Маточная смесь MDPE состоит из избыточного количества химических добавок, смол-носителей (таких как MDPE) и диспергаторов. Обычно она содержит такие компоненты, как антипирены, смолы и добавки, придающие пластиковым изделиям специфические свойства. Маточная смесь MDPE широко применяется в литье под давлением, экструзии, производстве выдувных пленок, вытяжке, вспенивании, покрытии и других технологических процессах. Например, она используется для изготовления труб, пленок, полых контейнеров и т.д. Также часто применяется для высокоскоростного формования различных бутылок, высокоскоростных автоматизированных упаковочных пленок, различных изделий литья под давлением, ротационного формования, изоляции проводов и кабелей, гидроизоляционных материалов, водопроводных труб, газовых труб и т.д.

Типы

Маточную смесь MDPE (полиэтилен средней плотности) можно классифицировать на следующие типы в зависимости от их функций и назначения:

Обычная маточная смесь MDPE: обладает общими характеристиками полиэтилена средней плотности, такими как хорошая гибкость, низкотемпературная стойкость и химическая стабильность. В основном используется для производства различных пластиковых изделий, таких как пленки, трубы, изделия литья под давлением и т.д., чтобы удовлетворить базовые требования к эксплуатации.

Наполняющая маточная смесь: в маточную смесь MDPE добавляется большое количество наполнителей, таких как карбонат кальция, тальк и т.д. Основная функция наполняющей маточной смеси — снижение производственных затрат, при этом также улучшаются некоторые свойства изделия, такие как повышение твердости, жесткости и размерной стабильности. Широко применяется в производстве экономически чувствительных пластиковых изделий, таких как мусорные мешки, пакеты для покупок, пластиковые ведра и т.д.

Антипиреновая маточная смесь: производится путем добавления антипиренов, что придает MDPE хорошие огнестойкие свойства. Антипиреновая маточная смесь может использоваться для производства различных пластиковых изделий, требующих показателей пожарной безопасности, таких как оболочки проводов и кабелей, строительные пластиковые листы, электрические корпуса и т.д., чтобы повысить класс пожарной опасности этих изделий и снизить риск возгорания.

Маточная смесь с антистарением: добавляются такие добавки, как антиоксиданты и УФ-абсорберы, для улучшения стойкости к старению изделий из MDPE, предотвращая их деградацию, изменение цвета и охрупчивание при длительном воздействии солнечного света, кислорода, высоких температур и других факторов окружающей среды. Широко применяется для производства пластиковых изделий для наружного использования, таких как сельскохозяйственные пленки, затеняющие сетки, пластиковые трубы и т.д., чтобы продлить срок их службы.

Модифицирующая (упрочняющая) маточная смесь: добавление модификаторов ударопрочности позволяет значительно повысить вязкость и ударную прочность MDPE. Модифицирующая маточная смесь подходит для производства пластиковых изделий, требующих высокой вязкости, таких как оборотные ящики, пластиковые поддоны, автомобильные детали и т.д., чтобы они не ломались легко при внешнем ударе.

Токопроводящая маточная смесь: добавляются токопроводящие материалы, такие как углеродная чернь и металлические волокна, чтобы придать маточной смеси MDPE электропроводность. Токопроводящая маточная смесь в основном используется для производства пластиковых изделий с антистатическими или токопроводящими функциями, таких как упаковочные материалы для электронного оборудования, антистатические трубы, экранирующие слои проводов и кабелей и т.д., чтобы предотвратить опасность накопления статического электричества или удовлетворить специфические требования к электрическим характеристикам.

Соотношение рецептуры

Ниже приведены приблизительные соотношения компонентов для различных типов маточной смеси MDPE. В реальном производстве корректировки будут внесены на основе конкретных требований к изделию, производственных процессов и характеристик сырья.

Обычная маточная смесь MDPE: смола MDPE обычно составляет 90%–100%, а небольшое количество антиоксидантов, смазочных материалов и других добавок может быть добавлено по мере необходимости, обычно около 0%–10%. Например, для улучшения перерабатываемости и стойкости изделия к старению могут быть добавлены 0,1%–1% антиоксидантов и 0,5%–2% смазочных материалов.

Наполняющая маточная смесь: наполнители, такие как карбонат кальция и тальк, имеют высокое содержание, обычно составляющее 50%–80% массы маточной смеси. Смола MDPE используется в качестве носителя, составляя 20%–50%. Кроме того, добавляется небольшое количество связующих агентов, диспергаторов и других добавок для улучшения совместимости и диспергируемости наполнителей и смол, обычно около 0,5%–3%. Например, в маточной смеси с наполнителем из карбоната кальция содержание карбоната кальция может составлять 60%, смолы MDPE — 38%, а связующие агенты и диспергаторы вместе составляют 2%.

Антипиреновая маточная смесь: антипирен является ключевым компонентом с содержанием обычно от 20% до 60%. Смола MDPE составляет 40%–80%. В зависимости от типа и требований к характеристикам антипирена могут добавляться синергисты, такие как оксид сурьмы (III), с содержанием около 1%–10%. Например, антипиреновая маточная смесь MDPE, содержащая бромсодержащий антипирен, имеет содержание антипирена 40%, смолы MDPE — 55%, а синергиста оксида сурьмы (III) — 5%.

Маточная смесь с антистарением: антистарениевые добавки, такие как антиоксиданты и УФ-абсорберы, являются основными компонентами, обычно составляющими 5%–20% массы маточной смеси. Смола MDPE составляет 80%–95%. Для улучшения диспергируемости и стабильности добавки может быть добавлено небольшое количество диспергатора, обычно около 0,5%–2%. Например, общее содержание антиоксиданта 1010 и УФ-абсорбера UV-531 составляет 10%, смолы MDPE — 90%, а диспергатора — 0,5%.

Модифицирующая маточная смесь: содержание модификатора ударопрочности обычно составляет от 10% до 50%, а смолы MDPE — от 50% до 90%. Для улучшения совместимости между модификаторами и MDPE могут добавляться компатибилизаторы с содержанием около 1%–5%. Например, содержание модификатора POE составляет 30%, смолы MDPE — 68%, а компатибилизатора — 2%.

Токопроводящая маточная смесь: содержание токопроводящих материалов, таких как токопроводящая углеродная чернь, металлические волокна и т.д., составляет около 10%–50%, а смолы MDPE — от 50% до 90%. Для улучшения диспергируемости и электропроводности токопроводящих материалов могут добавляться некоторые диспергаторы и поверхностно-активные вещества, обычно около 0,5%–5%. Например, содержание токопроводящей углеродной черни составляет 20%, смолы MDPE — 78%, а диспергатора и поверхностно-активного вещества вместе составляют 2%.

Производственный процесс

Процесс производства маточной смеси MDPE обычно включает такие этапы, как подготовка сырья, смешивание, экструзия расплава, охлаждение и гранулирование, упаковка и т.д. Ниже приведено подробное описание:

1. Подготовка сырья

Точно подбирайте смолу MDPE и различные добавки в зависимости от типа маточной смеси, например, готовьте наполнители, такие как карбонат кальция и тальк, для производства наполняющей маточной смеси, и антипирены для производства антипиреновой маточной смеси. Убедитесь, что качество и характеристики сырья соответствуют производственным требованиям, и высушите сырье, особенно смолы MDPE и некоторые добавки, склонные к поглощению влаги, чтобы удалить влагу и предотвратить образование пузырей или ухудшение качества изделия в процессе переработки.

2. Смешивание

Добавьте смолу MDPE и добавки в высокоскоростной смеситель согласно рассчитанному соотношению рецептуры. Крайне важно обеспечить однородность свойств маточной смеси путем тщательного смешивания материалов на высокой скорости для обеспечения равномерного распределения добавок в смоле MDPE. Для производства некоторых видов маточных смесей может потребоваться добавление вспомогательных агентов, таких как связующие агенты, диспергаторы и т.д., которые также добавляются и равномерно смешиваются на этом этапе.

3. Экструзия расплава

Смешанный материал поступает в цилиндр экструдера и постепенно нагревается до расплавленного состояния за счет нагрева экструдера и вращения шнека. Температурные настройки экструдера необходимо корректировать в соответствии с характеристиками смолы MDPE и добавок. Обычно температура в передней части цилиндра ниже, а в задней части выше, чтобы обеспечить полное плавление материала без термического разложения. В процессе плавления скорость вращения и усилие сдвига шнека также могут влиять на эффективность смешивания и качество пластификации материала, что необходимо оптимизировать в зависимости от фактической ситуации.

4. Охлаждение и гранулирование

Расплавленный материал, экструдированный из экструдера, формируется в полосы или нити определенной формы через матрицу, а затем поступает в ванну охлаждения водой или охлаждается и затвердевает с помощью воздушного охлаждения. Охлажденный материал нарезается гранулятором на однородные гранулы, размер и форма которых могут контролироваться путем регулировки параметров гранулятора. Для некоторых видов маточных смесей со специальными требованиями может потребоваться обработка поверхности или добавление смазочных материалов для улучшения текучести и поверхностных свойств гранул.

5. Упаковка

Маточная смесь MDPE после гранулирования обычно упаковывается в пластиковые тканые мешки или комбинированные упаковочные мешки для предотвращения увлажнения и загрязнения маточной смеси. На упаковке указываются название продукта, спецификации, дата производства, срок годности и другая информация для хранения, транспортировки и использования.

В производственном процессе различных типов маточных смесей MDPE могут быть незначительные различия. Например, при производстве токопроводящей маточной смеси для обеспечения стабильности электропроводности может потребоваться специальный процесс диспергирования на этапе смешивания или специальный контроль распределения токопроводящих материалов на этапе экструзии. При производстве маточной смеси с антистарением следует обращать внимание на способ добавления и однородность смешивания антистарениевых добавок, чтобы обеспечить их наилучший эффект защиты от старения в смоле MDPE.

Производственное оборудование

В процессе производства маточной смеси MDPE для различных этапов требуются различные виды оборудования. Ниже перечислено основное производственное оборудование и его функции:

1. Оборудование для дозирования компонентов

Электронные весы: используются для точного взвешивания веса смолы MDPE, различных добавок и другого сырья, обеспечивая точное дозирование согласно рецептуре для поддержания стабильности качества продукции.

Высокоскоростной смеситель: тщательно и равномерно перемешивает отмеренные сырьевые материалы, используя высокоскоростные вращающиеся мешалки для достижения хорошего эффекта смешивания между смолой MDPE и добавками за короткий промежуток времени, закладывая основу для последующей обработки.

2. Экструзионное оборудование

Одношнековый или двухшнековый экструдер: одношнековый экструдер имеет простую конструкцию и низкую стоимость, подходит для производства обычной маточной смеси MDPE с низкими требованиями к смешиванию. Двухшнековый экструдер обладает лучшими характеристиками смешивания, самоочищения и транспортировки, что позволяет более равномерно диспергировать добавки и подходит для производства высокоэффективной и требовательной маточной смеси MDPE, такой как антипиреновая маточная смесь, токопроводящая маточная смесь и т.д. Экструдер постепенно плавит сырье в цилиндре за счет нагрева и вращения шнека и экструзирует его в непрерывные полосы или нитевидные материалы.

Экструзионная матрица: устанавливается на выходном отверстии экструдера, определяет форму и размер экструдированного материала. В зависимости от производственных потребностей можно выбирать различные типы матриц, такие как круглые, плоские и т.д., чтобы удовлетворить требования последующего гранулирования.

3. Оборудование для охлаждения

Ванна водяного охлаждения: используется для водяного охлаждения экструдированных горячих материалов для их быстрого затвердевания и формования. Параметры, такие как температура воды и скорость потока в ванне, необходимо регулировать в соответствии с характеристиками материала и скоростью производства, чтобы обеспечить равномерный и стабильный эффект охлаждения.

Система воздушного охлаждения: для ситуаций, когда водяное охлаждение не подходит или требуется быстрая сушка поверхности, используется система воздушного охлаждения. Холодный воздух подается на экструдированный материал с помощью вентилятора, позволяя ему естественно охлаждаться в воздухе. Системы воздушного охлаждения обычно включают такие компоненты, как вентиляторы и воздуховоды, которые могут быть рационально расположены в соответствии с условиями производственной площадки и требованиями процесса.

4. Оборудование для гранулирования

Гранулятор: нарезает охлажденный материал на однородные гранулы. Существует два распространенных типа грануляторов: грануляторы горячей резки и холодной резки. Гранулятор горячей резки используется для нарезки материала в термопластичном состоянии, имеет высокую скорость резки, но требует последующей сушки отрезанных гранул; гранулятор холодной резки нарезает материал после его полного охлаждения, что обеспечивает лучшее качество гранул, но относительно более низкую производительность.

5. Упаковочное оборудование

Автоматическая упаковочная машина: используется для дозированной упаковки маточной смеси MDPE после гранулирования. Автоматические упаковочные машины могут выполнять такие функции, как автоматическое измерение, наполнение и запечатывание материалов, повышая эффективность и качество упаковки и снижая ошибки ручных операций. В зависимости от спецификаций упаковки и характеристик материала можно выбирать различные типы автоматических упаковочных машин, такие как машины для упаковки гранул, порошков и т.д.

Запайщик: запечатывает упакованные изделия, обеспечивая хорошую герметичность упаковочного мешка и предотвращая увлажнение и загрязнение маточной смеси. Существует различные методы запайки, такие как термическая запайка, прессование и т.д., которые можно выбирать в зависимости от материала и требований к упаковочному мешку.

Помимо основного оборудования, упомянутого выше, в процессе производства может также потребоваться вспомогательное оборудование, такое как оборудование для сушки сырья, транспортное оборудование, складское оборудование и т.д., чтобы обеспечить бесперебойный ход всего производственного процесса.

Связанные требования

Экструдер играет ключевую роль в производстве маточной смеси MDPE, ниже приведены требования к его характеристикам, качеству, системе управления и другим аспектам:

Требования к характеристикам

Способность к пластификации: необходимо обладать хорошими характеристиками пластификации, позволяющими смоле MDPE и различным добавкам быстро и равномерно плавиться и пластифицироваться при определенной температуре и давлении, обеспечивая хорошую текучесть материалов и удовлетворяя потребности производства маточных смесей различных рецептур. Например, для наполняющей маточной смеси большое количество наполнителя необходимо тщательно смешать и пластифицировать со смолой MDPE.

Характеристики смешивания: должна обладать эффективной способностью к смешиванию. Благодаря конструктивному решению и вращению шнека смола MDPE и добавки должны полностью перемешиваться в процессе плавления, обеспечивая равномерное распределение добавок в смоле для получения маточных смесей со стабильными характеристиками. При производстве токопроводящей маточной смеси необходимо равномерно распределить токопроводящий материал в смоле MDPE.

Стабильность экструзии: способность поддерживать стабильный объем и давление экструзии во время длительной эксплуатации, обеспечивая постоянство качества продукции. Это требует, чтобы шнек, цилиндр и другие компоненты экструдера обладали хорошей износостойкостью и жесткостью, чтобы выдерживать высокое давление и силы сдвига.

Требования к качеству

Выбор материалов: цилиндр и шнек обычно изготавливаются из высокопрочной коррозионностойкой легированной стали, такой как азотированная сталь 38CrMoAlA, чтобы противостоять износу и коррозии от смолы MDPE и добавок при высоких температурах и давлениях, а также продлить срок службы оборудования.

Точность обработки: точность обработки шнеков и цилиндров должна быть высокой, а погрешности таких параметров, как диаметр шнека, шаг и форма витков, должны контролироваться в очень узком диапазоне, чтобы обеспечить однородность и стабильность потока материала в цилиндре и повысить качество экструзии.

Требования к системе управления

Управление температурой: оснащена точной системой контроля температуры, которая может независимо регулировать и контролировать температуру каждой секции цилиндра и головки, обеспечивая нахождение материала в подходящем температурном режиме на разных этапах, избегая таких проблем, как разложение материала и плохая пластификация из-за слишком высокой или низкой температуры. Общая точность контроля температуры должна быть в пределах ± 1 °C.

Управление скоростью: скорость шнека должна точно регулироваться, обеспечивая соответствующее усилие сдвига и скорость транспортировки в зависимости от различных характеристик материала и требований производственного процесса для достижения наилучшего эффекта пластификации и смешивания. Диапазон регулирования скорости обычно составляет от 0 до 600 rpm и может регулироваться с малым шагом.

Управление давлением: оснащена устройствами мониторинга и контроля давления, обеспечивающими мониторинг изменений давления в реальном времени во время процесса экструзии, и путем регулировки таких параметров, как скорость шнека и температура цилиндра, давление экструзии поддерживается в заданном диапазоне, обеспечивая точность размеров и качество внешнего вида изделия.

Применение

Маточная смесь MDPE (полиэтилен средней плотности) обладает хорошей гибкостью, коррозионной стойкостью и стойкостью к растрескиванию под напряжением, поэтому широко используется в нескольких областях. Ниже приведены некоторые основные области применения:

Пластиковые пленки

Сельскохозяйственные пленки: маточная смесь MDPE может использоваться для производства сельскохозяйственных пленок, таких как тепличные пленки, мульчирующие пленки и т.д. Она придает пленке хорошую прозрачность, теплоизоляцию и атмосферостойкость, что способствует росту и развитию сельскохозяйственных культур, а также повышает урожайность и качество продукции. В то же время пленка, произведенная из маточной смеси MDPE, также обладает определенной прочностью и вязкостью, что позволяет противостоять воздействию природных факторов, таких как ветер, солнце и дождь.

Упаковочные пленки: в области упаковки маточная смесь MDPE широко используется для производства различных упаковочных пленок, таких как пищевые упаковочные пленки, пленки для упаковки товаров повседневного спроса и т.д. Она обеспечивает хорошую гибкость, прозрачность и свойства термосвариваемости пленки, что позволяет эффективно защищать упаковываемые предметы и облегчает использование потребителем. Кроме того, маточную смесь MDPE можно смешивать или компаундировать с другими материалами для производства упаковочных пленок со специальными свойствами, таких как барьерные пленки, пленки с повышенной стойкостью к проколу и т.д.

Трубы

Трубы водоснабжения: маточная смесь MDPE является одним из важных видов сырья для производства труб водоснабжения. Трубы водоснабжения, изготовленные из маточной смеси MDPE, обладают преимуществами коррозионной стойкости, износостойкости, высокой устойчивости к давлению, гигиеничности и нетоксичности, что обеспечивает безопасность и стабильность качества воды. Широко используются в системах городского водоснабжения, проектах обеспечения безопасной питьевой водой в сельской местности и других областях.

Канализационные трубы: в канализационных системах трубы, произведенные из маточной смеси MDPE, обладают хорошей гибкостью и ударопрочностью, что позволяет им адаптироваться к различным геологическим условиям и изменениям рельефа, не ломаясь легко и не протекая. В то же время канализационные трубы из MDPE также характеризуются малым весом, простотой монтажа и длительным сроком службы, что позволяет снизить затраты на строительство и обслуживание.

Изделия литья под давлением

Пластиковые контейнеры: маточная смесь MDPE может использоваться для производства различных пластиковых контейнеров, таких как пластиковые ведра, горшки, коробки и т.д. Она обеспечивает хорошую жесткость, вязкость и стойкость к химической коррозии пластиковых контейнеров, позволяя им выдерживать определенное давление и вес, а также обладать хорошим качеством внешнего вида и перерабатываемостью.

Промышленные детали: в промышленной сфере изделия литья под давлением из маточной смеси MDPE также могут использоваться для изготовления различных промышленных деталей, таких как автомобильные компоненты, электронно-электрические компоненты и т.д. Маточная смесь MDPE обладает хорошими изоляционными свойствами, износостойкостью и стойкостью к старению, что позволяет удовлетворить требования к промышленным деталям и повысить надежность и срок службы изделий.

Провода и кабели

Изоляционный слой: маточная смесь MDPE обладает хорошими изоляционными свойствами и низкотемпературной стойкостью и может использоваться для производства изоляционных слоев проводов и кабелей. Она эффективно предотвращает утечку тока и короткие замыкания, обеспечивая безопасную эксплуатацию проводов и кабелей. В то же время изоляционный слой из MDPE также обладает определенной гибкостью и износостойкостью, что позволяет адаптироваться к различным условиям эксплуатации и требованиям монтажа.

Оболочка: маточная смесь MDPE также может использоваться для производства оболочек проводов и кабелей. Оболочка защищает внутреннюю структуру проводов и кабелей от внешних факторов окружающей среды, таких как влага, пыль, ультрафиолетовое излучение и т.д. Оболочка из MDPE обладает хорошей атмосферостойкостью, коррозионной стойкостью и механической прочностью, что позволяет продлить срок службы проводов и кабелей.