Fünf Prinzipien zur Trägerauswahl, die bei der Entwicklung von Masterbatch-Rezepturen befolgt werden müssen

Bei der Verwendung von Farbmasterbatch besteht die größte Schwierigkeit darin, es dem Material richtig hinzuzufügen.Die beiden Hauptfaktoren sind das zur Herstellung des Farbmasterbatches verwendete Trägerharz und dessen Molekulargewicht und können häufig nicht über den Farbmasterbatch erworben werden.Das Unternehmen kann entscheiden.

Daher müssen Masterbatch-Unternehmen bei der Entwicklung von Formeln die Auswirkungen der Auswahl des Trägerharzes auf spätere Verkäufe und Anwendungen berücksichtigen.

Die Menge an Farbmasterbatch, die dem endgültigen Harz zugesetzt wird, beträgt im Allgemeinen 2–5 %.Wenn das Farbmasterbatch richtig gemischt und hinzugefügt wird, beträgt der Anteil des Trägerharzes in der Endmischung 1–3 % oder mehr.Damit ist es das am häufigsten vorkommende Additiv in der Additivfamilie, daher sollte bei der Auswahl des Trägerharzes auf einige Details geachtet werden.Beispielsweise machen die Anforderungen der Benutzer an Farbe, Farbstabilität, Umweltanforderungen und die Rolle des Masterbatches im Endprodukt usw. die Formulierung von Masterbatches immer komplexer.

Masterbatch wählt im Allgemeinen das gleiche Harz wie das Produktharz als Träger.Die beiden haben die beste Kompatibilität.In komplexen Fällen muss jedoch auch die Fließfähigkeit des Trägers und der Pigmentdispersion sowie die Mischung und Verteilung nach der Auswahl dieses Trägers berücksichtigt werden.Nur durch die gleichmäßige Ausbalancierung dieser komplexen Eigenschaften kann die am besten geeignete Masterbatch-Formel erhalten werden.

Konkret sind die fünf Hauptprinzipien für die Trägerauswahl in Masterbatch-Formulierungen Kompatibilität, Fließfähigkeit, Verarbeitbarkeit, hohe Viskosität und Anwendbarkeit.

Kompatibilität

Unter der sogenannten Verträglichkeit versteht man die Fähigkeit zweier Stoffe, sich aneinander anzupassen.Nach dem Prinzip der Ähnlichkeit und Kompatibilität haben das Masterbatch-Trägerharz und das Farbharz die gleiche oder eine ähnliche Struktur.Die Kompatibilität ist gut.Unter normalen Umständen sollte für das Masterbatch-Trägerharz und das Matrixharz des Produkts der gleiche Polymertyp ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass Trägerharz und Matrixharz eine gute chemische Verträglichkeit aufweisen.

Beispielsweise kann AS-Harz als Träger für ABS-Masterbatch und PBT als Träger für PET-Masterbatch verwendet werden.Wenn jedoch Harze desselben Typs nicht kompatibel sind, beeinträchtigt dies die Qualität der gefärbten Produkte.Obwohl beispielsweise sowohl Polyethylen als auch Polypropylen Olefine sind, stellt die Verwendung von Polyethylen als Träger von Masterbatches für Spritzguss-, Folienblas- und andere Produkte kein Problem dar. Die Verwendung von Polyethylenträger-Farbmasterbatches für das Spinnen von Polypropylen wirkt sich jedoch auf die Spinnbarkeit aus.Bei der Verwendung für Spritzgussprodukte mit hohem Glanz kommt es zu Fließspuren auf dem Produkt.Es zeigt auch, dass Polyethylen und Polypropylen zwar beide Olefinharze sind, die Kompatibilität der beiden Harze jedoch nicht sehr gut ist.

Sogar das universelle Farbmasterbatch, das Polyethylenwachs als Träger verwendet, weist beim Umgang mit technischen Kunststoffen zwangsläufig Mängel auf und die Oberfläche neigt zum „Abblättern“.Daher ist die bestehende Marktgröße von Universal-Masterbatch weit davon entfernt, das erwartete Ziel zu erreichen.

Flüssigkeit

Die sogenannte Fließfähigkeit bedeutet, dass die Fließfähigkeit des Masterbatch-Trägerharzes selbst besser ist und die Schmelzflussrate des Trägers höher ist als die des farbigen Harzes.Wenn als Träger das gleiche Polymer wie der zu färbende Kunststoff verwendet wird, sollte sein Molekulargewicht niedriger sein als das des gefärbten Kunststoffs (d. h. die Schmelzflussrate des Trägers ist größer als die Schmelzflussrate des zu färbenden Kunststoffs). ).Auf diese Weise kann das Masterbatch mit hoher Schmelzflussrate leichter und idealer Weise in der Färbeschnecke fließen und leichter in einer großen Menge Harz dispergiert werden.

Allerdings hat diese Methode oft Nachteile.Schließlich ist der Zusammenhang zwischen Schmelzindex und Molekulargewicht zu keinem Zeitpunkt zu vernachlässigen.Letztendlich bestimmt das Molekulargewicht die Leistung des Harzes, und das Trägerharz mit hoher Schmelzflussrate lässt sich bei der Endverarbeitung möglicherweise nicht leicht verarbeiten.Dies führt zu einer Verschlechterung der Produktleistung, insbesondere der Einfärbung technischer Kunststoffe.Wenn Sie ein Trägerharz mit einem ähnlichen Molekulargewicht wie das zu färbende Harz wählen, können Sie eine entsprechende Menge Gleitmittel verwenden, um die Fließfähigkeit des gesamten Masterbatches zu verbessern, d. h. um den Schmelzindex des Masterbatches zu erhöhen;Andernfalls neigen Harze mit niedrigem Molekulargewicht zum Abbau.Darüber hinaus wird das Erscheinungsbild des Produkts erheblich beeinträchtigt.

Bei einigen farbigen Produkten ist es jedoch manchmal eindeutig erforderlich, dass dem Masterbatch keine Dispergiermittel zugesetzt werden dürfen.Zu diesem Zeitpunkt ist es umso wichtiger, ein geeignetes Trägerharz auszuwählen.

Hoch viskos

Eine hohe Harzviskosität und eine gute Fließfähigkeit können ein Widerspruch sein.Wenn jedoch die Schmelzviskosität des Trägerharzes hoch ist, ist auch die Scherviskosität des Systems hoch.Die vom geschmolzenen Harz auf die Pigmentpartikel übertragene Scherkraft ist größer, was sich positiv auf die Pigmentpartikel auswirkt.der Streuung.Daher erfordert die Vereinheitlichung von Widersprüchen eine umfassende Überlegung bei der Auswahl des Trägers.

Beispielsweise zeichnet sich die Molekülstruktur von herkömmlichem LLDPE durch eine lineare Hauptkette mit wenigen oder keinen langen Verzweigungen aus, enthält jedoch kurze Verzweigungen und das Fehlen langer Verzweigungen macht das Polymer kristalliner.Bei gleichem Molekulargewicht ist die Schmelzviskosität von LLDPE mit linearer Struktur höher als die von LDPE mit nichtlinearer Struktur.Bei gleicher Schmelzflussrate ist auch die Schmelzviskosität von LDPE deutlich niedriger als die von LLDPE.Daher ist es nicht verwunderlich, dass lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) mit hoher Schmelzflussrate für die Verwendung oder teilweise Verwendung als Träger für Polyolefin-Masterbatch ausgewählt wird.

Verarbeitbarkeit

Unter der sogenannten Verarbeitbarkeit versteht man die Erfüllung der Anforderungen des Produktionsprozesses.Viele praktische Erfahrungen und statistische Ergebnisse zeigen, dass die endgültigen Dispersionseigenschaften, die bei der Verwendung von pulverförmigem Harz für die Produktion erzielt werden, besser sind als bei der Verwendung von körnigem Harz.Ein offensichtlicher Unterschied besteht darin, dass das pulverförmige Harz aufgrund seiner geringen Partikelgröße den Schmelzprozess in der Anlage schnell abschließen kann, was bedeutet, dass die Pigmentpartikel relativ früh infiltriert werden und in den Benetzungs- und Dispergierprozess eintreten können.Gleichzeitig ist die Mischgleichmäßigkeit zwischen den Pulvern extrem hoch, was auch die Benetzungsgeschwindigkeit effektiv erhöht.

Um die Qualität von Masterbatches zu verbessern, müssen Masterbatch-Hersteller bei der Formulierung die morphologischen Unterschiede verschiedener Trägerharze berücksichtigen.Allerdings werden nicht alle auf dem Markt erhältlichen Harzprodukte in Pulverform angeboten.Gleichzeitig sollten Masterbatch-Hersteller ihre eigene Mahlausrüstung vorbereiten.Bei Bedarf kann das verwendete Harz ganz oder teilweise zu Pulver gemahlen werden, bevor es zur Masterbatch-Herstellung verwendet wird., um die Qualität der Produkte zu verbessern und sicherzustellen.

Anwendbarkeit

Anwendbarkeit bedeutet, dass der Träger die Produktionsanforderungen der Kunden und die Anforderungen des Produkts erfüllen muss, ohne die Oberflächen- und Innenqualität des Produkts zu beeinträchtigen.Wenn Masterbatch zum Einfärben von Kunststoffen verwendet wird, sollte die unsachgemäße Verwendung von Trägerstoffen die mechanischen Eigenschaften von Kunststoffprodukten nicht beeinträchtigen.Vermeiden Sie beispielsweise bei der Auswahl von Masterbatches für abbaubare Kunststoffprodukte die Verwendung von Masterbatches, die nicht abbaubare Materialien als Träger verwenden, um zu verhindern, dass sie die Bestimmung der Eigenschaften der abbaubaren Produkte beeinträchtigen.

Beispielsweise verwendet das PPR-Rohr-Masterbatch LLDPE als Trägerharz, das eine gute Kompatibilität mit PPR aufweist.Der hohe Schmelzindex von LLDPE bedeutet jedoch, dass das Molekulargewicht zu niedrig ist und dem Druck von heißem Wasser nicht standhalten kann;Das HDPE-Trägerharz weist zudem eine gute Verträglichkeit mit PPR auf.Die Hitzebeständigkeitszeit ist jedoch sehr kurz.

Auch Harze für spritzfreie Kunststoffe müssen dieses Problem berücksichtigen.Je transparenter das Harz ist, desto besser ist der Silbereffekt des Produkts.Beispielsweise ist die Wirkung von transparentem ABS bei gleichem Silberzusatz lebendiger als die von PP.Darüber hinaus müssen Träger und Material eine hohe Fließfähigkeit, geringe thermische Stabilität und einen geringen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen aufweisen.Eine zu hohe Schmelzviskosität wirkt sich nachteilig auf die Bewegung von Metallpigmenten aus und beeinträchtigt die Dispersion. Eine zu niedrige Schmelzviskosität führt zu schwachen Schereigenschaften., wird auch die Dispersion und Verteilung des Pigments schlechter.

Alles in allem ist es bei der Gestaltung der Masterbatch-Formel notwendig, die Leistung des Zielmatrixharzes vollständig zu berücksichtigen und ein geeignetes Trägerharz auszuwählen.Masterbatch-Hersteller können unterschiedliche Masterbatch-Trägerformeln entwerfen, je nachdem, ob der Produktverarbeitungsprozess Spritzguss oder Extrusion ist, der Fluss des Matrixharzes, die endgültigen Verwendungsbedingungen des Produkts usw.

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