TPE配混加工设备选型要点（从配混设备到切粒）
天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 李世通 张瑞高
宁波普力马弹性体有限公司 李百顺
给我们带来TPE生产工艺，以及设备的讲解！
1. 热塑性弹性体介绍
热塑性弹性体TPE/TPR，又称人造橡胶或合成橡胶。热塑性弹性体在常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体。
其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式广的特点。
可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，水口边角粉碎后100%直接二次使用。既简化加工过程，又降低加工成本，因此热塑性弹性体TPE/TPR材料已成为取代传统橡胶的最新材料，其环保、无毒、手感舒适、外观精美，使产品更具创意。
因此也是一支更具人性化、高品位的新型合成材料，也是世界化标准性环保材料。
2. 配方及原材料特点
(1) 配方：SBS/SEBS+PP+OIL+添充剂
(2) 原材料特点：
SBS/SEBS，原材料堆密度很低，为0.2kg/m3，很轻，发泡状，占据空间大，不易加入到螺杆中。
OIL：加入到挤出机中成为润滑剂，物料输送减慢。
3. 生产工艺
配料——预混合——熔融混合——切粒
双螺杆挤出机配置工艺如下：
4. 双螺杆挤出机选型
在众多混炼塑化挤出机中，平行同向双螺杆挤出机以其优异的混炼塑化性能、良好的螺杆自清理功能、螺杆筒体的“积木式组合”功能，在塑料配料混炼中得到非常广泛的应用，在热塑性弹性体生产中也得到充分的应用。
在热塑性弹性体的生产设备选择中，双螺杆挤出机的配置和选型是非常重要的一个环节，对以后的生产具有重要影响。
选型主要有如下特点：
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选用平行双螺杆挤出机
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螺杆直径：根据生产规模，一般选用螺杆规格在50mm到90mm机。
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长径比L/D：≥44，一般为48
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螺杆转速：≥600rpm
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螺杆材质：建议选用耐磨型兼耐蚀型，如采用W6Mo5Cr4V2高速钢，筒体宜选用高耐磨型待衬套结构，如内衬a-101高耐磨合金。
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电机功率：大功率。
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齿轮箱：速比小，高扭矩等级，比扭矩通常M∕A3≥8。
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主机配置：要有足够的长径比，使物料充分受热和剪切塑化；入口要有大的自由容积，增强吃料效果，要有良好的排气功能，脱除低分子物和单体。
5. 加料方式
由于原料是粉状、粒状混合物，考虑物料特点及输送效率，建议采用双螺杆喂料机，并带搅拌。
不建议强制填塞喂料。
6. 螺杆组合及筒体设计
加料段：由于SEBS/SBS料为膨松状，加入到螺杆上不易吃料，故采用大导程、深螺槽螺纹元件。机筒加料口采用长方形。
输送段：选择大压缩比，使物料迅速压缩、输送。
混炼塑化段：选用较多的捏合块，可选用30度、45度、60度捏合块，与密炼转子配合使用，捏合块实现分布混合。密炼转子使增加拖拽拉伸，不要增加了物料的分散性。
排气段：要有较大的排气空间，通常采用大导程螺杆元件；在排气口前螺杆上设置反向元件，实现建压功能。
均化计量段：要有强的输送功能和稳流功能，以实现挤出压力的平稳和造粒的均匀性，通常采用小导程元件和大于6的长径比。
7. 真空排气：
用平行双螺杆挤出机生产TPE时，使用抽真空，可去除产品中的低分子挥发物、异味，对提高产品质量是很有好处的。
真空口很容易冒料，如何控制真空口不冒料是关键。
针对配方及操作工艺，一般情况下真空口冒料的原因有：
①.油加入太多。物料流动速度加快，在排气孔附近物料输送失衡。
②.加工温度偏低。
解决的办法是：
-
改进配方，提高工艺温度；
-
针对挤出机：真空口要设置在合适的位置，选用合适的挡料快，设计合理的螺杆结构。
通过上述方法仍无法解决真空口冒料，就必须重新组合螺杆。
8. 切粒方式
TPE一般选用水环切粒、水下切粒、风冷模面切粒。根据物料性能要求选择。如硬度在10A以下的物料选用风冷模面热切方式。
这三种切粒方式的特点比较：
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水环切粒 |
水下切粒 |
风冷模面切粒 |
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切粒特点 |
干面切粒 |
水中切粒 |
干面切粒 |
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冷却特点 |
水冷 |
水冷 |
风冷 |
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生产能力 |
适中 |
较大 |
较小 |
9. 提高挤出机产量的方法：
（1） 提高螺杆转速，就必须使用大的L/D，确保物料充分塑化。
（2） 采用侧喂料，可使产量提高40%。在许多厂家得到应用。
10. 案例
TPE造粒:产品性能：邵氏硬度55A，密度0.98
选用天华院有限公司（兰泰塑机）SHJ-75H高性能同向双螺杆挤出机
螺杆直径：72mm
螺杆长径比：L/D=48,
螺杆转速: 600r∕min，
挤出机功率：250kW
操作温度：190℃、200℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃、190℃、180℃、170℃
水下切粒
产量：500-600kg/h
螺杆组合从下料到机头：依次为9（输送件）+5（大、中捏合块、密炼转子）+4（输送件）+8（中、小捏合块、密炼转子）+3（输送件）+3（中、小捏合块）+6（输送件）+4（中、小捏合块、密炼转子）+8（输送件）
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原文始发于微信公众号（艾邦弹性体网）：热塑性弹性体双螺杆挤出机的配置选型技术
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