¿En qué orden deben añadirse los aditivos en la mezcladora para PVC?

¿Por qué es importante el orden de adición de los aditivos?

El orden de adición de los aditivos del PVC define en qué etapa y a qué temperatura se introducen en la mezcladora caliente el estabilizante, los lubricantes, la carga mineral, el modificador, el pigmento y el plastificante de la receta. El orden importa porque cada aditivo interactúa con el grano de resina a una temperatura distinta y algunos aditivos pueden impedir que otros lleguen a la resina. Un orden incorrecto se traduce en baja densidad aparente, grumos, estabilidad térmica débil y oscilaciones en la extrusión.

Explicamos todo el proceso del dry blend en nuestro artículo qué es el dry blend de PVC. Aquí nos centramos únicamente en el orden.

Una nota importante: el orden que se indica a continuación es la práctica típica del sector. La recomendación de su proveedor de estabilizantes y aditivos siempre tiene prioridad; sobre todo si se usan estabilizantes en paquete único (one-pack), el orden se simplifica mucho.

Orden típico para PVC rígido

En muchas plantas, por razones prácticas, todas las materias primas se cargan de una vez, y eso también funciona. Sin embargo, en las recetas con alto contenido de carga mineral, añadir el carbonato de calcio más tarde ayuda a que el estabilizante y el lubricante se adhieran a la resina con más eficacia.

Orden típico para PVC flexible (plastificado)

En las recetas plastificadas, el paso más crítico es el momento en que se añade el líquido.

1. Se cargan la resina y el estabilizante, y la mezcla empieza a calentarse.
2. Cuando la resina se ha calentado, se añade el plastificante. La resina precalentada absorbe el plastificante con más rapidez y homogeneidad. Añadir plastificante a la resina fría aumenta el riesgo de grumos.
3. Se espera la absorción. Durante un tiempo la mezcla se ve húmeda y pegajosa; después vuelve a fluir libremente. Esto se llama punto de secado.
4. La carga mineral y los demás polvos se añaden después del punto de secado. El carbonato de calcio añadido antes de que se absorba el plastificante atrae el líquido a su superficie y provoca grumos.
5. Descarga y enfriamiento.

La forma en que el líquido entra en la mezcladora es tan importante como el orden. El plastificante vertido rápidamente en un solo punto crea concentraciones locales; una alimentación controlada y distribuida reduce la formación de grumos.

Hacer repetible el orden: dosificación

Una vez definido el orden correcto sobre el papel, el verdadero reto es aplicarlo igual en cada carga. En las líneas con pesaje y alimentación manuales, el orden puede variar de un operador a otro y de un turno a otro.

• El sistema automático de dosificación de polvos pesa la resina y los aditivos en polvo mediante dosificación gravimétrica según la receta y estandariza la alimentación de la mezcladora.
• El sistema automático de dosificación de líquidos pesa los plastificantes y los estabilizantes líquidos mediante dosificación gravimétrica y trabaja junto con la dosificación de polvos.

Así, qué componente entra en qué etapa ya no depende de la memoria del operador, sino de la receta del sistema. Para ver cómo se relaciona el orden con el perfil de temperatura, consulte nuestro artículo perfil de temperatura de la mezcladora caliente.

Pigmentos y recetas de color

En las recetas de color, el momento en que se añade el pigmento determina la constancia del tono de una carga a otra. Los pigmentos blancos como el dióxido de titanio y los pigmentos de color suelen añadirse al inicio de la carga, junto con el estabilizante, para que se extiendan de forma homogénea sobre la superficie del grano durante el calentamiento. En los pigmentos de color que se usan en pequeñas cantidades, incluso un pequeño error de pesaje se ve directamente como una diferencia de color. Por eso, pesar con precisión los componentes menores es tan importante como pesar los principales. Algunas plantas preparan los pigmentos y aditivos de pequeña cantidad como una premezcla aparte y los añaden a la mezcladora como un solo componente.

Escalado: del laboratorio a la producción

Probar un orden nuevo directamente en la mezcladora de producción encarece cada carga defectuosa. Durante el desarrollo de la formulación, los puntos de adición pueden probarse antes en una pequeña mezcladora de laboratorio. Sin embargo, la velocidad de calentamiento y los tiempos no son iguales en una mezcladora de laboratorio y en una de producción. Por eso, definir los puntos de adición por temperatura y no por tiempo da resultados más fiables al escalar. Una instrucción como «añadir cuando la mezcla alcance una temperatura determinada», en lugar de «añadir en el segundo 60», expresa la misma condición física en ambas mezcladoras.

¿Por qué es más fiable la adición por temperatura?

La adición por tiempo supone que todas las cargas se calientan a la misma velocidad. Pero la humedad de la materia prima, la temperatura ambiente, el desgaste de las aspas y el nivel de llenado cambian la velocidad de calentamiento. El plastificante añadido en el mismo segundo puede coincidir con la temperatura correcta en una carga y, en otra, entrar en una resina que todavía no se ha calentado lo suficiente. Vincular los puntos de adición a la temperatura elimina estas diferencias y garantiza que el orden se aplique en las mismas condiciones en cada carga. Por eso también es importante que la medición de temperatura de su mezcladora sea precisa y esté calibrada.

Señales típicas de un orden incorrecto

• Baja densidad aparente y fluidez deficiente: es posible que el lubricante o el estabilizante se hayan ido a la carga mineral y no se hayan adherido lo suficiente a la resina.
• Grumos: en las recetas flexibles, es posible que el plastificante se haya añadido a la resina fría o junto con la carga mineral.
• Amarilleo prematuro: es posible que el estabilizante se haya añadido tarde o que la mezcla se haya calentado antes de dispersarse.
• Oscilaciones de presión y par en la extrusora: es posible que la distribución de los aditivos varíe de una carga a otra.

Paso de la carga única a la carga escalonada

Para cambiar el orden en una línea que hoy carga todas las materias primas de una vez no hace falta una gran transformación. Normalmente, el primer paso más eficaz es añadir la carga mineral como un paso separado y en una etapa más avanzada del calentamiento. En las recetas flexibles, el segundo paso es añadir el plastificante de forma controlada después de que la resina se haya calentado. Tras cada cambio, registre la densidad aparente, la fluidez y el color de varias cargas; si el resultado es positivo, pase al paso siguiente. Así verá con claridad qué cambio marcó la diferencia y avanzará sin poner en riesgo la producción. Esta transición puede requerir que el sistema de dosificación se configure para una alimentación escalonada.

Recomendaciones prácticas

• Registre claramente el orden de adición en la receta escrita, por temperatura o por paso.
• Cuando cambie el orden, pruebe varias cargas de forma controlada y registre los resultados de densidad aparente, fluidez y color.
• Cuando cambie a un aditivo nuevo, pregunte al proveedor cuál es el punto de adición recomendado.
• Si tiene problemas en líneas que cargan todo de una vez, el primer cambio que conviene probar suele ser añadir la carga mineral más tarde.
• Explique a los operadores no solo cómo se aplica el orden, sino también por qué; un equipo que conoce el motivo detecta con más facilidad las desviaciones.
• Como el desgaste de las aspas y el nivel de llenado cambian la velocidad de calentamiento, revise periódicamente los puntos de temperatura.

Conclusión

El orden de adición de los aditivos es uno de los primeros ajustes que pueden mejorar la calidad del dry blend sin una inversión adicional. Aplicar el orden igual en cada carga resulta más fácil con pesaje y alimentación automáticos. Si planea automatizar la dosificación en una turbomezcladora horizontal para PVC EPM-H existente o en una línea similar, complete el formulario para solicitar presupuesto.