O masterbatch HIPS (masterbatch de poliestireno resistente a impactos) é um aditivo amplamente utilizado no processamento de plásticos. Baseia-se na resina HIPS (poliestireno resistente a impactos) e contém vários aditivos, preenchimentos ou pigmentos para atender a requisitos específicos de processamento e desempenho. O masterbatch HIPS é amplamente utilizado na produção de diversos produtos plásticos, como carcaças de aparelhos domésticos, brinquedos, materiais de embalagem, materiais de construção, etc.

Classificação

O masterbatch de HIPS pode ser classificado com base nos componentes funcionais adicionados, e as classificações comuns de masterbatch de HIPS incluem:

Masterbatch retardante de chama HIPS:

Adicionado retardante de chama para melhorar a resistência à chama dos produtos de HIPS.

Adequado para itens descartáveis, instrumentos e medidores, aparelhos domésticos, brinquedos e produtos de entretenimento, bem como para a indústria da construção e outros setores.

Por exemplo, modelos como HIPS400, HIPS402, HIPS403, etc.

Masterbatch antibacteriano HIPS:

Adicionaram agentes antibacterianos para inibir o crescimento de bactérias e outros microorganismos.

O masterbatch antibacteriano de óxido de zinco em HIPS ativo (como o GINTER HILL)® HIPS20A03 apresenta as vantagens de uma dosagem baixa, bons efeitos antibacterianos e antifúngicos e um impacto mínimo nas propriedades físicas do produto.

Masterbatch de cor HIPS:

Adicionados pigmentos para a coloração de produtos HIPS.

Estão disponíveis várias opções de cores para atender às diferentes necessidades de aparência.

Por exemplo, mastro de mármore com efeito de granito estampado em plástico de madeira de alta fluidez, etc.

Masterbatch de enchimento HIPS:

Aditivos como carbonato de cálcio e pó de talco foram adicionados para reduzir os custos ou melhorar certas propriedades do produto.

O uso de masterbatch de enchimento pode reduzir os custos de matérias-primas, ao mesmo tempo que garante o desempenho do produto.

HIPS outro masterbatch funcional:

De acordo com as necessidades específicas, podem ser adicionados agentes antiestáticos, antioxidantes e outros aditivos para criar um masterbatch de HIPS com funções específicas.

Por exemplo, masterbatch antistático, masterbatch antioxidante, etc.

Estes masterbatches HIPS desempenham um papel importante no processamento de plásticos e, ao adicionar diferentes componentes funcionais, podem atender às necessidades de diferentes campos e cenários de aplicação.

Fórmula de proporção

A relação de fórmula do masterbatch de HIPS varia dependendo de suas funções e usos específicos. Aqui estão alguns exemplos de relações de fórmula para o masterbatch de HIPS comum:

1. Masterbatch HIPS retardante de chama de alto fluxo e alta dureza

Resina HIPS: 4-9%

Agente de endurecimento: 6-12%

Combinação retardante de chamas: 72-83%

Antioxidante: 0,1~1%

Lubrificante: 0,1~3%

Processamento de óleo modificado: 4-8%

2. Pellets de HIPS retardadores de chama com decabromodifenilo

HIPS: 83%

Decabromobifenil: 12%

Outros aditivos: quantidade adequada (como Sb₂O₃, etc.)

3. Pellets de retardante de chama de HIPS com éter de decabromodifenil

HIPS：100%

Eter de decabromodifenil: 13%

Estearato de zinco: 1%

Outros aditivos: quantidade adequada

4. Pellets de retardante de chama de HIPS com tetrabromobisfenol A

HIPS：79%

Tetrabromobisfenol A: 17%

Sb₂O₃：4%

5. Granulados compostos de HIPS/Bromo/Antimônio/Monto morilonita orgânica, retardante de chama

HIPS：100%

Tetrabromobisfenol A: 7,5%

Trióxido de antimônio: 2%

Montmorilonita orgânica: 5%

6. Material HIPS de baixo odor, retardador de chama e antibacteriano para aparelhos elétricos

Resina HIPS: 4170 partes

Composto retardador de chama (retardante de chama baseado em bromo: trióxido de antimônio: ester de fosfato retardador de chama = 1118:36:410): 1832 partes

Masterbatch antibacteriano: 1020 partes

Outros aditivos: 2,77 partes

7. Pellets HIPS ultra resistentes a baixas temperaturas

HIPS (466F): 100%

SBS (YH-792): 40%

Carbonato de cálcio (1-10 μ m): 5%

Antioxidante: 0,5%

EBS: 0,5%

8. Pellets HIPS preenchidos com pó de talco

HIPS: 83%

SBS: 10%

Pó de talco (325 mesh): 5%

Agente de ligação de éster de titânio: 2%

9. Nanopartículas de HIPS/dióxido de titânio

Resíduos de HIPS: 98~99%

TiO₂ (20nm): 1~2%

Análise de formula de relação

Masterbatch retardante de chama: O retardante de chama é o componente principal e sua quantidade de adição geralmente é alta para garantir o desempenho retardante de chama do produto.

Masterbatch antibacteriano: A quantidade de agente antibacteriano adicionado deve ser determinada de acordo com os requisitos específicos antibacterianos, tendo em conta o seu impacto no desempenho do produto.

Masterbatch de enchimento: A quantidade de enchimento (como carbonato de cálcio, talco em pó, etc.) adicionada pode ser ajustada de acordo com as exigências de custo e o desempenho do produto.

Outro masterbatch funcional: A quantidade de aditivos, como agentes de endurecimento, antioxidantes, lubrificantes, etc., deve ser otimizada de acordo com os requisitos funcionais específicos.

Processo de produção

O processo de produção de masterbatch de HIPS geralmente envolve várias etapas para garantir que a qualidade e o desempenho do masterbatch atendam aos requisitos específicos. A seguir, apresenta-se um processo geral de produção de masterbatch de HIPS:

1. Preparação da matéria-prima

Resina HIPS: Como o principal veículo do masterbatch, fornece propriedades físicas e químicas básicas.

Aditivos: como retardadores de chama, agentes antibacterianos, antioxidantes, agentes de endurecimento, etc., adicionados de acordo com os requisitos funcionais específicos do masterbatch.

Aditivos: como carbonato de cálcio, pó de talco, etc., usados para reduzir custos ou melhorar determinadas propriedades.

Pigmentos: Utilizados para colorir o masterbatch para atender aos requisitos específicos de aparência.

2. Mistura e pré-processamento

Mistura: misture a resina HIPS, aditivos, enchimentos, pigmentos e outras matérias-primas de forma uniforme em um misturador de alta velocidade, de acordo com a proporção da fórmula.

Secagem: Para algumas matérias-primas altamente higroscópicas, como a resina HIPS, pode ser necessário secá-las antes da mistura para remover a umidade e evitar a formação de bolhas ou afetar a qualidade do produto durante o processamento.

3. Granulação por extrusão

Derretimento: Adicione as matérias-primas misturadas a um extrusor de dois parafusos e derreta-as através do aquecimento e da ação de cisalhamento do parafuso.

Extrusão: As matérias-primas fundidas são extrudidas através da matriz de um extrusor para formar materiais em forma de faixas contínuas.

Granulação: Após o resfriamento, o material em forma de tiras é cortado em masterbatch granular uniforme por um granulator.

4. Processamento posterior

Secagem: O masterbatch em cubos pode precisar ser secado para remover a umidade da superfície e evitar aglomerações ou deterioração durante o armazenamento e o uso.

Tremelagem: Remova partículas de mistura não qualificadas, como partículas de tamanho excessivo ou inadequado, através de equipamentos de tremelagem, para garantir um tamanho uniforme das partículas da mistura.

Embalagem: Embalagem de masterbatch qualificada para armazenamento e transporte.

5. Controlo de qualidade

Durante todo o processo de produção, é necessário um rigoroso controle de qualidade para as matérias-primas, os produtos intermediários e os produtos finais, a fim de garantir que a qualidade da mistura mestre atenda aos padrões. Isto inclui testar a pureza, o conteúdo e as propriedades físicas das matérias-primas, monitorar parâmetros como temperatura, pressão e taxa de fluxo durante o processo de extrusão, e testar o tamanho das partículas, a cor, o índice de fusão e as propriedades funcionais específicas (como a resistência ao fogo, as propriedades antibacterianas, etc.) da mistura mestre final.

6. Técnica especial

Para certos masterbatch de HIPS com funções especiais, como masterbatch retardante de chama ou antibacteriano, podem ser necessários processos ou aditivos especiais no processo de produção. Por exemplo, o masterbatch retardante de chama pode exigir a adição de retardantes de chama e sinergistas, bem como processos de mistura e extrusão específicos para garantir a distribuição uniforme dos retardantes de chama no masterbatch; O masterbatch antibacteriano requer a adição de agentes antibacterianos e técnicas de processamento adequadas para manter sua atividade no masterbatch.

Equipamento de produção

Os detalhes do equipamento de extrusão e parâmetros relacionados para a produção de masterbatch de HIPS são os seguintes:

1. Equipamento de produção

extrusora de dois parafusos

Tipo: A extrusora de dois parafusos é frequentemente usada para produzir masterbatch de HIPS devido à sua poderosa capacidade de mistura e plastificação.

Estrutura: geralmente inclui porta de alimentação, parafuso, cilindro, sistema de aquecimento, sistema de resfriamento, sistema de corte e outras peças.

equipamento auxiliar

Máquina de alimentação: usada para alimentar uniformemente as matérias-primas na extrusora.

Máquina de secagem: Para algumas matérias-primas com forte absorção de umidade, como a resina de HIPS, pode ser necessária um tratamento de secagem antes da mistura.

Tela de vibração: usada para triagem e remoção de masterbatch não qualificado.

Cinta transportadora: usada para transportar os grânulos materno após o corte para o próximo processo.

2. Detalhes dos parâmetros relevantes

Parâmetros do parafuso

Diâmetro do parafuso: determinado de acordo com a escala de produção e as exigências de produção, normalmente variando de 20 mm a 120 mm.

Relação comprimento/diâmetro (L/D): A relação comprimento/diâmetro dos extrusores de dois parafusos é geralmente superior a 24, com um máximo de 43, para garantir um tempo de plastificação e um efeito de mistura suficientes.

Rácio de compressão: O parafuso de esgotamento possui seções de compressão próprias nos estágios primeiro e segundo, correspondentes aos seus respectivos rácio de compressão, que são normalmente ajustados de acordo com o estado físico da matéria-prima.

Parâmetros de temperatura

Temperatura do cilindro: o cilindro deve ser dividido em várias seções de aquecimento, e a faixa de temperatura deve ser ajustada de acordo com a temperatura de fusão da resina HIPS, normalmente entre 190 ℃ e 220 ℃.

Temperatura da cabeça: a temperatura da cabeça é geralmente ligeiramente inferior à temperatura do cilindro para garantir uma extrusão estável da fusão.

Parâmetros do sistema de corte de partículas

Velocidade de corte: a velocidade de corte deve ser ajustada de acordo com o tamanho das partículas e as exigências de rendimento das partículas-mãe, normalmente em torno de 1137v/min.

Velocidade do cortador de disco: a velocidade do cortador de disco também deve ser ajustada de acordo com necessidades específicas de produção para garantir um efeito de corte uniforme.

Outros

Potência do motor: determinada de acordo com as especificações e as exigências de produção do extrusor, normalmente entre 4 kW e 15 kW.

Capacidade de produção: a capacidade de produção é determinada com base em fatores como as especificações do extrusor e a velocidade do parafuso, normalmente variando de dezenas a centenas de quilogramas por hora.

3. Precauções

Seleção de matérias-primas: devem ser selecionadas resinas HIPS e outras matérias-primas de qualidade estável e alta pureza para garantir a qualidade do masterbatch.

Controle de temperatura: a temperatura do cilindro de material e da cabeça da máquina deve ser controlada com precisão para evitar uma plastificação deficiente ou degradação causada por uma temperatura excessiva ou insuficiente.

Manutenção do parafuso: o parafuso deve ser limpo e mantido regularmente para garantir a sua boa capacidade de mistura e plastificação.

Segurança na produção: Durante o processo de produção, deve ser seguida uma rigorosa observância dos procedimentos de operação de segurança para garantir a segurança do pessoal e dos equipamentos.

Requisitos relacionados

Os requisitos para o extrusor utilizado na produção de masterbatch HIPS são os seguintes:

Design do parafuso:

Material do parafuso: Deve ser selecionado materiais resistentes ao desgaste e à corrosão, como o 38CrMoAlA, para garantir a estabilidade e confiabilidade do parafuso durante o uso a longo prazo.

Estrutura do parafuso: O parafuso deve ser projetado com base no princípio dos blocos de construção, a fim de configurar de forma razoável a relação de aspecto, a distância entre os parafusos, os componentes do parafuso, etc., de acordo com o sistema de materiais de processamento e as exigências do processo. Para a produção de masterbatch de HIPS, o parafuso precisa ter uma boa capacidade de mistura e plastificação para garantir que as diversas matérias-primas sejam misturadas de forma completa e uniforme.

Controle de temperatura:

Controle de temperatura preciso: A extrusora deve estar equipada com um sistema de controle de temperatura preciso que possa controlar com precisão a temperatura do cilindro e da cabeça. A temperatura do cilindro é normalmente ajustada de acordo com a temperatura de fusão da resina HIPS, geralmente entre 180 e 220 ℃. A temperatura da cabeça é ligeiramente inferior à da do cilindro para garantir uma extrusão estável do material fundido.

Aquecimento segmentado: O tambor de material deve ser dividido em várias seções de aquecimento para um aquecimento segmentado, de acordo com as exigências de plasticização do material, garantindo uma temperatura uniforme e estável durante o processo de extrusão.

Volume de extrusão e velocidade do parafuso:

Capacidade de extrusão: A capacidade de extrusão do extrusor deve ser ajustada de acordo com as necessidades de produção para atender às exigências de produção de diferentes escalas.

Velocidade da hélice: A velocidade da hélice é um fator chave que afeta a capacidade de produção dos extrusores. Para a produção de masterbatch de HIPS, a velocidade da hélice deve ser ajustada de forma razoável de acordo com o efeito de plastificação do material e as exigências de capacidade de produção do extrusor.

Sistema de escape:

Eficiência de exaustão: Devido à possibilidade de geração de gás durante o processo de plasticização da resina HIPS, o extrusor deve estar equipado com um sistema de exaustão eficaz para eliminar o gás, evitar a geração de bolhas e garantir a qualidade do masterbatch.

Sistema de granulação:

Granulação uniforme: O sistema de granulação do extrusor deve ser capaz de produzir um masterbatch granular uniforme, para garantir uma distribuição uniforme do tamanho das partículas e facilitar o processamento e o uso subsequentes.

Velocidade de corte ajustável: A velocidade de corte do sistema de corte deve ser ajustável para atender às diferentes necessidades de produção e garantir a rendibilidade e a qualidade da mistura mestre.

Estabilidade e fiabilidade do equipamento:

Alta estabilidade: O extrusor deve ter uma boa estabilidade para garantir a continuidade e a estabilidade do processo de produção, reduzir as falhas e o tempo de parada.

Alta confiabilidade: Os componentes do extrusor devem ser feitos de materiais de alta qualidade para garantir a confiabilidade e a durabilidade do equipamento.

Conveniência de operação e manutenção:

Fácil de operar: O sistema operacional do extrusor deve ser projetado de forma concisa e clara, permitindo que os operadores iniciem rapidamente e operem com eficiência.

Fácil manutenção: Os diversos componentes do extrusor devem ser fáceis de desmontar e instalar, facilitando a manutenção diária e reduzindo os custos e o tempo de manutenção.

Aplicação

O masterbatch HIPS (masterbatch de poliestireno resistente a impactos) tem uma ampla gama de aplicações na produção de produtos plásticos, o que pode melhorar significativamente o desempenho dos produtos e atender às necessidades de diferentes setores. A seguir estão as principais aplicações do masterbatch HIPS:

1. No domínio dos aparelhos domésticos

Exemplo de aplicação:

Fabricação de carcaças: o masterbatch HIPS é comumente utilizado para produzir carcaças para aparelhos domésticos, como geladeiras, condicionadores de ar e máquinas de lavar.

Melhoria do desempenho: Adicionando o masterbatch retardador de chama, o desempenho retardador de chama do produto pode ser melhorado para atender aos padrões de segurança dos aparelhos domésticos.

Vantagens:

Boa aparência: Os produtos HIPS têm uma superfície lisa e são fáceis de colorir, atendendo aos altos requisitos de aparência dos aparelhos domésticos.

Eficiência de custo: Em comparação com outros plásticos de engenharia, os materiais HIPS têm custos mais baixos e ajudam a reduzir o custo de produção dos aparelhos domésticos.

2. Brinquedos e produtos de entretenimento

Exemplo de aplicação:

Fabricação de brinquedos: O masterbatch HIPS é usado para produzir vários brinquedos plásticos, como blocos de construção, modelos, bonecas, etc.

Perfomance de segurança: A adição de masterbatch antibacteriano pode inibir o crescimento de bactérias e melhorar a higiene e a segurança dos brinquedos.

Vantagens:

Excelente desempenho de processamento: O material HIPS é fácil de moldar por injeção e pode ser usado para fabricar brinquedos com formas complexas.

Resistência ao impacto: O HIPS tem alta resistência ao impacto, reduzindo o risco de que os brinquedos se quebrem durante o uso.

3. Materiais de embalagem

Exemplo de aplicação:

Embalagens para alimentos: O masterbatch HIPS pode ser usado para produzir materiais de embalagem, como recipientes e bandejas para alimentos.

Embalagem funcional: A adição de um masterbatch antistático pode impedir que os materiais de embalagem gerem eletricidade estática durante o transporte e proteger itens sensíveis, como produtos eletrônicos.

Vantagens:

Saúde e segurança: os materiais HIPS cumprem os padrões de segurança para materiais em contacto com alimentos, garantindo a segurança alimentar.

Resistência à umidade: os produtos HIPS apresentam um certo grau de resistência à umidade, protegendo o conteúdo do embalagem contra a umidade.

4. Materiais de construção e decorativos

Exemplo de aplicação:

Decoração interna: o masterbatch HIPS é utilizado para a produção de linhas decorativas, painéis de parede, tetos, etc.

Aplicação externa: A adição de absorventes UV pode melhorar a resistência ao clima dos produtos de HIPS e é adequada para decoração externa.

Vantagens:

Lindos e duráveis: os produtos de HIPS podem ser submetidos a vários tratamentos de superfície, como gravação e revestimento com filme, para atender a diferentes necessidades decorativas.

Instalação fácil: o material HIPS é leve e de alta resistência, fácil de manusear e instalar, reduzindo os custos de construção.

5. Componentes para automóveis

Exemplo de aplicação:

Partes internas: o masterbatch HIPS é utilizado para produzir componentes internos, como painéis de instrumentos do carro, painéis de portas, assentos, etc.

Componentes funcionais: A adição de retardante de chama e de um masterbatch de reforço pode melhorar a resistência térmica e a resistência mecânica do produto.

Vantagens:

Design leve: o material HIPS tem baixa densidade, o que ajuda a reduzir o peso do veículo e a melhorar a economia de combustível.

Eficiência de custo: Em comparação com os metais e os plásticos de engenharia avançada, os materiais HIPS têm custos mais baixos e menores custos de fabricação automotiva.

6. Necessidades diárias e bens de consumo

Exemplo de aplicação:

Bens domésticos: o masterbatch de HIPS é utilizado para a produção de caixas de armazenamento, cabides, produtos para o banheiro, etc.

Material de escritório: folhetos de produção, suportes para canetas, estantes de exposição, etc.

Vantagens:

Design flexível: o material HIPS é fácil de colorir e moldar, permitindo a produção de produtos com cores ricas e formas diversas.

Durability: HIPS products have good chemical corrosion resistance, extending the product’s service life.

7. Campo eletrônico e elétrico

Exemplo de aplicação:

Carcaça e componentes: o masterbatch de HIPS é utilizado para produzir a carcaça e os componentes internos de produtos eletrônicos, como televisores, computadores, impressoras, etc.

Proteção eletromagnética: A adição de um masterbatch condutor pode conferir aos produtos de HIPS uma função de proteção eletromagnética, protegendo os componentes eletrônicos contra interferências.

Vantagens:

Performance de isolamento: o material HIPS possui boas propriedades de isolamento elétrico, garantindo o uso seguro de produtos eletrônicos.

Eficiência de processamento elevada: os materiais HIPS são fáceis de processar, o que melhora a eficiência de produção e reduz os custos de fabricação.

8. Produtos médicos e de higiene

Exemplo de aplicação:

Dispositivos médicos: o masterbatch de HIPS é utilizado para produzir algumas carcaças e componentes de dispositivos médicos não críticos.

Produtos sanitários: produção de recipientes para resíduos médicos, artigos descartáveis, etc.

Vantagens:

Saúde e segurança: os materiais HIPS podem melhorar o desempenho antibacteriano dos produtos, adicionando agentes antibacterianos, atendendo às exigências dos ambientes médicos.

Custo controlável: o material HIPS tem um custo mais baixo e é adequado para a produção de suprimentos médicos descartáveis.

Resumo:

O masterbatch de HIPS tem sido amplamente utilizado em vários campos devido às suas excelentes características de processamento, às boas propriedades físicas e mecânicas e à rentabilidade. Ao adicionar diferentes aditivos funcionais, como retardadores de chama, agentes antibacterianos, agentes antistáticos, etc., o masterbatch de HIPS pode conferir aos produtos propriedades específicas, atendendo às necessidades de diferentes indústrias. Com o progresso contínuo da ciência dos materiais, o escopo de aplicação do masterbatch de HIPS será ampliado ainda mais, proporcionando soluções plásticas de alto desempenho e multifuncionais para diversas indústrias.