Masterbatch de carga mineral na dupla rosca: como o torque específico define o teor de carga e a produção

O masterbatch de carga de carbonato de cálcio parece um produto simples: uma resina base de PE ou PP e muito pó mineral. Na extrusora, é um dos trabalhos mais pesados que existem. Com teores altos, o fundido fica muito viscoso, o pó é abrasivo e cheio de ar, e a linha normalmente chega ao limite de torque bem antes da rotação máxima. Por isso o torque específico é o primeiro número a comparar na compra de uma extrusora dupla rosca para masterbatch de carga.

O que é torque específico

Torque específico é o torque que cada eixo de rosca consegue transmitir, dividido pelo cubo da distância entre os centros dos dois eixos. A unidade é Nm/cm³. Como o valor é normalizado pelo tamanho da máquina, ele permite comparar extrusoras do mesmo diâmetro de rosca de fabricantes diferentes em pé de igualdade.

As extrusoras dupla rosca corrotantes VJJ, fabricadas pela Kunwei, têm duas classes de torque:

Com o mesmo diâmetro de rosca e a mesma rotação, 14 Nm/cm³ dá cerca de um quarto a mais de torque do que 11,3 Nm/cm³.

Por que o masterbatch de carga é limitado pelo torque

A potência que a caixa de redução entrega ao fundido é o torque multiplicado pela rotação. Cada formulação precisa de uma certa energia por quilo para fundir a resina base, molhar a carga e dispersá-la. Quando o fundido é tão viscoso quanto um composto com muita carga, a extrusora chega ao torque máximo numa rotação moderada, e a produção para de subir.

• Mais torque, mais produção. Num processo limitado pelo torque, a produção sobe mais ou menos na mesma proporção do torque disponível, desde que a alimentação e a degasagem acompanhem.
• Mais torque, teor de carga maior. Com folga na caixa de redução, dá para aumentar o teor de carga sem sobrecarregar o acionamento.
• Mais torque, fundido mais frio. A linha pode rodar um pouco mais devagar com a mesma produção, o que ajuda a cor e as propriedades da resina base.

Alimentar o pó é o segundo gargalo

O CaCO3 fino tem densidade aparente baixa e carrega muito ar. Se todo ele entrar pelo funil principal, as roscas se enchem de pó em vez de fundido, e a produção cai.

• Alimentação lateral. Funda primeiro a resina base e depois adicione o pó com um alimentador lateral dupla rosca no material já fundido.
• Degasagem antes e depois do alimentador lateral. Uma degasagem atmosférica deixa sair o ar arrastado; a degasagem a vácuo perto da matriz retira umidade e voláteis.
• Dosadores gravimétricos. Os dosadores por perda de peso mantêm a proporção de carga constante, o que estabiliza o torque e a qualidade dos grânulos.
• Carga tratada. O CaCO3 tratado com ácido esteárico dispersa com mais facilidade e consome menos energia do que o pó sem tratamento.

Desgaste e granulação

Carga mineral é abrasiva. Pergunte quais elementos de rosca e camisas do cilindro são resistentes ao desgaste e qual a vida útil esperada com a sua formulação. Fios com muita carga ficam quebradiços, por isso o corte na cabeça (hot-cut) ou o corte em anel d'água são comuns no masterbatch de carga; a granulação por fios funciona com teores mais baixos.

O que enviar para a cotação

• Resina base e o índice de fluidez
• Tipo de carga, granulometria e se é tratada
• Teor de carga desejado em porcentagem e produção desejada em kg/h
• Outros aditivos, como dispersante, cera ou pigmento
• Sistema de granulação preferido e a tensão da rede elétrica da fábrica

Veja as especificações VJJ na página de extrusoras dupla rosca.