螺杆清洗剂在改性领域大放异彩

频繁的材料和颜色切换会增加废料和停机时间，通过使用螺杆清洗剂（CPC），塑料生产厂商能让他们的设备以最大的生产力和效率运行。以往，CPC制造商将产品重点放在了注塑机上，如今，越来越多的CPC制造商正在设计应用于改性塑料/母粒、挤出和吹塑等行业的新产品，并提供指导和培训，以提高传统清洗方法的效率和质量。

标题图：肯天的Ultra Purge 3615的螺杆清洗剂是专门为改性应用而开发的（© 肯天北美）

当然，众多影响因素正在推动清洗剂的创新发展。例如，汽车、建筑、包装和电子等终端行业对于高品质、具有特定性能（如颜色、强度、耐用性、耐热性、耐化学品性和耐磨性等）的塑料产品的需求不断增加。而为了实现这些性能，塑料制造商需要使用清洗剂来有效地去除加工设备上的污染、降解或颜色变化。

此外，源于环境保护的压力也起到了一定的作用，生产制造商正在寻找经济、符合环境标准和法规的清洗剂。清洗剂还有助于减少塑料制造过程中的能源消耗、温室气体排放和废料产生。

清洁机器内部的关键所在

事实上，清洗改性挤出机与清洗大多数标准型材挤出机没有太大区别。美国RapidPurge公司总裁兼所有者Joseph Serell说：“清洁机器内部的关键是使清洗剂的清洗成分与机器中的金属表面接触。”

“这听起来很简单，但做起来却并非总是那么容易。在注塑机上会更容易实现，因为往复式螺杆会产生摩擦和压力。而改性用挤出机必须采取不同的路线。”他说，“首先，机械清洗剂依靠刮擦性矿物质来去除机器内表面的树脂和污染物。为了让刮擦性矿物质最大程度地发挥作用，清洗剂制造商经常在产品中添加发泡剂。这有助于将清洗剂扩展到金属表面，并增加机器内的压力。”

出于同样的原因，发泡剂还与化学清洗剂一起使用。Serell说：“化学清洗剂的激活也依赖于热量和时间。因此，通常建议让化学清洗剂浸泡5-30分钟。无论是使用机械清洗剂还是化学清洗剂，最重要的是要完全按照制造商的使用说明进行清洗。并非所有清洗剂的使用方式都是一样的，因此遵循供应商的使用程序对于获得最佳效果非常重要。”

Serell给改性厂商的的另一个建议是使用“迪斯科清洗”，这是一种简单但有效的工艺，可以应用于双螺杆和单螺杆挤出机。使用该清洗方式，停机只需10秒，马上就能恢复生产。这种清洗方式对螺杆的上的螺棱施加清洁/刷洗力度更猛烈，并且可以在一次清洗过程中多次施加。无论是使用清洗剂还是只使用下一个树脂进行清洗，这种方法都有用。

更高效的清洗

美国清洗剂生产商Dyna Purge认为，“后清洗”的简易性尤为重要。“在开始下一次生产运行之前，改性厂商需要确保CPC在机器中完全无残留。还要求规定的使用程序简单易行。另外，CPC提供商提供清洗工艺的培训和优化也很重要。” 该公司技术产品经理Bob Grzegorek说道。

Dyna Purge的重点产品是加热温度范围大的机械清洗剂，这些清洗剂可轻松用于多种工艺和树脂类型。为此，该公司新推出了一种使用“擦洗聚合物”的非研磨性清洗剂——Dyna Purge L。该材料使用了一种流动性更好的树脂载体，在单螺杆和双螺杆机器中都能使用。

图1：一对用旭塑洁清洗后的干净的螺杆（© 旭塑洁）

Grzegorek还为改性厂商进行高效清洗给出的一个实用技巧：清洗双螺杆挤出机时料筒要充满但不要过满。 “在让螺槽充满的同时，用‘迪斯科清洗’工艺能达到最好的清洁效果。如果可以，增加口模和分配器的温度也会有助于在最低10°C（50°F）或更高温度下清除顽固的颜料和染料，且不会超过设备或树脂的建议温度。”

虽然清洗剂的新产品通常是逐渐改善的而不是革命性的创新，但是清洗料生产商一直在寻找更有效的树脂载体、刷洗矿物质和表面活性剂（及其组合），而研发的主要驱动力是以更好的整体价格为客户提供改进的解决方案，绝非为新应用提供全新的技术。现在有许多清洗剂能在700°F（371°C）及以上的温度下有效且安全地使用，这对于需要在高温下加工的新型超级工程树脂来说非常友好。

旭塑洁（Asacalean）表示已经开发了浓缩清洗剂和特种清洗剂等螺杆清洗产品来满足不同的生产需求（图1），例如具有更大的温度范围、与各种混合塑料或基础树脂的兼容。

该公司还强调，在实际应用时为不同的应用、树脂和添加剂选择正确的清洗剂类型和数量的重要性，并指出，可能有必要调整工艺参数以提高清洗效率。例如，根据所使用的清洗剂和树脂类型，需要调整诸如螺杆速度、进料速度、温度、压力和真空装置等参数，并且更高的螺杆速度和更低的进料速度通常能提高清洗效果。

旭塑洁推出的新产品有Plus浓缩料、PF等级和PX2等级。 “这个浓缩料特别适合热流道的颜色切换、吹塑和大多数挤出应用。” 旭塑洁全国销售经理Hector Sanchez说道，“它们使用起来都很容易，因为它们的MFR与生产树脂的MFR相配，不需要改变加工温度，并且可以通过调整剂量来优化清洗能力。PX2和PF等级都是高温清洗剂，可以在高达420°C的加工温度下清洗超级工程树脂。它们具有优异的热稳定性。PX2等级对PPS、PEEK、LCP和PEI等难以清洗的树脂有着优越的清洁能力，同时PF等级还适用于热流道清洗，可在机器停机期间用作封机材料。”

为了优化从灰色切换到橙色的速度，旭塑洁在双螺杆挤出生产线上测试了Plus等级。测试结果表明，清洗前彻底排干净设备以及定期维护多孔板和滤网是实现高效颜色切换的关键。这些优秀做法减少了清洗时间、材料使用和污染风险，提高了生产效率。

热门的可回收CPC

改性塑料厂商在很多地方和母粒生产商、注塑厂商有着非常相似的需求。例如，肯天（Chem Trend）开发的一种清洗剂可以减少因改性塑料和母粒的颜色切换、除碳和材料变换而导致的停机时间和废料，并显著减少了拉拔和清洁螺杆所需的人力（图2）。

图2：清洗改性挤出机需要拔螺杆，这是与清洗注塑机时不同的地方（© 肯天）

此外，很多公司都对使用方便、能有效清洁螺杆/模具、在闭环系统中可回收的CPC展现强烈的兴趣，因为使用可回收CPC是公司减少足迹的一个不错的方法。从经济角度来看，可回收CPC也是有益的，因为清洗下来的废料可以继续使用，而不是只能丢弃。

据肯天报道，Ultra Purge 3615就是专为改性塑料和母粒行业设计的。该产品是100%化学成分，即不存在研磨成分。这是一种自排空技术，螺杆可以轻松拉走废料、快速更换材料，只需一个清洗循环就能让螺杆干净，不留任何残留物，开机/停机也更容易。

与此同时，Ultra Purge 3615还是可回收的，可以在闭环系统中使用。Fraunhofer研究所2022年进行的一项研究表明，原始树脂含量高达5%的回收Ultra Purge也能继续使用，化学和物理性能并没有多少变化。

肯天（Chem Trend）北美的热塑性塑料销售经理Andrew Reeder表示，公司在清洗机器时也需要遵循基本的原则。“在进行颜色切换时，要确保料斗、进料口和输送系统已清除所有以前的着色剂。所有CPC都有其特别的使用程序来最大限度地提高性能。要确保遵循CPC制造商推荐的使用程序。”

本文节选自AMI《COMPOUNDING WORLD》

来源：荣格-《国际塑料商情》

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