（转自：链塑网）

分段喂料双螺杆色母粒生产工艺就是采用数台失重式计量机分别同时在主进料口加入树脂，多个侧进料口加入着色剂和助剂后挤出成型色母粒工艺，见图 8-20。

分段喂料双螺杆法色母粒生产工艺是在主加料口加入树脂，进入混炼段树脂熔化，而后对多个侧加料口加入的颜料或其他组分进行润湿后再进行分散，稳定化处理的工艺路线。

相对于预混双螺杆色母粒生产工艺，它是大批量的连续化生产。预混双螺杆制造色母粒工艺特点是分段式进行，先采用预混工艺，需求一个独立的、很大程度上需要手动操作的预混站而且预混过程中会产生粉尘及噪声等环保问题。而且批次预混喂料稳定性存在差异。

分段喂料双螺杆制造色母粒工艺原理

分段喂料双螺杆法制色母粒生产原理:

载体树脂在主加料口加入，混炼塑化后成为熔融体，消耗的能量小。通过特殊双螺杆排列组合，载体树脂熔融体对侧向加入的颜料进行润湿分散、稳定化处理。在润湿颜料再分散时，由于高剪切，会产生热量。为了防止剪切热引起螺杆内温度上升，此时需要保持一定的物料黏度来保证一定剪切，不影响颜料分散性，所以套筒外需要冷却，此时需能量较大，所以配制的马达功率要比预混双螺杆制造色母粒生产工艺的大。由于树脂熔化后变为黏稠型熔体，流动性更好，对颜料的润湿效果更好，相对于预混时固体对固体润湿，分散效果更好。

分段喂料双螺杆制造色母粒生产工艺中，多种失重式喂料机安装在挤出机上方，可以连续地以高精度喂不同的原材料到挤出机进口。沿着工艺段可以分段通过主喂料口和侧向喂料口将原材料喂入挤出机不同区段内。因此，此类设备需要较长的长径比。通过一个较长的长径比的挤出机也可以承担预混功能，甚至可以达到更好的结果。因为一些添加剂可以喂到不同的区段，喂料工艺更加的灵活，可以在最好的区段喂入最精确的物料。还可以延展工艺窗口并因此提高产品质量。所以，分段喂料色母粒生产工艺螺杆的长径比要比预混双螺杆制造色母粒生产工艺长得多，一般要达到1:60。

由于色母粒侧向喂料通常发生在聚合物熔融之后，此时聚合物对螺杆已经可以产生足的润滑作用，因此对颜料的剪切会相当柔和。所以侧向喂料色母粒生产工艺特别适用于需假剪切的片状颜料(如效果颜料、珠光颜料等)的分散混合。由于效果颜料中的有效成分经过长时间的双螺杆剪切混合会发生片状结构断裂，从而导致最终产品的效能丧失。因此对于效果颜料的混合，侧向(分段)进料比预混料更柔和。可以看得出，侧向分段喂料在保留珠光的完整性能上具有更好的作用，生产珠光母粒的颗粒越大，意味着质量就更好，珠光效果更亮，如图 8-28 所示。

侧向喂料色母粒生产工艺在功能母粒上发挥更大的作用，特别对于一些低熔点或液体功能助剂母粒，这种细微的粉末状物料通过预混后进料通常会结块，因此很难处理。

分段喂料双螺杆制造色母粒工艺

分段喂料制造色母粒生产工艺通常要求更高的楼层空间(或者3层)用于喂入原材料到料斗或者定量给料的料斗内，见图8-29。通常来说一个完整的物料处理、输送和喂料系统是必需的。三楼是储料仓，用于主料(树脂)和着色剂、助剂等辅料，二楼放置失重式计量机底层是双螺杆挤出机。其自动从中央区域输送原材料到挤出机内，最小限度地引入“手工因素，相比预混工艺可以更大程度实现智能化控制。此概念可以从小尺寸到大尺寸挤出机应用放大并达到最好的经济规模。

01

计量系统

色母的生产目标是将着色剂(功能助剂)分散在聚合物载体中以达到理想的分散效果毫无疑问分段喂料是更加复杂的，失重喂料秤必须被仔细安装及控制。初期投资较高但是由于其高度自动化可以减少人力成本，为较大产量工厂带来了连续的质量提升。根据色母配方中辅料数量，一般配置十个以上计量秤，常规配置 16个。这些计量秤中最好配置几个可体计量的计量秤。

在分段喂料工艺中，首先要注意的是：

• 失重式喂料机通常需要多台并且协同作业，一旦其中的一台发生喂料不精确或者故障将会导致整条生产线的故障，甚至影响最终的产品质量。因此需要首先选择合适的喂料系统。

• 其次，经常在分段喂料的工艺中发现高比例粉体难以喂入的情况，此问题多数发生于前端空气排气不畅导致的空气与粉体对冲、影响喂料，此时需要重新检查螺杆设计及上游的排气情况。

02

螺杆螺纹组合排列

分段喂料法双螺杆挤出机螺杆螺纹的选择除了主加料口以加入树脂、分散剂、助剂为主，还配三个分段喂料口。

• 离主喂料口最近的分段喂料口，与主喂料口相接的一段螺杆一般不加热，防止物料熔化，影响进料;

• 离主喂料口最远的分段喂料口一般不用除非做特高浓度母粒，需要在第三加料口加入着色剂，来提高色母粒浓度;

• 中间的分段喂料口以加着色剂或效果颜料、功能助剂为主。

本工艺因为没有颜料预混对颜料润湿，所以其螺杆螺纹排列组合比预混工艺更复杂，而且要求更高。

着色剂分段喂料通常发生在聚合物熔融之后，此时聚合物对螺杆已经可以产生足够的润滑作用，因此对着色剂的剪切会相当柔和。如在侧向喂料喂入的是粉体，则需要特别注意粉体喂入前需将熔体工艺段的空气尽可能排出。

螺纹的排列组合形式对色母粒中颜料的分散效果也会产生很大的影响，如图 8-30所示，使用两种不同的螺杆组合，在同一配方下不同转速时的过滤压力值差异显著。

由于分段喂料的工艺减少颜料预混过程，同时也没有预混工艺对颜料润湿处理，对颜料的润湿处理和剪切分散较少，如果后段螺纹设置不合理可能会导致颜料分散不足，或者聚合物发生降解，因此此时仍票检查螺杆组合，进行重新排列以满足颜料分散要求。

在双螺杆挤出机选型时希望可以分享一直以来几乎从配方及工艺角度都特别受用的一句话“足够的大，尽可能地小”，或者可以说“足够的长,尽可能地短”、“足够的高，尽可能地矮”。

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