Как правило, пластмассовые изделия имеют только два основных оттенка: белый и серый. Все остальные цвета получены путем добавления специальных красителей еще на этапе производства пластиковых изделий.
А теперь представьте, что на тот момент, когда красители еще не были произведены, но пластик уже прочно входил в строительную сферу и начинал завоевывать свою популярность, все окружающее выглядело достаточно тускло, переливаясь лишь двумя цветами и отнюдь не радужных оттенков.
Цветовое решение всего окружающего и создание яркого настроения находится в руках тех, кто занимается производством мастербатчей. Но что представляет собой этот, известный широкой аудитории, продукт?
Коротко о мастербатче
masterbatch, в переводе с английского, обозначает суперконцентрат. Это общепринятое обозначение красящих концентратов, полимерных добавок, пигментов, которые широко используются в производстве пластмассовых изделий, придавая им необходимый цвет. Мастербатч для полимеров имеет широкий выбор цветовой гаммы, как основных цветов радуги, так и промежуточных оттенков, позволяющие играть цветом на свое усмотрение.
Что же представляет собой мастербатч?
Это красители, способные, растворяясь, придавать определенный цвет полипропиленовым изделиям. Они имеют органическое происхождение.
Но есть также неорганические соединения, которые являются нерастворимыми и объединены в группу пигментов.
Несмотря на такую классификацию, суперконцентраты представляют собой сочетание красящих пигментов и связующего вещества, именуемой матрицей. В этом свойстве могут выступать такие материалы, как:
- полеолефины;
- парафиновая основа;
- восковые компоненты;
- полистирол;
- смолы эпоксидные;
- некоторые виды пластификаторов имеют формы пасты;
- латексная основа;
- стеорокс.
- Некоторые основы позволяют ввести красящий элемент путем перетирания его со связующим веществом.
Также суперконцентраты можно получать в виде пигментной эмульсии. Для ее производства используют поливинилацетат, полиуретан, полистирол. В данном случае используют миксеры или лопастные смесители.
Наиболее востребованы растворы мастербатчей, которые производят на основе полиолефинов. Связано это с популярностью данного материала.
Классификация суперконцентратов
Группа специальных веществ также относится к суперконцентратам. Сюда можно отнести:
- Стабилизаторы света отвечают за длительность сохранения света, механическую прочность, стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей.
- Антистатики или алкиламины устраняют статический эффект.
- Антиоксиданты препятствуют термоокислительным реакциям на протяжении всего процесса обработки и переработки, замедляют деструкцию полиэтилена в процессе хранения или эксплуатации изделий.
- Антипирены препятствуют возгоранию полимеров: сульфат аммония, а также бромиды или хлориды.
- Противогрибковые вещества препятствуют образованию грибковых колоний.
- Антислипы обеспечивают шероховатость поверхности. Получили применение в производстве тары, пленки.
- Противоскользящие средства рекомендованы к применению для внутренней смазки. Снижают показатель вязкости, а также повышают производительность при экструзии.
- Отсутствие слипания изделий между собой обеспечивают, входящие в состав массы, антиблоки. Это свойство имеет значение при производстве полиэтиленовой пленки. Этого результата можно добиться добавлением кремниевой кислоты. Такими же свойствами обладают амидные воски.
- Светопропускные свойства обеспечиваются нуклеатами в составе пропиленов. Обеспечивают мелкозернистую структуру, что сокращает временные затраты на кристаллизацию. Используются в производстве полипропиленов. Нуклеатами могут выступать органические вещества, способные поглощать ультрафиолетовое излучение.
- Вспенивающие агенты обеспечивают рыхлую структуру.
- Форма выпуска суперконцентратов
Мы уже разобрались, что мастербатч имеет несколько форм выпуска, что позволяет подобрать для своего производства наиболее удобную:
- порошкообразная;
- гранулированная;
- пастообразная;
- раствор.
Из представленных форм краски на основе полиэтилена нужно отметить, что порошкообразная форма имеет ряд недостатков, по сравнению с остальными консистенциями красителя:
- неудовлетворительные показатели оптических свойств;
- ухудшение механических показателей готового изделия;
- повышенный расход красящего пигмента;
- сложности в обеспечении перехода из одного цвета в другой.
Связаны эти недостатки с тем, что частицы порошка слипаются между собой, что не позволяет добиться равномерности распределения красителя в массе, что оказывает влияние на качество конечного изделия.
Здесь нужно отметить, что в зависимости от сферы использования пластмассовых изделий, должны быть соответствующие сертификаты, как на конечное изделие, так и на красящие компоненты, позволяющие использовать их в пищевой или медицинской промышленности.
Цветовая гамма
Из основных оттенков, пользующихся спросом, можно выделить:
- Черный мастербатч, в производстве которого используется сажа. Чем выше % содержания ее в красителе, тем меньше последнего необходимо для придания нужного оттенка полимерным материалам.
- Белый суперконцентрат производят с использованием диоксида титана. Этот компонент обеспечивает равномерность окрашивания, что позволяет получить белый пластик высокого качества.
- Цветные мастербатчи производят с добавлением красящих пигментов, применяемых для окрашивания полимеров и полиэтиленовых пленок.
Нужно подчеркнуть, что для придания необходимого оттенка суперконцентратам используют красящие пигменты органического и неорганического происхождения. Последние представлены диоксидом титана, сажей, карбонатом кальция, хромовыми пигментами. Они отличаются стойкостью к атмосферным явлениям, изменениям температурного режима, обладают миграционной стойкостью.
Среди органических можно выделить пигменты молекулярно-кристаллической структуры: фталоциановые, трифенилметановые, полициклические, азопигменты. Имеют широкую цветовую гамму, но несколько уступают по физическим показателям классу неорганических пигментов.
Однотонные мастербатчи производят методом одностадийной обработки. Создание цветных суперконцентратов возможно методом многостадийной технологии.
Использование флеков и флиттеров позволяет проводить окрас под горные породы: мрамор, гранит. Метод подразумевает нанесение вкраплений чешуйками, точками, полимерными нитями или волокнами еще на стадии окрашивания полиэтиленовых изделий.
Также, на сегодняшний день, набирают популярность мастербатчи, позволяющие придать спецэффекты пропиленовым изделиям. В этой серии нужно отметить красители перламутровых оттенков, опалесцирующие, фосфоресцирующие,флуоресцентные, радужные тона. Их применяют для достижения определенного эффекта в создании рекламных проектов, производстве дорожных знаков, отличительной спецодежды, игрушек и т. д. То есть их предназначение – обеспечение необходимого визуального эффекта.
Способы переработки мастербатчей
Имеет значение метод переработки суперконцентратов. Известно 4 типа:
- экструзия – это метод продавливания вязкого материала или пасты через формующее отверстие;
- литье – это заполнение формы или полости материалом жидкой консистенции, которая впоследствии приобретает необходимую твердость;
- формование методом раздува;
- вакуумное формирование.
Процесс окрашивания
Придание определенного цвета, формы, фактуры полимерным изделиям происходит на этапе производства. Можно воспользоваться уже готовыми красителями, а можно организовать собственное производство мастербатчей наряду с полиэтиленовой продукцией, объединив тем самым все этапы производства под одной крышей.
Процесс окрашивания, как правило, происходит на этапе массы, когда она находится в расплавленном состоянии. Это позволяет обеспечить равномерное распределение красящих пигментов, получив в итоге равномерно насыщенный цвет.
Преимущества данной технологии окрашивания:
- сокращение этапов технологической обработки;
- длительный срок эксплуатации окрашенных изделий;
- недостатки адгезии и механические повреждения не оказывают влияния на качество окрашивания;
- окрашивание полимеров в массе устойчиво к выгоранию.
Область применения
Благодаря быстрым темпам производства мастербатчей, высокому качеству продукции они получили применение во многих областях экономики и промышленности.
Применение суперконцентратов, добавок для полимеров возможно при производстве:
- полипропиленовых нитей;
- труб;
- медицинских изделий;
- однослойных и многослойных пленок;
- изоляции из полиэтилена и ПВХ;
- полимерных листов;
- пластиковой тары;
- деталей технического назначения;
- садово-дачной мебели;
- товаров народного потребления в широком ассортименте.