Что такое сухая смесь ПВХ (dry blend) и как её готовят?

Что такое сухая смесь ПВХ (dry blend)?

Сухая смесь ПВХ (dry blend) — это сухая, сыпучая и однородная порошковая смесь, которую получают, перемешивая с нагревом в высокоскоростном смесителе смолу ПВХ со стабилизатором, наполнителем, смазками, модификаторами, пигментом и (для мягкого ПВХ) пластификатором, а затем охлаждая. Поскольку добавки связываются с поверхностью и порами зёрен смолы, смесь не расслаивается при транспортировке и в любой момент поступает в экструдер с одинаковым составом.

Короче говоря, dry blend — промежуточный продукт между смолой ПВХ и экструдером. Качество профилей, труб, кабелей, напольных покрытий и плёнки во многом определяется на этом этапе: неоднородная смесь возвращается колебаниями давления в экструдере, разнотоном и дефектами поверхности.

Из какого сырья состоит dry blend?

Рецептуры сильно различаются в зависимости от продукта, но типичная сухая смесь ПВХ включает следующие группы компонентов:

В жёстких рецептурах пластификатора нет или очень мало; в мягких рецептурах — для кабеля, шлангов и плёнки — жидкие компоненты могут составлять значительную часть смеси. Это различие влияет на многие решения: от геометрии крыльчатки смесителя до момента ввода жидкостей.

Как готовят dry blend? Пошаговый процесс

В промышленном производстве стандартный метод — комбинация смесителя нагрев-охлаждение для ПВХ (смеситель-нагреватель плюс смеситель-охладитель). Процесс можно описать в пять шагов.

1. Дозирование

Смолу и порошковые добавки взвешивают по рецептуре и подают в смеситель-нагреватель. При ручном взвешивании часто возникают ошибки рецептуры, потери и проблемы с прослеживаемостью; поэтому на средних и крупных предприятиях используют автоматическую систему дозирования порошков, а для мягкого ПВХ — автоматическую систему дозирования жидкостей. Как выбрать между дозированием по объёму и по массе, мы подробно рассказали в статье разница между гравиметрическим и объёмным дозированием.

2. Нагрев трением и ввод добавок

Высокоскоростная крыльчатка турбосмесителя-нагревателя разогревает материал за счёт собственного трения. С ростом температуры зёрна смолы раскрывают поры, стабилизатор и смазки плавятся и связываются с зёрнами, пластификатор впитывается смолой. То, при какой температуре вводится каждая добавка, напрямую влияет на результат; это мы разобрали в статье порядок ввода добавок в ПВХ, а температурную кривую и время цикла — в статье температурный профиль горячего смесителя.

3. Выгрузка

Когда смесь достигает целевой температуры — в типичных применениях ПВХ около 110–125 °C, — её выгружают из нагревателя в охладитель. На этом этапе важно отвести выделяющиеся влагу и пар; эту тему мы рассмотрели в статье струйный фильтр и удаление влаги.

4. Охлаждение

Смеситель-охладитель с рубашкой перемешивает горячую смесь на низкой скорости и обычно охлаждает её до 40–50 °C. Dry blend, оставленный горячим, комкуется в силосе и меняет свои свойства. Будет ли охладитель горизонтальным или вертикальным, зависит от производительности и машинного зала; сравнение — в статье горизонтальный или вертикальный смеситель-охладитель. Поскольку нагреватель в это время начинает следующий замес, нагрев и охлаждение идут параллельно.

5. Просеивание, транспортировка и хранение

Охлаждённую смесь пропускают через сито, чтобы удалить комки и посторонние включения, затем транспортируют в силос или непосредственно в бункер экструдера. На коротких и средних расстояниях распространённое решение — гибкий шнековый конвейер; о правильном выборе читайте в статье выбор гибкого шнекового конвейера.

Как распознать хороший dry blend?

От качественной сухой смеси ожидают следующих свойств:

• Однородность: одинаковый состав в каждой пробе; отсутствие различий в цвете и распределении добавок.
• Сыпучесть: равномерное истечение из бункера без сводообразования в силосе.
• Подходящая насыпная плотность: стабильное значение для равномерного заполнения зоны питания экструдера.
• Низкая влажность и отсутствие комков: никаких видимых комков, подгаров или изменения цвета.

Причины и решения таких проблем, как комкование, плохая сыпучесть, низкая насыпная плотность и изменение цвета, мы собрали в статье проблемы dry blend. Значительная часть проблем вызвана изношенной крыльчаткой; особенно в рецептурах с высоким содержанием кальцита износ лопастей смесителя напрямую влияет на время смешения и качество.

Различия между жёстким и мягким dry blend ПВХ

Даже при приготовлении в одном смесителе жёсткие и мягкие рецептуры ведут себя по-разному:

• Жёсткий (непластифицированный) ПВХ: в рецептурах для профилей и труб доля наполнителя может быть высокой. Кальцит абразивен и влияет на скорость нагрева смеси. Здесь приоритет — равномерное распределение добавок по зёрнам и стабильность насыпной плотности от замеса к замесу.
• Мягкий (пластифицированный) ПВХ: в рецептурах для кабеля, шлангов и плёнки пластификатор должен полностью впитаться смолой. Если жидкость подать рано или слишком быстро, смесь остаётся влажной и липкой; если поздно — для впитывания не хватает времени. В результате появляются комки и плохая сыпучесть.

Поэтому геометрия крыльчатки, регулирование скорости и момент ввода жидкости определяются рецептурой. Erk PVC Makine применяет разные геометрии лопастей для жёстких и мягких рецептур.

На что обратить внимание при хранении dry blend?

Охлаждённый dry blend обычно выдерживают в промежуточном силосе или бункере. При длительном хранении смесь может набирать влагу и уплотняться; поэтому важно, чтобы силос был закрытым, имел коническую форму, способствующую истечению, и чтобы смесь поступала в него холодной. Если через один силос проходят разные рецептуры, при смене продукта нужно планировать очистку.

Какое оборудование входит в линию dry blend?

Полноценное производство dry blend обычно включает следующее оборудование:

1. Хранение сырья (силос, биг-бэги, растаривание мешков) и дозирование
2. Смеситель нагрев-охлаждение: EPM-H горизонтальный турбосмеситель для ПВХ (150–500 кг/замес, 4–6 замесов в час) или EPM-V вертикальный турбосмеситель для ПВХ (100–200 кг/замес, 4–6 замеса в час)
3. Удаление влаги и фильтрация пыли
4. Просеивание
5. Транспортировка и питание экструдера

Практичный способ определить размер смесителя — рассчитать часовую потребность через объём замеса и число замесов в час; разбор с примерами — в статье расчёт производительности смесителя для ПВХ. Если вы рассматриваете б/у оборудование, статья б/у или новый смеситель для ПВХ поможет принять решение. Для производителей порошковых красок похожий принцип смешения применяется и при связывании металлических пигментов: что такое бондинг металлизированной порошковой краски.

Объём поставки линии под ключ, в которой всё это оборудование рассматривается как единый проект, мы описали на странице производство сухой смеси ПВХ.

Линия dry blend от Erk PVC Makine

С 2015 года Erk PVC Makine производит на своём заводе в Эргене (Текирдаг) смесители для ПВХ, оборудование для дозирования, питания, просеивания и фильтрации; наши линии работают в более чем 500 проектах и более чем в 46 странах. Мы не производим экструдеры; мы проектируем, монтируем, вводим в эксплуатацию всю линию перед экструдером и обучаем ваших операторов. Удалённая поддержка и запасные части также входят в объём работ.

Поделитесь рецептурой и часовой потребностью; опишите свою линию с помощью инструмента создайте свой проект или сразу запросите предложение.