TPE配混加工設(shè)備選型要點(diǎn)（從配混設(shè)備到切粒）

天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司 李世通 張瑞高

寧波普力馬彈性體有限公司 李百順

給我們帶來(lái)TPE生產(chǎn)工藝，以及設(shè)備的講解！

1. 熱塑性彈性體介紹

熱塑性彈性體TPE/TPR，又稱人造橡膠或合成橡膠。熱塑性彈性體在常溫下具有橡膠的彈性，高溫下具有可塑化成型的一類(lèi)彈性體。其產(chǎn)品既具備傳統(tǒng)交聯(lián)硫化橡膠的高彈性、耐老化、耐油性各項(xiàng)優(yōu)異性能，同時(shí)又具備普通塑料加工方便、加工方式廣的特點(diǎn)。可采用注塑、擠出、吹塑等加工方式生產(chǎn)，水口邊角粉碎后100%直接二次使用。既簡(jiǎn)化加工過(guò)程，又降低加工成本，因此熱塑性彈性體TPE/TPR材料已成為取代傳統(tǒng)橡膠的最新材料，其環(huán)保、無(wú)毒、手感舒適、外觀精美，使產(chǎn)品更具創(chuàng)意。因此也是一支更具人性化、高品位的新型合成材料，也是世界化標(biāo)準(zhǔn)性環(huán)保材料。

2. 配方及原材料特點(diǎn)
(1) 配方：SBS/SEBS+PP+OIL+添充劑
(2) 原材料特點(diǎn)：
SBS/SEBS，原材料堆密度很低，為0.2kg/m3，很輕，發(fā)泡狀，占據(jù)空間大，不易加入到螺桿中。
OIL：加入到擠出機(jī)中成為潤(rùn)滑劑，物料輸送減慢。

3. 生產(chǎn)工藝
配料——預(yù)混合——熔融混合——切粒
雙螺桿擠出機(jī)配置工藝如下：

4. 雙螺桿擠出機(jī)選型
在眾多混煉塑化擠出機(jī)中，平行同向雙螺桿擠出機(jī)以其優(yōu)異的混煉塑化性能、
良好的螺桿自清理功能、螺桿筒體的“積木式組合”功能，在塑料配料混煉中得到非常廣泛的應(yīng)用，在熱塑性彈性體生產(chǎn)中也得到充分的應(yīng)用。在熱塑性彈性體的生產(chǎn)設(shè)備選擇中，雙螺桿擠出機(jī)的配置和選型是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)以后的生產(chǎn)具有重要影響。選型主要有如下特點(diǎn)：
4.1選用平行雙螺桿擠出機(jī)
4.2螺桿直徑：根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，一般選用螺桿規(guī)格在50mm到90mm機(jī)。
4.3長(zhǎng)徑比L/D：≥44，一般為48
4.4螺桿轉(zhuǎn)速：≥600rpm
4.5螺桿材質(zhì)：建議選用耐磨型兼耐蝕型，如采用W6Mo5Cr4V2高速鋼，筒體宜選用高
耐磨型待襯套結(jié)構(gòu)，如內(nèi)襯a-101高耐磨合金。

4.6 電機(jī)功率：大功率。
4.7 齒輪箱：速比小，高扭矩等級(jí)，比扭矩通常M∕A3≥8。
4.8主機(jī)配置：要有足夠的長(zhǎng)徑比，使物料充分受熱和剪切塑化；入口要有大的自由容積，增強(qiáng)吃料效果，要有良好的排氣功能，脫除低分子物和單體。

5. 加料方式
由于原料是粉狀、粒狀混合物，考慮物料特點(diǎn)及輸送效率，建議采用雙螺桿喂料機(jī)，并帶攪拌。
不建議強(qiáng)制填塞喂料。

6. 螺桿組合及筒體設(shè)計(jì)
6.1加料段：由于SEBS/SBS料為膨松狀，加入到螺桿上不易吃料，故采用大導(dǎo)程、深螺槽螺紋元件。機(jī)筒加料口采用長(zhǎng)方形。
6.2 輸送段：選擇大壓縮比，使物料迅速壓縮、輸送。
6.3混煉塑化段：選用較多的捏合塊，可選用30度、45度、60度捏合塊，與密煉轉(zhuǎn)子配合使用，捏合塊實(shí)現(xiàn)分布混合。密煉轉(zhuǎn)子使增加拖拽拉伸，不要增加了物料的分散性。
6.4 排氣段：要有較大的排氣空間，通常采用大導(dǎo)程螺桿元件；在排氣口前螺桿上設(shè)置反向元件，實(shí)現(xiàn)建壓功能。
6.5均化計(jì)量段：要有強(qiáng)的輸送功能和穩(wěn)流功能，以實(shí)現(xiàn)擠出壓力的平穩(wěn)和造粒的均勻性，通常采用小導(dǎo)程元件和大于6的長(zhǎng)徑比。

7. 真空排氣：
用平行雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)TPE時(shí)，使用抽真空，可去除產(chǎn)品中的低分子揮發(fā)物、異味，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量是很有好處的。
真空口很容易冒料，如何控制真空口不冒料是關(guān)鍵：
針對(duì)配方及操作工藝，一般情況下真空口冒料的原因素有：
①.油加入太多。物料流動(dòng)速度加快，在排氣孔附近物料輸送失衡。②.加工溫度偏低。
解決的辦法是改進(jìn)配方，提高工藝溫度；
針對(duì)擠出機(jī)：真空口要設(shè)置在合適的位置，選用合適的擋料快，設(shè)計(jì)合理的螺桿結(jié)構(gòu)。
通過(guò)上述方法仍無(wú)法解決真空口冒料，就必須重新組合螺桿。

8. 切粒方式
TPE一般選用水環(huán)切粒、水下切粒、風(fēng)冷模面切粒。根據(jù)物料性能要求選擇。如硬度在10A以下的物料選用風(fēng)冷模面熱切方式。
這三種切粒方式的特點(diǎn)比較：

9. 提高擠出機(jī)產(chǎn)量的方法：
（1） 提高螺桿轉(zhuǎn)速，就必須使用大的L/D，確保物料充分塑化。
（2） 采用側(cè)喂料，可使產(chǎn)量提高40%。在許多廠家得到應(yīng)用。

10. 案例
TPE造粒:產(chǎn)品性能：邵氏硬度55A，密度0.98
選用天華院有限公司（蘭泰塑機(jī)）SHJ-75H高性能同向雙螺桿擠出機(jī)
螺桿直徑：72mm
螺桿長(zhǎng)徑比：L/D=48,
螺桿轉(zhuǎn)速: 600r∕min，
擠出機(jī)功率：250kW
操作溫度：190℃、200℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃、180℃、170℃
水下切粒
產(chǎn)量：500-600kg/h
螺桿組合從下料到機(jī)頭：依次為9（輸送件）+5（大、中捏合塊、密煉轉(zhuǎn)子）+4（輸送件）+8（中、小捏合塊、密煉轉(zhuǎn)子）+3（輸送件）+3（中、小捏合塊）+6（輸送件）+4（中、小捏合塊、密煉轉(zhuǎn)子）+8（輸送件）

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