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双螺杆挤出机在色母改性加工中的创新应用

 发布时间:2020-11-23 点击量:185

    色母料是一种高浓缩、高效能的颜色配制品,通过双螺杆挤出机把超常量的颜料均匀配混后载附于树脂之中而制得的聚合物的复合物,毫无疑问,双螺杆挤出机是色母粒加工的选择。

    01、多项性能的优化

    双螺杆挤出机吃料能力更高,可加入更多的物料,即物料在螺杆内的填充率大幅提高,如图1所示,可用h表示物料层的厚度,物料越厚代表填充率越高,产量越大;v代表螺杆转速;在螺杆转速不变、剪切率r因h变大而降低,从而降低了螺杆对物料的剪切率,物料在螺杆向前推进过程中,越接近外圆,线速度越高,剪切力越强,物料填充率越高物料才会越接近小圆,剪切率才会降低,同时因为物料填充率较高,螺杆和筒体之间的金属摩擦几率降低。实现了产品能耗更低、产品质量更高、设备寿命更长、稳定性更好。

    02、螺杆表面润滑性的优化

    在物料挤出过程中,若终产品对杂质残留要求较高的情况下(如膜类、XLPE电缆),螺杆在使用过一段时间后需要将螺杆抽出来进行表面清洗,以防止物料碳化粘结在螺杆表面,尤其是在色母粒作业过程中,还经常需要切换不同颜色,快速置换原料。针对这一类需求,一种螺杆表面喷涂耐磨润滑层的配方设计:元件表面硬度达到HV3500、颜色为黑灰、涂层厚度4.0-6.0(UM)、工作温度900℃、摩擦系数0.3。提高表面硬度的同时,还保持着良好的涂层韧性、附着力及润滑性。

    03、筒体的优化设计与加工工艺的进步

    多年来双螺杆挤出机筒体以C型衬套结构和整体衬套结构为主,来适应多种聚合物的配方作业;在色母作业过程中,因需要经常切换物料,筒体内的接缝会导致不同颜色的交叉污染。

    04、有效能耗降低

    一种全新的筒体冷却和加热结构,筒体采用全新的径向冷却水道设计,并使用进口的加热元件,在提高温控效率的同时也减少了筒体的温差分布和热变形,避免由此产生的局部剪切热和硬件磨损,提高了设备和零件的使用寿命。

    参考测试数据:设定双螺杆挤出机使用工况(绝大部分常规物料的改性作业):加料段1~3区70~80%的时间都是在满负载加热状态,4~机头20~30%的时间在加热;按照上述工况计算:HK53,长径比44,按照前3节筒体80%的加热时间,后7节30%的加热时间计算,年开机5000小时计算:

    传统全铸铜加热器:

    4.2x3x0.8x5000+4.2x7x0.3x5000=94500kwh;

    新型加热棒:

    2.8x3x0.8x5000+2.8x7x0.3x5000=63000kWh;

    94500-63000=31500度,

    全年节约电耗31500度;

    节能约33%。
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