Masterbatch for PVC Products: Complete Guide

PVC ürünleri için masterbatch, pigmentler, dolgu maddeleri, stabilizatörler ve işleme yardımcıları ile PVC uyumlu bir reçine içerisinde konsantre edilmiş bir karışım olup, boşaltma aşamasında temel bileşene eklenerek, homojen renk, dayanıklılık, dayanıklılık ve mevzuat uyumunu sağlar. Yurt dışındaki B2B masterbatch üreticileri ve PVC dönüştürücüler için, formülü ve karıştırma işlemini doğru yapmak, satın alınabilir bir pelet ve reddedilen bir parti arasındaki farktır. Bu kılavuz, PVC masterbatch'in nasıl sınıflandırıldığı, PVC'nin poliolefinlerden farklı davrandığı nedeni, taşıyıcı ve stabilizatörlerin nasıl seçileceği ve co-rotating çift silindirli extruderda yanık veya plaka oluşmadan güvenli bir şekilde karıştırılmasının nasıl yapılacağı hakkında bilgi vermektedir.

PVC, emtia plastikler arasında farklıdır, çünkü termik olarak duyarlıdır. 220 derece Celsius'in üzerinde dehidroklorinasyon işlemi başlar, hidroklor gazı salar ve bu da daha fazla bozulmayı hızlandırır ve vida ve boruyu tahrip eder. Bu tek gerçek, taşıyıcı seçimi, vidalı hız, boru sıcaklığı ve vakum boşaltma gibi masterbatch tasarımındaki her karar için temel oluşturur. Aşağıdaki içerik, pazarlama dili yerine somut sayıları gerektiren alım karar vericileri ve tesis mühendisleri için yazılmıştır. Böylece yeni bir üretim hattı veya yeniden formülasyon, verilerle desteklenerek gereklilik haline getirilebilir.

PVC Ürünler İçin Masterbatch Nedir?

PVC için bir masterbatch, hedef PVC bileşiğiyle uyumlu bir taşıyıcı reçine içerisinde işlevsel katkı maddelerinin yüksek konsantrasyonda bir dispersiyonudur. Son karıştırma veya extrüzyon sırasında düşük bir oranda eklenir, böylece müşteri tozlu maddeleri işlemekten, toksik stabilizatörleri ölçmekten veya pigmentleri önceden karıştırmaktan kurtulur. Masterbatch üreticisi için, ürün eşit şekilde dağıtılmalı, PVC işleme sürecinde bozulmadan hayatta kalmalı ve sert veya esnek PVC son ürünlerde temiz bir şekilde akmalıdır.

PVC masterbatch'ler dört aileye ayrılır ve tek bir üretim hattında genellikle farklı dereceler arasında makaralı ve sıcaklık değişiklikleriyle birlikte birden fazla ürün üretilir:

Renkli masterbatch

Renk masterbatch, bazen az miktarda titanyum dioksit veya karbon black ile, bazen de 20 ila 60 oranında konsantrasyonda, taşıyıcı içinde dağıtılmış inorganik veya organik pigmentler içerir. Beyazlık, ısı stabilitesi ve taşınma direnci en önemli faktörlerdir. Tipik bir düşüş 1 ila 5%'dir, bu da 1:20 ila 1:100 oranını verir. Pigmentler PVC pencerelerin dayanıklılığını sağlamalıdır, bu nedenle kadmiyum ve kurşun kromatlar büyük ölçüde demir oksitleri, ftalocyaninler ve yüksek performanslı organikler tarafından terk edilmiştir.

Filler masterbatch

Filler masterbatch, sert PVC boru, profil ve döşeme için en önemli maliyet azaltıcı katkı maddesi olan aktifize edilmiş kalsiyum karbonattan oluşur. Yükleme, yüzey aktivasyonu sonrasında taşıyıcıda %70 ila %85'e ulaşır. Son bileşimde, 5 ila 40 oranında, sert ürünler için daha yüksek ve esnek film için daha düşük bir oranda indirilmektedir. Talc, baryum sülfat ve wollastonit, özel sertlik veya gravür baskı sınıfları için kullanılır.

Stabilizatör masterbatch

Stabilizatör masterbatch, kalay-zinc veya organotin stabilizasyon maddelerini yağlayıcılar ve ko-stabilizasyon maddeleriyle ön karıştırarak, dönüştürücüye birkaç toz yerine bir bileşen verilir. Bu, bakırsız geçişin en açık ifadesidir, çünkü masterbatch uygun bir, toz miktarını azaltan bir formülle kilitlenir. Dozaj genellikle son bileşenin 2 ila 5 phr arasındadır.

İşleme yardımcı maddesi ve etkileşim modifikatörü masterbatch

İşleme yardımcıları masterbatch, 5 ila 15 oranında akrilik (ACR) işleme yardımcıları, 0,5 ila 2 phr arasında stearik asit, PE wax veya parafin wax gibi yağlayıcılar ve esnek ve net sınıflar için CPE veya MBS gibi darbe modifikatörleri içerir. Bu özellikler, bitmiş PVC ürünün jelleşmesini, erime dayanımını, yüzey parlaklığını ve düşük sıcaklıkta dayanıklılığını artırır.

Masterbatch ailesi karşılaştırması

Masterbatch type	Core active content	Typical addition rate	Primary PVC applications
Renkli masterbatch	Pigment 20 to 60 percent	1 to 5 percent	Pipe, profile, film, cable
Filler masterbatch	CaCO3 70 to 85 percent	5 to 40 percent	Pipe, profile, flooring, sheet
Stabilizatör masterbatch	Ca-Zn or organotin 2 to 5 phr	2 to 5 phr	All rigid and flexible PVC
Processing aid masterbatch	ACR 5 to 15 percent, wax 0.5 to 2 phr	1 to 3 phr	Profile, sheet, foam, clear film

PVC'nin Termal Hassasiyeti ve Dar İşleme Penceresi

PVC, termal olarak duyarlı bir polimerdir ve 220 ila 230 derece Celsius sıcaklığında hidroklorür salgılamaya başlar, poliolifin kullanılan erime sıcaklıklarının çok altında. Hidroklorik asit daha fazla parçalanmayı otomatik katalize ettiğinden, küçük bir aşırı ısınma olayı, birkaç dakika içinde renk değişikliği, siyah lekeler ve gaz boşlukları şeklinde ortaya çıkabilir. Güvenli karıştırma, bu nedenle pigmenti dağıtmak ve dolgu maddesini etkinleştirmek için yeterli aşınma elde ederken, tüm erimi 210 derecenin altına tutmak anlamına gelir.

PVC masterbatch için pratik işlem penceresi 160 ila 210 santigrat derece arasında yer alır, çoğu operatörün beklediği değerden daha dardır. Rigid boru ve profiller, jelleşmeyi sağlamak için 190 ila 210 derece Celsius'te üst uça doğru hareket ederken, esnek film ve net kalınlaştırılmış levhalar, stabilizatörleri ve netliği korumak için 160 ila 185 derece Celsius'te daha düşük sıcaklıklarda kalır. 210 derece Celsius'in üzerinde sürekli bir ısı, ya da yüksek kesme nedeniyle oluşan yerel ısı noktaları, yanma en yaygın nedenidir.

Keep the PVC melt below 210 degrees Celsius at every barrel zone; hydrogen chloride release above 220 degrees Celsius is self-accelerating and will ruin both the lot and the screw surface.

Kalma süresi riski artırır. L/D değeri 40 ila 48 olan eş-çevrimli çift-şaftli bir hattı, tipik akış hızında 30 ila 90 saniye süreli bir konaklama süresi sağlar. Bu süre, sıcaklıkların kontrol edilmesi durumunda bozulmayı sınırlamak için yeterince kısa bir süre olabilir. Uzun tek şaft karıştırma veya yeniden extrüzyon, PVC için kalıcılık süresini artırır ve bu nedenle önlenmelidir. Pencere aynı zamanda nem duyarlıdır: tutulan su buharlaşır ve HCl'yi eriyikten dışarı atar, bu nedenle higroskobik yüzeylerin ön kurutulması ve vakum çıkışı çok önemlidir.

Taşıyıcı reçin seçimi: PVC, EVA ve Universal Taşıyıcı

Taşıyıcı reçine, masterbatch'in müşterinin karışımında temiz bir şekilde dağılacağını mı yoksa çizgiler ve kötü bir akış göstereceğini mi belirler. PVC için taşıyıcı, moleküler düzeyde uyumlu olmalı, aynı düşük sıcaklıkta işlem yapılmalı ve die ve kalınlaştırma silindirlerinde plaka oluşmasına neden olan uyumsuzlukları ortaya çıkarmamalıdır.

PVC taşıyıcı

PVC bazlı bir taşıyıcı en iyi uyumluluğu ve en düşük uyumsuzluk riskini sağlar. Yüksek konsantrasyonlu renk ve dolgu masterbatch'leri için sert boru ve profiller için ilk tercihtir. Bu sorunun çözümü, taşıyıcıya stabilizasyon ve dikkatli sıcaklık kontrolü gerektiğidir. Bu nedenle, ham reçine yerine stabilize edilmiş, ön hazırlanmış PVC taşıyıcı kullanılır.

EVA ve CPE taşıyıcılar

Etilen-vinil asetat (EVA) ve klorlu polietilen (CPE) taşıyıcıları, polaritesi ve işlenme sıcaklığı PVC ile yakın olduğu için esnek PVC kablo, film ve deri için yaygın olarak kullanılır. EVA, darbe dayanımı ve esnekliği artırır; CPE ise dayanım ve hava koşullarına dayanıklılığı geliştirir. Her ikisi de kolayca dağılır ve eşleştirilmemiş poliolefin taşıyıcılara göre plak çıkışını azaltır.

Genel ve wax taşıyıcılar

Bazı üreticiler, maliyetten dolayı düşük MFI'li bir poliolefin veya wax bazlı bir genel taşıyıcı kullanır. Bu, kritik olmayan doldurulmuş sınıflarda işe yarar ancak açık veya ince film PVC'de plaka çıkarma ve balık gözü riskini artırır, bu nedenle opak, kalın duvarlı ürünlere sınırlandırılmalıdır. Taşıyıcı seçimi, hangi stabilizatör sistemi çözünür kalacağını da etkiler.

Taşıyıcı seçimi karşılaştırması

Carrier	Compatibility with PVC	Best use	Relative cost
PVC taşıyıcı	Excellent	Rigid pipe, profile, flooring	Medium
EVA carrier	Very good	Flexible cable, film, leather	Medium
CPE carrier	Very good	Weatherable profile, cable jacket	High
Polyolefin or wax carrier	Limited	Opaque filled goods only	Low

Stabilizatör Sistemleri ve Kurşunsuz Geçiş

Stabilizörler hidroklorik asidi tutar ve labile klor atomlarını değiştirerek işlem penceresi içerisinde zaman kazanır. Kurumsal kurallarda ve müşteri satın alma politikalarında yer alan tehlikeli maddelerle ilgili kısıtlamalar ve bu kısıtlamaların getirdiği zorluklar, PVC masterbatch sektöründe kurşunun kullanımının azalmasını sağlayan belirleyici bir trend haline geldi. Kalis-krom ve organotin sistemleri yeni hatlar için standart haline gelmiştir.

Kalsiyum-zinc (Ca-Zn)

Kalsiyum-zinc stabilizatörleri, boru, profil, döşeme ve birçok kablo sınıfı için kurşunsuz bir başarı örneğidir. Bunlar düşük toksisiteye, masterbatch formunda toz azaltılmış ve maliyet açısından rekabetçi ürünlerdir. Tipik dozaj, sert PVC için 2,5 ila 4 phr'dir ve stearik asit yağlayıcı ile birlikte beta-diketon gibi bir ko-stabilizatör kullanılır. Onların en büyük sınırlaması, net filmde hafif bir bulanıklık olmasıdır, bu nedenle netlik önemli olduğu durumlarda organotinin tercih edilmesi gerekir.

Organotin

Organotin stabilizatörleri, özellikle oktiltin ve metiltin, berrak sert PVC, kalenderli levha ve tıbbi veya gıda teması olan filmler için en iyi açıklık ve erken renk tutma sağlar. Dozaj 1 ila 2 phr arasında daha düşüktür ve daha yüksek hat hızını tolere ederler. Octyltin, olumsuz toksikoloji profili nedeniyle gıda teması ve içme suyu uygulamaları için seçilen bir kalitedır. Organotinin kalite seviyesini Premium olarak belirlemek, kalisyum-zinc'e kıyasla maliyeti daha yüksek hale getirir.

Eski potansiyel müşteri sistemleri

Tribazik kurşun sülfat ve kurşun stearat, düşük fiyatı ve mükemmel ısı geçirgenliği nedeniyle, az sayıda maliyet odaklı pazarda hala kullanılmaktadır, ancak tehlikeli maddelerle ilgili kurallar ve gönüllü marka taahhütleri kapsamında geri çekilmektedir. İhracat müşterilerini korumak için, ilk günden itibaren yeni bir masterbatch hattı kurulumu, kurşunsuz olarak tasarlanmalıdır.

Stabilizör sistemi karşılaştırması

System	Typical dosage (phr)	Clarity	Relative cost	Regulatory status
Calcium-zinc	2.5 to 4	Good, slight haze	Medium	Compliant, preferred
Organotin (octyltin)	1 to 2	Excellent	Premium	Compliant, food-contact
Lead salts	3 to 5	Good	Low	Being retired

Kalsiyum Karbonat Dolgu: Mesele ve Aktivasyon

Kalay karbonat, maliyet açısından rekabetçi sert PVC masterbatch'in temelini oluşturur, ancak performansı tamamen partikülün inceliği ve yüzey işlemesiyle ilgilidir. Kaba veya kötü aktive edilmiş dolgu, viskoziteyi yükseltir, darbe dayanımını düşürür ve balık gözü oluşturur; ince ve iyi aktive edilmiş dolgu, pürüzsüz, sert bir bileşime dağılarak karışır.

Partikül inceliği, meshe veya mikrometre cinsinden ifade edilir. PVC masterbatch için kullanılan toprak kalsiyum karbonat genellikle 800 ila 2500 mesh, yani yaklaşık 15 ila 3 mikrometre arasında olmaktadır. Boru ve profil sınıfları genellikle maliyet ve sertlik dengesini sağlamak için 800 ila 1250 mesh kullanırken, ince film ve kalınlaşmış levhalar yüzey kusurlarını önlemek için 1500 ila 2500 mesh'e geçer. Ultra ince 2500 mesh kaliteleri balık gözlerini keser, ancak hammadde fiyatını ve viskoziteyi yükseltir.

Aktivasyon, hidrofilik kalsiyum yüzeyini hidrofobik bir bağlayıcı ile kaplayarak PVC matrisine bağlar. Standart tedavi, 0,8 ila 1,5 oranında stearik asit içerir, bu oran, dağılımı iyileştirmek ve su emilimini azaltmak için yeterlidir. Yüksek performanslı sınıflarda, daha iyi mekanik özellikler ve yüksek yükleme durumunda daha düşük viskozite için 0,5 ila 1,0 oranında titanat veya zirkonyumat bağlayıcı maddeler kullanılır. Aktivasyon yapılmazsa, dolgu maddesi bir kirlik maddesi gibi davranır ve plaka çıkışını artırır.

Use 0.8 to 1.5 percent stearic acid activation on calcium carbonate, and move from 800 mesh to 1500 plus mesh as film thickness drops, to keep fish eyes out of thin PVC products.

Yükleme stratejisi, masterbatch'i son bileşimden ayırır. Bir dolgu masterbatch, taşıyıcısında 70 ila 85 oranında aktifize edilmiş kalsiyum karbonat taşır. Sonra dönüştürücü, PVC formülünün %5 ila %40'lık kısmında, yüksek uçta sert boru ve profil, esneklik için, düşük uçta ise esneklik korumak için esnek film kullanır. Masterbatch'in 85 yüzdeyi aşan oranda yüklenmesi, peletlemeyi zorlaştırır ve dağıtımı kötüleştirir.

Dağılma ve Toplanma Kontrolü

Dağılım kalitesi, alıcı tarafından homojen renk, pürüzsüz yüzey ve damarların görülmemesi olarak algılanır. PVC’nin düşük işlem sıcaklığı, pigment agregatlarını parçalamaya yardımcı olan termal yumuşamadan daha az olması nedeniyle, poliolefinlerdeki gibi daha kolay bir dağıtım sağlayamaz. Bu nedenle, makaraya, aşırı ısınmadan dolayı daha fazla mekanik iş yükü yüklenir.

Çevrim içi çift şaftli extruderler, yoğurma blokları ve yüksek yerel aşınma oluşturan ters elementler sayesinde dağıtılır. Sanat, bu elementleri PVC'nin jelleşmesinden sonra tüpün sonuna yerleştirmektir, böylece kesme pigment ve dolgu malzemelerini dağıtırken fazla ısı üretmez. Tipik bir dağıtım bölgesi, çapına bağlı olarak 250 ila 450 rpm arasında değişen vidalı hız sınırlaması ile 180 ila 205 derece santigratta çalışır.

Agglomerasyon, üç anahtar faktör tarafından kontrol edilir: 60 ila 110 santigrat derecede yüksek hızlı bir karıştırıcıda, dolgu malzemesini ek madde ile kaplamak için ön karıştırma, dolgu malzemesini akış yönünde yan taraftan beslemek ve sıvıların eriyik sızdırmadan önce uzaklaşması, ve makaraların tam olarak yüklenmesini sağlamak için yeterli miktarda dolgu malzemesi doldurulması. Yetersiz olarak sıkılan vidalar, malzemenin kaymasına ve erimemiş agregatların oluşmasına neden olur. Bu agregatlar balık gözü gibi görünür.

PVC için kendini temizleyen vida geometrisi çok önemlidir. Yan çevrilen, birbirine yakın olarak geçiş yapan vidalar her dönüşte birbirlerini siler ve bozulmuş malzemenin, siyah lekelere dönüşebilecek ölü bölgelerde birikmesini engeller. Kerke, Wanplas fabrikası, 19.997 metrekarelik üretim alanında ve dünyanın dört bir yanında çalışan 2.000'den fazla makineyle, bilgisayar destekli yoğurma blokları ve kendini temizleyen bir profil kullanarak KTE serisi vidaları tasarlar. Böylece pigment ve dolgu maddeleri hareketli kalır ve yerleşim süresi eşit olur.

Çift Vidalı Konfigürasyon ve Sıcaklık Stratejisi

PVC masterbatch için uygun bir makine olan eş-çevirmeli çift silindirli extruder, güçlü dağıtım karıştırma, kesin kalma süresi kontrolü ve mükemmel kendini temizleme özelliğini bir arada sunar. Kerke, KTE serisi paralel ko-rotasyonlu çift şaftli ekstrüzyon makinelerini, KTE-16B laboratuvar modelinden KTE-135D üretim ünitesine kadar, 30 kg/saat çıkış kapasitesinden büyük hatlarda 1200 kg/saat çıkış kapasitesine kadar sunmaktadır.

Tornavida yapısı, ısıya duyarlı PVC için belirli bir mantık izler. Barrelin ilk üçte biri, düşük aşınma kuvveti taşıyan elemanlarla taşınır ve eritilir. Orta bölüm, yan besleyici aracılığıyla yan besleyici dolgu ve stabilizatörü tanıtır. Dağıtılmış karıştırma blokları son üçte birde yer alır, ardından pres için basıncı oluşturacak kısa bir dozu ayırma bölümü gelir. Tipik bir L/D oranı 40 ila 48 arasındadır, 52 ise daha fazla karıştırma uzunluğuna ihtiyaç duyan çok dolu veya çok katmanlı sınıflar için ayrılmıştır.

Katı PVC renk masterbatch için sıcaklık profili örneği

Barrel zone	Temperature (degrees C)	Function
Feed	150 to 160	Gentle preheat, no melting
Melting	170 to 185	PVC gelation
Dispersion	185 to 205	Kneading, pigment breakup
Metering and die	180 to 200	Pressure build, shape

Tornavida hızı, çıkış ve kesme değerlerine uyarlanmıştır. KTE-65 çalışan sert dolgu masterbatch, genellikle 300 ila 450 rpm'de 200 ila 400 kg/saat hızla dönerken, KTE-92 250 ila 400 rpm'de 600 ila 1000 kg/saat üretim yapar. Yüksek hız, üretimi artırır ancak aynı zamanda viskozluk ısınması yoluyla sıcaklığı da artırır, bu nedenle boru soğutulması ve vidalı tasarım, bu durumun telafi edilmesini sağlamalıdır. Amaç, die noktasında 205 derecenin üstünde olmayan sabit bir erimedir.

Vakum Açma ve HCl Korozyon Koruması

PVC karıştırma sırasında klorür hidrojeni, su ve kalan monomerler salınır. Bu maddeler, peletleme işlemi öncesinde temizlenmezse, boşluklar, balık gözleri ve yüzey kusurları oluşur. Bir ventli tüp, eksi 0,06 ila eksi 0,09 MPa vakum altında bir veya iki dezenfeksiyon deliği ile bu gazları eriyikten ayırır. İlk çıkış, erime sonrasında su ve hava çekmek için kullanılır; ikinci çıkış, dağıldıktan sonra HCl ve düşük sıcaklıkta kaynayan maddeleri çeker.

Hidroklorür, standart nitreli çelik için koroziftir, bu nedenle gazla temas eden havalandırma bölümü ve şaft ve silindir koruma gerektirir. Kerke, bu sorunu bimetalik veya alaşımlı kaplamalı silindirler ve nitrilize edilmiş 38CrMoAlA'dan üretilen, uçuş yüzeylerinde sert alaşım kaplaması bulunan vidalarla çözüyor. Bu yaklaşım, Coperion ve KraussMaffei Berstorff gibi Alman uzmanların karıştırma hatlarında kullandıkları yöntemle aynıdır. Bu, HCl saldırısına karşı dayanıklıdır ve sürekli PVC kullanımında hizmet ömrünü uzatır.

Korozyon koruması, aynı zamanda tasarım detaylarını da içerir: kapalı havalandırma girişleri, yerel kurallara göre gereken durumlarda çıkarılan gazın nötralizasyonu veya temizlenmesi ve erimiğin havalandırma girişine geri akmaması için tasarlanmış bir vidalı profil. Leistritz ve Davis-Standard da, halojen içeren bileşikler için alaşımlı vida seçeneklerini vurgulayarak, PVC masterbatch için hat ömrünün sadece sıcaklık değil, malzeme seçimi tarafından belirlenmesini doğruluyor.

Specify an alloy or bimetallic barrel and coated screw for any PVC masterbatch line; hydrogen chloride at the vent will pit standard nitrided steel within a single campaign.

Pelletleme Yöntemleri: Sıcak Kesim vs Soğuk Kesim

Ekstrüde edilen malzemenin pelet haline dönüşmesi, PVC masterbatch için kalite ve verimliliği etkiler. İki pratik yol, die yüzü sıcak kesme ve tel soğuk kesme'dir ve seçim, ısı hassasiyeti, dolgu yükü ve çıkışa bağlıdır.

Die yüzü sıcak kesme

Su döngüsü veya hava soğutmalı die yüzü kesimlerinde, malzeme die'de kesilir ve hemen soğutulur, bu nedenle levhalar yeniden ısıtılmadan hemen hemen hiç zaman geçirmez. Bu, yüksek dolgu oranına ve ısıya duyarlı PVC masterbatch için tercih edilen bir yöntemdir, çünkü kalma süresi ve oksidasyon en aza indirilir. Su çember kesimi, 200 ila 1200 kg/saat arasında yuvarlak ve homojen peletler elde etmeyi sağlar ve Kerke KTE üretim hatlarında dolu sınıflar için standarttır. Hava soğutmalı sıcak kesim sistemleri, düşük üretim ve toz hassasiyeti olan renk kalıpları için uygundur.

Tel soğuk kesme

Strand pelletizing, çıkrılmış iplikleri bir su banyosundan geçirir, kurutur ve ardından silindir şeklinde keser. Temiz, tozlu olmayan pelletler üretir ve şekil uyumunun önemli olduğu yüksek değerli renk masterbatch için tercih edilir, ancak yapışma, oksidasyon ve yüzey çiçeklenmesini önlemek için dikkatli bir iplik sıcaklığı kontrolü gerektirir. PVC için, tel hatları daha düşük hızda, genellikle 100 ila 400 kg/saat arasında çalışır ve sıkı bir banyo sıcaklığı yönetimine ihtiyaç duyar.

Pelletleme yöntemi karşılaştırması

Method	Residence time	Typical output	Best for
Water-ring hot cut	Very low	200 to 1200 kg/h	Filled and heat-sensitive PVC
Air-cooled hot cut	Low	100 to 500 kg/h	Color and dust-sensitive grades
Strand cold cut	Medium	100 to 400 kg/h	Premium color masterbatch

Yükleme Oranları ve Yumuşak vs Katı PVC Uygulamaları

Düşürme oranı veya LDR, son bileşimde masterbatch ile baz arasındaki orandır. Üreticinin ürettiği konsantre pelleti dönüştürücünün sattığı bitmiş ürüne bağlar. LDR'yi doğru kullanmak, renk eksikliği, maliyet aşımı veya işlem hatalarını önler.

Masterbatch türüne göre düşüş oranları

Renk masterbatch, pigmentin pahalı olması ve az bir miktanın çok işe yaradığı için, 1:20 ila 1:100 LDR oranında eklenir. Filler masterbatch oranı 5 ila 40 arasında değişir, sert ürünler için yüksek, esnek ürünler için ise düşüktür. Stabilizatörler ve işleme yardımcı maddeleri masterbatcherler, phr terimiyle 2 ila 5 phr ve 1 ila 3 phr arasında dozlandırılır ve genellikle dozlamayı kolaylaştırmak için tek bir ilaç paketine birleştirilir.

Rigid PVC uygulamaları

Rigid PVC, en fazla masterbatch miktarını tüketir. Su tedarik ve drenaj için kullanılan boru, 190 ila 210 santigrat derece sıcaklıkta işlenen, sertlik için yüksek dolgu oranına sahip kalsiyum-zinc stabilizatör masterbatch içerir. Pencere ve kapı profilleri iyi renk ve dayanıklılık gerektirir, bu nedenle CPE veya MBS modifikatör masterbatch tarifeye eklenir. PVC döşeme, SPC ve LVT dahil olmak üzere, boyut stabilitesi ve maliyet açısından çok yüksek kalınlıkta kalsiyum karbonat dolgu masterbatch kullanır. Ayrıca, extrüzyon hızını artırmak için ACR işleme yardımcı maddesi de kullanılır.

Esnek PVC uygulamaları

Esnek PVC kablo izolasyonu ve kaplaması, kurşunsuz stabilizatörler, plastifikat uyumlu taşeronlar (örneğin EVA) ve kimlik belirlemesi için karbon siyaha veya renk masterbatch'e dayanır. Paketleme, ofis malzemeleri ve tıbbi kullanım için PVC film ve levhalar, netlik gerektiren durumlarda, 160 ila 185 santigrat derece arasında daha düşük sıcaklıkta, organotinin stabilizatörü ile işlenir. Yumuşak profiller ve yapay deri, EVA veya CPE taşıyıcıları kullanır ve esnekliği korumak için dolgu yükünü düşürür.

Uygulama ve LDR referansı

Application	Typical masterbatch addition	Process temperature (degrees C)	Carrier preference
PVC pipe	Filler 20 to 40 percent	190 to 210	PVC
Window profile	Color 1 to 3 percent, filler 10 to 25 percent	185 to 205	PVC
PVC flooring	Filler 25 to 40 percent	185 to 205	PVC
Cable compound	Stabilizer 2 to 4 phr, color 1 to 4 percent	165 to 190	EVA
PVC film or sheet	Color 1 to 3 percent	160 to 185	EVA or CPE

Ortak Arızalar ve Arıza Giderme

İyi tasarlanmış PVC masterbatch bile üretim sırasında bir kaç tekrarlanabilir hatta neden olmaktadır. Aşağıdaki tablo, her belirtiyi normal nedeni ve çözümü ile eşleştirir. Böylece bir bitki, tam bir yeniden formülasyon yapmadan da davranabilir.

Arıza giderme tablosu

Defect	Common cause	Fix
Color deviation	Pigment lot variation, carrier mismatch, metering error	Lock pigment source, verify carrier, calibrate loss-in-weight feeder
Black specks	Degraded material in dead zones, burned stabilizer, contamination	Lower melt 5 to 10 degrees C, reduce speed, improve self-cleaning, add screen changer
Scorch or burn	Melt over 210 degrees C, excessive shear, long residence	Cut barrel temperature, lower rpm, shorten L/D or raise throughput
Fish eyes	Poor gelation, coarse filler, agglomerates	Use 1500 plus mesh filler, raise gelation zone, improve pre-mixing
Plate-out or exudation	Over-lubrication, incompatible carrier, low-MW additive bloom	Reduce wax 0.2 to 0.5 phr, switch carrier, check stabilizer compatibility

Yukarıdaki beş kusur, PVC masterbatch ile ilgili müşteri şikayetlerinin çoğunu oluşturur. Renk sapması ve siyah lekeler formülasyon ve besleme sorunlarıdır; yanma ve balık gözleri işleme penceresi sorunlarıdır; plaka çıkması da taşıyıcı, yağlayıcı ve stabilizatör arasındaki uyum sorunudur. Doğru ağırlık kaybı besleme, kendini temizleyen bir vidalı sistem ve sıkı sıcaklık kontrolü ile inşa edilen bir hat, çoğu sorunu önlemektedir.

Extruder Seçimi Karşılaştırması

Bir masterbatch üreticisi, bir çift vidalı hattayı seçerken, vidaların çapı, L/D oranı ve çıkış miktarını, karıştırılan malzemenin sınıfına uygun hale getirmelidir. Aşağıdaki tablo, laboratuvar, orta hacimli ve yüksek hacimli PVC masterbatch üretimini kapsayan üç Kerke KTE boyutunu, 12 yılı aşkın karıştırma extruder deneyimi ve Wanplas marka ağı kapsamında 70'den fazla ülkede hizmet veren Kerke fabrikası ile karşılaştırır.

KTE hat seçimi

Model	Screw diameter (mm)	L/D	Screw speed (rpm)	Output (kg/h)	Best role
KTE-16B	16	40	up to 600	1 to 10	R and D, formula trials
KTE-65	62.4	40 to 48	300 to 450	200 to 400	Mid-volume color and filler
KTE-92	91	44 to 52	250 to 400	600 to 1000	High-volume filler masterbatch
KTE-135D	133	44 to 52	200 to 350	1000 to 1200 plus	Large-scale continuous duty

Çap dışında, alıcı, alaşımlı tüp ve kaplamalı vidalı seçenekleri, çok bileşenli formüller için yan ve sıvı besleme seçenekleri ve iki aşamalı boşaltma paketini onaylamalıdır. Kerke, Wanplas fabrikası, bu ürünleri KTE serisinde ayarlanabilir seçenekler olarak sunuyor. Wanplas markasının taahhüdü gereği, her yıl 500 ABD doları değerinde ücretsiz yedek parça ve teslimattan önce 72 saat süren sürekli çalışma testi sunuluyor. Coperion ve KraussMaffei Berstorff gibi rakipler, daha yüksek bir sermaye seviyesinde karşılaştırılabilir Alman tasarımı alaşımlı paketler sunarken, Bühler döneminden kalma ve Leistritz hatları güçlü bir niş dispersif bilgi birikimi sunmaktadır.

Uyumluluk: RoHS, REACH ve FDA

İhracat için PVC masterbatch, pazar ve son kullanım türüne göre değişen madde kısıtlamalarını geçmelidir. Masterbatch formülasyonu, sadece temel reçine değil, çünkü pigmentler, stabilizatörler ve yağlayıcılar da endişe duyulan maddelere katkıda bulunur.

RoHS, elektrikli ve elektronik ekipmanlarda kurşun, kadmiyum, cıva, altı değerli krom ve bazı yanma önleyicileri sınırlandırır, bu nedenle kablo ve elektronik profil master bileşikleri tasarım olarak kurşunsuz ve ağır metal içermemelidir. REACH, AB pazarına sunulan kimyasalların kayıt ve onaylanmasını gerektirir ve bazı ftalat plastifikatörler gibi maddeleri sınırlar. Bu nedenle, esnek PVC masterbatch, son ürünün tüketicilere ulaşması durumunda, belgelendirilmiş bir madde beyanına ve ftalat kontrolüne ihtiyaç duyar. Gıda teması veya içme suyu için PVC'de, katkılar Avrupa'da EU 10/2011 ve Kuzey Amerika'da ABD FDA kuralları kapsamında onaylanmalıdır. Bu nedenle, bu sınıflar için oktiltin stabilizatörü ve onaylanmış pigmentler seçilir.

Build compliance into the formulation, not the certificate: choose lead-free calcium-zinc or organotin stabilizers and heavy-metal-free pigments, then document the full substance list for RoHS, REACH, EU 10/2011 and FDA clearance.

İzlenebilirlik, pratik bir gerekliliktir. Bir masterbatch üreticisi, her bir sınıf için onaylanmış bir formül kaydı, tedarikçi madde beyanları ve parti test sonuçlarını saklamalıdır, böylece bir dönüştürücü, bir denetimde saatler içinde cevap verebilir. Wanplas, Kerke fabrikasının ana markası olarak, tüm ağına aynı kalite standartını uygular ve bu, global alıcıların çoklu site tedarikini kolaylaştırır.

Sık Sorulan Sorular

Sonuç

PVC ürünleri için masterbatch, formülasyon ve işlemde bir zorlu kurala uyulduğunda başarılı olur: pigment ve dolgu maddelerini tamamen dağıtırken eriyik sıcaklığı yaklaşık 210 santigrat derecenin altına tutulmalıdır. Son kullanıma uygun PVC, EVA veya CPE taşıyıcıyı seçin, kalay-özlü kalsiyum-zinc veya organotin stabilizatör sistemiyle çalışın, kalsiyum karbonatın en az 800 ila 2500 mesh'e kadar aktivasyonunu sağlayın ve doldurulmuş sınıflar için, alaşımlı silindir ve kaplı vida, iki aşamalı vakumlu boşaltma ve die yüzü peletleme ile kendini temizleyen çift eksenli çift vidalı hattı üzerinde karıştırın.

Yeni bir hat veya yeniden formülasyon planlayan masterbatch üreticileri ve PVC dönüştürücüler için, Wanplas fabrikası olan Kerke, KTE-16B laboratuvar ünitesi ile KTE-135D üretim hattına kadar uzanan paralel çift eksenli KTE serisi twin-screw ekstrüderleri sunuyor. Bu ekstrüderler, 12 yılı aşkın karıştırma deneyimi, 19.997 metrekarelik bir fabrika, 70'den fazla ülkede 2.000'den fazla çalışan makine, ve Wanplas markasının 500 ABD doları değerinde ücretsiz yedek parça ve 72 saatlik teslim öncesi çalıştırma testi garantisi ile destekleniyor. Kerke mühendislik ekibine ulaşın ve parça çapı, L/D oranı ve peletleme yöntemini, tam olarak istediğiniz kalite karışımı ve uyulması gereken standartlara uygun hale getirin.