挤出系统的特性与选型
波波林 Lv3
  2022-07-01 10:52:39 2022-07-01 10:52   2023-05-31 11:00:18    

前言

我公司吹塑机产品种类齐全，涉及的行业如化工、日化、食品、汽车、光伏、水产、医疗等等；中空制品种类从 100mL 化妆品包装到 2000L 水桶容器；所用的原料有 HDPE、LDPE、PP、PVC、PA、TPU/TPE、PC、PETG 等,制品分层结构从单层到 2、3…7 层；客户实际需求、生产环境各不相同。以上方面专业性很强，知识面比较广，业务人员要想全面地了解贯通并在工作中熟练运用是需要一定的学习和实践过程。本文从吹塑机中的挤出系统单元阐述我公司挤出系统类型及其特点，如何在吹塑机产品中选择合适的挤出系统类型和配置以及相关事项。

挤出系统类型

标准型

规格参数
型号/参数 50 60 70 80 90 90 100
长径比 25 25 25 25 25 25 25
电机功率(kw) 11 15 22 30 37 45 45
塑化能力 kg/h(HDPE)* 40 55 90 100 135 160 185

注：*测试原料 HDPE 5502。

性能特点
  • 适用于 HDPE 5502等小中空原料及小比例(<30%)的中中空原料(HD5401AA)的挤出塑化。
  • 对回收料比例不敏感，新料、小比例回料、大比例回收料(>50%)的应用都可适用。
  • 装机功率小，效率高、能耗低。
  • 对原料种类及配方适应性低，PP 、ABS等不推荐使用。
  • 中中空原料(HD5401AA)及以上级别HDPE原料在高速挤出时，有+20℃以上的温升，型坯下坠较大。
  • 混合>30%回收料，在高速挤出时，制品表面有划痕，外观差。
  • 满工作2-3年后，产量会下降。

进级型

规格参数
型号/参数 50? 60? 70? 80? 90? 100 120 135
长径比 25 25 25 25 25 28 28 28
电机功率(kw) 15 22 30 37 55 75 90 160
塑化能力 kg/h(HDPE)* 50 80 100 135 200 260 340 500

注：？产品规划中；*测试原料 HDPE 5502。

性能特点
  • 适用于小中空原料( HDPE 5502)、中中空原料(HD5401AA)以及小比例(<30%)的大中空原料(TR571)的挤出塑化。
  • 以上原料的混合配方也能很好的塑化挤出。
  • 回收料适应性好，挤出稳定，产量波动小。
  • PP(ABS?)原料能很好的适应。
  • 中中空原料(HD5401AA)以及小比例(<30%)的大中空原料(TR571)高速挤出时 (>80%)，有<+10℃的温升,但型坯壁厚可控，挤出稳定。
  • 满工作额定产量保持年限有待验证。
  • 螺杆全螺棱双金属耐磨镀层。

高分子型

规格参数
型号/参数 50 60 70 80 90 100 120 150
长径比 30 30 30 30 30 30 30 25
电机功率(kw) 18.5 30 37 55 75 90 132 200
塑化能力 kg/h(HDPE)* 50 95 135 200 250 350 450 720

注：*测试原料 HDPE 5502（70%新料+30%回收料），原料如为HD5401AA，降低10±2%；原料TR571降低18±2%。

性能特点
  • 适用于小中空原料( HDPE 5502)、中中空原料(HD5401AA)以及大中空原料(TR571)的挤出塑化。
  • 以上原料的混合配方，及<30%回收料也能高产量、好的塑化质量稳定挤出。
  • PP，ABS 原料很好的适应性。
  • 高速稳定挤出，无温升和过塑化现象。
  • 制品外观质量优良。
  • 启动扭矩大，电机电流高，不太适合频繁启动工况。
  • 回收料比例、回收料状态和原料混合均匀性敏感。

工程树脂专用型

原料类别
规格性能
  • PA 聚酰胺(尼龙): 100/30:1。
  • POM 聚甲醛:100/32:1。
  • 都需要根据实际应用定制。

选择方法

典型产品类别

  • 日化 ：HDPE, PP，外观，混色要求。
  • 食品包装 ：HDPE, PP, HDPE（PP）+EVOH（5，6多层阻隔），洁净，保鲜，外观要求。
  • 化工堆码桶：HDPE , 壁厚均匀性、刚性、强度、外观要求。
  • 工具箱包、九角托盘：HDPE回收料, 型坯壁厚均匀性、吹胀性、穿刺性要求。
  • 大型化工桶、民用水桶：HDPE , 壁厚均匀性、刚性、强度、外观要求。
  • 户外桌面版、医疗床板：HDPE,PP, 壁厚均匀性,外观要求。
  • 太阳能浮体、码头浮体、双面托盘：HMWPE,壁厚均匀性、刚性、强度要求。
  • 汽车零件：扰流板（ABS）、风管(HDPE)、油箱(PA、HDPE+EVOH)、水箱（HDPE）、气罐(PA)。

根据 产品类别选择挤出机主要依据：

  • 原料种类。
  • 原料状态，新料？回收料？比例？填充料？
  • 制品质量重点。

产量计算

利用挤出系统选型工具（EXCEL）快速计算挤出系统选型
工具教程

第一步

输入参数：

  • 制品重量（g）

  • 飞边重量（g）

  • 工位（1,2）

  • 模腔（1,2,3…）

  • 总成型周期（s）

  • 挤出机当量转速(%)

计算结果：

  • 当量产量（kg/h）：当量转速下的塑化量。
  • 额定最大产量（kg/h）：挤出机产量选择依据。

第二步

输入参数

  • 层数（1，2，3，4，5，6）。

  • 各层层厚比例%：总比例=‘6’+’5’+’4’+’3’+’2’+‘1’=100。

  • 输入顺序：在表格中，从右向左依次输入，第‘1’层的比例值不用输入，自动生成。

计算结果：

  • 各层额定最大产量（kg/h）：绿色格提示。

综合确定

  • 产品类别 >> 挤出机类型。
  • 产量计算 >> 挤出机规格。
  • 整机综合考虑。

案例测试

测试1：

设备要求：

  • 连续挤出，双工位，双模腔，260g洁净食品瓶，HDPE,双层（内外比例7：3）。
  • 总成型周期 ：32s。

测试2：

设备要求：

  • 连续挤出，双工位，单模腔，1.4kg化工堆码桶，HDPE,三层（内中外比例2：6：2）。
  • 总成型周期 ：65s。

测试3：

设备要求：

  • 储料机，8.5KG 九角托盘，100%HDPE 回收料。
  • 总成型周期 ：130s。

测试4：

设备要求：

  • 储料机，5.5KG 扰流板，ABS, 50%飞边料。
  • 总成型周期 ：150s。

其它事项

  • 飞边收集系统： 飞边输送和冷却+粉碎机 >> 破碎料的状态 >>挤出稳定性
  • 原料输送和混合系统： 混合料均匀性 >> 挤出稳定性
  • 料斗形状： >> 挤出稳定性
  • 加料座水套水压、水温 >> 挤出稳定性
**提示：如果图表不能正常显示**

常用HDPE熔体流动指数(Melt Index)

测试方法（ISO 1133） 单位 HD5502FA HD5401AA HXM50100 4261A TR571 DMDY1158
熔融指数Melt Index（g/10Min) 2.16KG 0.2 0.08 0.09 0.048 0.02 0.016
5KG 1.2 0.55 0.57 0.35 0.14 0.11
21.6KG 20 9.5 10 6 2.5 2
适用制品最大容积 (L) 5 60 100 160 200 250
制造商 TOTAL/赛科 赛科 Chevron Phillips Basell Q-Chem 齐鲁石化
 评论
  1. 1. 前言
  2. 2. 挤出系统类型
    1. 2.1. 标准型
      1. 2.1.1. 规格参数
      2. 2.1.2. 性能特点
    2. 2.2. 进级型
      1. 2.2.1. 规格参数
      2. 2.2.2. 性能特点
    3. 2.3. 高分子型
      1. 2.3.1. 规格参数
      2. 2.3.2. 性能特点
    4. 2.4. 工程树脂专用型
      1. 2.4.1. 原料类别
      2. 2.4.2. 规格性能
  3. 3. 选择方法
    1. 3.1. 典型产品类别
    2. 3.2. 产量计算
      1. 3.2.1. 利用挤出系统选型工具（EXCEL）快速计算
      2. 3.2.2. 工具教程
    3. 3.3. 综合确定
  4. 4. 案例测试
    1. 4.1. 测试1：
    2. 4.2. 测试2：
    3. 4.3. 测试3：
    4. 4.4. 测试4：
  5. 5. 其它事项
  6. 6. 常用HDPE熔体流动指数(Melt Index)