Суперконцентраты красителей для полимеров

Суперконцентраты (мастербатч от англ. masterbatch) – инновационные продукты, ставшие настоящим прорывом в сфере переработки полимеров. Представлены преимущественно в форме гранулята, что позволяет качественно смешивать краситель с основным полимером, а также удобно дозировать продукт.

Пигменты в мастербатче уже предварительно распределены по полимерной матрице гранулята, что обуславливает их равномерное распределение по всему объему полимера. Этот способ окрашивания наиболее технологичный и наименее трудоемкий по сравнению с использованием жидких и порошкообразных пигментов, а также красителей.

Как окрашивают полимеры

У пластмассовых изделий только два базовых оттенка: белый и серый. Все остальные цвета получены путем добавления красителей на этапе производства. Существует два основных метода окрашивания полимеров: 

• Окрашивание в массе — это процесс, при котором вводится краситель или пигмент в чистом виде в сырой материал до его формования в изделие. Этот метод позволяет получить равномерную окраску изделия, а также защитить его от выцветания и стирания.

  Окрашивание в массе широко применяется при производстве полимерных изделий, таких как пластиковые бутылки, корпуса электроники, автомобильные детали и т.д. Следует отметить, что использование красителей, а также пигментов в чистом виде, никогда не позволит добиться равномерного окрашивания материала.

• Добавление концентрата — это метод, при котором краситель или пигмент добавляется в виде концентрированного раствора в готовый полимерный материал. Концентраты обычно содержат от 15% до 50% красителя или пигмента, а также различные добавки, которые помогают равномерно распределить краситель в материале.

  Этот метод позволяет быстро и легко изменить цвет изделия без необходимости изменения самого материала. Добавление концентрата также позволяет создавать декоративные эффекты, такие как мраморирование или градиентная окраска.

У каждого метода есть как свои преимущества, так и недостатки. Выбор способа окрашивания зависит от конкретной ситуации и требований к изделию.

Что такое суперконцентраты красителей

Это высококонцентрированные формы красителей, которые используются для окрашивания полимерных материалов. Они представляют собой смеси красителей (колорантов) или пигментов с носителями (основой). Содержат высокую концентрацию красящих веществ. У суперконцентратов обычно концентрация красителей составляет от 30% до 70%.

Состав

Состав суперконцентрата красителей может меняться в зависимости от производителя, конкретного типа красителя. Однако обычно включает следующие компоненты:

• Красители или пигменты. Основной активный компонент, который придает окрашенному материалу желаемый цвет. Бывает органическим и неорганическим.
• Полимер-носитель. Вещества, использующиеся для распределения красителей в суперконцентрате. Это облегчает их дозировку, смешивание с полимерными материалами.
• Другие добавки. Иногда супер-концентраты красителей для полимеров могут содержать дополнительные добавки для достижения определенных свойств. Это улучшение дисперсии, устойчивость к высоким температурам, улучшение светостойкости.

Какие бывают суперконцентраты

Рассмотрим основные виды мастербатчей:

Суперконцентраты для полипропилена

Разработаны специально для окрашивания полипропилена (ПП) – одного из наиболее распространенных полимеров. Состав может включать:

• Красители. Это органические красители, неорганические пигменты или комбинированные, дающие желаемый цветовой эффект.
• Носители. Это органические или неорганические соединения, которые помогают растворить красители, равномерно распределить их в матрице полипропилена.
• Антиоксиданты, стабилизаторы. Их добавление помогает предотвратить разрушение красителей под воздействием тепла, ультрафиолетового излучения.
• Диспергаторы. Обеспечивают равномерное распределение красителей в матрице полипропилена, предотвращают их оседание или агрегирование.
• Другие добавки. Это антистатики, антиадгезивы, антискользящие вещества, другие вспомогательные компоненты.

Суперконцентраты данного типа производятся в разных формах – гранулах, порошках, жидкостях. Могут смешиваться с основным полипропиленовым сырьем, а также добавлены непосредственно в процессе экструзии или литья полипропилена.

Суперконцентраты для ПЭТ и ПВХ

Могут содержать следующие компоненты:

• Красители. Как и в случае с ПП, суперконцентраты для ПЭТ могут содержать разные органические и неорганические красители, обеспечивающие желаемый цвет.
• Носители. Это специальные соединения, помогающие растворять красители. Они обеспечивают их равномерное распределение в матрице ПЭТ.
• Диспергаторы. Обеспечивают равномерное распределение красителей в матрице, предотвращают их оседание или агрегирование.
• Антиоксиданты, стабилизаторы. Защищают красители от разрушения под воздействием тепла, УФ-лучей.

У суперконцентратов красителей для ПВХ схожий состав с предназначенными для ПЭТ. Преимущества:

• высокая степень дисперсии красителей;
• улучшенная стабильность цвета;
• снижение трат на красители при окрашивании.

Реализуются в разных формах – в виде гранул, порошков, жидкостей. Могут добавляться при производстве ПЭТ или ПВХ – при экструзии или литье. Обеспечивают равномерное окрашивание пластика, получение нужного оттенка.

Суперконцентраты для полиамида

Суперконцентраты используются для окрашивания полиамидов: полиамида 6 (ПА6), полиамида 66 (ПА66) и др. Состав может включать следующие компоненты:

• Красители. Содержат органические и неорганические красители.
• Носители. Это специальные органические соединения или смолы, помогающие растворять красители. Обеспечивают их равномерное распределение в матрице полиамида.
• Диспергаторы. Обеспечивают равномерное распределение красителей в матрице, предотвращают их оседание или агрегирование.
• Антиоксиданты, стабилизаторы. Защищают красители от разрушения под воздействием внешних факторов – высоких температур, ультрафиолетового излучения. Обеспечивают стабильность цвета на полиамидной матрице.

Добавление суперконцентратов данного типа дает следующие преимущества:

• высокая степень дисперсии красителей;
• улучшенная стабильность цвета;
• возможность снижения затрат на красители;
• возможность получения ярких и насыщенных цветов.

Как производят суперконцентраты

Производство суперконцентратов состоит из нескольких этапов:

1. Подготовка компонентов. Красители, носители, диспергаторы и другие компоненты подготавливаются в соответствии с рецептурой.
2. Смешивание. Подготовленные компоненты смешиваются в специальных смесительных установках или барабанах. Смешивание выполняется внимательно, чтобы обеспечить равномерное распределение компонентов, получить желаемый состав.
3. Диспергирование. Смешанная масса подвергается процессу диспергирования. Осуществляется с использованием высокоэффективных диспергаторов или высокоэнергетических мельниц. Диспергирование обеспечивает максимальную дисперсию красителей в носителе, предотвращает их агрегирование или оседание.
4. Фильтрация. Диспергированная масса подвергается фильтрации, чтобы удалить нежелательные твердые частицы или другие примеси. Фильтрация проводится с использованием специальных фильтров, которые бывают разных типов – пластинчатыми или в виде центрифуги.
5. Сушка. Отфильтрованная масса подвергается сушке, чтобы удалить оставшуюся влагу. Сушка проводится в сушильных камерах или сушильных барабанах при определенных температурах, а также времени.
6. Упаковка. Суперконцентрат после сушки упаковывается в контейнеры или мешки, после чего обязательно маркируется. Это обеспечивает сохранность и идентификацию.

Наша компания производит, а также поставляет добавки для производства суперконцентратов высокого качества. В качестве добавок используются стеараты цинка и кальция с определенными характеристиками.

Что влияет на качество суперконцентрата

Качество мастербатчей влияет на свойства и характеристики полимеров, в которые они вводятся. Рассмотрим аспекты, которые влияют на качество самого продукта, а значит, на полимерные материалы:

• Содержание функциональных добавок. Качество и концентрация красящих веществ, наполнителей, а также стабилизаторов влияют на их равномерное распределение в полимерной матрице, а значит на цвет, светостойкость, стабильность, другие свойства конечного полимерного материала.
• Дисперсия, размер частиц. Равномерное распределение функциональных добавок в полимерной матрице зависит от дисперсии и размера частиц суперконцентрата. Хорошая дисперсия и малый размер частиц обеспечивают более равномерное окрашивание, улучшенные механические свойства, другие желаемые характеристики материала.
• Совместимость с полимерами. Суперконцентраты должны быть совместимы с полимерами, в которые вводятся. Это обеспечит хорошую дисперсию, стабильность в полимерной матрице. Несовместимость приводит к образованию агломератов, дефектов, нежелательным эффектам, влияющим на свойства полимера.
• Чистота, стабильность. Качество суперконцентрата влияет на его стабильность, чистоту. Наличие примесей, агломератов или нерастворенных частиц может отрицательно сказываться на его равномерном распределении в полимерной матрице, свойствах конечного продукта.
• Особые требования. У некоторых полимерных материалов могут быть особые требования к суперконцентратам. Это требования к термической стабильности, совместимость с определенными полимерами, требования к токсичности, экологической безопасности. Качество красителя для полимеров должно соответствовать этим требованиям, чтобы обеспечить желаемые свойства, характеристики конечного продукта.

Плохое качество суперконцентрата может приводить к нежелательным эффектам. Это:

• неоднородное окрашивание;
• снижение механической прочности;
• неправильные свойства термической стабильности;
• изменение других свойств.

Для обеспечения высокого качества красящего компонента рекомендуется тщательно выбирать поставщиков, проверять сертификаты соответствия, проводить лабораторные испытания, контроль качества в процессе производства добавок мастербатчей. Также важно следовать рекомендациям по использованию продукта, указанным производителем, соблюдать оптимальные условия хранения, транспортировки.

Как оценить качество цветного суперконцентрата красителей для полимеров

Оценка качества может выполняться разными методами:

• Визуальная оценка. Вид продукта – один из показателей его качества. У него должен быть однородный цвет, без видимых загрязнений или дефектов.
• Измерение содержания красящего вещества. Можно использовать аналитические методы – спектрофотометрию для измерения содержания красящего вещества. Это позволит оценить точность его дозировки, равномерное распределение в продукте.
• Физико-химические свойства. Можно оценить физико-химические свойства – температурную стабильность, растворимость, термическую стабильность, диспергирование. Методы, используемые при этом, – термогравиметрический анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия.
• Оценка цветовых характеристик. Можно измерять цветовые характеристики с использованием спектрофотометрии или колориметрии. Это позволит оценить стабильность цвета, цветовые координаты, яркость, насыщенность.
• Технологическая пригодность. Можно оценить технологическую пригодность при использовании продукта в производстве конечных изделий – при пробных формовках, литье или экструзии.
• Сравнение с эталоном. Можно сравнивать суперконцентрат с эталоном или референсным образцом. Сравнение позволит оценить отклонения в качестве – цветовую согласованность, яркость, насыщенность, диспергирование.
• Тестирование стабильности. Можно провести тесты стабильности, подвергая продукт воздействию разных условий – теплового воздействия, воздействия света или окислительных сред. Оценить его стабильность во времени.
• Тестирование на соответствие стандартам. Можно проверить соответствие определенным стандартам или спецификациям, установленным в отрасли, или внутренним стандартам компании. Включает проверку наличия определенных ингредиентов, контроль допустимых пределов содержания тяжелых металлов или других вредных веществ, требования в части цветовых характеристик.
• Изучение отзывов клиентов. Отзывы клиентов, использующих продукт в своем производстве, также позволяют получить информацию о качестве продукта. Можно получить сведения о производительности, стабильности цвета, удовлетворенности клиентов, других аспектах использования, которые могут дать информацию о качестве.

Оценка качества цветного суперконцентрата – комплексный процесс, включающий несколько параметров, методов. Конечный выбор метода оценки будет зависеть от требований и ожиданий производителя или потребителя, конкретных характеристик продукта, его предполагаемого использования.

Применение суперконцентратов красителей для полимеров

Мастербатчи используются в областях, где требуется окрашивание полимерных материалов. Прежде всего, это пластиковая промышленность. Используются при окрашивании разных полимерных материалов: полиэтилена, полипропилена, ПЭТ (полиэтилентерефталата), ПВХ (поливинилхлорида), полиамидов. Подходят для производства пленок, труб, профилей, элементов для упаковки, автомобильных деталей, бытовой техники, мебели, других пластиковых элементов.

Также применяется в текстильной промышленности для окрашивания текстильных волокон: полиэфирных, полиамидных, акриловых, др. Позволяет придать необходимый цвет различным текстильным изделиям – одежде, мебельной обивке, коврам.

Кроме того, продукт востребован в сфере производства упаковочных материалов. Используется для окрашивания пленок, пакетов, контейнеров, других упаковочных изделий.

Применяется для придания цвета автомобильным деталям, в числе которых внутренние и внешние элементы салона, панели приборов, наружных кузовных деталей. А в строительной отрасли используется для окрашивания стройматериалов: окон, дверей, профилей, труб, сайдинга, панелей, облицовочных материалов. Также применяются в других отраслях – электронике, производстве игрушек, спортивных товаров, медицинских изделий, других продуктов.

Преимущества применения мастербатчей в том, что это готовый к использованию материал, в котором краситель или пигмент уже равномерно распределены в полимере. Мастербатчи производятся в специальных условиях, содержат высокую концентрацию красителей и пигментов, что делает их использование более эффективным и экономичным, чем обычных концентратов.

Использование мастербатчей позволяет сократить время производства и уменьшить вероятность ошибок, связанных с неправильным дозированием красителей. Однако применение суперконцентратов может быть нецелесообразно для небольших объемов производства или для изготовления изделий разных цветов, так как для каждого цвета требуется свой мастербатч.

Таким образом, использование мастербатчей более эффективно в случае крупносерийного производства. В остальных случаях, использование концентратов может быть более удобным и экономичным решением.

У компании Химстаб вы можете купить стеарат кальция , для заказа свяжитесь с сотрудниками нашей компании по номеру: +7 (495) 789 86 77. Также можно отправить запрос на e-mail нашей компании: info@himstab.ru. На цену влияет объем приобретаемой партии продукции. Обращайтесь, мы гарантируем качество наших материалов.