密煉機(jī)混煉色母粒時出現(xiàn)分散不良,問題多半就出在三個工藝參數(shù)上

色母粒生產(chǎn)過程里,大家平時最頭疼的狀況,莫過于顏料團(tuán)聚體沒有被真正打散的情況,它不會直接造成設(shè)備停機(jī),卻會慢慢體現(xiàn)在濾網(wǎng)壓力飆升,下游做出來的制品表面出現(xiàn)色點(diǎn)、條紋這些問題上;很多廠家碰到這種情況第一反應(yīng)就是延長混煉時間,但這么做往往效果有限,反而還容易讓物料溫度過高,混煉時間本來就只是整個混煉過程里的一個維度而已,要找到分散不良的根源,得回到密煉機(jī)的實(shí)際工作原理里,搞清楚時間、填充系數(shù)和溫控精度這三個參數(shù)是怎么協(xié)同起作用的。

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不是全部,密煉機(jī)工作原理的核心在于“捏煉效應(yīng)”

密煉機(jī)和普通的簡單攪拌設(shè)備不一樣的地方,就在于它的轉(zhuǎn)子幾何形狀還有速比設(shè)計,一般來說,當(dāng)兩個轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)動的時候,密煉室內(nèi)的物料會經(jīng)歷反復(fù)的剪切、拉伸還有折疊,這個過程我們就叫它捏煉效應(yīng);顏料團(tuán)聚體得在足夠大的剪切力作用下,才能被逐步剝離、潤濕,最后均勻分布到載體樹脂里面。

剪切力的大小也不是固定不變的,它取決于轉(zhuǎn)子凸棱頂部和密煉室壁之間的間隙、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,還有物料在這個間隙里的通過頻率,而通過頻率又和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、混煉時間直接掛鉤,這也能解釋為什么單純延長混煉時間不一定有用,如果填充系數(shù)太低或者溫度控制沒做好,物料在密煉室內(nèi)打滑,轉(zhuǎn)子哪怕轉(zhuǎn)再多圈,剪切力也沒法有效傳遞到顏料團(tuán)聚體上。

色母?;鞜挸霈F(xiàn)黑點(diǎn)雜質(zhì)?從密煉機(jī)工藝參數(shù)找原因-1

三個工藝參數(shù)的聯(lián)動關(guān)系,決定分散效果的最終上限

填充系數(shù)其實(shí)就是密煉室容積利用率的直觀體現(xiàn),過低的填充系數(shù)會讓物料在轉(zhuǎn)子表面打滑,剪切力的傳遞效率直接降下來,顏料團(tuán)聚體很難被有效破碎;過高的填充系數(shù)則會擠占溫控的調(diào)整空間,造成局部過熱,甚至引發(fā)樹脂降解,色母粒配方里顏料占比高、不同粉體堆密度差異大的時候,填充系數(shù)的波動對分散效果的影響還會更明顯。

混煉時間得配合轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來設(shè)定,轉(zhuǎn)速快、時間短的話,剪切次數(shù)是夠了,但剪切應(yīng)力的累積可能達(dá)不到要求;轉(zhuǎn)速慢、時間太長的話,物料反復(fù)承受剪切,溫度升上去之后熔體黏度會下降,后續(xù)的剪切效率也跟著變低,這里的關(guān)鍵是要找到剪切力和溫度上升之間的平衡點(diǎn)。

色母?;鞜挸霈F(xiàn)黑點(diǎn)雜質(zhì)?從密煉機(jī)工藝參數(shù)找原因-2

溫控精度算是密煉機(jī)工作原理里經(jīng)常被大家忽略的一環(huán),溫度直接決定了載體樹脂的熔體黏度,黏度過低的話,剪切力根本傳不到物料內(nèi)部;黏度過高的話,顏料團(tuán)聚體又很難被潤濕,更重要的是,溫度波動會直接導(dǎo)致不同批次之間的一致性變差,同一條配方,夏天和冬天生產(chǎn)出來的分散效果完全不一樣。

這三個參數(shù)本來就不是各自獨(dú)立運(yùn)行的,而是互相制約的,填充系數(shù)變了的話,哪怕用同樣的混煉時間和溫度設(shè)定,實(shí)際的剪切效果也會不一樣,這也是很多廠家在色母粒生產(chǎn)過程里碰到批次不穩(wěn)定問題的根本原因。

排查分散不良,建議按“溫度—填充量—時間”的先后順序驗(yàn)證

從我們實(shí)際處理過的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)來看,通常情況下建議大家先檢查溫控精度,密煉室壁溫和轉(zhuǎn)子芯部溫度是不是和設(shè)定值保持一致,測溫探頭的安裝位置合不合理,冷卻水的流量穩(wěn)不穩(wěn)定,這些問題看起來都很基礎(chǔ),卻直接影響熔體黏度和剪切力的傳遞,如果確認(rèn)溫度相關(guān)的參數(shù)都沒問題,再去核算填充系數(shù)是不是符合工藝卡片的要求,尤其要留意不同批次原料的堆密度差異,最后才去調(diào)整混煉時間,每次調(diào)整以10-15秒為步長做試驗(yàn),對比濾網(wǎng)壓力還有色母粒的過濾壓力值變化就可以。

色母?;鞜挸霈F(xiàn)黑點(diǎn)雜質(zhì)?從密煉機(jī)工藝參數(shù)找原因-3

要是能把這三個維度都做全面的排查和調(diào)整,多數(shù)分散不良的問題都可以在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上得到明顯改善,利拿實(shí)業(yè)在橡塑混煉設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)有15年以上的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),要是您在色母?;鞜掃^程里也碰到類似的質(zhì)量波動問題,歡迎和我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)交流工藝參數(shù)優(yōu)化的具體思路,需要結(jié)合您這邊的具體膠種配方、產(chǎn)能要求還有生產(chǎn)工況評估方案的話,也可以和利拿實(shí)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)做進(jìn)一步溝通。