發(fā)明高分子聚合物連續(xù)混煉設備，至今已有60年的發(fā)展史，布斯-克尼特(Buss Kneader)公司第一臺聚氯乙烯單螺桿連續(xù)混煉設裝備，在1950年投入運行，在這漫長的年代之際，雖然曾有一些重大的改進，但設備仍保持原樣的基本系統(tǒng)。2001年，生產聚氯乙烯的新概念混煉機問世后，如今將其相似形的放大，成為生產聚烯烴混合物的新型號MX設備，該設備明顯提高了產量、效率和質量等優(yōu)點，經濟上大有收獲，預見提高產量2.5倍。MX型設備可用于生產阻燃電纜料、導電和半導電電纜料、反應和接枝型電纜料、高填充配方電纜料、黑色濃縮電纜料、對剪切敏感和溫度敏感的電纜料。
螺桿同時存在二個運動，在螺桿旋轉一圈的同時，螺桿也沿軸線方向前后振動一次。在筒體內還布置了一些固定的銷釘(也稱牙齒)，這些銷釘與螺紋的空隙部位精密配合。螺桿旋轉、前后振動和固定銷釘三者的默契，促使混煉效果非常好。早期的MKS型螺桿為三條螺紋，最近發(fā)展了四條螺紋，進一步提高了工藝性能。
首先，螺桿外徑與螺桿內徑之比(D0/D1)增大，也就是螺紋深度變大，導致容積增大；其次，螺桿外徑與螺桿螺距之比(D0/螺距)減小，意味著電纜料的行程(路徑)縮短，第三，螺桿長度相等時，4螺紋比3螺紋的行程短，這三個因素都使出膠量增大，參考圖1?？砷_啟的筒體見圖2。螺桿轉速為750 rpm，也是提高效率的基本因素。設備外貌見圖3。
圖1 關于螺桿參數變化的影響 圖2 可開啟筒體和螺桿
圖3 設備外貌像片 圖4 設備流程示意圖
MX型設備標準螺桿的長徑比(L/D)為15:1，根據需要可從7:1到22:1選擇。螺桿原則上是分三段設計，但與傳統(tǒng)概念布完全等同。設備采用液體加熱方式，升溫速度快、效率高切節(jié)能。低煙無鹵阻燃電纜料是一種高填充混合料，其中氫氧化鋁或氫氧化鎂占65%，為防止阻燃劑分解，加工溫度限制在190℃以下，加工流程見圖4。無鹵阻燃料 (nonhalogen flame retardant所寫NHFR)的工藝數據見表1，MX型的數據比MKS型先進很多。圖5為螺桿轉速與溫度、出膠量、能量的關系，圖6為3螺紋與4螺紋螺桿的溫度分布形態(tài)。
表1 生產無鹵阻燃料的工藝數據
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設備型號
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輸出量
(kg/h)
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螺桿轉速(rpm)
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溫度(℃)
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溫度差值(℃)
|
溫度差值(℃)
100rpm
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MKS 70-14
|
180
|
250
|
186
|
---
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21.0
|
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MX 77-14
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500
|
750
|
171
|
－15
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3.6
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表2 生產無鹵阻燃料的能量消耗對比
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設備型號
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規(guī)范消耗能量(kWh/kg)
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節(jié)約(%)
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MKS 70-14
|
0.140
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基數＝100
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MX 77-14
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0.122
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13
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表3 生產半導電料的工藝數據
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設備型號
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輸出量
(kg/h)
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螺桿轉速(rpm)
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溫度(℃)
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溫度差值(℃)
|
溫度差值(℃)
100rpm
|
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MKS 70-20
|
180
|
450
|
212
|
---
|
20
|
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MX 77-14
|
500
|
750
|
209
|
－3
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7
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表2 生產半導電料的能量消耗對比
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設備型號
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規(guī)范消耗能量(kWh/kg)
|
節(jié)約(%)
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MKS 70-20
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0.250
|
基數＝100
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MX 77-14
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0.172
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31
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圖5 螺桿轉速與溫度、出膠量、能量的關系
圖6 3螺紋與4螺紋螺桿的溫度分布形態(tài)
(原著標題：Energy Savings and Higher Outputs for Cable Compounds with the Newest Buss Kneader Technology)
