¿Qué es el masterbatch? Conocimientos básicos sobre el masterbatch

I、¿Qué es el masterbatch?

Masterbatch de color, también conocido como colorante, es un nuevo tipo de agente colorante especializado para materiales poliméricos, también conocido como preparación de pigmentos.

Está compuesto por tres elementos básicos: pigmentos o colorantes, portadores y aditivos. Es un agregado que se obtiene uniendo de manera uniforme una cantidad superconstante de pigmentos o colorantes a una resina, lo que se puede llamar concentración de pigmento. Por lo tanto, su poder colorante es superior al del propio pigmento.

En resumen, un colorante es un agregado que se obtiene uniendo de manera uniforme un pigmento o tinte superconstante sobre una resina.

II、¿Cuáles son los componentes básicos demasterbatch de color?

Los componentes básicos del masterbatch de color son:

1. Pigmentos o colorantes

Los pigmentos se dividen en pigmentos orgánicos y pigmentos inorgánicos.

Los pigmentos orgánicos comunes incluyen rojo ftalocianina, azul ftalocianina, verde ftalocianina, rojo brillante resistente al sol, rojo macromolecular, amarillo macromolecular, amarillo perpetuo, púrpura perpetuo, rojo azo, etc.

Los pigmentos inorgánicos comunes incluyen rojo cadmio, amarillo cadmio, dióxido de titanio, negro de carbono, óxido de hierro rojo, óxido de hierro amarillo, etc.

2. Transportador

El portador es la matriz del masterbatch de color. Los colorantes especiales generalmente eligen la misma resina que la resina del producto como portador, que tiene la mejor compatibilidad entre los dos, pero al mismo tiempo, también se debe considerar la fluidez del portador.

3. Dispersante

Para promover la dispersión uniforme de los pigmentos y evitar la aglomeración, el punto de fusión de los dispersantes debe ser inferior al de las resinas, tener buena compatibilidad con las resinas y buena afinidad con los pigmentos. Los dispersantes más utilizados son la cera de polietileno de bajo peso molecular y la sal de ácido esteárico.

4. Aditivos

Variedades como retardantes de llama, abrillantadores, antibacterianos, antiestáticos, antioxidantes, etc. generalmente no se incluyen en el masterbatch de color a menos que lo solicite el cliente.

III、¿Qué variedades y grados son los masterbat?c?

Los métodos de clasificación comúnmente utilizados para masterbatch son los siguientes:

Clasificados por transportista:como masterbatch de PE, masterbatch de PP, masterbatch de ABS, masterbatch de PVC, masterbatch de EVA, etc.

Clasificados por finalidad:como colorantes de inyección, colorantes de moldeo por soplado, colorantes de hilado, etc.

Cada variedad se puede dividir en diferentes grados, como:

1. Inyección avanzadamezcla maestra:Se utiliza para cajas de embalaje de cosméticos, juguetes, carcasas eléctricas y otros productos de alta gama.
2. Inyección ordinariamezcla maestra:Se utiliza para productos plásticos de uso diario, contenedores industriales, etc.
3. Película soplada avanzadamezcla maestra:Se utiliza para la coloración mediante moldeo por soplado de productos ultrafinos.
4. Película soplada ordinariamezcla maestra:Se utiliza para la coloración por moldeo por soplado de bolsas de embalaje general y bolsas tejidas.
5. Hiladomezcla maestra:Se utiliza para teñir fibras textiles durante el hilado. Los colorantes tienen partículas de pigmento finas, alta concentración, fuerte poder colorante y buena resistencia al calor y a la luz.
6. Masterbatch de color de bajo nivel:Se utiliza para fabricar productos de bajo nivel que no requieren una alta calidad de color, como botes de basura, contenedores de bajo nivel, etc.

7. Masterbatch de color especial:

Se trata de un masterbatch de color fabricado con el mismo plástico que el soporte, en función de la variedad de plástico especificada por el usuario para el producto. Por ejemplo, se utilizan como soportes respectivamente masterbatch de PP y masterbatch de ABS.

8. Universalmezcla maestra:También utiliza una determinada resina (a menudo PE de bajo punto de fusión) como portador, pero se puede aplicar para colorear otras resinas además de su resina portadora.

Los colorantes universales son relativamente simples y convenientes, pero tienen muchos inconvenientes. El nivel de resistencia al calor de los colorantes especializados es generalmente adecuado para el plástico utilizado en el producto y se puede utilizar con confianza a temperaturas normales. Solo en las siguientes situaciones puede causar distintos grados de decoloración: una es cuando la temperatura excede el rango normal y la otra es cuando el tiempo de apagado es demasiado largo.

9. En comparación con la coloración por granulación, la coloración mediante masterbatch tiene las siguientes ventajas:

9.1 La coloración y el procesamiento del producto se pueden completar en una sola vez, evitando el proceso de calentamiento de la coloración de granulación en plásticos, lo que es beneficioso para proteger la calidad de los productos plásticos.

9.2 Simplificar el proceso de producción de productos plásticos.

9.3 Puede ahorrar mucha electricidad.

IV¿Por qué utilizar masterbatch?

El uso de masterbatch tiene las siguientes ventajas:

1. Mejorar la dispersabilidad de los pigmentos en los productos.

El masterbatch es un agregado que se obtiene uniendo de manera uniforme un pigmento súper constante a una resina.

Durante el proceso de producción de colorantes, es necesario refinar los pigmentos para mejorar su dispersabilidad y poder colorante. El portador del masterbatch de color especializado es el mismo que el de la variedad plástica del producto, con buena compatibilidad. Después de calentar y fundir, las partículas de pigmento se pueden dispersar bien en el plástico del producto.

2. Beneficioso para mantener la estabilidad química de los pigmentos.

Si los pigmentos se utilizan directamente, absorberán agua y se oxidarán debido al contacto directo con el aire durante el almacenamiento y el uso. Sin embargo, después de usarse como colorantes, el portador de resina puede aislar los pigmentos del aire y la humedad, lo que puede mantener su calidad durante mucho tiempo.

3. Garantizar la estabilidad del color del producto.

Las partículas de masterbatch de color son similares a las partículas de resina, lo que hace que la medición sea más cómoda y precisa. Cuando se mezclan, no se adhieren al recipiente y se mezclan uniformemente con la resina. Por lo tanto, se puede garantizar la estabilidad de la cantidad agregada, lo que garantiza la estabilidad del color del producto.

4. Proteger la salud de los operadores

Los pigmentos se presentan generalmente en forma de polvo y tienden a volar cuando se agregan y mezclan. La inhalación por parte del cuerpo humano puede afectar la salud de los operadores.

5. Mantenga el ambiente limpio y no contamine los utensilios.

6. Proceso simple, fácil conversión de color, ahorro de tiempo y materias primas.

Debido al contacto directo de los pigmentos con el aire durante el almacenamiento y el uso, pueden producirse fenómenos como la absorción de humedad, la oxidación y la aglomeración. El uso directo puede provocar manchas de color en la superficie de los productos plásticos, oscurecimiento y desvanecimiento de los colores y la proyección de polvo durante la mezcla, lo que afecta a la salud de los operarios.

Durante el proceso de producción, el masterbatch de color se somete a un procesamiento mecánico para refinar los pigmentos. Los pigmentos se mezclan minuciosamente con portadores de resina y dispersantes para aislarlos del aire y la humedad, mejorando así su resistencia a la intemperie, mejorando su dispersabilidad y poder colorante, y dando como resultado un color brillante. Debido a la forma similar del masterbatch de color y las partículas de resina, es más conveniente y preciso en la medición, y no se adhiere al recipiente durante la mezcla, ahorrando así tiempo para limpiar recipientes y máquinas, así como materias primas utilizadas para limpiar máquinas.

En、Precauciones de usomezcla maestra

1. Cómo utilizarmezcla maestra?

El uso de colorantes es muy sencillo, simplemente mézclalos con partículas de resina según la proporción especificada y mézclalos manualmente.

Se debe prestar atención a los siguientes aspectos durante el funcionamiento del dispositivo:

1.1 Las máquinas de moldeo por inyección o extrusoras generalmente tienen múltiples zonas de temperatura en la cámara de mezcla, y la sección cerca del puerto de descarga tiene una temperatura ligeramente más alta. Esto es para garantizar que los colorantes se derritan rápidamente y se mezclen de manera uniforme con la resina plástica después de ingresar a la cámara de mezcla, lo que es beneficioso para que los colorantes se dispersen bien en el producto.

1.2 Aplique una contrapresión adecuada a la máquina de moldeo por inyección, lo que puede mejorar el efecto de mezcla del tornillo y facilitar la dispersión de los pigmentos. El efecto secundario de aplicar contrapresión es reducir la velocidad de moldeo por inyección.

1.3 Aumentar adecuadamente la temperatura de la matriz del extrusor puede aumentar el brillo del producto.

2. Cómo determinar la proporción demezcla maestra¿usado?

La base para determinar la proporción de colorantes utilizados es conseguir efectos de coloración satisfactorios. Siempre que el color de la superficie del producto sea uniforme, sin rayas ni manchas, se podrá reconocer.

Tomando como ejemplo la Madre Ciervo de Siete Colores, la proporción de uso se puede seleccionar de acuerdo con el siguiente texto:

1:100A menos que el rendimiento de mezcla del equipo sea muy bueno, es fácil provocar una dispersión desigual del pigmento y, en general, no se recomienda que los clientes utilicen esta proporción.

Sin embargo, algunos clientes, debido a la presión de los precios, desean utilizar particularmente esta proporción de masterbatch de color. Por el bien de sus clientes, también producen una proporción más alta de masterbatch de color concentrado y la dispersabilidad del pigmento generalmente puede cumplir con los requisitos.

1:50Se utiliza para productos plásticos con requisitos de coloración generales, y esta proporción se utiliza más comúnmente para masterbatch de PE y PP.

1:33–1:25Se utiliza para productos PO con altos requisitos de coloración y productos ABS con requisitos de coloración bajos o generales.

1:20Se utiliza para productos plásticos avanzados, incluidos PO y ABS, y se puede utilizar ampliamente en moldeo por inyección, moldeo por soplado, hilado y otros procesos.

Arriba1:20Se utiliza generalmente para colorear envases de cosméticos de alta gama y se utiliza más comúnmente para pequeñas máquinas de moldeo por inyección.

3、¿Cómo calcular el coste de utilización del masterbatch?

Al calcular el coste de la coloración con masterbatch, se debe deducir el peso de los propios colorantes.

Por ejemplo, si se añaden 2 kilogramos de masterbatch a 100 kilogramos de resina plástica, el peso total ya es de 102 kilogramos. Suponiendo que el precio de la resina es de 1,40 USD/kilogramo y el precio del masterbatch es de 2,90 USD/kilogramo, el coste adicional de utilizar colorantes en 102 kilogramos de productos plásticos es:

2 kg x (2,90 USD/kg - 1,40 USD/kg) = 3,0 USD

El incremento de costes debido al uso de masterbatch por cada 100 kilogramos de productos plásticos se calcula de la siguiente manera:

2,9 dólares/102 kg x 100 kg = 2,84 dólares

4. ¿Se utilizará?mezcla maestra¿Aumentar los costos del producto?

En la mayoría de los casos, esto es así, pero en algunos casos, utilizar masterbatch para colorear resulta en realidad más económico que utilizar pigmentos para colorear, ya que los coloristas pueden lograr el efecto de coloración de pigmentos de mayor precio combinando varios pigmentos de menor precio.

También debemos considerar los dos fenómenos siguientes:

(1) En muchos casos, los fabricantes de productos plásticos no eligen los pigmentos más económicos cuando utilizan polvos de color para la combinación de colores y, debido a la falta de familiaridad con los pigmentos, los experimentos repetidos durante la combinación de colores dan como resultado un desperdicio generalizado de mano de obra y materiales. No existe tal problema cuando se utiliza masterbatch.

(2) Los productos coloreados con masterbatch y los productos coloreados con polvos de color tienen grados completamente diferentes y sus precios también son más altos. Los precios más altos suelen ser más altos que los costos adicionales de usar masterbatch, por lo que el masterbatch puede realmente generar "ganancias". Desde esta perspectiva, en algunos casos, usar colorantes para colorear es más "económico" que usar pigmentos para colorear.

5. Hacermezcla maestra¿Es necesario secarlo antes de usarlo?

El masterbatch de color generalmente no requiere secado y se puede utilizar directamente, a excepción del masterbatch de color ABS y NY, que deben secarse de acuerdo con los procesos convencionales.

6. ¿Cuánto dura la vida útil de?mezcla maestra?

El masterbatch de color se puede almacenar durante mucho tiempo. Los pigmentos del masterbatch de color se dispersan y fijan en la resina portadora, en un estado cerrado, y su calidad no cambiará incluso después de un almacenamiento prolongado. Pero debe almacenarse en un ambiente seco y fresco.

7. ¿Podemos utilizar varios diferentes?mezcla maestra¿Mezclar colores?

Se pueden utilizar varios masterbatch para preparar colores específicos para pequeñas cantidades de clientes, pero sin la guía de los técnicos de la empresa, los clientes no pueden combinar de forma independiente varios masterbatch o mezclar masterbatch producidos por diferentes empresas para evitar incompatibilidades y pérdidas.

8. ¿Se utilizará?mezcla maestra¿Afecta otras propiedades del producto?

Algunos pigmentos tienen un efecto sobre el efecto retardante de llama de los productos. Si se utilizan en productos retardantes de llama, se debe informar al fabricante del masterbatch de color.

9. ¿El moho afecta el uso demezcla maestra?

Para mostrar completamente el efecto de coloración del masterbatch de color, el molde debe tener la calidad correspondiente, especialmente la superficie debe ser muy lisa.

Apéndice: Rendimiento de los pigmentos

1. Resistencia al calor

Los pigmentos de PVC y PE tienen una resistencia a la temperatura de 160-180 grados Celsius;

Los pigmentos de ABS y PS tienen una resistencia a la temperatura de 250-280 grados Celsius;

Los pigmentos PP, PA, PET tienen una resistencia a la temperatura de más de 280 grados Celsius;

En general, el tiempo de resistencia al calor de los pigmentos debe ser de 4 a 10 minutos. En general, cuanto mayor sea la temperatura utilizada, menor será el tiempo de resistencia al calor. El pigmento azul de ftalocianina puede soportar una temperatura de 325 grados Celsius y cambiar de color en 10 minutos.

2. Transferibilidad

La resistencia a la migración de los pigmentos se refiere a las reacciones físicas y químicas que pueden ocurrir entre productos plásticos coloreados y otros estados sólidos, líquidos, gaseosos y otros, sustancias que entran en contacto a largo plazo o trabajan en un entorno específico. Esto se manifiesta por la migración de pigmentos desde el interior del plástico hacia la superficie libre del producto, o hacia plásticos o solventes adyacentes.

3. La mayoría de los pigmentos inorgánicos tienen buena resistencia a la luz.
4. La resistencia a la intemperie se refiere a la estabilidad del color de los pigmentos en condiciones naturales.
5. El dióxido de titanio, también conocido como dióxido de titanio, se divide en dióxido de titanio tipo anatasa (A) y dióxido de titanio tipo rutilo (R).

El dióxido de titanio puede mejorar la cobertura, la resistencia a la intemperie, la resistencia a la decoloración, etc., y puede dispersar eficazmente la luz visible en los plásticos, dándoles blancura, brillo y opacidad.

Cuando la concentración de dióxido de titanio es baja, la blancura del PP aumenta con la tasa de aumento de su contenido. Cuando la concentración supera el 1,5%, la blancura ya no aumenta. Del 1% al 8%, la blancura solo aumenta un 2,8%. Esto indica que aumentar la cantidad de dióxido de titanio más allá de un cierto rango de concentración no puede mejorar la blancura. Para mejorar aún más la blancura, se pueden utilizar agentes blanqueadores fluorescentes, que pueden mejorar significativamente el poder colorante del dióxido de titanio con solo una pequeña cantidad de agente blanqueador fluorescente.

La concentración de dióxido de titanio en PP/ABS es del 1%; del 4% en PVC; a medida que aumenta la cantidad de dióxido de titanio, su cobertura mejora gradualmente y tiende al equilibrio cuando la concentración supera el 8%.

En general, cuanto más finas sean las partículas de dióxido de titanio, mayor será su poder colorante y mayor su poder cubriente.

6. El amarillo de cadmio tiene un fuerte poder colorante, excelente resistencia a la luz y a la intemperie y no migra ni sangra.

Este producto se puede utilizar como colorante amarillo para plásticos, con colores brillantes, excelente resistencia a la luz, al calor, a los disolventes, al agua y a los álcalis. Sin embargo, no es resistente a los ácidos, no es colorante y tiene un bajo poder cubriente.

7. ENLa ltramarina tiene las funciones de blanqueamiento y ajuste de color, ya que puede eliminar la luz amarilla de los productos blancos.