Masterbatch-Herstellungsprozess: Wie wird es gemacht?

Masterbatch ist eine Schlüsselzutat bei der Herstellung von Kunststoffprodukten. Der Prozess der Masterbatch-Herstellung ist komplex, wobei jeder Schritt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung von Farbe, Funktionalität und Eigenschaften spielt. In diesem Artikel führt Sie Granuwel durch den Masterbatch-Herstellungsprozess und die für die Masterbatch-Herstellung verwendete Ausrüstung.

Was ist Masterbatch?

Was ist Farbmasterbatch? Es handelt sich im Wesentlichen um ein körniges Material, das aus einer Mischung verschiedener Basisharze, Füllstoffe, Additive und einer kleinen Menge Trägerharz hergestellt wird. Die Konzentration im Farbmasterbatch ist normalerweise hoch, und während des Formextrusionsprozesses (einschließlich Extrusion und Spritzguss) muss nur ein kleiner Anteil des Masterbatches der Spritzgussmaschine hinzugefügt werden. Dieses Verfahren wird bei der Kunststoffherstellung verwendet und macht den Vorgang einfacher, umweltfreundlicher und bequemer.

Basisharz: Basisharz bezieht sich auf die Art des im Masterbatch verwendeten Harzes. Dabei handelt es sich normalerweise um dieselbe Art von Harz oder zwei vollständig mischbare Kunststoffe wie beim zu färbenden Kunststoffsubstrat. Wenn das zu färbende Kunststoffsubstrat beispielsweise Polyethylen (PE) ist, sollte das Basisharz des Masterbatches ebenfalls Polyethylen sein.

Trägerharz: Trägerharz dient als Matrix des Masterbatches. Seine Hauptfunktion besteht darin, Pigmente und Additive zu transportieren und sicherzustellen, dass sie gleichmäßig in Kunststoffprodukten verteilt sind. Die Wahl eines geeigneten Trägerharzes wirkt sich direkt auf die Dispergierbarkeit, Stabilität, Witterungsbeständigkeit und andere Eigenschaften des Masterbatches aus.

Füllstoff: Füllstoffe werden verwendet, um die physikalischen Eigenschaften von Masterbatches zu verbessern, wie etwa Hitzebeständigkeit, Steifigkeit, Härte, Dimensionsstabilität, Verschleißfestigkeit und Flammschutz. Übliche Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Wollastonit, Kaolin, Talk und Bariumsulfat.

Farbmasterbatchpigmente: Pigmente können in organische und anorganische Typen unterteilt werden. Häufig verwendete organische Pigmente sind Phthalocyaninrot, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün usw., während anorganische Pigmente Cadmiumrot, Cadmiumgelb, Titandioxid, Ruß, Eisenoxidrot, Eisenoxidgelb usw. sind. Diese Pigmente spielen in Farbmasterbatches eine entscheidende Rolle, da sie die grundlegende Farbbasis für die Masterbatches bilden.

Additive: Additive verbessern die Leistung und Verarbeitungseigenschaften des Masterbatches, unter anderem durch aufhellende, antibakterielle, antistatische und antioxidative Eigenschaften. Diese Additive können die Gesamtqualität und Anwendungswirkung des Masterbatches verbessern.

Die wichtigsten Schritte sind Messen, Mischen, Schmelzen, Extrudieren und Pelletieren.

Das Endprodukt, Masterbatch genannt, enthält eine zehnmal höhere Konzentration an Additiven oder Füllstoffen im Vergleich zu den endgültigen Kunststoffprodukten.

Der Herstellungsprozess von Masterbatch: Wie wird es hergestellt?

Der Produktionsprozess von Masterbatch kann in mehrere Hauptphasen unterteilt werden, von denen jede ihre eigenen Schlüsselschritte und Betriebspunkte hat. Im Folgenden finden Sie einen detaillierten Produktionsprozess:

Rohstoffverarbeitung:

Nachdem die Rohstoffe beim Hersteller eingetroffen sind, handelt es sich bei den für Masterbatches verwendeten Materialien im Allgemeinen um körnige Neumaterialien, und die Rohstoffe müssen trocken und sauber sein. Nur wenige Materialien können aufgrund ihrer Besonderheit blattförmig sein. Zum Beispiel PET-Chips.

Vormischung:

Wiegen Sie die Zusatzstoffe wie Farbpulver, Trägerharz, Schmiermittel, Dispergiermittel usw. entsprechend den Prozessanforderungen ab. Je höher die Genauigkeit, desto besser.

Die abgewogenen Additive werden der Reihe nach gemäß Prozessablauf in den Hochmischer zur Vormischung gegeben.

Schmelzextrusion:

Die vorgemischten Materialien werden dann zum Schmelzen und Extrudieren in den Extruder geleitet, ein entscheidender Schritt bei der Bildung des Masterbatches. Durch hohe Temperaturen und Druck wird die Mischung geschmolzen und in Streifen extrudiert.

Das extrudierte Material muss gekühlt und pelletiert werden, um gleichmäßige Pellets zu bilden.

Granulation:

Das abgekühlte Material wird dann im Granulator weiterverarbeitet, um das endgültige Masterbatch-Produkt herzustellen.

Während des Granulierungsprozesses müssen Temperatur und Zeit streng kontrolliert werden, um die Qualität und Stabilität der Pellets sicherzustellen.

Siebung und Verpackung:

Abschließend werden die Partikel gesiebt, um alle ungeeigneten Partikel auszusortieren und so die Produktqualität sicherzustellen.

Die qualifizierten Partikel werden nach der Siebung zur einfachen Lagerung und zum Transport verpackt.

Durch die oben genannten Schritte ist der Produktionsprozess des Masterbatches von der Rohstoffverarbeitung bis zur endgültigen Verpackung von entscheidender Bedeutung, und jeder Schritt wirkt sich direkt auf die Qualität und Leistung des Masterbatches aus.

Hauptausrüstung im Masterbatch-Herstellungsprozess

Die bei der Herstellung von Masterbatches verwendete Ausrüstung ist entscheidend für die Konsistenz und Qualität des Endprodukts. Hier ist eine Übersicht über die wichtigsten Geräte:

Mischer/Mixer: Diese Maschinen sind unerlässlich, um Grundharz, Pigmente und Trägerharz zu einer gleichmäßigen Mischung zu vermischen. Sie sorgen dafür, dass Pigmente und Additive gleichmäßig verteilt werden.

Extruder: Extruder werden zum Schmelzen und Verarbeiten der gemischten Harzverbindungen verwendet. Sie wandeln die gemischten Materialien in eine gleichmäßige, hochwertige geschmolzene Form um, die zur Granulierung bereit ist. Basierend auf verschiedenen Prozessanforderungen können Extruder in Einschneckenextruder, gleichlaufende parallele Doppelschneckenextruder, gleichlaufende parallele Dreifachschneckenextruder und Zweistufenextruder eingeteilt werden. Einschneckenextruder werden hauptsächlich zur Herstellung von Masterbatches mit einer Funktion verwendet und eignen sich zur Herstellung von Masterbatches mit schwacher Scherung. Gleichlaufende parallele Doppelschneckenextruder können zur Herstellung der meisten Kunststoff-Masterbatches verwendet werden. Sie sind einfach zu bedienen, leicht zu reinigen und können eine Mehrzweckfunktion der Maschine erreichen. Dreischneckenextruder werden hauptsächlich zur Herstellung von Masterbatches mit hohem Füllstoffgehalt sowie von schwarzen und weißen Masterbatches verwendet. Ihr Vorteil ist die hohe Ausbeute, da die Mischwirkung von Dreischneckenextrudern besser ist. Daher bieten sie einzigartige Vorteile für schwer zu dispergierendes Ruß oder Titandioxid. Zweistufenmaschinen werden hauptsächlich zur Herstellung von PVC-Masterbatches verwendet.

Granuliergerät: Dieses Gerät formt die geschmolzene Harzmischung zu gleichmäßigen Granulaten oder Pellets. Dieser Schritt ist für die Handhabung, Lagerung und Weiterverarbeitung des Masterbatches von entscheidender Bedeutung.

Instrumente zur Qualitätskontrolle: Verschiedene Instrumente wie Spektralphotometer, Rheometer und andere Prüfgeräte sind für die Qualitätskontrolle während des Herstellungsprozesses unverzichtbar. Sie tragen dazu bei, sicherzustellen, dass das Masterbatch die erforderlichen Spezifikationen und Leistungsstandards erfüllt.

Durch sorgfältige Auswahl der richtigen Zutaten und Verwendung der geeigneten Ausrüstung können Masterbatch-Hersteller Produkte herstellen, die den Anforderungen verschiedener Branchen und Anwendungen gerecht werden. Die komplexe Interaktion zwischen Zutaten und Ausrüstung ist der Schlüssel zur Herstellung von Masterbatch mit gleichbleibender Qualität und maßgeschneiderter Leistung.

Die entscheidende Rolle von Extrudern bei der Masterbatch-Produktion

Extruder spielen bei der Masterbatch-Herstellung eine entscheidende Rolle, was sich vor allem in den folgenden Aspekten widerspiegelt:

Schmelzen und Mischen von Rohstoffen:

Der Extruder wandelt festen Kunststoff durch Erhitzen und Scheren in eine gleichmäßige Schmelze um und vermischt ihn dabei vollständig. Dieser Schritt ist der Schlüssel zur Gewährleistung der Einheitlichkeit der Farbe und Qualität des Masterbatches.

Effizienz und Präzision:

Doppelschneckenextruder zeichnen sich durch Effizienz und Präzision aus, was die Produktionskapazität steigern und die Einheitlichkeit und Qualität des Masterbatches sicherstellen kann. Das fortschrittliche Steuerungssystem ermöglicht eine präzise Steuerung von Parametern wie Temperatur, Druck und Drehzahl, um die Produktqualität sicherzustellen.

Verbesserung der Verträglichkeit von Farbstoffen und Harzen:

Während des Extrusionsprozesses tragen hohe Temperaturen und Scherkräfte dazu bei, die Kompatibilität zwischen Farbstoffen und Kunststoffen zu verbessern und die Stabilität und Gleichmäßigkeit von Masterbatches zu steigern.

Anwendung mehrerer Prozessabläufe:

Zu den Verfahren zur Masterbatch-Herstellung zählen das Tintenverfahren, das Spülverfahren, das Knetverfahren und das Metallseifenverfahren, die alle den Einsatz unterschiedlicher Extrudertypen erfordern, beispielsweise Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder.

Anlagenkonzeption und -optimierung:

Um den besonderen Anforderungen der Masterbatch-Produktion gerecht zu werden, wurde auch das Design des Extruders optimiert. Beispielsweise sind die Extruder der Granuwel GTE-35B&D-Serie für Masterbatch-Anwendungen konzipiert und zeichnen sich durch gute Mischleistung und einen leicht zu reinigenden Betriebsmodus aus.

Produktionseffizienz und Flexibilität:

Doppelschneckenextruder eignen sich nicht nur für die Produktion im großen Maßstab, sondern können auch schnell Rezepturen ändern, um den Anforderungen kleiner Proben und der Massenproduktion gerecht zu werden. Aufgrund ihrer hervorragenden Leistung und des flexiblen Prozesses sind sie die ideale Wahl für die Masterbatch-Produktion.

Umweltverträglichkeit und Bedienkomfort:

Durch die Temperaturregelung und das Gerätedesign während der Extrusion (z. B. Schnellverschluss-Verschlusskästen) wird nicht nur die Entstehung organischer Abgase und Lärm verringert, sondern auch der Bedienkomfort und die Lebensdauer des Gerätes verbessert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Extruder bei der Masterbatch-Herstellung eine zentrale Rolle spielen. Vom Schmelzen und Mischen der Rohstoffe bis hin zur Formgebung des Endprodukts ist jeder Schritt untrennbar mit dem effizienten Betrieb und der präzisen Steuerung des Extruders verbunden. Daher sind die Auswahl eines geeigneten Extruders und die Optimierung seiner Konfiguration wichtige Faktoren, um die Qualität und Produktionseffizienz von Masterbatch-Produkten sicherzustellen.

Hersteller und Fabrik von Extrusionsmaschinen – Granuwel

Granuwel, ein professioneller Extruderhersteller und -hersteller, bietet hochwertige Laborextruder, Doppelschneckenextruder, Einschneckenextruder, Dreischneckenextruder und zweistufige Extruder. Kontaktieren Sie uns, wenn Sie Probleme im Masterbatch-Herstellungsprozess haben, wir helfen Ihnen gerne weiter.