双螺杆挤出机制备母料是塑料加工领域的常见工艺，其流程主要包括原料准备、配料混合、挤出塑化、冷却切粒、筛分包装等环节，具体步骤及关键控制点如下：

一、原料准备

1. 基础树脂选择

• 作用：作为母料的载体，需与目标塑料基体相容性好，熔融指数（MI）匹配加工需求。
• 常见选择：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等，根据母料用途（如填充、着色、改性）确定。

2. 功能组分准备

• 填料：如碳酸钙、滑石粉、玻璃纤维等，需干燥处理（含水率＜0.1%），避免挤出时产生气泡。
• 颜料 / 助剂：颜料需研磨至细粒径（如纳米级），助剂（如分散剂、稳定剂、偶联剂）按配方准确称量。

二、配料混合

1. 配方设计

• 根据母料性能要求（如着色力、填充量、力学性能）设计各组分比例，通常填料 / 颜料含量为 30%~80%（高填充需考虑螺杆磨损）。

2. 预混合

• 设备：高速混合机（如 Henschel 混合机）或低速搅拌机。
• 步骤：
  1. 先加入基础树脂颗粒，低速搅拌升温至树脂软化点附近（如 PE 约 60~80℃）。
  2. 依次加入填料、颜料、助剂（如硬脂酸、钛酸酯偶联剂），高速搅拌 5~10 分钟，使助剂均匀包覆填料表面，形成预分散体。
• 目标：避免组分团聚，确保后续挤出时分散均匀。

三、挤出塑化（核心环节）

1. 双螺杆挤出机参数设置

• 螺杆构型：根据物料特性选择螺纹元件组合（如输送段、压缩段、剪切段、混合段）。高填充母料需增强剪切分散，可增加捏合块数量；低填充着色母料则侧重温和混合。
• 温度控制：
  • 机身温度：沿螺杆方向分段升温，一般加料段温度低于树脂熔点（如 PE 为 120~140℃），熔融段 / 均化段升至树脂熔融温度以上（如 PE 160~200℃，PP 180~220℃）。
  • 机头温度：略低于机身末端温度，避免物料降解（如低 10~20℃）。
• 螺杆转速：通常 50~300 r/min，高转速提高剪切分散效果，但需注意摩擦生热导致树脂降解。
• 喂料速度：与螺杆转速匹配，通过失重式喂料机精确控制，避免加料不足或过载。

2. 挤出过程

• 预混合物料从加料口进入双螺杆，在螺纹推动下向前输送，经历压缩、熔融、剪切分散、均化等过程。
• 填料 / 颜料在剪切力和热作用下均匀分散于树脂基体中，形成具有一定流动性的熔体。
• 注意：高填充母料需关注螺杆扭矩，避免过载；热敏性物料（如 PVC）需控制温度和停留时间，防止分解。

四、冷却切粒

1. 冷却方式

• 水拉条冷却：
  • 熔体从机头挤出成条后，直接进入水槽冷却固化，适用于常规母料。
  • 需控制水槽温度（常为室温～50℃）和牵引速度，避免料条粘连或断裂。
• 水下切粒（高端应用）：
  • 熔体从机头挤出后立即进入循环水室，在水下被旋转刀具切粒，颗粒尺寸均匀，适合高附加值母料（如纳米填料母料）。

2. 切粒

• 设备：离心式切粒机或水环切粒机，刀具转速与牵引速度匹配，控制颗粒尺寸（通常 2~4 mm）。
• 目标：颗粒表面光滑、无粘连，避免出现 “拖尾” 或破碎颗粒。

五、筛分与包装

1. 筛分

• 使用振动筛去除过大颗粒或细粉，保证颗粒均匀性（筛网孔径与目标粒径匹配）。

2. 包装

• 合格颗粒经干燥（如流化床干燥）后，按规格装入防潮袋或吨袋，注明产品名称、批号、成分等信息，储存于干燥环境中。

关键工艺要点

1. 分散效果：通过螺杆构型、温度、转速优化，确保填料 / 颜料在树脂中达到纳米级或微米级分散，避免团聚导致制品性能下降。
2. 热稳定性：热敏性物料需缩短挤出停留时间，或添加稳定剂（如抗氧剂、热稳定剂）。
3. 设备维护：定期清理螺杆和机头，避免物料滞留碳化；高填充母料需使用耐磨合金螺杆（如双金属螺杆），延长设备寿命。

应用场景

• 着色母料：为塑料制品提供颜色（如薄膜、注塑件）。
• 填充母料：降低成本（如碳酸钙填充 PE 薄膜），提高刚性或耐热性。
• 功能母料：如抗静电母料、阻燃母料、爽滑母料等，赋予制品特定性能。