项目摘要
- 客户需求：TPV 动态硫化 + TPE 共混改性，产能 250~450 kg/h，对物性指标一致性要求极高。
- 核心挑战：反应停留时间窗口窄、高粘度熔体高扭矩、大量充油易打滑、软料易粘连。
- 解决方案：SAT75 (L/D 56) 反应挤出主机 + 多点注液系统 + 250kW 水冷永磁电机 + UWP500 水下切粒联锁。
- 交付价值：在目标产能下实现连续稳定运行，颗粒形态一致性显著提升，通过自动化联锁降低对人工经验的依赖。
项目背景
本项目是为一家弹性体材料制造商定制的专用造粒生产线。客户的配方体系复杂，既涵盖常规 TPE（热塑性弹性体） 的共混改性，也包含 TPV（热塑性硫化橡胶） 的动态硫化工艺。
由于 TPV 生产涉及橡胶相在塑料相中的原位硫化与剪切分散，对挤出机的停留时间分布（RTD, Residence Time Distribution）、剪切强度以及温度控制窗口提出了严苛要求。此外，该工艺需要添加较大比例的操作油，且成品硬度较低（软料），如何确保混合均匀且造粒不粘连，是本项目工程设计的核心考量。
因此，本项目的控制重点落在：停留时间窗口（L/D 与螺杆组合）+ 分段温控 + 分段注液吸收 + 造粒定型方式四个环节的协同。
工艺挑战与工程化解法
针对弹性体加工中“反应难、吃料难、切粒难”的痛点，我们采取了如下针对性设计：
| 核心工艺挑战 | 对应工程设计 | 技术价值与效果 |
|---|---|---|
| 动态硫化反应控制反应时间不足会导致硫化不完全；剪切过强会导致温升失控。 | L/D = 56 长径比配置+ 分段温控策略 | • 提供更充足的反应停留时间与分段温控窗口• 有利于橡胶相的原位硫化与细化分散• 提升过程稳定性与物性一致性 |
| 高粘度与高扭矩负载弹性体熔体粘度大，主机负载高，传统电机噪音大且效率低。 | 250kW 水冷永磁同步电机+ R+W 安全联轴器 | • 低转速下保持高扭矩输出，能效更高• 水冷结构避免粉尘卷入，环境更清洁• 联轴器提供机械过载保护，降低设备损坏风险 |
| 充油注液与打滑风险一次性注入大量液体易导致螺杆打滑（Slippage）和配方漂移。 | 多点分段注液系统（筒体 2/3/6/7/8 预留注液口） | • 分段注入避免局部润滑过度• 促进基体树脂对油品的逐步吸收• 稳定挤出压力，减少配方偏差 |
| 软料造粒粘连软质颗粒摩擦系数大，传统拉条冷切易断条、粘连或产生“尾巴料”。 | UWP500 水下切粒系统+ 均温模头设计 | • 切割与冷却同步，水流即时带走热量• 显著降低颗粒粘连风险• 颗粒外观更圆整、尺寸一致性更可控 |
系统配置清单（典型）
为了确保产线的高可用性与可复制性，本项目采用了以下高标准配置：
- 主机系统：SAT75 双螺杆挤出机，L/D 56，高扭矩齿轮箱。
- 驱动系统：科远 250kW 水冷永磁电机，低噪节能。
- 加料系统：主喂料 + 侧喂料 + 多路液体注入控制（配备高精度流量计）。
- 切粒系统：UWP500 水下切粒机（含 12×0.6kW 模头加热、15kW 水循环温控及离心脱水机）。
- 控制逻辑：全线联锁控制，集成“一键开机”与“一键停机”逻辑。
项目视频
项目总结与交付结果
运行表现
- 过程稳定性：主机扭矩与机头压力在客户目标产能范围内保持稳定，波动幅度在可控范围内。
- 造粒表现：相比传统冷切工艺，颗粒外观圆整度提升，软料粘连现象得到有效抑制。
- 操作维护：通过联锁与一键启停逻辑，减少了关键操作步骤，降低了人为误操作导致停机的概率。
项目综述
该项目现已完成交付。SAT75 双螺杆机组在处理高粘度 TPV 配方时表现出了优异的扭矩稳定性，L/D 56 的长径比设计针对客户此前在短长径比设备上遇到的“反应不足/波动偏大”情况，提供了更宽的工艺调节窗口。
水下切粒系统（UWP500） 的应用，使得原本极难加工的低硬度 TPE 材料能够连续、顺畅地生产，提升了终端产品的市场竞争力。
适用范围说明
本方案特别适用于高弹、易黏、需反应挤出的 TPV 及充油 TPE 材料加工。对于含高挥发份或强腐蚀体系的特殊配方，建议联系我们进行针对性的材质选型与排气优化评估。
注：出于保密协议（NDA）要求，文中客户信息已做匿名处理。