摘要:布斯连续往复式单螺杆挤出机(BussKneader),简称布斯混炼机或布斯机,是瑞士布斯公司的产品,第一台用于塑料混配的布斯机在1950年推向市场,迄今已有70年的历史,布斯机有的文献上称作Ko-Kneader,它的原始创意是1940年由Heinz List提
布斯连续往复式单螺杆挤出机(BussKneader),简称布斯混炼机或布斯机,是瑞士布斯公司的产品,第一台用于塑料混配的布斯机在1950年推向市场,迄今已有70年的历史,布斯机有的文献上称作Ko-Kneader,它的原始创意是1940年由Heinz List提出的,其第-个专利于1945年8月在瑞士申请、1947年批准。1950年获得美国专利。
布斯混炼机尤其擅长处理热敏性和剪敏性物料,在电缆和色母粒行业得到广泛的应用。接下来,我们将深入探讨布斯机制造工艺可能出现的问题、原因及解决方法。
熔体温度太高
可能原因一:混炼机转速太高
解决方法:降低转速
注意事项:
①不能影响混炼机进料性能或超过驱动扭矩上限。
②可能有必要在降低转速的同时降低产量。
可能原因二:产量太低
解决方法:增加产量
注意事项:
① 在螺杆转速不变时,增加产量有助于大幅度降低物料温度,但会缩短物料的停留时间,减少热应力。
② 不能超过驱动扭矩上限。
可能原因三:加热温度太高
解决方法:降低设定温度
注意事项:
① 除熔融区外,螺杆和混合区冷却或降低加热设定温度以带走多余的热能。
②这项措施的有效性受制于驱动功率消耗上限,或高的物料黏性(产生摩擦热,物料黏度不易大幅降低)。
③ 必须保证对填料适当地润湿和均化分散。
可能原因四:螺杆结构太“硬”
解决方法:螺杆结构改成“软”结构
注意事项:
① 采用直径较大的限流环。
② 采用加料螺块取代混炼块,缩短混炼区。
③ 用相同根径的螺纹块取代根径增粗的螺纹块。
④用混炼/低剪切螺块组合取代混炼-混合复合功能的螺块。
可能原因五:对混炼机的背压太高
解决方法:提高建压出料单元(螺杆或熔体泵)转速
聚合物塑化不均匀
可能原因一:产量/混炼机转速比率不正确
解决方法:优化产量/转速比率
注意事项:
通常高的充实度最有利于塑化。对高熔点聚合物,一般需要高转速。在产量和速度之间找到最佳的极端匹配。
可能原因二:加热温度太低
解决方法:提高设定温度
注意事项:
①在塑化不均的情况下,在熔融区及螺杆芯轴需要更多的加热以补偿消耗的熔融能量。
②如果通过下游喂料口加入的填料未混合均匀,应提高塑化区温度。混合和均化区以及螺杆芯轴可能也需要更多的加热。
可能原因三:原料分点喂料比例不恰当
解决方法:调整加料口及加料量配比
注意事项:
①在第1个加料口与聚合物一起,喂入过多的填料或黏性添加剂、润滑剂、增塑剂等会影响均匀的塑化。
②在这种情况下,减少在第1个口喂入的添加剂,在下游口增加喂入量。液体添加剂(增塑剂)可以在任何适当的下游位置注入布斯混炼机内。
可能原因四:螺杆结构太“软”
解决方法:螺杆结构变“硬”
注意事项:
①通常,在熔融区使用较小的压力环来增加背压的方法实现。
②在混合和均化区,喂料螺块可以用混炼螺块取代。根径增粗螺块,反向螺块,或较小的限流环有助于提高背压。使用混炼-混合复合功能的螺块替代混炼/低剪切螺块对提高充实度、增加剪切效果会有些帮助。
喂粒口积料
可能原因一:混炼机转速太低
解决方法:提高螺杆转速
注意事项:
可能转速相对给定的产量来说太低了。
可能原因二:进料量太高
解决方法:减少进料量
注意事项:
只有在调节所有工艺参数后,物料仍然在喂料口积聚时才采用。
可能原因三:排气除尘不够
解决方法:改善排气除尘
注意事项:
对轻质易飞扬的添加剂(如炭黑),在喂料斗上配以有效的吸尘是必不可少的。带入喂料口的空气必须被排除。水汽也必须被抽除,以避免它们在料斗凝结,一段时间后引起阻塞,所以需要吸尘系统。单靠料斗上的过滤袋是不够的。后自然排气口也需要与真空吸尘系统相连。
可能原因四:温度控制不正确
解决方法:改善温度控制
注意事项:
①进料段需适当冷却。
②降低螺杆加热温度。螺杆温度过高会使聚合物和添加剂在螺杆上熔融并黏附在螺杆上,因此削弱了喂料能力。
③熔融区温度过低,造成在进料区建立起压力④相关解决方案是为了降低螺杆的加热温度而增加熔融区的温度。
可能原因五:螺杆结构不合适
解决方法:温度控制不正确
注意事项:
①使用直径更大的限流环避免在进料区形成背压。
②在进料区需使用恰当的喂料螺块。选用更合适的螺杆块可以把在均化区产生的背压降至最低。
物料从排气口冒出
可能原因一:混炼机转速太低
解决方法:提高螺杆转速
注意事项:
这是最简单的方法。
可能原因二:背压太高
解决方法:降低背压
注意事项:
①法兰连接的出料单元转速太低导致对布斯混炼机的背压。如必要,提高出料单元转速。
②造粒模板上的孔数或孔径不恰当或过滤网堵塞。
③如果在换配方时(从高熔点聚合物换到低熔点聚合物),没有适当地清洗螺杆机筒,残留在螺杆端部未熔融的物料也会产生背压。
可能原因三:产量太高
解决方法:降低产量
注意事项:
如在优化所有其他参数后问题仍然存在,那就要降低产量。
可能原因四:真空度太高
解决方法:减少真空度
注意事项:
真空过高可能会将低黏度熔体和在第2个喂料口加入的高填充粉料吸出。降低真空可以解决这两个问题。
可能原因五:螺杆结构不合适
解决方法:调整螺杆结构
注意事项:
排气口上游需要一些背压及随后的扩张。使用根径增粗螺块、回流块或限流环可以产生背压。对高黏度和“干”熔体,恰当种类的喂料螺块可在排气口使用(如PVC或高填充弹性体)。对低黏度熔体(如PE或EVA),排气口使用低剪切或标准混炼螺块会更好。
可能原因六:粉料被吸出
解决方法:减速加装相应螺块
注意事项:
为避免在排气过程中粉料被吸出,通过降低混炼机螺杆转速(同时监控扭矩和进料情形)可以提高混炼机筒内排气口上游的充实度。如果这样还不能解决问题,应在排气口上游使用限流环或根径增粗螺块,以压缩熔体避免粉料经熔体内空穴被吸出。
法兰连接的出料螺杆喂料不进
可能原因一:螺杆转速太低
解决方法:提高螺杆转速
注意事项:
①这是最简便的解决方法,但重要的是找到问题的原因。
②一方面提高螺杆转速,一定程度上降低了背压,另一方面由于过高剪切可能会对热敏性产品造成过热。
可能原因二:进料口温度控制不正确
解决方法:改善温度控制
注意事项:
一般方法是冷却进料段。对容易固化的产品,冷却水水量要适度以确保物料不会在筒壁上固化。
可能原因三:螺杆和机筒的加热温度不正确
解决方法:调节温度设定
注意事项:
一般螺杆温度必须比物料理论熔点低很多,否则产品会粘连在螺杆上。
可能原因四:背压太高
解决方法:检查并作相应调整
注意事项:
①太高背压的原因通常是模板不对,或滤网上有残留物料。
②如果未分散填料进入了出料螺杆并堵塞了模板孔,取下并清理模板;冲洗出料螺杆。
③由于产品在螺杆上塑化,或者未被加热的模板,在开车过程中背压往往会增加。在模板被加热以及在生产中断后已彻底地冲洗出料螺杆的情况下,开车期间提高螺杆转速可以解决这个问题。
可能原因五:出料螺杆结构不合适
解决方法:调整螺杆结构
注意事项:
螺杆结构是根据要排出的产品而设计的。对其他黏度和流动性非常不样的产品,要么降低产量,要么采用适当的螺杆结构。
开车期间熔体泵阻塞
可能原因一:产品固化
解决方法:开车前充分地加热熔体泵
注意事项:
加热温度应高于产品理论熔点约40℃。确保熔体泵完全被加热。
可能原因二:产品未塑化
解决方法:来自未熔融的粒料会阻搴熔体泵。更仔细地启动混炼机,从一开始就确保均匀熔融,或者启动混炼机时移开熔体泵
可能原因三:填料未分散
解决方法:移开体泵,把填料清理干净
注意事项:
在开车期间,未分散的填料进入熔体泵会阻塞熔体泵,在这种情况下,必须移开体泵,把填料清理干净。熔体泵受扭矩限制开关或剪切销联轴器(取决于泵的尺寸和制造商的安全规则)保护,不会因阻塞而受损。
可能原因四:产品裂解
解决方法:如果已加热的充满产品的熔体泵在高温下停机太长时间,在轴承和密封处的聚合物会裂解
警告:
绝不能让充满聚合物的熔体泵停机太长时间(即数小时)而不将加热温度下来。
注意事项:
螺杆结构是根据要排出的产品而设计的。对其他黏度和流动性非常不一样的产品,要么降低产量,要么采用适当的螺杆结构。
来源:塑连网-小郭