O masterbatch de MDPE é composto por aditivos químicos em excesso, resinas portadoras (como o MDPE) e dispersantes. Geralmente contém componentes como retardadores de chama, resinas e aditivos que conferem aos produtos plásticos propriedades específicas. O masterbatch de MDPE é amplamente utilizado na moldagem por injeção, extrusão, filme soprado, estiramento, espumação, revestimento e outros produtos de processo. Por exemplo, pode ser utilizado para a fabricação de tubos, filmes, recipientes oca, etc. É também comumente utilizado para a moldagem de alta velocidade de diversas garrafas, filmes de embalagem automática de alta velocidade, diversos produtos moldados por injeção, produtos moldados rotativos, revestimento de fios e cabos, materiais impermeáveis, tubos de água, tubos de gás, etc.

Tipos

O masterbatch de MDPE (polietileno de densidade média) pode ser classificado nos seguintes tipos, de acordo com suas funções e usos:

Masterbatch MDPE comum: Possui as características gerais do polietileno de densidade média, como boa flexibilidade, resistência a baixas temperaturas e estabilidade química. Principalmente utilizado para a produção de diversos produtos plásticos, como filmes, tubos, produtos moldados por injeção, etc., para atender aos requisitos básicos de utilização.

Masterbatch de enchimento: Uma grande quantidade de enchimentos, como carbonato de cálcio, pó de talco, etc., são adicionados ao masterbatch de MDPE. A principal função do masterbatch de enchimento é reduzir os custos de produção, ao mesmo tempo que melhora certas propriedades do produto, como aumentar a dureza, a rigidez e a estabilidade dimensional. É comumente utilizado na produção de produtos plásticos sensíveis aos custos, como sacos de lixo, sacos de compras, baldes de plástico, etc.

Masterbatch retardante de chama: produzido adicionando retardantes de chama, o MDPE possui boas propriedades retardantes de chama. O masterbatch retardante de chama pode ser utilizado para produzir diversos produtos plásticos que exigem desempenho de segurança contra incêndio, como revestimentos de fios e cabos, folhas plásticas para construção, envoltórios elétricos, etc., para melhorar a classificação de incêndio desses produtos e reduzir os riscos de incêndio.

Masterbatch anti-envelhecimento: aditivos, como antioxidantes e absorventes de radiação ultravioleta, são adicionados para melhorar o desempenho anti-envelhecimento dos produtos de MDPE, impedindo que eles se degradem, se descoloram ou se fragilizem sob exposição prolongada à luz solar, oxigênio, altas temperaturas e outras condições ambientais. São comumente utilizados na produção de produtos plásticos para uso exterior, como filmes agrícolas, redes de sombra, tubos plásticos, etc., para prolongar sua vida útil.

Masterbatch endurecido: A adição de agentes endurecedores pode melhorar significativamente a resistência à tração e à impactos do MDPE. O masterbatch endurecido é adequado para a produção de produtos plásticos que exigem alta resistência à tração, como caixas de giro, paletes de plástico, peças automotivas, etc., para que não sejam facilmente quebrados quando submetidos a impactos externos.

Masterbatch condutor: Materiais condutores, como fuligem de carbono e fibras metálicas, são adicionados ao masterbatch de MDPE para conferir-lhe condutividade. O masterbatch condutor é utilizado principalmente na produção de produtos plásticos com funções antistáticas ou condutoras, como materiais de embalagem para equipamentos eletrônicos, tubos antistáticos, camadas de blindagem de fios e cabos, etc., para evitar os riscos causados pela acumulação de eletricidade estática ou atender a requisitos específicos de desempenho elétrico.

Relação de fórmula

A seguir estão as proporções aproximadas das fórmulas para diferentes tipos de masterbatch de MDPE. Na produção real, serão feitas ajustes baseados nas especificações do produto, nos processos de produção e nas características da matéria-prima.

Masterbatch MDPE comum: A resina de MDPE geralmente representa 90% a 100%, e uma pequena quantidade de antioxidantes, lubrificantes e outros aditivos pode ser adicionada, se necessário, geralmente entre 0% e 10%. Por exemplo, para melhorar o desempenho de processamento e a resistência ao envelhecimento do produto, podem ser adicionados 0,1% a 1% de antioxidantes e 0,5% a 2% de lubrificantes.

Filling masterbatch: Fillers such as calcium carbonate and talc powder have a high content, usually accounting for 50% -80% of the masterbatch’s mass. MDPE resin is used as a carrier, accounting for 20% -50%. In addition, a small amount of coupling agents, dispersants and other additives will be added to improve the compatibility and dispersibility of fillers and resins, generally around 0.5% -3%. For example, in calcium carbonate filled masterbatch, the calcium carbonate content may be 60%, MDPE resin may be 38%, and coupling agents and dispersants together account for 2%.

Masterbatch retardante de chamas: O retardante de chamas é um componente chave, com um teor geralmente entre 20% e 60%. A resina de MDPE representa 40% a 80%. De acordo com o tipo e os requisitos de desempenho dos retardantes de chamas, podem ser adicionados alguns sinergistas, como o trióxido de antimónio, com um teor de cerca de 1% a 10%. Por exemplo, um masterbatch retardante de chamas de MDPE que contém um retardante de chamas baseado em bromo, com um teor de retardante de chamas de 40%, resina de MDPE de 55% e sinergista de trióxido de antimónio de 5%.

Masterbatch anti-idade: os aditivos anti-idade, como os antioxidantes e os absorventes UV, são os principais componentes, geralmente representando 5% a 20% da massa do masterbatch. A resina MDPE representa 80% a 95%. Para melhorar a dispersibilidade e a estabilidade do aditivo, pode ser adicionada uma pequena quantidade de dispersante, geralmente em torno de 0,5% a 2%. Por exemplo, o conteúdo total de antioxidante 1010 e de absorvente UV UV-531 é de 10%, a resina MDPE é de 90% e o dispersante é de 0,5%.

Masterbatch de endurecimento: O conteúdo do agente de endurecimento geralmente está entre 10% e 50%, e a resina de MDPE representa 50% a 90%. Para melhorar a compatibilidade entre os agentes de endurecimento e a resina de MDPE, podem ser adicionados alguns compatibilizadores, com um conteúdo de aproximadamente 1% a 5%. Por exemplo, o conteúdo do agente de endurecimento POE é de 30%, a resina de MDPE é de 68% e o compatibilizador é de 2%.

Masterbatch condutor: A concentração de materiais condutores, como fuligem condutora, fibras metálicas, etc., é de cerca de 10% a 50%, e a resina de MDPE representa 50% a 90%. Para melhorar a dispersibilidade e a condutividade dos materiais condutores, podem ser adicionados alguns dispersantes e agentes de tratamento de superfície, geralmente em torno de 0,5% a 5%. Por exemplo, a concentração de fuligem condutora é de 20%, a de resina de MDPE é de 78% e a dos dispersantes e agentes de tratamento de superfície juntos é de 2%.

Processo de produção

O processo de produção de masterbatch de MDPE geralmente inclui etapas como preparação da matéria-prima, mistura, extrusão a quente, granulação por resfriamento, embalagem, etc. A seguir, apresentamos uma introdução específica:

1. Preparação da matéria-prima

Selecione com precisão a resina de MDPE e vários aditivos, de acordo com o tipo de masterbatch, como a preparação de enchimentos, como carbonato de cálcio e pó de talco, para a produção de masterbatch de enchimento, e a preparação de retardadores de chama para a produção de masterbatch retardador de chama. Garanta que a qualidade e o desempenho das matérias-primas atendam aos requisitos de produção e secar as matérias-primas, especialmente para resinas de MDPE e certos aditivos que são propensos à absorção de umidade, para remover a umidade e evitar a formação de bolhas ou afetar a qualidade do produto durante o processamento.

2. Mistura

Adicione a resina de MDPE e os aditivos ao misturador de alta velocidade de acordo com a proporção da fórmula projetada. É crucial garantir a consistência das propriedades da mistura mestre, misturando cuidadosamente os materiais a alta velocidade para garantir uma distribuição uniforme dos aditivos na resina de MDPE. Algumas produções de mistura mestre podem exigir a adição de agentes auxiliares, como agentes de acoplamento, dispersantes, etc., que também são adicionados e misturados de forma uniforme nesta etapa.

3. Extrusão de fusão

O material misto entra no tambor do extrusor e é gradualmente aquecido até atingir um estado fundido através do aquecimento do extrusor e da rotação do parafuso. A configuração de temperatura do extrusor deve ser ajustada de acordo com as características da resina de MDPE e dos aditivos. Geralmente, a temperatura na seção frontal do tambor é mais baixa e a temperatura na seção traseira é mais alta, o que garante que o material seja completamente fundido e não submeta a decomposição por superaquecimento. Durante o processo de fundição, a velocidade de rotação e a força de cisalhamento do parafuso também podem afetar o efeito de mistura e a qualidade de plastificação do material, o que precisa ser otimizado de acordo com a situação real.

4. Granulação de refrigeração

O material fundido extrudado do extrusor é formado em tiras ou filamentos de forma específica através de um molde, e depois entra em um tanque de água de resfriamento ou é resfriado e solidificado por resfriamento por ar. O material resfriado é cortado em partículas uniformes por um granulador, e o tamanho e a forma das partículas podem ser controlados ajustando os parâmetros do granulador. Para alguns masterbatch com requisitos especiais, pode ser necessário tratamento de superfície ou adição de lubrificante para melhorar a fluidez e as propriedades superficiais das partículas.

5. Embalagem

O masterbatch de MDPE após a granulação é geralmente embalado em sacos tecidos de plástico ou sacos de embalagem compostos para evitar a umidade e a contaminação do masterbatch. Etiquete o nome do produto, as especificações, a data de produção, a data de validade e outras informações na embalagem para armazenamento, transporte e utilização.

Pode haver pequenas diferenças no processo de produção de diferentes tipos de masterbatch de MDPE. Por exemplo, na produção de masterbatch condutor, para garantir a estabilidade da condutividade, podem ser necessários processos especiais de dispersão durante o processo de mistura ou um controle especial da distribuição de materiais condutores durante o processo de extrusão. Ao produzir masterbatch anti-envelhecimento, deve ser prestada atenção ao método de adição e à uniformidade de mistura dos aditivos anti-envelhecimento para garantir que possam desempenhar o melhor efeito anti-envelhecimento na resina de MDPE.

Equipamento de produção

No processo de produção de masterbatch de MDPE, diferentes etapas de produção exigem o uso de equipamentos diferentes. A seguir estão os principais equipamentos de produção e suas funções:

1. Equipamento de ingredientes

Escala eletrônica: utilizada para pesar com precisão o peso da resina de MDPE, de vários aditivos e de outras matérias-primas, garantindo ingredientes exatos de acordo com a fórmula, para garantir a estabilidade da qualidade do produto.

Misturador de alta velocidade: misture as matérias-primas pesadas de forma completa e uniforme e utilize lâminas de agitação giratórias de alta velocidade para obter um bom efeito de mistura entre a resina de MDPE e os aditivos em um curto período de tempo, estabelecendo as bases para o processamento subsequente.

2. Equipamento de extrusão

Extrusor de um parafuso ou extrusor de dois parafusos: o extrusor de um parafuso tem uma estrutura simples e baixo custo, e é adequado para a produção de masterbatch de MDPE comum com baixos requisitos de mistura. O extrusor de dois parafusos apresenta melhor desempenho de mistura, capacidade de auto-lavagem e capacidade de transporte, o que permite uma dispersão mais uniforme dos aditivos e é adequado para a produção de masterbatch de MDPE de alto desempenho e alta demanda, como masterbatch retardador de chamas, masterbatch condutor, etc. O extrusor funde gradualmente as matérias-primas no tanque através do aquecimento e da rotação do parafuso, e as extrude em fios contínuos ou materiais filamentosos.

Mold de extrusão: Instalado na porta de descarga do extrusor, ele determina a forma e o tamanho do material extrudado. De acordo com as necessidades de produção, podem ser selecionados diferentes tipos de moldes, como circular, plano, etc., para atender às exigências da subsequente granulação.

3. Equipamentos de refrigeração

Tanque de água de resfriamento: utilizado para o resfriamento por água de materiais quentes extrudidos, para que possam se solidificar e ser moldados rapidamente. Os parâmetros, como a temperatura da água e a velocidade de fluxo no tanque, devem ser ajustados de acordo com as características do material e a velocidade de produção, para garantir um efeito de resfriamento uniforme e consistente.

Sistema de refrigeração por ar: Para situações em que a refrigeração por água não é adequada ou em que é necessária uma secagem rápida da superfície, será utilizado um sistema de refrigeração por ar. O ar frio é soprado em direção ao material extrudado através de um ventilador, permitindo que ele se resfrie naturalmente no ar. Os sistemas de refrigeração por ar geralmente incluem componentes como ventiladores e canos de ar, que podem ser organizados de forma razoável de acordo com os requisitos do local de produção e do processo.

4. Equipamento de granulação

Granulador: Corte o material resfriado em grânulos uniformes. Existem dois tipos comuns de granuladores: granuladores quentes e granuladores frios. A máquina de corte quente é usada para cortar materiais em estado termoplástico, com uma velocidade de corte rápida, mas requer um tratamento subsequente de secagem das partículas cortadas; O granulador frio corta o material depois que ele se resfria completamente, resultando em uma melhor qualidade das partículas, mas com uma eficiência de produção relativamente menor.

5. Equipamentos de embalagem

Máquina de embalagem automática: utilizada para embalar quantitativamente o masterbatch de MDPE após a granulação. As máquinas de embalagem automáticas podem realizar funções como medição, enchimento e selagem automáticas de materiais, melhorando a eficiência e a qualidade do embalamento e reduzindo os erros de operação manual. De acordo com as especificações de embalagem e as características do material, podem ser selecionados diferentes tipos de máquinas de embalagem automáticas, como máquinas de embalagem de grânulos, máquinas de embalagem de pó, etc.

Máquina de selagem: selar os produtos embalados para garantir uma boa selagem da saca de embalagem e evitar a umidade e a contaminação da mistura-prima. Existem vários métodos de selagem para as máquinas de selagem, como selagem por calor, selagem por pressão, etc., que podem ser selecionados de acordo com o material e as exigências da saca de embalagem.

Além do equipamento principal mencionado acima, alguns equipamentos auxiliares também podem ser necessários durante o processo de produção, como equipamentos de secagem de matérias-primas, equipamentos de transporte, equipamentos de armazenamento, etc., para garantir o bom andamento de todo o processo de produção.

Requisitos relacionados

O extrusor é crucial na produção de masterbatch de MDPE, e os seguintes são os requisitos para o seu desempenho, qualidade, sistema de controle e outros aspectos:

Requisito de desempenho

Capacidade de plasticização: é necessário ter um bom desempenho de plasticização, o que permite que a resina de MDPE e vários aditivos se fundam e se plasticizem rapidamente e uniformemente a uma determinada temperatura e pressão, garantindo uma boa fluidez dos materiais e atendendo às necessidades de produção de diferentes masterbatches. Por exemplo, para o masterbatch de enchimento, é necessário misturar e plasticizar em profundidade uma grande quantidade de enchimento com a resina de MDPE.

Mistura de desempenho: Deve ter capacidade eficiente de mistura. Por meio do projeto estrutural e da rotação do parafuso, a resina MDPE e os aditivos devem ser completamente misturados durante o processo de fundição, garantindo que os aditivos sejam distribuídos uniformemente na resina para obter produtos masterbatch de desempenho estável. Ao produzir masterbatch condutor, é necessário distribuir uniformemente o material condutor na resina MDPE.

Estabilidade de extrusão: capaz de manter um volume e uma pressão de extrusão estáveis durante a operação a longo prazo, garantindo consistência na qualidade do produto. Para isso, o parafuso, o cilindro e outros componentes do extrusor devem ter boa resistência ao desgaste e rigidez para suportar altas pressões e forças de cisalhamento.

Requisito de qualidade

Seleção de materiais: O tambor e a rosca geralmente são feitos de aço de liga de alta resistência e resistente à corrosão, como o aço nitreto 38CrMoAlA, para resistir ao desgaste e à corrosão da resina MDPE e dos aditivos sob alta temperatura e pressão, prolongando a vida útil do equipamento.

Precisão de processamento: A precisão de processamento de parafusos e tambores deve ser alta, e os erros de parâmetros como o diâmetro do parafuso, o passo e a forma da rosca devem ser controlados dentro de um intervalo muito pequeno para garantir a uniformidade e a estabilidade do fluxo de material no tambor e melhorar a qualidade da extrusão.

Requisitos do sistema de controlo

Controle de temperatura: Equipado com um sistema de controle de temperatura preciso, pode ajustar e controlar independentemente a temperatura de cada seção do tambor de material e da cabeça da máquina, garantindo que o material esteja em um ambiente de temperatura adequada em diferentes estágios, evitando problemas como a decomposição do material e a má plasticização causadas por temperaturas altas ou baixas. A precisão geral do controle de temperatura deve estar dentro de ± 1 ℃.

Controle da velocidade: A velocidade do parafuso deve ser ajustável com precisão, fornecendo a força de corte e a velocidade de transporte adequadas, de acordo com as características do material e as exigências do processo de produção, para obter o melhor efeito de plastificação e mistura. A faixa de controle da velocidade geralmente varia entre 0 e 600 rpm e pode ser ajustada em incrementos pequenos.

Controle da pressão: equipado com dispositivos de monitorização e controle da pressão, monitorização em tempo real das variações de pressão durante o processo de extrusão e, ajustando parâmetros como a velocidade do parafuso e a temperatura do cilindro, a pressão de extrusão é mantida dentro do intervalo definido, garantindo a precisão dimensional e a qualidade de aparência do produto.

Aplicação

O masterbatch de MDPE (polietileno de densidade média) apresenta boa flexibilidade, resistência à corrosão e resistência à fissuração por estresse ambiental, sendo, portanto, amplamente utilizado em vários campos. A seguir, apresentamos alguns dos principais aspectos de aplicação:

Filme de plástico

Filmes agrícolas: O masterbatch de MDPE pode ser utilizado para produzir filmes agrícolas, como filmes para estufas, filmes para cobertura, etc. Ele pode conferir ao filme boa transparência, isolamento térmico e resistência às intempéries, o que é útil para o crescimento e o desenvolvimento das culturas, e pode melhorar a produtividade e a qualidade das culturas. Ao mesmo tempo, o filme produzido com o masterbatch de MDPE também possui certa resistência e dureza, o que permite resistir à erosão de ambientes naturais, como vento, sol e chuva.

Filme de embalagem: No campo da embalagem, o masterbatch de MDPE é amplamente utilizado na produção de vários filmes de embalagem, como filme de embalagem para alimentos, filme de embalagem para produtos de uso diário, etc. Ele pode fazer com que o filme tenha boa flexibilidade, transparência e propriedades de selagem térmica, o que pode proteger efetivamente os itens de embalagem e facilitar o uso dos consumidores. Além disso, o masterbatch de MDPE também pode ser misturado ou composto com outros materiais para produzir filmes de embalagem com propriedades especiais, como filmes de barreira, filmes resistentes a perfurações, etc.

Tubo

Tubos de abastecimento de água: O masterbatch de MDPE é uma das matérias-primas importantes para a produção de tubos de abastecimento de água. O tubo de abastecimento de água feito com masterbatch de MDPE apresenta as vantagens de resistência à corrosão, resistência ao desgaste, resistência à alta pressão, higiene e não-toxicidade, o que pode garantir a segurança e a estabilidade da qualidade da água. É amplamente utilizado na abastecimento de água urbana, na engenharia de segurança da água potável rural e em outros setores.

Tubos de drenagem: Na engenharia de drenagem, os tubos produzidos com masterbatch de MDPE apresentam boa flexibilidade e resistência ao impacto, o que permite adaptar-se a diferentes condições geológicas e alterações do terreno, sem serem facilmente quebrados ou vazarem. Além disso, os tubos de drenagem de MDPE também apresentam características de baixo peso, fácil instalação e longa vida útil, o que pode reduzir os custos de construção e manutenção.

Produtos de moldagem por injeção

Recipientes de plástico: o masterbatch de MDPE pode ser utilizado para produzir vários recipientes de plástico, como baldes de plástico, potes de plástico, caixas de plástico, etc. Ele pode fazer com que os recipientes de plástico tenham boa rigidez, resistência e resistência à corrosão química, sendo capazes de suportar uma certa pressão e peso, ao mesmo tempo em que apresentam boa qualidade estética e desempenho de processamento.

Peças industriais: No setor industrial, os produtos moldados por injeção feitos a partir de masterbatch de MDPE também podem ser utilizados na fabricação de várias peças industriais, como componentes automotivos, componentes eletrônicos e elétricos, etc. O masterbatch de MDPE possui boa performance de isolamento, resistência ao desgaste e resistência ao envelhecimento, o que pode atender às exigências das peças industriais e melhorar a confiabilidade e a vida útil dos produtos.

Fios e cabos

Camada de isolamento: O masterbatch de MDPE apresenta um bom desempenho de isolamento e resistência a baixas temperaturas e pode ser utilizado para a produção de camadas de isolamento para fios e cabos. Ele pode evitar eficazmente a fuga de corrente e curto-circuito, garantindo a operação segura dos fios e cabos. Ao mesmo tempo, a camada de isolamento de MDPE também possui certa flexibilidade e resistência ao desgaste, o que permite adaptar-se a diferentes ambientes de utilização e requisitos de instalação.

Envoltura: O masterbatch de MDPE também pode ser utilizado para produzir envolturas para fios e cabos. A envoltura protege a estrutura interna dos fios e cabos de fatores ambientais externos, como umidade, poeira, radiação ultravioleta, etc. A envoltura de MDPE apresenta boa resistência ao clima, resistência à corrosão e resistência mecânica, o que pode prolongar a vida útil dos fios e cabos.