CN113999481A - 一种高接合强度自润滑的tpe接角材料 - Google Patents

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Abstract

一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，包括下述重量配比的原料：苯乙烯类弹性体20‑50份，增粘树脂2‑15份，填料0‑20份，填充油10‑50份，改性聚丙烯5‑30份，润滑剂1‑4份，颜料1‑4份，抗氧剂0.1‑0.5份，光稳定剂0.1‑0.5份，其他助剂0‑5份。采用本发明所制备的TPE接角料接合强度高、手感爽滑、可发泡、加工简单、绿色环保，符合客户不同要求。

Description

一种高接合强度自润滑的TPE接角材料
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及高接合强度爽滑TPE接角料及其制备工艺。
背景技术
随着社会经济的迅速发展，人们对高品质塑料材料的需求越来越大，汽车车身、车门、车窗、发动机罩以及行李箱等的密封条大量使用接角料，目前市场上的接角料主要为热塑性硫化橡胶(TPV)接角料及三元乙丙橡胶(EPDM)接角料。其中EPDM作为接角料加工时间长，因为工艺原因结构受限。相对而言，TPV材料加工周期短，且能够实现注塑工艺，但其与EPDM材料接合，粘合强度不够，且易有收缩痕。热塑性弹性体(TPE)材料固化比TPV慢，理论上粘合效果好，因其为双连续相，流动性可调节，故收缩痕易避免。此外，TPE材料的气味小，加工工艺简单，材料成本低。然而TPE作为接角料目前还存在以下问题：1、在实际使用中手感湿粘，没有TPV及EPDM的爽滑感；2、在接合对于一些结构较为复杂的EPDM导槽时，接合强度也远没有EPDM接合效果好。正是因为上述问题，目前TPE材料并没有广泛应用于接角料。
专利CN 106589762 B《一种易焊接热塑性弹性体门封及其制备方法》公开了一种易焊接的抗菌门封条。其包括如下组份：SEBS弹性体40-55份，增粘树脂5-15份，填料10-15份，加工油5-15份，聚丙烯10-15份，润滑剂1-2份，颜料0.1-1份，抗菌防霉剂0.1-0.5份，抗氧剂0.1-0.5份，紫外线吸收剂0.1-0.5份。虽然采用增粘树脂增加TPE门封的焊接强度，解决TPE门封不易焊接的问题，但其仅是与改性料等基材进行物理粘合，若与EPDM材料接合，接合强度不够。此外，此配方仅是在常规TPE体系中添加了抗菌剂，对于TPE的湿粘手感没有改善。
专利CN 102617932 B《多极性TPE材料及汽车顶饰条》公开了一种多极性TPE材料，及汽车顶饰条，由于在TPE材料的原料配方中增加总原料重量的3％-10％的强极性材料和0.3％-2％的交联剂，使其具备多极性，与弱极性材料和强极性材料均能有很好的结合力。汽车顶饰条采用硬质塑料主体的芯部纵向设有金属芯条，硬质塑料主体侧边的安装槽的边缘部位设有上述多极性TPE材料密封端。但是其通过双螺杆挤出机，在140-170℃的温度下和450-550转/分钟的转速下，在剪切中实现交联反应，最后拉条造粒得到产品。此材料在挤出中已经交联，无法进行注塑。因此本发明不适用于注塑接角料。
发明内容
本发明针对现有材料的不足，提供一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，包括下述重量配比的原料：苯乙烯类弹性体20-50份，增粘树脂2-15份，填料0-20份，填充油10-50份，改性聚丙烯5-30份，润滑剂1-4份，颜料1-4份，抗氧剂0.1-0.5份，光稳定剂0.1-0.5份，助剂0-5份。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的改性聚丙烯为含有热可逆交联基团的聚丙烯，热可逆交联基团重量含量在1-50％内，热可逆交联基团包括可以发生可逆Diels-Alder反应及其他热可逆交联反应的一种或两种以上基团。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的改性聚丙烯的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将聚丙烯放在125℃通有氯气的水中进行氯化，然后干燥制得氯化聚丙烯；
步骤二：将步骤一制得的氯化聚丙烯加入十氢萘中，加热搅拌至溶解，依次加入催化剂及苯基环戊二烯，反应完全后溶液冷却至室温，倒入稀释的HCL溶液洗涤静置并过滤，再用NaHCO3溶液洗涤至呈中性，真空干燥，制得含有热可逆交联基团的聚丙烯。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的催化剂为BF3；
如上所述的氯化聚丙烯、催化剂与苯基环戊二烯的重量配比为1:0.1:1；
如上所述的氯化聚丙烯与十氢萘的重量配比为1:6；
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的苯乙烯类弹性体包括SEBS,SBS,SIS,SEEPS,SEEP其中任意一种或任意两种以上以任意比例混合的混合物；
所述的增粘树脂为碳五加氢树脂、碳九加氢树脂碳、五碳九共聚树脂，季戊四醇改性松香树脂、松香改性酚醛树脂、萜烯树脂、碳五树脂、碳九树脂和松香树脂中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的填料为碳酸钙、滑石粉、石膏粉、陶土、硫酸钡、云母粉、高岭土中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的填充油为加氢环烷油和石蜡油中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的润滑剂为硅酮母粒、芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺硬脂酸锌，硬脂酸钙、硬脂酸镁的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的颜料为黑色母等色母粒及钛白粉，炭黑，钛箐蓝中的一种或两种以上的混合物；
所述的抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的助剂包括吸酸剂、除味剂、发泡剂中的任意一种或任意两种以上的混合物。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的苯乙烯类弹性体为SEBS。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的苯乙烯类弹性体为含有热可逆交联基团的SEBS。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的TPE接角料的制备方法包括如下步骤：
步骤一：准确称量苯乙烯类弹性体、增粘树脂、填料、填充油、改性聚丙烯、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂；
步骤二：将步骤一称量的填充油与苯乙烯类弹性体在高速搅拌机中共混5min，静置30min，得到充油苯乙烯类弹性体；
步骤三：将步骤二中的充油苯乙烯类弹性体、改性聚丙烯、增粘树脂、填料、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂置于高速搅拌机中共混5min,至充分混合，得到混合料；
步骤四：将步骤三中的混合料用双螺杆挤出机造粒，既得产品。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：所述的双螺杆挤出机挤出温度为200℃，主机搅拌转速为400r/min，喂料转速为30r/min。
本发明的优点是：
1、本发明是通过在聚丙烯及苯乙烯类弹性体中引入热可逆交联基团，在高温注塑时，材料受热，交联键断开，流动性高，可以很好的注塑，并很好的与基材贴合。
2、本发明在注塑结束时，由于温度降低，交联键开始形成，不仅材料内部可以形成稳定的网络结构，而且具有更加稳定坚固的表面，力学性能高，表面更光滑材料更爽滑。
3、本发明反应体系中含有可逆交联基团的改性聚丙烯也可以一定程度的与与基材可以产生交联键，接合强度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明接角料密封条接合处断面；。
附图标记：1。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，包括下述重量配比的原料：苯乙烯类弹性体20-50份，增粘树脂2-15份，填料0-20份，填充油10-50份，改性聚丙烯5-30份，润滑剂1-4份，颜料1-4份，抗氧剂0.1-0.5份，光稳定剂0.1-0.5份，助剂0-5份。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的改性聚丙烯为含有热可逆交联基团的聚丙烯，热可逆交联基团重量含量在1-50％内，热可逆交联基团包括可以发生可逆Diels-Alder反应及其他热可逆交联反应的一种或两种以上基团。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的改性聚丙烯的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将聚丙烯放在125℃通有氯气的水中进行氯化，然后干燥制得氯化聚丙烯；
步骤二：将步骤一制得的氯化聚丙烯加入十氢萘中，加热搅拌至溶解，依次加入催化剂及苯基环戊二烯，反应完全后溶液冷却至室温，倒入稀释的HCL溶液洗涤静置并过滤，再用NaHCO3溶液洗涤至呈中性，真空干燥，制得含有热可逆交联基团的聚丙烯。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的苯乙烯类弹性体包括SEBS,SBS,SIS,SEEPS,SEEP其中任意一种或任意两种以上以任意比例混合的混合物；
所述的增粘树脂为碳五加氢树脂、碳九加氢树脂碳、五碳九共聚树脂，季戊四醇改性松香树脂、松香改性酚醛树脂、萜烯树脂、碳五树脂、碳九树脂和松香树脂中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的填料为碳酸钙、滑石粉、石膏粉、陶土、硫酸钡、云母粉、高岭土中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的填充油为加氢环烷油和石蜡油中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的润滑剂为硅酮母粒、芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺硬脂酸锌，硬脂酸钙、硬脂酸镁的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的颜料为黑色母等色母粒及钛白粉，炭黑，钛箐蓝中的一种或两种以上的混合物；
所述的抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的助剂包括吸酸剂、除味剂、发泡剂中的任意一种或任意两种以上的混合物。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的苯乙烯类弹性体为SEBS。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的苯乙烯类弹性体为含有热可逆交联基团的SEBS。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，所述的TPE接角料的制备方法包括如下步骤：
步骤一：准确称量苯乙烯类弹性体、增粘树脂、填料、填充油、改性聚丙烯、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂；
步骤二：将步骤一称量的填充油与苯乙烯类弹性体在高速搅拌机中共混5min，静置30min，得到充油苯乙烯类弹性体；
步骤三：将步骤二中的充油苯乙烯类弹性体、改性聚丙烯、增粘树脂、填料、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂置于高速搅拌机中共混5min,至充分混合，得到混合料；
步骤四：将步骤三中的混合料用双螺杆挤出机造粒，既得产品。
如上所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：所述的双螺杆挤出机挤出温度为200℃，主机搅拌转速为400r/min，喂料转速为30r/min。
实施例1：
一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：包括改性聚丙烯的制备与TPE接角料的制备，其中改性聚丙烯的制备步骤如下：
步骤一：将聚丙烯放在125℃通有氯气的水中进行氯化，然后干燥制得氯化聚丙烯；
步骤二：称量氯化聚丙烯40kg、催化剂BF34kg、苯基环戊二烯40kg、十氢萘240kg；
步骤三：将步骤二称量的氯化聚丙烯加入十氢萘中，油浴加热至90℃搅拌至溶解，依次加入催化剂BF3及苯基环戊二烯，反应完全后溶液冷却至室温，倒入稀释的HCL溶液洗涤静置并过滤，再用NaHCO3溶液洗涤至呈中性，真空干燥，制得含有热可逆交联基团的改性聚丙烯。
TPE接角料的制备步骤如下：
步骤一：称量苯乙烯类弹性体SEBS 32kg、填充油白油Drakeol 3420kg、含有热可逆交联基团的改性聚丙烯25kg、填料SK-780013kg、增粘树脂H-130W5kg、润滑剂硅氧烷M3052 kg、黑色母20442kg、光稳定剂55880.4kg、抗氧剂27770.4kg、助剂DHT-4A 0.2kg。
步骤二：将步骤一称量的填充油与苯乙烯类弹性体投入高速搅拌机中，以400r/min搅拌共混5min，静置30min，得到充油SEBS；
步骤三：将步骤二中的充油SBES、改性聚丙烯、增粘树脂、填料、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂置于高速搅拌机中共混5min,至充分混合，得到混合料；
步骤四：将步骤三中的混合料以30r/min的喂料转速投入双螺杆挤出机造粒，在挤出温度为200℃下挤出，既得产品。
实施例2：
一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：包括改性聚丙烯的制备与TPE接角料的制备，其中改性聚丙烯的制备步骤如下：
步骤一：将聚丙烯放在125℃通有氯气的水中进行氯化，然后干燥制得氯化聚丙烯；
步骤二：称量氯化聚丙烯40kg、催化剂BF34kg、苯基环戊二烯40kg、十氢萘240kg；
步骤三：将步骤二称量的氯化聚丙烯加入十氢萘中，油浴加热至90℃搅拌至溶解，依次加入催化剂BF3及苯基环戊二烯，反应完全后溶液冷却至室温，倒入稀释的HCL溶液洗涤静置并过滤，再用NaHCO3溶液洗涤至呈中性，真空干燥，制得含有热可逆交联基团的改性聚丙烯。
TPE接角料的制备步骤如下：
步骤一：称量苯乙烯类弹性体SEBS 40kg、填充油白油Drakeol 3430kg、含有热可逆交联基团的改性聚丙烯20kg、增粘树脂H-130W 5kg、润滑剂硅氧烷M3052 kg、黑色母20442kg、光稳定剂55880.4kg、抗氧剂27770.4kg、助剂DHT-4A 0.2kg。
步骤二：将步骤一称量的填充油与苯乙烯类弹性体投入高速搅拌机中，以400r/min搅拌共混5min，静置30min，得到充油SEBS；
步骤三：将步骤二中的充油SBES、改性聚丙烯、增粘树脂、填料、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂置于高速搅拌机中共混5min,至充分混合，得到混合料；
步骤四：将步骤三中的混合料以30r/min的喂料转速投入双螺杆挤出机造粒，在挤出温度为200℃下挤出，既得产品。
对比例1：
一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：包括改性聚丙烯的制备与TPE接角料的制备，其中TPE接角料的制备步骤如下：
步骤一：称量苯乙烯类弹性体SEBS 32kg、填充油白油Drakeol 3420kg、聚丙烯25kg、填料SK-780013kg、增粘树脂H-130W 5kg、润滑剂硅氧烷M3052kg、黑色母20442kg、光稳定剂55880.4kg、抗氧剂27770.4kg、助剂DHT-4A 0.2kg。
步骤二：将步骤一称量的填充油与苯乙烯类弹性体投入高速搅拌机中，以400r/min搅拌共混5min，静置30min，得到充油SEBS；
步骤三：将步骤二中的充油SBES、改性聚丙烯、增粘树脂、填料、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂置于高速搅拌机中共混5min,至充分混合，得到混合料；
步骤四：将步骤三中的混合料以30r/min的喂料转速投入双螺杆挤出机造粒，在挤出温度为200℃下挤出，既得产品。
对比例2：
一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：包括改性聚丙烯的制备与TPE接角料的制备，其中TPE接角料的制备步骤如下：
步骤一：称量苯乙烯类弹性体SEBS 40kg、填充油白油Drakeol 3430kg、聚丙烯20kg、增粘树脂H-130W 5kg、润滑剂硅氧烷M3052 kg、黑色母20442kg、光稳定剂55880.4kg、抗氧剂27770.4kg、助剂DHT-4A 0.2kg。
步骤二：将步骤一称量的填充油与苯乙烯类弹性体投入高速搅拌机中，以400r/min搅拌共混5min，静置30min，得到充油SEBS；
步骤三：将步骤二中的充油SBES、改性聚丙烯、增粘树脂、填料、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂置于高速搅拌机中共混5min,至充分混合，得到混合料；
步骤四：将步骤三中的混合料以30r/min的喂料转速投入双螺杆挤出机造粒，在挤出温度为200℃下挤出，既得产品。
试验验证：将不含热可逆交联基团且含填料的TPE(对比例1)、含有热可逆交联基团且含填料的TPE(实施例1)、不含热可逆交联基团且不含填料的TPE(对比例2)、含有热可逆交联基团且不含填料的TPE(实施例2)材料分别进行了性能测试，包括100％定伸应力-垂直向、压缩永久变形、密度、拉伸强度-垂直向、拉断伸长率-垂直向、撕裂强度-垂直向、熔体质量流动速率MFR、邵氏A、接合处拉伸强度、动摩擦系数，结果如表1所示。
表1不同化学组分的TPE接角料的性能
Figure BDA0003385325820000111
Figure BDA0003385325820000121
从性能测试结果看，不添加热可逆交联结构的对照例1和对照例2制备的接角料的接合强度为3.2MPa和3.1MPa，动摩擦系数为1.0和1.2，本发明实施例1和实施例2制备的接角料接合强度为4.6MPa和4.2MPa，动摩擦系数为0.3和0.5，对比之后本发明实施例1和实施例2制备的接角料接合强度更高，动摩擦系数更小，手感更爽滑。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：包括下述重量配比的原料：苯乙烯类弹性体20-50份，增粘树脂2-15份，填料0-20份，填充油10-50份，改性聚丙烯5-30份，润滑剂1-4份，颜料1-4份，抗氧剂0.1-0.5份，光稳定剂0.1-0.5份，助剂0-5份。
2.根据权利要求1所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：所述的改性聚丙烯为含有热可逆交联基团的聚丙烯，热可逆交联基团重量含量在1-50％内，热可逆交联基团包括可以发生可逆Diels-Alder反应及其他热可逆交联反应的一种或两种以上基团。
3.根据权利要求1所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：所述的改性聚丙烯的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将聚丙烯放在125℃通有氯气的水中进行氯化，然后干燥制得氯化聚丙烯；
步骤二：将步骤一制得的氯化聚丙烯加入十氢萘中，加热搅拌至溶解，依次加入催化剂及苯基环戊二烯，反应完全后溶液冷却至室温，倒入稀释的HCL溶液洗涤静置并过滤，再用NaHCO3溶液洗涤至呈中性，真空干燥，制得含有热可逆交联基团的聚丙烯。
4.根据权利要求3所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：
所述的催化剂为BF3；
所述的氯化聚丙烯、催化剂与苯基环戊二烯的重量配比为1:0.1:1；
所述的氯化聚丙烯与十氢萘的重量配比为1:6。
5.根据权利要求1所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：
所述的苯乙烯类弹性体包括SEBS,SBS,SIS,SEEPS,SEEP其中任意一种或任意两种以上以任意比例混合的混合物；
所述的增粘树脂为碳五加氢树脂、碳九加氢树脂碳、五碳九共聚树脂，季戊四醇改性松香树脂、松香改性酚醛树脂、萜烯树脂、碳五树脂、碳九树脂和松香树脂中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的填料为碳酸钙、滑石粉、石膏粉、陶土、硫酸钡、云母粉、高岭土中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的填充油为加氢环烷油和石蜡油中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的润滑剂为硅酮母粒、芥酸酰胺、油酸酰胺、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺硬脂酸锌，硬脂酸钙、硬脂酸镁的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的颜料为黑色母等色母粒及钛白粉，炭黑，钛箐蓝中的一种或两种以上的混合物；
所述的抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的任意一种或任意两种以上的混合物；
所述的助剂包括吸酸剂、除味剂、发泡剂中的任意一种或任意两种以上的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：所述的苯乙烯类弹性体为SEBS。
7.根据权利要求5所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：所述的苯乙烯类弹性体为含有热可逆交联基团的SEBS。
8.根据权利要求1或5所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：所述的TPE接角料的制备方法包括如下步骤：
步骤一：准确称量苯乙烯类弹性体、增粘树脂、填料、填充油、改性聚丙烯、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂；
步骤二：将步骤一称量的填充油与苯乙烯类弹性体在高速搅拌机中共混5min，静置30min，得到充油苯乙烯类弹性体；
步骤三：将步骤二中的充油苯乙烯类弹性体、改性聚丙烯、增粘树脂、填料、润滑剂、颜料、抗氧剂、光稳定剂、助剂置于高速搅拌机中共混5min,至充分混合，得到混合料；
步骤四：将步骤三中的混合料用双螺杆挤出机造粒，既得产品。
9.根据权利要求8所述的一种高接合强度自润滑的TPE接角材料，其特征在于：所述的双螺杆挤出机挤出温度为200℃，主机搅拌转速为400r/min，喂料转速为30r/min。
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