC/TPA masterbatch processing (high temperature, hög viskositet); 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, impact resistance). 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, connectors, och andra komponenter, requiring functional masterbatch (antistatisk, flame-retardant, 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, and abrasion resistance. The masterbatch requires flame retardancy (meeting UL94 V-0 standard), antistatic properties, and uniform coloring.
Matchande 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, impact resistance, och miljövänlighet. The masterbatch requires uniform coloring, high-temperature resistance, och ingen migration.
Matchande 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, och andra komponenter, requiring good weather resistance, åldringsmotstånd, and low temperature flexibility to adapt to harsh outdoor environments.
3.3.1 Construction Seals and Expansion Joints.
TPE (främst TPV, TPO) are used to produce building door and window seals, curtain wall seals, and expansion joints, which require good weather resistance, UV-beständighet, and compression set resistance. The masterbatch requires UV stabilizers and antioxidants to improve weather resistance, and uniform coloring to match building aesthetics.
Matchande extruders: HTS PLUS-serien och HTE-serien. The HTS PLUS series has good weather-resistant additive mixing capabilities, lämplig för TPV masterbatch-bearbetning; 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, och slitstyrka. The masterbatch requires uniform dispersibility and good compatibility with TPE matrices to maintain shock absorption performance.
Matchande extruders: HTS BASIC-serien och HTE-serien. HTS BASIC-serien är kostnadseffektiv, 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, mjuk beröring, och miljövänlighet.
3.4.1 Footwear Industry.
TPE (mainly TPU, TPS) are used to produce shoe soles, shoe uppers, and shoe accessories, som kräver god flexibilitet, nötningsbeständighet, and soft touch. Masterbatchen kräver ljusa färger, enhetlig dispergerbarhet, och ingen migration (to avoid staining socks).
Matchande extruders: HTS BASIC series and ZTE series. The ZTE series has excellent cost performance, suitable for small and medium-sized footwear manufacturers; the HTS BASIC series has good mixing dispersibility, ensuring uniform coloring of shoe sole masterbatch.
3.4.2 Household and Daily Necessities.
TPEs are used to produce handles, coasters, foot mats, toys, and other household items, which require non-toxic, luktfri, mjuk beröring, and bright colors. The masterbatch requires environmental friendliness (meeting food contact standards for coasters/handles) and uniform coloring.
Matchande 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.
Matchande extruders: HTS SUPER series and HTS PLUS series. The HTS SUPER series has clean production design, exakt temperaturkontroll, 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, slitstyrka, och mekanisk styrka. 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 (hög viskositet, temperature sensitivity, moisture absorption) and the diverse needs of manufacturers (different TPE categories, production scales, application fields), Zhuoyue has launched a full series of extruders suitable for TPE masterbatch processing, including HTS BASIC, HTS PLUS, HTS SUPER, ZTE, and HTE series. Each series has targeted performance advantages, providing personalized and efficient processing solutions for TPE masterbatch manufacturers of different scales.
4.1 Core Advantages of Zhuoyue’s Extruders for TPE Masterbatch Processing
Zhuoyue’s extruders are specially optimized for TPE masterbatch processing, with the following core advantages to meet the strict requirements of TPE processing:
4.1.1 Excellent Mixing and Dispersing Effect.
TPE masterbatch requires uniform dispersion of pigments and additives to avoid affecting the material’s elasticity and mechanical properties. All Zhuoyue’s twin-screw extruders adopt an intermeshing co-rotating structure, with a reasonable screw pitch, lead, and compression ratio design. The intermeshing and rotating of the twin screws generate strong shear force and kneading force, which can fully break pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of pigments, transportörer, and additives in the TPE matrix. The mixing uniformity reaches more than 95%, which is far higher than that of ordinary extruders.
Dessutom, the screws adopt a modular design, which can freely combine different screw elements (förmedla, mixing, shearing) according to the TPE type. Till exempel, 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, with 4-6 independent temperature control sections, temperature control precision of ±1℃, and real-time temperature monitoring and alarm functions. The barrel adopts a double-layer jacket design, realizing rapid heating and cooling, and improving temperature response speed. The die head is equipped with an independent temperature control device, ensuring stable shaping of the masterbatch strip.
4.1.3 High Wear Resistance and Corrosion Resistance.
Some TPE masterbatches (such as TPA, TPC) contain high-hardness pigments or additives, which can wear the screw and barrel. Zhuoyue’s extruders use high-quality wear-resistant materials and advanced manufacturing technologies: HTS PLUS/SUPER/HTE series screws and barrels are made of imported wear-resistant alloy steel, undergoing bimetallic composite or laser cladding treatment, surface hardness ≥65 HRC (HTS SUPER series ≥70 HRC), service life 2-3 times that of ordinary extruders; HTS BASIC/ZTE series screws and barrels are nitrided, surface hardness ≥60 HRC, meeting the needs of ordinary TPE masterbatch processing.
4.1.4 Vacuum Exhaust and Moisture Removal Capabilities.
TPEs such as TPU and TPA have high water absorption, and moisture can cause bubbles and defects in the masterbatch. All Zhuoyue’s mid-to-high-end extruders (HTS PLUS/SUPER/HTE) are equipped with a vacuum exhaust device, which can effectively remove moisture, volatile substances, and air in the material, ensuring the density and quality of the masterbatch. The vacuum degree is adjustable (0.06-0.09MPa), adapting to different moisture content requirements.
4.1.5 High Production Efficiency and Energy Saving.
Zhuoyue’s extruders adopt high-torque gearboxes and optimized screw structures, with strong conveying capacity and high production efficiency. Compared with ordinary extruders, production efficiency is increased by 20%-50%, and energy consumption is reduced by 15%-25%. Till exempel, HTS SUPER series production capacity reaches 1000-3000kg/h, suitable for large-scale mass production; ZTE series production capacity is 50-400kg/h, suitable for small-batch production.
4.1.6 Intelligent Control and Easy Operation.
All extruders adopt a PLC intelligent control system and touch screen operation interface, which can store up to 100 sets of formula and processing parameters. When switching between different TPE masterbatches, only the corresponding parameters need to be called, avoiding repeated debugging. The HTS SUPER series is equipped with cloud control functions, realizing remote parameter adjustment, production data monitoring, and predictive maintenance, 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 (färg masterbatch, flamskyddad masterbatch, antistatic masterbatch), with pigment content ranging from 10% till 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, production scale, and application requirements.
4.2.1 HTS BASIC Series: Flexible and Cost-Effective for Ordinary TPE Masterbatch.
The HTS BASIC series is a cost-effective product designed for small and medium-sized manufacturers producing ordinary TPE masterbatch (TPS, low-concentration TPO/TPU masterbatch). It uses medium-torque gearboxes from leading European manufacturers, specific torque 10-12Nm/cm³, screw diameter 30-65mm, production capacity 100-500kg/h.
The series adopts nitrided screws and barrels, with good wear resistance, suitable for ordinary TPE masterbatch processing (pigment content ≤50%). It is equipped with a PLC control system, automatic temperature control, and feeding, simple to operate. The modular screw design allows flexible configuration according to TPS/TPO masterbatch requirements. The HTS BASIC series is an ideal choice for small and medium-sized manufacturers with limited budget, focusing on ordinary TPE masterbatch production (such as household goods, ordinary wires and cables).
4.2.2 HTS PLUS Series: High-Torque for Engineering TPE and High-Concentration Masterbatch.
The HTS PLUS series is positioned as a mid-to-high-end product, specially designed for high-demand TPE masterbatch processing (MOMS, TPU, high-concentration TPE masterbatch, flamskyddad masterbatch). 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 (hög viskositet, 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 (flame retardants, antistatiska medel). The HTS PLUS series is suitable for medium-sized and large-scale manufacturers producing high-quality TPE masterbatch (such as automotive seals, high-grade wires and cables, medical devices).
4.2.3 HTS SUPER Series: Ultra-High Performance for High-End TPE Masterbatch.
The HTS SUPER series is Zhuoyue’s highest-end extruder series, representing the advanced level of China’s twin-screw extruders, designed for high-end, high-demand TPE masterbatch processing (TPA, TPC, ultra-high-concentration masterbatch, masterbatch for new energy vehicles/aerospace).
It adopts Zhuoyue’s latest ultra-high torque transmission device, specific torque 17-20Nm/cm³, screw diameter 50-95mm, production capacity 1000-3000kg/h. The screws are made of new wear-resistant alloy steel, undergoing laser cladding treatment (surface hardness ≥70 HRC), service life 3-4 times that of ordinary extruders. The barrel adopts a double-layer jacket + forced cooling structure, temperature control precision ±1℃, suitable for high-temperature TPE processing (220-290℃). The multi-stage mixing screw combination ensures ultra-high mixing uniformity (≥98%), suitable for ultra-high-concentration masterbatch (70%-80%) and TPA/TPC masterbatch processing.
The series is equipped with an intelligent cloud control system, realizing remote parameter adjustment, fault early warning, and predictive maintenance. It is suitable for large-scale, high-standard manufacturers producing high-end TPE masterbatch (such as automotive high-temperature hoses, precision electrical connectors, aerospace components).
4.2.4 ZTE Series: Cost-Effective for Universal TPE Masterbatch.
The ZTE series is positioned as a cost-effective product, designed for manufacturers balancing processing quality and cost, producing universal ordinary TPE masterbatch (low-concentration TPS/TPO/TPU masterbatch). It adopts a twin-screw parallel co-rotating structure, specific torque 8-11Nm/cm³, screw diameter 25-65mm, production capacity 50-400kg/h.
The series uses nitrided screws and barrels (surface hardness ≥60 HRC), meeting the needs of ordinary TPE masterbatch processing (pigment content ≤50%). It is equipped with a 4-section temperature control system, simple touch screen operation, easy to learn and master. The ZTE series has a simple structure, low energy consumption, and low maintenance cost, suitable for small manufacturers, small workshops, and enterprises producing small-batch, multi-variety TPE masterbatch (such as small toys, local household goods).
4.2.5 HTE Series: High Performance and Cost-Effective Integrated Solution.
The HTE series integrates high performance and cost-effectiveness, designed for medium-sized manufacturers upgrading product quality and expanding production scale. It adopts high-torque gearboxes independently developed by Zhuoyue, specific torque 12-14Nm/cm³, screw diameter 35-70mm, production capacity 200-800kg/h.
The series uses bimetallic composite screws and barrels (surface hardness ≥65 HRC), with good wear resistance, suitable for TPU/TPO masterbatch processing. It adopts an optimized screw structure and high-efficiency energy-saving motor, energy consumption reduced by 18%-25% compared with ordinary extruders. The 5-section precise temperature control system and vacuum exhaust device ensure product quality, and the enhanced mixing elements ensure uniform dispersion. The HTE series balances performance and cost, suitable for medium-sized manufacturers producing medium-grade TPE masterbatch (such as automotive interior components, ordinary medical devices, mid-grade wires and cables).
5. Common Problems and Solutions in TPE Masterbatch Twin-Screw Extrusion Processing
In TPE masterbatch processing, på grund av de unika egenskaperna hos TPE (temperature sensitivity, moisture absorption, hög viskositet), 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) Förblandning: 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 maska), 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 minuter. (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 minuter) 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) Förblandning: 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, och applikationsfält, demonstrating the targeted solutions provided by Zhuoyue.
6.1 Case 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background: A large automotive component manufacturer in Shanghai, Kina, 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), värmebeständighet (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Solution: Zhuoyue recommended the HTS SUPER series extruders (screw diameter 75mm, specific torque 18Nm/cm³) combined with a complete automatic production line, including a high-efficiency dryer, high-speed mixer, and precision granulator, tailored to the customer’s TPC masterbatch processing needs. The core configuration and optimization measures are as follows: First, the screw adopts a multi-stage mixing combination design, integrating high-shear kneading elements and dispersing elements to fully break down pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of 60% high-concentration pigments in the TPC matrix. The laser-clad screw surface (hardness ≥70 HRC) effectively resists wear caused by high-hardness pigments, extending the service life by more than 3 times compared to the customer’s original equipment. Second, the barrel is equipped with a double-layer jacket + forced cooling structure, with 6 independent temperature control sections, achieving a temperature control precision of ±1℃. The mixing section temperature is stably controlled at 240-260℃, and the homogenizing section at 230-250℃, strictly matching the TPC processing temperature range to avoid material degradation and pigment discoloration. Third, the equipment is equipped with a high-efficiency vacuum exhaust device (vacuum degree adjustable up to 0.09MPa), which effectively removes moisture and volatile substances in the TPC raw materials and masterbatch, completely solving the bubble problem caused by moisture absorption. Dessutom, 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: Efter 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 månader, 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 Case 1: HTS SUPER Series in TPC Masterbatch Processing for Automotive Hoses
Customer Background:
A large automotive component manufacturer in Shanghai, Kina, 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), värmebeständighet (260℃), and batch stability. The original equipment had problems of insufficient torque, unstable temperature control, and poor dispersibility, which could not meet the requirements.
Solution:
Zhuoyue recommended the HTS SUPER series extruders (screw diameter 75mm, specific torque 18Nm/cm³) combined with a complete automatic production line, including a high-efficiency dryer, high-speed mixer, and precision granulator, tailored to the customer’s TPC masterbatch processing needs. The core configuration and optimization measures are as follows: First, the screw adopts a multi-stage mixing combination design, integrating high-shear kneading elements and dispersing elements to fully break down pigment agglomerates and ensure uniform dispersion of 60% high-concentration pigments in the TPC matrix. The laser-clad screw surface (hardness ≥70 HRC) effectively resists wear caused by high-hardness pigments, extending the service life by more than 3 times compared to the customer’s original equipment. Second, the barrel is equipped with a double-layer jacket + forced cooling structure, with 6 independent temperature control sections, achieving a temperature control precision of ±1℃. The mixing section temperature is stably controlled at 240-260℃, and the homogenizing section at 230-250℃, strictly matching the TPC processing temperature range to avoid material degradation and pigment discoloration. Third, the equipment is equipped with a high-efficiency vacuum exhaust device (vacuum degree adjustable up to 0.09MPa), which effectively removes moisture and volatile substances in the TPC raw materials and masterbatch, completely solving the bubble problem caused by moisture absorption. Dessutom, 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:
Efter 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 månader, 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.