O masterbatch TPV é um masterbatch funcional feito a partir de borracha termoplástica vulcanizada como material de base. O TPV é um material polimérico de alto desempenho que se situa entre a borracha e o plástico, possuindo as propriedades físicas da borracha vulcanizada e a processabilidade do termoplástico. Além disso, apresenta excelente resistência às intempéries, resistência ao envelhecimento térmico, resistência à tração e dureza, elasticidade, resistência à deformação permanente por compressão e isolamento elétrico.

Tipos

O masterbatch TPV pode ser classificado em vários tipos, baseados em diferentes resinas de matriz, características de desempenho e campos de aplicação. A seguir estão alguns tipos comuns:

Classificado por resina de matriz

Masterbatch TPV baseado em PP: fabricado em polipropileno (PP) como resina matriz, apresenta boa resistência à corrosão química, resistência ao calor e desempenho de processamento. Os produtos feitos a partir de masterbatch TPV baseado em PP apresentam alta dureza superficial e boa rigidez e são comumente utilizados em áreas como peças automotivas, fios e cabos e materiais de construção.

Masterbatch TPV baseado em PE: Feito de polietileno (PE) como resina matriz, possui excelente flexibilidade, resistência a baixas temperaturas e resistência à água. Os produtos produzidos a partir do masterbatch TPV baseado em PE são macios, confortáveis e possuem boa elasticidade, o que os torna adequados para a fabricação de vedações, tubos, filmes e produtos para exteriores que exigem boa resistência às condições climáticas.

Classificado pelas características de desempenho

Masterbatch TPV de alta elasticidade: Este tipo de masterbatch TPV possui excelente elasticidade e resiliência e pode rapidamente restaurar seu estado original em uma ampla faixa de deformação. Geralmente é utilizado para fabricar produtos que exigem alta elasticidade, como amortecedores de automóveis, solas de sapatos, mangueiras de borracha, etc.

Masterbatch TPV de alta resistência: Possui propriedades mecânicas elevadas, como resistência à tração, resistência ao rasgo e resistência à perfuração. É adequado para aplicações que exigem alta resistência do produto, como correias transportadoras industriais, modificação de plásticos de engenharia, setores aeroespaciais e outros.

Masterbatch TPV resistente ao envelhecimento: Após o projeto de fórmula especial e a modificação de aditivos, apresenta boas propriedades, como resistência aos raios UV, à ozônio e ao envelhecimento oxidativo por calor. Os produtos que podem ser utilizados em ambientes externos por longo período, como faixas de selagem de edifícios, revestimentos de fios e cabos, materiais de sombreamento para exteriores, etc., podem prolongar a vida útil dos produtos e reduzir a degradação do desempenho e os danos causados pelo envelhecimento.

Masterbatch de TPV resistente a produtos químicos: Possui boa resistência a diversas substâncias químicas e não é facilmente corroído por meios químicos, como ácido, álcalis, sal, etc. É comumente utilizado em tubulações químicas, revestimentos de recipientes, juntas de vedação e outras aplicações que entram em contacto com substâncias químicas, para garantir que o produto possa manter um bom desempenho e estabilidade, mesmo em ambientes químicos agressivos.

Classificado por campo de aplicação

Masterbatch TPV para automóveis: projetado e produzido para atender às exigências especiais do setor automotivo, possui boa resistência ao calor, à gordura, às intempéries e propriedades mecânicas. Pode ser utilizado na fabricação de peças de interior do automóvel, peças externas, selos, componentes de amortecedores, etc., como a pele do painel do automóvel, faixas de vedação das portas, produtos de borracha periférica do motor, etc., para atender às exigências de uso automotivo em diferentes condições de trabalho.

Masterbatch TPV para aparelhos eletrônicos: Possui excelente desempenho de isolamento elétrico, desempenho de retardamento de chama e desempenho de processamento. Adequado para a camada de isolamento da carcaça, do conector, do fio e do cabo e outros componentes de produtos eletrônicos e elétricos, pode garantir a operação segura e confiável dos equipamentos eletrônicos e elétricos, ao mesmo tempo em que atende aos requisitos de proteção ambiental e aos padrões de retardamento de chamas.

Masterbatch TPV médico: atende aos padrões de classe médica, possui boa biocompatibilidade, é não tóxico, inodoro e resistente à desinfecção. Pode ser utilizado na fabricação de dispositivos médicos, como cateteres médicos, pistões de seringa e selos médicos, garantindo segurança e confiabilidade quando em contato com o corpo humano.

TPV masterbatch for daily necessities: used in the production of various daily necessities, such as kitchenware handles, bathroom anti slip mats, stationery, etc. This type of TPV masterbatch usually focuses on the soft touch, vivid color, and processing performance of the product to meet consumers’ comfort and aesthetic requirements for daily necessities.

Relação de fórmula

A relação da fórmula do masterbatch de TPV pode variar dependendo das diferentes resinas da matriz, dos requisitos de desempenho e dos campos de aplicação. A seguir, apresentamos um exemplo típico da relação da fórmula do masterbatch de TPV baseado em PP para sua referência:

PP (polipropileno): 40% -60%

Como resina matriz, fornece a rigidez básica, a resistência ao calor e o desempenho de processamento do produto.

EPDM (borracha de monômero de etileno, propileno e dieno): 30% -50%

Dotar o masterbatch TPV de boa elasticidade, resistência às intempéries e resistência à corrosão química.

Agente de crosslinking: 0,5% -2%

Normalmente, peróxidos, como o peróxido de diisopropilbenzeno (DCP), são usados para iniciar reações de reticulagem entre o PP e o EPDM, formando uma estrutura de rede tridimensional estável e melhorando as propriedades mecânicas e a resistência ao calor do produto.

Agente de crosslinking: 0,5% -2%

O triallil isocianurato (TAIC) pode ajudar os agentes de reticulagem a melhorar a eficiência de reticulagem, tornando as reações de reticulagem mais uniformes e melhorando ainda mais o desempenho do produto.

Preenchimento: 5% -20%

Os mais comuns incluem carbonato de cálcio, pó de talco, etc., que podem reduzir os custos, ao mesmo tempo em que melhoram a dureza, a estabilidade dimensional e a resistência à deformação térmica do produto. O tipo e a dosagem dos enchimentos devem ser selecionados e ajustados de acordo com os requisitos específicos de desempenho.

Plasticizador: 0-10%

Quando é necessário melhorar a flexibilidade e o desempenho de processamento do produto, pode ser adicionada uma quantidade adequada de plastificante, como o di-octil ftalato (DOP) ou óleo de soja epoxidado. No entanto, em alguns campos de aplicação com altos requisitos ambientais, é necessário escolher plastificantes ecologicamente corretos ou reduzir o uso de plastificantes.

Estabilizador: 0,5% -2%

Incluindo antioxidantes e estabilizadores de luz, como o antioxidante fenólico impedido 1010 e o estabilizador de luz UV-531, utilizados para evitar a oxidação e o envelhecimento fotossensível do masterbatch de TPV durante o processamento e a utilização, e para prolongar a vida útil do produto.

Lubrificante: 0,5% -2%

Como o ácido esteárico, a cera de polietileno, etc., podem melhorar a fluidez dos materiais durante o processamento, reduzir a fricção entre os materiais e os equipamentos de processamento, melhorar a eficiência do processamento e a qualidade da superfície do produto.

Deve ser observado que este é apenas um intervalo aproximado das proporções da fórmula, e a produção real deve ser otimizada e ajustada com base nos requisitos de desempenho do produto específico, na tecnologia de processamento e nos fatores de custo. Além disso, pode haver diferenças no desempenho das matérias-primas produzidas por diferentes fabricantes, o que também pode afetar a proporção da fórmula. Se precisar de uma proporção de fórmula mais precisa, é recomendável consultar um fabricante profissional de misturas mestre TPV ou realizar pesquisas experimentais relevantes.

Processo de produção

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

Preparação da matéria-prima

Pesar com precisão várias matérias-primas de acordo com a fórmula projetada, incluindo resinas de matriz (como PP, PE, etc.), borracha (como EPDM, etc.), agentes de reticulagem, auxiliares de reticulagem, preenchimentos, plastificantes, estabilizadores, lubrificantes, etc. Certifique-se de que a qualidade e a pureza das matérias-primas atendam aos requisitos de produção.

Misturar

Adicione as matérias-primas pesadas ao misturador de alta velocidade para uma mistura completa. Durante o processo de mistura, cada componente é uniformemente disperso por agitação a alta velocidade para formar um pré-mistura. Esta etapa é crucial para garantir a consistência nos resultados do produto.

Burricação

Adicione o pré-mistura ao misturador para a mistura. O misturador interno fornece um ambiente de alta temperatura, alta pressão e forte cisalhamento, permitindo que a borracha se misture completamente com a resina matriz e inicie reações parciais de reticulagem. A temperatura de mistura é geralmente controlada entre 150 e 200 ℃ e ajustada de acordo com a fórmula específica e as características da matéria-prima. O tempo de mistura é geralmente de 10 a 30 minutos para alcançar o efeito desejado de mistura e reticulagem.

Esfregar

O material após a mistura é descarregado da máquina de mistura e enviado para um extrusor de um parafuso ou de dois parafusos para a extrusão. O extrusor plástica o material de forma uniforme e o extrude em tiras através da matriz da cabeça da máquina. A temperatura de extrusão é geralmente de cerca de 160-220 ℃, e a velocidade do parafuso é ajustada de acordo com a fluidez do material e as exigências do produto. Durante o processo de extrusão, pode ser adicionado, se necessário, uma quantidade adequada de meio de resfriamento, como água de resfriamento ou ar, para resfriar e dar forma ao material extrudado.

Cortado em cubos

O material de tira extrudado entra no granulador através de um dispositivo de tração e é cortado em partículas de uma determinada dimensão para obter o masterbatch TPV. A velocidade da ferramenta e a velocidade de tração do granulador precisam ser ajustadas em coordenação para garantir um tamanho de partícula uniforme.

Pacote

O masterbatch TPV cortado é embalado usando materiais de embalagem, como sacos de tecido plástico ou sacos de papel kraft, para evitar a umidade, a contaminação e a oxidação do masterbatch. Os produtos embalados devem ser armazenados em um armazém seco e ventilado, evitando a luz solar direta e ambientes com alta temperatura.

Durante todo o processo de produção, é necessário controlar rigorosamente vários parâmetros do processo, como temperatura, pressão, tempo, velocidade, etc., para garantir a estabilidade e consistência da qualidade do produto. Ao mesmo tempo, é necessário realizar testes de qualidade na mistura mestre TPV produzida, incluindo a inspeção da aparência, tamanho das partículas, densidade, propriedades mecânicas, grau de reticulação e outros indicadores. Somente os produtos que atendem aos padrões de qualidade podem entrar no mercado para venda.

Equipamento de produção

O processo de produção de masterbatch de TPV requer o uso de vários equipamentos, e a seguir estão os principais equipamentos de produção e suas funções:

1. Misturador de alta velocidade: utilizado para misturar minuciosamente várias matérias-primas, como resina de matriz, borracha, agente de reticulagem, enchimento, etc., para dispersar uniformemente cada componente e formar um pré-mistura. Ao utilizar lâminas de agitação rotativas de alta velocidade, é possível obter uma mistura uniforme de materiais em um curto período de tempo, fornecendo matérias-primas com composição uniforme para os processos de produção subsequentes.

2. Misturador interno: Seu princípio de funcionamento consiste em utilizar dois rotores que rotam relativamente para exercer fortes efeitos de corte, esmagamento e agitação sobre os materiais em uma câmara de mistura fechada. Em condições de alta temperatura e alta pressão, a mistura completa do borracha com a resina matriz e a iniciação de reações de reticulagem parcial podem ajudar a melhorar a uniformidade e o grau de reticulagem do material, aumentando as características do produto.

3. Extrusor: Geralmente, são utilizados extrusores de um único parafuso ou de dois parafusos. O extrusor de um único parafuso possui uma estrutura simples e uma operação fácil, sendo adequado para ocasiões com baixos requisitos de cisalhamento; os extrusores de dois parafusos apresentam um melhor desempenho de mistura e capacidade de auto-limpeza, o que permite plastificar uniformemente os materiais e extruzi-los em tiras através da matriz de cabeça. Ao mesmo tempo, é possível adicionar aditivos ou realizar reações de mistura adicionais durante o processo de extrusão.

4. Granulador: Os tipos comuns incluem granuladores a quente e granuladores a frio. O granulador de corte a quente é utilizado para cortar materiais em estado termoplástico. Ao cooperar de forma sincronizada com o extrusor, a tira extrudada é cortada em partículas da dimensão desejada; O granulador a frio primeiro resfria e solidifica o material extrudado antes do corte, o que é adequado para aplicações que exigem alta precisão na forma e tamanho das partículas.

5. Dispositivo de tração: localizado entre o extrusor e o granulador, sua função principal é puxar suavemente o material em tiras extrudido pelo extrusor para o granulador, controlando a velocidade de tração para se adequar à velocidade de extrusão e à velocidade de granulagem, garantindo a uniformidade do tamanho das partículas e a estabilidade do processo de produção.

6. Equipamento de refrigeração: utilizado para refrigerar e moldar a tira extrudada, garantindo a qualidade do produto. Existem dois métodos comuns de refrigeração: refrigeração por ar e refrigeração por água. Os equipamentos de refrigeração por ar removem o calor através da convectação forçada do ar, com uma estrutura simples e baixo custo, mas a velocidade de refrigeração é relativamente lenta. Os equipamentos de refrigeração por água utilizam a água como meio de refrigeração, o que oferece uma velocidade de refrigeração rápida e pode melhorar efetivamente a eficiência de produção e a qualidade do produto, mas requer sistemas de circulação de água correspondentes.

7. Equipamento de medição: incluindo várias balanças eletrónicas, medidores de fluxo, etc., utilizados para a pesagem e medição precisas da quantidade de entrada de várias matérias-primas, bem como para controlar a quantidade de aditivos adicionados, a fim de garantir a precisão da fórmula e a estabilidade da qualidade do produto.

8. Equipamento de embalagem: utilizado para embalar o masterbatch de TPV produzido, geralmente incluindo máquinas de embalagem automáticas, que podem alcançar a automatização de processos de embalagem, como medição, enchimento e selagem, melhorar a eficiência e a qualidade da embalagem e garantir que o produto não esteja molhado ou contaminado durante o armazenamento e o transporte.

Requisitos relacionados

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

Boa capacidade de plastificação: pode plastificar completamente várias matérias-primas com diferentes propriedades, como resinas de matriz de alto ponto de fusão e borracha elástica, a uma determinada temperatura e pressão, transformando-as em um fundido uniforme, o que estabelece as bases para a moldagem e processamento subsequentes.

Controle preciso da temperatura: Devido aos rigorosos requisitos de temperatura de diferentes matérias-primas e estágios do processo no processo de produção do masterbatch TPV, o extrusor precisa estar equipado com um sistema de controle de temperatura de alta precisão que possa controlar com precisão a temperatura de cada zona de aquecimento dentro da faixa de temperatura de 160-220 ℃, para garantir que o material seja plastificado, misturado e extrudado em condições de temperatura adequadas, evitando a degradação das características do produto causada por temperaturas altas ou baixas.

Saída de pressão estável: Durante o processo de extrusão, é necessário fornecer uma pressão estável para que o material possa ser extrudido através da matriz a uma velocidade uniforme, garantindo a precisão dimensional e a qualidade da superfície do material extrudado, além de reduzir problemas como a irregularidade da espessura do produto e a rugosidade da superfície, causados por flutuações de pressão.

Prestação de mistura eficiente: Para o masterbatch TPV, um material composto de vários componentes, o extrusor precisa ter uma boa capacidade de mistura, o que permite misturar uniformemente vários aditivos, como resina matriz, borracha, agente de reticulação, enchimento, etc., na mistura fundida, para garantir a consistência dos desempenhos do produto. Os extrusores de dois parafusos geralmente superam os extrusores de um parafuso em termos de capacidade de mistura, devido à sua maior capacidade de cisalhamento e dispersão.

Capacidade de laminação forte: uma ação de laminação adequada ajuda a dispersar uniformemente a fase de borracha na resina matriz e a promover a reação de reticulagem. O extrusor deve ser capaz de fornecer uma força de laminação adequada de acordo com as diferentes formulações e requisitos do processo, de modo que o material possa alcançar os efeitos ideais de mistura e reticulagem durante o processo de extrusão.

Design de parafuso confiável: O parafuso é o componente principal do extrusor e sua estrutura e design de parâmetros devem ser otimizados com base nas características do masterbatch TPV e no processo de produção. Por exemplo, a relação comprimento a diâmetro, a profundidade do sulco, a relação de compressão e outros parâmetros do parafuso devem ser selecionados de forma razoável para atender às exigências de transporte de materiais, plastificação, mistura e extrusão. Ao mesmo tempo, o parafuso deve ter uma boa resistência ao desgaste e à corrosão, para garantir uma operação estável em ambientes de rotação a alta velocidade por longo período, bem como em condições de alta temperatura e alta pressão.

Altíssimo grau de controle da automação: Para melhorar a eficiência da produção e a estabilidade da qualidade do produto, os extrusores devem ter um alto nível de controle automático, que pode monitorar, ajustar e controlar automaticamente parâmetros importantes do processo, como temperatura, pressão e velocidade, reduzir erros de operação manual e pode ser ligado a outros equipamentos de produção para alcançar a automação de todo o processo de produção.

Aplicação

O masterbatch TPV (masterbatch de borracha termoplástica vulcanizada) possui boa elasticidade, resistência às intempéries, resistência à corrosão química e outras características, por isso tem uma ampla gama de aplicações em vários campos. A seguir, apresentamos algumas das principais áreas de aplicação:

Indústria automóvel

Vedações: Utilizadas para vedar portas de carros, janelas, compartimentos do motor, bagageiras e outras partes, o que permite impedir que água da chuva, poeira e ruídos entrem no veículo, ao mesmo tempo que funcionam como amortecedores e buffers.

Tubos de borracha: Fabricação de tubos de água de refrigeração, tubos de combustível, etc., para automóveis. O masterbatch TPV possui boa resistência ao óleo e resistência a altas e baixas temperaturas, o que garante que os tubos de borracha não apresentem envelhecimento, rachaduras ou outros problemas durante o uso prolongado.

Partes internas: como os apoios dos assentos de carro, os quadros do painel de instrumentos, etc. O masterbatch TPV pode fornecer um toque suave e boa resistência ao desgaste, melhorando a qualidade e o conforto do interior.

Fios e cabos

Camada de isolamento e revestimento: o masterbatch TPV apresenta excelente desempenho de isolamento elétrico e resistência às intempéries, o que permite proteger cabos e fios de influências ambientais externas, prevenir acidentes de vazamento e curto-circuito. Ao mesmo tempo, possui boa flexibilidade, o que facilita a instalação e o uso de cabos e fios.

Indústria da construção

Membrana impermeável: A membrana impermeável feita de masterbatch de TPV possui boa resistência à água, à intempérie e à perfuração, o que pode evitar eficazmente vazamentos nas construções e prolongar a vida útil dos edifícios.

Faixa de vedação: Utilizada para vedar portas e janelas de edifícios, ela pode melhorar o desempenho de vedação e isolamento das portas e janelas e reduzir o consumo de energia.

Equipamentos médicos

Catéteres médicas: o masterbatch TPV possui boa biocompatibilidade e resistência à corrosão química, e pode ser utilizado na fabricação de catéteres médicos, como catéteres urinários, tubos de infusão, etc., o que pode atender aos requisitos de segurança e confiabilidade dos dispositivos médicos.

Acessórios para dispositivos médicos: como alças, botões, etc., do dispositivo médico, o masterbatch TPV pode fornecer uma pegada confortável e boa resistência ao desgaste.

Outras áreas

Material de sapato: Utilizado para a fabricação de solas de sapatos, bordas e outras peças, o masterbatch TPV apresenta boa elasticidade e desempenho antiderrapante, proporcionando uma experiência de utilização confortável.

Equipamentos esportivos: como o revestimento interno de bolas de basquete, futebol e outros, bem como a alça de equipamentos esportivos, o masterbatch TPV pode fornecer boa elasticidade e sensação.

Aparatos eletrónicos: Usados para a fabricação das carcaças, botões, etc. de produtos eletrónicos e elétricos. O masterbatch TPV apresenta um bom desempenho de isolamento e resistência às intempéries, o que protege os componentes eletrónicos contra as influências ambientais externas.