POM masterbatch is a masterbatch made from polyoxymethylene (POM) as the base material. Polyoxymethylene is a highly crystalline thermoplastic engineering plastic, known as “super steel” or “Sai steel”, widely used in multiple fields due to its excellent mechanical properties.

Tipos

O masterbatch de POM (polioximetileno) pode ser classificado nos seguintes tipos, de acordo com sua função e características:

Masterbatch universal de POM

Este é o tipo mais comum de masterbatch POM, que possui as propriedades básicas da resina POM, como alta dureza, alta rigidez, boa resistência ao desgaste, resistência à fadiga e excelente estabilidade dimensional.

Adequado para produtos industriais em geral que não têm requisitos particularmente exigentes em termos de desempenho do material, como peças mecânicas comuns, engrenagens, rolamentos, brinquedos, material de escritório, etc.

Masterbatch POM melhorado

Foi feito adicionando materiais de reforço, como fibra de vidro e fibra de carbono, à resina POM. Após a adição da fibra de vidro, a resistência mecânica, a rigidez e a resistência ao calor do POM podem ser significativamente melhoradas, permitindo que ele resista a cargas e temperaturas de trabalho mais elevadas.

Comumente utilizado na fabricação de componentes automotivos, como várias peças sob o capô, fechaduras de portas de automóveis, mecanismos de ajuste de assentos, etc. No campo de aparelhos eletrônicos, pode ser utilizado para fabricar componentes como conectores, tomadas, interruptores, etc., que exigem alta resistência e resistência ao calor.

Masterbatch de POM temperado

Para melhorar a dureza e a resistência ao impacto do POM, foram adicionados vários agentes de endurecimento, como elastômeros de borracha e elastômeros termoplásticos, ao masterbatch de POM. O masterbatch de POM endurecido apresenta melhor resistência ao impacto e à fratura, mantendo, ao mesmo tempo, um certo grau de rigidez.

Adequado para ocasiões que são propensas a impactos ou exigem um certo grau de flexibilidade, como equipamentos esportivos, alças de ferramentas, carcaças de aparelhos domésticos, etc.

Masterbatch de POM resistente ao desgaste

Foram adicionados lubrificantes sólidos ou aditivos resistentes ao desgaste, como dióxido de molibdênio, grafite e politetrafluoroetileno (PTFE), à mistura mestre de POM, o que melhorou ainda mais a resistência ao desgaste e as propriedades auto-lubrificantes do POM.

Comumente utilizado na fabricação de componentes que exigem movimento de frição a longo prazo, como guias, deslizantes, correntes, engrenagens, etc., ele pode reduzir o coeficiente de frição, minimizar o desgaste e melhorar a vida útil e a eficiência operacional dos componentes.

Masterbatch de POM condutor

Ao adicionar materiais condutores, como negro de carbono, fibra de carbono e fibra metálica, o masterbatch de POM pode ter boas propriedades de condutividade ou antiestáticas.

Principalmente utilizado em áreas com altos requisitos de proteção eletrostática, como a eletrônica, semicondutores e produtos químicos, pode ser utilizado para a fabricação de caixas de equipamentos eletrônicos, bandejas, caixas de giro, etc., para evitar que a acumulação de eletricidade estática cause danos aos componentes eletrônicos.

Masterbatch POM retardante de chamas

Ao adicionar retardadores de chama, como bromo, fósforo e nitrogênio, o masterbatch de POM possui excelentes propriedades retardantes de chama e pode atender a diferentes padrões de segurança contra incêndios.

Usado com frequência em áreas com altos requisitos de segurança contra incêndios, como aparelhos eletrônicos, construção e automóveis, como camadas de isolamento para fios e cabos, envoltórios elétricos e peças de interior de automóveis, para melhorar a segurança dos produtos.

Relação de fórmula

A relação de fórmula do masterbatch de POM pode variar dependendo dos diferentes tipos e requisitos de desempenho. A seguir estão as relações de fórmula aproximadas para alguns tipos comuns de masterbatch de POM:

Masterbatch de POM reforçado: Normalmente, a resina de POM representa 70% a 90%, enquanto os materiais de reforço, como fibra de vidro ou fibra de carbono, representam 10% a 30%. Por exemplo, em alguns masterbatch de POM reforçado utilizados em componentes automotivos, a resina de POM pode representar 80% e a fibra de vidro 20% para obter alta resistência mecânica e rigidez.

Masterbatch de POM endurecido: Geralmente, a resina de POM representa 75% a 95%, e os agentes endurecedores, como elastômeros de borracha e elastômeros termoplásticos, representam 5% a 25%. Para o masterbatch de POM endurecido utilizado em equipamentos esportivos, a resina de POM pode ser utilizada em 90% e o elastômero termoplástico em 10% para melhorar a resistência ao impacto e a flexibilidade.

Masterbatch de POM resistente ao desgaste: a resina de POM geralmente representa 85% a 98%, enquanto os lubrificantes sólidos ou aditivos resistentes ao desgaste, como o dióxido de molibdênio, o grafite e o politetrafluoroetileno (PTFE), representam 2% a 15%. Por exemplo, na produção de masterbatch de POM resistente ao desgaste para trilhos guias e deslizantes, a resina de POM representa 92% e o politetrafluoroetileno representa 8%, o que pode reduzir o coeficiente de frição e melhorar a resistência ao desgaste.

Masterbatch de POM condutor: a resina de POM representa 80% a 95%, enquanto materiais condutores, como fuligem de carbono, fibra de carbono e fibra metálica, representam 5% a 20%. No masterbatch de POM condutor utilizado para carcaças de dispositivos eletrônicos, a resina de POM pode representar 90% e a fuligem condutora 10% para obter uma boa condutividade ou desempenho antistático.

Masterbatch POM retardante à chamas: a resina POM representa 80% a 95%, e o bromo, o fósforo, o azoto e outros retardantes à chamas representam 5% a 20%. Para alguns masterbatch POM retardante à chamas utilizados em edifícios, a resina POM pode ser utilizada em 85% e os retardantes à chamas à base de fósforo em 15% para atender aos padrões de segurança contra incêndios.

Os coeficientes da fórmula acima são apenas para referência. Na produção real, é necessário fazer ajustes e otimizações com base nas especificações do produto, nos processos de produção e nos custos.

Processo de produção

O processo de produção do masterbatch de POM geralmente inclui as seguintes etapas principais:

Preparação da matéria-prima

Resina POM: Selecione o modelo adequado de resina POM com base nos requisitos de desempenho do produto, verifique seus indicadores de qualidade, como peso molecular, taxa de fluxo de fusão, teor de umidade, etc., para garantir a conformidade com os requisitos de produção.

Aditivos: Pesar com precisão vários aditivos de acordo com a fórmula, como materiais de reforço (fibra de vidro, fibra de carbono, etc.), agentes de endurecimento, aditivos resistentes ao desgaste, materiais condutores, retardadores de chama, etc. Para alguns aditivos que requerem tratamento especial, como a fibra de vidro, é necessário um tratamento de superfície para melhorar a compatibilidade e a adesão à resina POM.

Misturar

Adicione a resina POM e os aditivos ao misturador de alta velocidade para uma mistura completa. Durante o processo de mistura, é necessário controlar o tempo de mistura, a velocidade e a temperatura para garantir que os aditivos sejam dispersos uniformemente na resina POM. Para alguns aditivos difíceis de dispersar, pode ser utilizado a pré-dispersão ou a adição em lotes para melhorar o efeito de mistura.

Granulação por extrusão

Plasticização do aquecimento: Adicione o material misturado à câmara de alimentação do extrusor de dois parafusos e o material é gradualmente aquecido e plasticizado dentro do tambor do extrusor. A temperatura de cada seção do extrusor deve ser ajustada com precisão de acordo com as características da resina POM e as exigências do produto. Geralmente, a temperatura aumenta gradualmente desde a seção de alimentação até a cabeça, para garantir que o material esteja completamente plasticizado.

Extrusão do parafuso: Sob a rotação e a pressão do parafuso, o material plastificado se move para a frente no tambor do parafuso e é submetido aos efeitos de corte e esmagamento do parafuso, misturando e dispersando uniformemente o aditivo e a resina de POM. Enquanto isso, a velocidade de rotação do parafuso também afeta a velocidade de extrusão e o efeito de mistura do material, e deve ser ajustada de acordo com a situação real.

Formação da cabeça: Quando o material é extrudido da cabeça do extrusor, é formatado em fitas contínuas ou grânulos através de um molde específico da cabeça. O design e o tamanho do molde devem ser selecionados de acordo com as especificações do produto, para garantir que a forma e o tamanho da masterbatch extrudida cumpram os padrões.

Granulação de resfriamento: O material de tira extrudado é resfriado e moldado por um tanque de água ou um dispositivo de resfriamento por ar, e depois cortado em partículas de uma certa dimensão por um granulator para obter masterbatch de POM. As ferramentas de corte do granulator devem ser mantidas afiadas para garantir a qualidade dos grânulos e evitar tamanhos de partículas irregulares ou bordas de corte irregulares.

Seco

Devido à absorção de umidade da resina POM, o que pode afetar o desempenho e a qualidade de processamento do masterbatch POM, é necessário secar o masterbatch em grânulos. Geralmente, utiliza-se secagem por ar quente ou secagem a vácuo para reduzir o teor de umidade no masterbatch para um intervalo especificado, geralmente exigindo um teor de umidade inferior a 0,1%.

Pacote

O masterbatch de POM seco é geralmente embalado em sacos de tecido plástico ou sacos plásticos selados para evitar a absorção de umidade, a contaminação ou as impurezas durante o armazenamento e o transporte. Para produtos com requisitos de alta qualidade, podem ser adicionados desidratantes à embalagem para garantir ainda mais a qualidade do produto.

Durante todo o processo de produção, é necessário controlar estritamente vários parâmetros do processo, como temperatura, pressão, velocidade, tempo de mistura, etc., e realizar regularmente inspeções de qualidade aos produtos, incluindo aparência, tamanho de partícula, taxa de fluxo de fusão, propriedades mecânicas, propriedades elétricas, propriedades retardadoras de chama e outros indicadores, para garantir que o masterbatch de POM produzido atenda aos padrões de qualidade e às exigências do cliente.

Equipamento de produção

O equipamento de produção de masterbatch POM inclui principalmente os seguintes tipos:

1. Misturador de alta velocidade: utilizado para misturar completamente a resina de POM com vários aditivos. Utilizando lâminas de agitação rotativas de alta velocidade, o material pode alcançar uma mistura uniforme em um curto período de tempo. Possui características de alta eficiência de mistura e boa uniformidade de mistura, e pode ajustar o tempo e a velocidade de mistura de acordo com as diferentes fórmulas e necessidades de produção.

2. Extrusor de dois parafusos: É o equipamento principal para a produção de masterbatch de POM. Consiste em dois parafusos interligados e possui várias funções, como transporte, mistura, plastificação, extrusão, etc. Sob a ação do parafuso, o material é gradualmente aquecido, plastificado e misturado uniformemente através de diferentes áreas, como a seção de alimentação, a seção de compressão e a seção de homogeneização, e é extrudado da cabeça da máquina. O extrusor de dois parafusos possui uma forte força de cisalhamento e capacidade de transporte, o que pode garantir uma mistura adequada e uma extrusão estável dos materiais, sendo adequado para o processamento de materiais de alta viscosidade e difíceis de misturar.

3. Tanque de água de resfriamento ou dispositivo de resfriamento por ar: utilizado para resfriar e moldar a mistura mestre POM em forma de tiras extrudadas. Os tanques de água de resfriamento geralmente utilizam água circulante para resfriar, o que pode reduzir rapidamente a temperatura da mistura mestre, permitindo que ela se solidifique e se forme rapidamente, garantindo a forma e a precisão dimensional da mistura mestre. O dispositivo de resfriamento por ar utiliza o ar frio expelido pelo ventilador para resfriar a mistura mestre, o que é adequado para a produção de mistura mestre POM sensível à umidade e pode evitar o impacto da umidade sobre o desempenho da mistura mestre.

4. Granulador: Corte o masterbatch POM em forma de tiras, resfriado, em partículas de uma determinada dimensão. Existem dois tipos comuns de granuladores: corte a quente e corte a frio. O granulador de corte a quente é utilizado para cortar materiais em estado termoplástico, com velocidade de corte rápida e forma de partícula regular, mas requer sistemas de aquecimento e resfriamento especializados; o granulador de corte a frio é utilizado para cortar após o material ter se resfriado completamente, com boa qualidade de corte e adequado para cortar vários formatos e tamanhos de masterbatch. É amplamente utilizado.

5. Equipamento de secagem: como secador de ar quente ou secador a vácuo, utilizado para remover a umidade do masterbatch de POM. O secador de ar quente aquece e seca o masterbatch, circulando ar quente, o que é fácil de operar e tem alta eficiência de secagem. Um secador a vácuo é utilizado para secar o masterbatch de POM em um ambiente a vácuo, o que permite remover rapidamente a umidade a temperaturas mais baixas e evitar a oxidação ou degradação do masterbatch de POM durante o processo de secagem. É adequado para ocasiões com altos requisitos de qualidade de secagem.

6. Equipamentos de embalagem: incluindo máquinas de embalagem automáticas, máquinas de selagem, etc., utilizadas para embalar o masterbatch de POM seco. A máquina de embalagem automática pode medir e embalar automaticamente de acordo com o peso ou a quantidade estabelecidos, melhorando a eficiência e a precisão da embalagem; A máquina de selagem é utilizada para selar as sacolas embaladas para evitar a absorção de umidade, a umidade ou a contaminação do masterbatch durante o armazenamento e o transporte.

7. Equipamentos de teste: incluindo medidor de taxa de fluxo de fusão, máquina de teste universal eletrônica, máquina de teste de impacto, analisador termogravimétrico, calorímetro de varredura diferencial, analisador de tamanho de partículas, testador de desempenho elétrico, testador de desempenho retardante de chama, etc. Estes dispositivos são usados para detectar e analisar vários indicadores de desempenho do masterbatch de POM, a fim de garantir que a qualidade do produto atenda aos padrões e às exigências dos clientes.

8. Equipamentos de alimentação: como alimentadores de parafuso, dispositivos de transporte pneumático, etc., utilizados para transportar resina de POM e aditivos de recipientes de armazenamento para a câmara de alimentação de misturadores de alta velocidade ou extrusores de parafuso duplo. Os equipamentos de alimentação podem alcançar uma alimentação automatizada, melhorar a eficiência de produção, reduzir a intensidade do trabalho manual e garantir a estabilidade e precisão do transporte de materiais.

Requisitos relacionados

O extrusor desempenha um papel fundamental na produção de masterbatch de POM, e a seguir estão algumas exigências para o extrusor:

Capacidade de plastificação

A resina POM tem um alto ponto de fusão e sua viscosidade de fusão é sensível à temperatura e à taxa de cisalhamento. Portanto, os extrusores precisam ter uma capacidade de plastificação suficiente para aquecer a resina POM até a temperatura adequada de processamento e plastificá-la completamente em um curto período de tempo, geralmente entre 180 e 220 ℃.

Para garantir a qualidade da plasticização, o tambor de parafuso do extrusor deve ter uma boa uniformidade de aquecimento, e a precisão do controle de temperatura deve estar geralmente dentro de ± 2 ℃.

Mixagem de desempenho

Devido à necessidade de adicionar vários aditivos, como materiais de reforço, agentes de endurecimento, retardadores de chama, etc., na produção de masterbatch de POM, o extrusor precisa ter um desempenho de mistura forte para garantir que esses aditivos sejam dispersos de forma uniforme na matriz de resina de POM.

Normalmente, o efeito de mistura é melhorado através da otimização da estrutura do parafuso, como o uso de elementos de mistura especiais e o aumento da relação de aspecto do parafuso. Geralmente, uma relação de comprimento a diâmetro entre 25 e 40 é mais adequada.

Estabilidade do transporte

O extrusor precisa garantir um transporte estável do material dentro do tambor da engrenagem para alcançar uma produção contínua e estável. Isso requer alta precisão de projeto e usinagem da engrenagem para evitar fenômenos como deslizamento de material, estagnação ou refluxo.

Ao mesmo tempo, o sistema de acionamento do extrusor deve ter uma boa estabilidade e desempenho de regulação da velocidade, e ser capaz de ajustar com precisão a velocidade do parafuso de acordo com as necessidades de produção, com uma faixa de velocidade geral de 50 a 500 rotações por minuto.

Capacidade de resistência à tensão

No processo de produção do masterbatch de POM, o material é submetido a alta pressão dentro do extrusor, especialmente na cabeça. Portanto, o cilindro e a cabeça do extrusor devem ter uma resistência à pressão suficiente para evitar problemas como vazamentos ou danos ao equipamento.

Em geral, é exigido que o extrusor possa suportar uma pressão de 10 a 30 MPa.

Resistência à corrosão

Alguns aditivos podem ter um certo grau de corrosividade, como retardadores de chama, por isso os componentes que entram em contacto com o material, como o cilindro do extrusor e a hélice, precisam ter uma boa resistência à corrosão para prolongar a vida útil do equipamento.

Normalmente, aço inoxidável ou materiais com tratamentos de superfície especiais são usados para a fabricação desses componentes.

Conveniência de limpeza e manutenção

Para garantir a qualidade do produto e a eficiência da produção, o extrusor precisa ser limpo e mantido regularmente. Portanto, o projeto estrutural do extrusor deve ser fácil de desmontar, limpar e substituir componentes vulneráveis.

Por exemplo, o uso de uma estrutura de cabeça da máquina de abertura rápida e de parafusos facilmente removíveis torna mais conveniente para os operadores limpar e manter o equipamento.

Aplicação

O masterbatch POM apresenta um desempenho abrangente excelente e é amplamente utilizado em vários campos. A seguir, apresentamos alguns dos principais aspectos de aplicação:

Indústria automóvel

Sistema de energia: o masterbatch de POM pode ser utilizado para a fabricação de vários componentes em motores de automóveis, como engrenagens, rolamentos, mangas de eixo, etc. Sua excelente resistência ao desgaste, propriedades auto-lubrificantes e resistência mecânica podem garantir a operação estável desses componentes em condições de trabalho a alta velocidade e alta carga, reduzir o desgaste e a fricção e melhorar a eficiência e a confiabilidade do motor.

Partes internas: Em termos de interiores de automóveis, o masterbatch de POM pode ser utilizado para produzir dispositivos de ajuste de assentos, elevadores de portas e janelas, quadros de painel de instrumentos, etc. Pode ser transformado em várias formas complexas através da tecnologia de moldagem por injeção, atendendo às exigências de precisão, resistência e qualidade de aparência para peças de interiores de automóveis. Ao mesmo tempo, o masterbatch de POM também possui boa resistência à corrosão química e à intempérie, o que permite resistir a diversos produtos químicos e à erosão por radiação UV no ambiente interno de automóveis, mantendo o desempenho e a aparência dos componentes.

Aparatos eletrónicos

Conector: O masterbatch de POM apresenta excelente desempenho de isolamento elétrico, resistência mecânica e estabilidade dimensional, o que o torna um material ideal para a fabricação de conectores eletrônicos e elétricos. Ele pode garantir que o conector mantenha um bom desempenho de conexão elétrica durante o uso prolongado, prevenindo falhas de transmissão de sinais ou incêndios elétricos causados por contato inadequado.

Componentes de interruptores: o masterbatch POM pode ser utilizado para a fabricação de botões, deslizadores, suportes e outros componentes para interruptores. A sua excelente resistência ao desgaste e desempenho de recuperação elástica garantem que o interruptor continue a ter um toque sensível e um desempenho estável durante a operação frequente, prolongando a vida útil do interruptor.

Fabricação de máquinas

Peças de transmissão: No campo da transmissão mecânica, o masterbatch de POM é comumente utilizado para a fabricação de peças de transmissão, como engrenagens, carris, pinhões, etc. Em comparação com as peças de transmissão de metal, as peças de transmissão em material POM apresentam as vantagens de peso leve, baixo ruído e não necessitam de lubrificação, o que pode reduzir os custos operacionais e a carga de manutenção dos sistemas mecânicos. Além disso, a alta resistência e a resistência ao desgaste do masterbatch de POM também podem atender às exigências de trabalho da maioria das transmissões mecânicas.

Peças de precisão: Devido à excelente precisão dimensional e estabilidade do masterbatch de POM, ele pode ser utilizado para a fabricação de diversas peças mecânicas de precisão, como peças de movimento de relógios, componentes de obturadores de câmeras, engrenagens de copiadoras, etc. Estas peças exigem uma precisão dimensional e consistência de desempenho extremamente altas, e o masterbatch de POM pode atender a esses requisitos através de processos de moldagem por injeção de precisão, garantindo a qualidade e confiabilidade dos produtos.

Necesidades diárias

Fechadura: O masterbatch de POM é um dos materiais mais utilizados na fabricação de fechos. Possui boa resistência ao desgaste, à corrosão e flexibilidade, o que permite manter o desempenho de abertura e fechamento suave da fecho durante o uso prolongado e não é propenso a problemas como travamentos e quebras. Além disso, o masterbatch de POM também pode ser transformado em fechos de várias cores, mediante a adição de diferentes pigmentos, para atender às necessidades de diferentes consumidores.

Joguetes: Na fabricação de brinquedos, o masterbatch de POM pode ser utilizado para produzir componentes como engrenagens, juntas e cascas para brinquedos. Suas características de segurança, não toxicidade, cores brilhantes e boa formabilidade podem fornecer bons efeitos de qualidade e aparência para os brinquedos, ao mesmo tempo em que garantem a segurança e a durabilidade dos brinquedos durante o uso.