Masterbatch-productieproces: hoe wordt het gemaakt?

Masterbatch is een belangrijk ingrediënt bij de productie van kunststofproducten. Het proces van het bereiden van masterbatch is complex, waarbij elke stap een cruciale rol speelt bij het bepalen van de kleur, functionaliteit en kenmerken. In dit artikel neemt Granuwel u mee door het masterbatchproductieproces en de apparatuur die wordt gebruikt voor masterbatchproductie.

Wat is masterbatch?

Wat is kleurmasterbatch? Het is in wezen een korrelig materiaal gemaakt van een mengsel van verschillende basisharsen, vulstoffen, additieven en een kleine hoeveelheid dragerhars. De concentratie in de kleurmasterbatch is meestal hoog en slechts een klein deel van de masterbatch hoeft te worden toegevoegd aan de spuitgietmachine tijdens het extrusieproces (inclusief extrusie en spuitgieten). Dit proces wordt gebruikt bij de productie van kunststof, waardoor de bewerking eenvoudiger, milieuvriendelijker en handiger wordt.

Basishars: Basishars verwijst naar het type hars dat wordt gebruikt in de masterbatch, wat meestal hetzelfde type hars is, of twee volledig mengbare kunststoffen, als het plastic substraat dat moet worden gekleurd. Als het plastic substraat dat moet worden gekleurd bijvoorbeeld polyethyleen (PE) is, moet de basishars van de masterbatch ook polyethyleen zijn.

Dragerhars: Dragerhars dient als matrix van de masterbatch, met als primaire functie het dragen van pigmenten en additieven, om ervoor te zorgen dat ze gelijkmatig worden verspreid in kunststofproducten. Het kiezen van een geschikte dragerhars heeft direct invloed op de dispergeerbaarheid, stabiliteit, weersbestendigheid en andere eigenschappen van de masterbatch.

Vulstof: Vulstoffen worden gebruikt om de fysieke eigenschappen van masterbatch te verbeteren, zoals hittebestendigheid, stijfheid, hardheid, dimensionale stabiliteit, slijtvastheid en vlamvertraging. Veelvoorkomende vulstoffen zijn calciumcarbonaat, wollastoniet, kaolien, talk en bariumsulfaat.

Kleur masterbatch pigmenten: Pigmenten kunnen worden onderverdeeld in organische en anorganische typen. Veelgebruikte organische pigmenten zijn onder andere ftalocyanine rood, ftalocyanine blauw, ftalocyanine groen, etc., terwijl anorganische pigmenten cadmium rood, cadmium geel, titaandioxide, koolstofzwart, ijzeroxide rood, ijzeroxide geel, etc. omvatten. Deze pigmenten spelen een cruciale rol in kleur masterbatches en vormen de basiskleurfundering voor de masterbatches.

Additieven: Additieven verbeteren de prestatie- en verwerkingseigenschappen van de masterbatch, waaronder glansverhogende, antibacteriële, antistatische en antioxiderende eigenschappen. Deze additieven kunnen de algehele kwaliteit en het toepassingseffect van de masterbatch verbeteren.

De belangrijkste stappen zijn meten, mengen, smelten, extruderen en pelletiseren.

Het eindproduct, masterbatch genoemd, bevat een tien keer hogere concentratie additieven of vulstoffen vergeleken met de uiteindelijke kunststofproducten.

Het productieproces van masterbatch: hoe wordt het gemaakt?

Het productieproces van masterbatch kan worden onderverdeeld in verschillende hoofdfasen, die elk hun eigen sleutelstappen en operationele punten hebben. Hieronder volgt een gedetailleerd productieproces:

Grondstofverwerking:

Nadat de grondstoffen bij de fabrikant zijn aangekomen, zijn de materialen die voor masterbatch worden gebruikt over het algemeen korrelige nieuwe materialen en moeten de grondstoffen droog en schoon zijn. Slechts enkele materialen kunnen velvormig zijn vanwege hun bijzonderheid. Bijvoorbeeld PET-chips.

Voormengen:

Weeg de additieven zoals kleurpoeder, dragerhars, smeermiddel, dispergeermiddel, etc. af volgens de procesvereisten. Hoe hoger de nauwkeurigheid, hoe beter.

Doe de afgewogen additieven in de hoge menger in de volgorde waarin ze volgens het procesverloop voor het voormengen worden gemengd.

Smelt-extrusie:

De voorgemengde materialen worden vervolgens in de extruder gevoerd om te smelten en te extruderen, een cruciale fase in de vorming van de masterbatch. Door hoge temperatuur en druk wordt het mengsel gesmolten en geëxtrudeerd in stroken.

Het geëxtrudeerde materiaal moet worden gekoeld en gepelletiseerd om uniforme pellets te vormen.

Granulatie:

Het afgekoelde materiaal wordt vervolgens in de granulator verder verwerkt tot het uiteindelijke masterbatchproduct.

Tijdens het granulatieproces moeten de temperatuur en de tijd strikt worden gecontroleerd om de kwaliteit en stabiliteit van de pellets te garanderen.

Screening en verpakking:

Tot slot worden de deeltjes gescreend om alle ongeschikte deeltjes te verwijderen en zo de productkwaliteit te waarborgen.

De gekwalificeerde deeltjes worden na screening verpakt voor eenvoudige opslag en transport.

De bovenstaande stappen vormen een cruciaal onderdeel van het productieproces van masterbatch, van de verwerking van de grondstoffen tot de uiteindelijke verpakking. Elke stap heeft rechtstreeks invloed op de kwaliteit en prestaties van de masterbatch.

Belangrijkste apparatuur gebruikt in het masterbatch-productieproces

De apparatuur die wordt gebruikt bij de productie van masterbatch is cruciaal om consistentie en kwaliteit in het eindproduct te garanderen. Hier is een overzicht van de belangrijkste apparatuur die hierbij betrokken is:

Mixers/Blenders: Deze machines zijn essentieel voor het combineren van de basishars, pigmenten en dragerhars om een uniform mengsel te creëren. Ze zorgen ervoor dat pigmenten en additieven gelijkmatig worden verspreid.

Extruders: Extruders worden gebruikt om de gemengde harsverbindingen te smelten en te verwerken. Ze transformeren de gemengde materialen in een consistente, hoogwaardige gesmolten vorm die klaar is voor granulatie. Op basis van verschillende procesvereisten kunnen extruders worden ingedeeld in enkelvoudige schroef, co-roterende parallelle dubbele schroef, co-roterende parallelle drievoudige schroef en twee-fase extruders. Enkelvoudige schroefextruder wordt voornamelijk gebruikt voor de bereiding van enkelvoudige functie masterbatch, en is geschikt voor de bereiding van zwakke schuif masterbatch, co-roterende parallelle dubbele schroef kan worden gebruikt voor de bereiding van de meeste plastic masterbatch, het is eenvoudig te bedienen, gemakkelijk schoon te maken, kan een multifunctionele functie van de machine bereiken. De drie-schroef wordt voornamelijk gebruikt voor de bereiding van hooggevulde masterbatch, zwart-witte masterbatch, het voordeel is een hoge opbrengst, omdat het mengeffect van de drie-schroef beter is, dus het heeft unieke voordelen voor moeilijk te dispergeren koolstofzwart of titaandioxide. De twee-fase machine wordt voornamelijk gebruikt voor de bereiding van PVC masterbatch.

Granulatieapparatuur: Deze apparatuur vormt het gesmolten harsmengsel tot uniforme korrels of pellets. Deze stap is essentieel voor het verwerken, opslaan en verder verwerken van de masterbatch.

Kwaliteitscontrole-instrumenten: Verschillende instrumenten, zoals spectrofotometers, rheometers en andere testapparatuur, zijn onmisbaar voor kwaliteitscontrole tijdens het productieproces. Ze helpen ervoor te zorgen dat de masterbatch voldoet aan de vereiste specificaties en prestatie-eisen.

Door zorgvuldig de juiste ingrediënten te selecteren en de juiste apparatuur te gebruiken, kunnen masterbatchfabrikanten producten produceren die voldoen aan de eisen van verschillende industrieën en toepassingen. De complexe interactie tussen ingrediënten en apparatuur is de sleutel tot het produceren van masterbatch met consistente kwaliteit en op maat gemaakte prestaties.

De vitale rol van extruders bij de productie van masterbatches

Extruders spelen een cruciale rol bij de productie van masterbatch, wat vooral tot uiting komt in de volgende aspecten:

Smelten en mengen van grondstoffen:

De extruder zet vast plastic om in een uniforme smelt door verhitting en afschuiving, en mengt het volledig in het proces. Deze stap is de sleutel om de uniformiteit van de kleur en kwaliteit van de masterbatch te garanderen.

Efficiëntie en precisie:

Twin-schroefextruders worden gekenmerkt door efficiëntie en precisie, wat de productiecapaciteit kan verhogen en de uniformiteit en kwaliteit van masterbatch kan garanderen. Het geavanceerde controlesysteem kan nauwkeurige controle van parameters zoals temperatuur, druk en rotatiesnelheid bereiken om de productkwaliteit te garanderen.

Verbetering van de compatibiliteit van kleurstoffen en harsen:

Tijdens het extrusieproces zorgen hoge temperaturen en schuifkrachten voor een betere compatibiliteit tussen kleurstoffen en kunststoffen en verbeteren ze de stabiliteit en uniformiteit van masterbatches.

Toepassing van meerdere processtromen:

De processen voor het produceren van masterbatches omvatten de inktmethode, de spoelmethode, de kneedmethode en de metaalzeepmethode. Voor al deze methoden zijn verschillende soorten extruders nodig, zoals enkelschroefs- of dubbelschroefsextruders.

Apparatuurontwerp en -optimalisatie:

Om te voldoen aan de speciale behoeften van masterbatchproductie, is het ontwerp van de extruder ook geoptimaliseerd. Zo zijn de Granuwel GTE-35B&D-serie extruders ontworpen voor masterbatchtoepassingen, met goede mengprestaties en een eenvoudig te reinigen werkingsmodus.

Productie-efficiëntie en flexibiliteit:

Twin-screw extruders zijn niet alleen geschikt voor grootschalige productie, maar kunnen ook snel van formulering veranderen om te voldoen aan de behoeften van kleinschalige monsters en massaproductie. De uitstekende prestaties en het flexibele proces maken het een ideale keuze voor masterbatchproductie.

Milieu-impact en operationeel gemak:

Temperatuurregeling en het ontwerp van de apparatuur tijdens extrusie (zoals snelsluitdozen) zorgen er niet alleen voor dat er minder organisch afvalgas en lawaai ontstaat, maar verbeteren ook het bedieningsgemak en de levensduur van de apparatuur.

Samenvattend spelen extruders een belangrijke rol in de productie van masterbatch. Van het smelten en mengen van grondstoffen tot het vormen van het eindproduct, elke stap is onlosmakelijk verbonden met de efficiënte werking en nauwkeurige controle van de extruder. Daarom zijn het kiezen van een geschikte extruder en het optimaliseren van de configuratie ervan belangrijke factoren om de kwaliteit en productie-efficiëntie van masterbatchproducten te waarborgen.

Fabrikant en fabriek voor extrusiemachines – Granuwel

Granuwel, een professionele extruderfabrikant en fabriek, levert hoogwaardige labextruders, twin screw extruders, single screw extruders, triple screw extruders en two-stage extruders. Neem gerust contact met ons op als u problemen ondervindt in het masterbatch-productieproces, we helpen u graag.