Welche Wirkung hat ein Masterbatch-Dispergiermittel? Wie wählt man ein Dispergiermittel aus?

Zum Masterbatch-Dispergiermittel

Im eigentlichen Herstellungsprozess von Masterbatches gibt es ein großes Problem in der Branche: Die meisten anorganischen Füllstoffe (wie Kalziumkarbonat, Talkum, Ruß usw.) sind hydrophil, während Polymerträger wie Polyethylen und Polypropylen meist hydrophob sind. Zwischen beiden bestehen naturgemäß Kompatibilitätsunterschiede, was zu einer Neigung zur Agglomeration der Füllstoffe führt.

Die Wahl des geeigneten Dispergiermittels kann die Verträglichkeit zwischen den beiden Komponenten wirksam verbessern, Agglomerationsprobleme mindern und die Gleichmäßigkeit des Masterbatches sowie die Produktqualität steigern.

 

Die Funktion von Dispergiermitteln

1. Befeuchtungsstufe

Dispergiermittel binden sich über ihre eigenen hydrophilen Gruppen an die Oberfläche der Füllstoffe, verdrängen dabei die Wassermoleküle an der Oberfläche der Füllstoffe, verringern die Grenzflächenspannung zwischen den Füllstoffen und den Polymerträgern, ermöglichen so eine vollständige Benetzung der Füllstoffpartikel durch die Träger und verbessern die Mischdispersion.

2 Phasen der Dispersion

Während des Schmelzmisch- und mechanischen Scherprozesses sind die hydrophoben Gruppen des Dispergiermittels gut mit dem Polymerträger verträglich, wodurch die agglomerierten Füllstoffpartikel in kleine Einzelpartikel aufgebrochen und gleichmäßig im Trägersystem verteilt werden, sodass eine gleichmäßige Verteilung des Füllstoffs im Masterbatch gewährleistet ist.

3. Stabilitätsphase

Das Dispergiermittel lagert sich an der Oberfläche der dispergierten Füllstoffpartikel an und bildet einen Schutzfilm, der verhindert, dass kleine Partikel wieder agglomerieren. Dadurch wird sichergestellt, dass das Masterbatch während der anschließenden Verarbeitung und Lagerung in einem stabilen dispergierten Zustand verbleibt, und eine gleichbleibende Leistungsfähigkeit des Masterbatches gewährleistet.

 

Um sich an die jeweilige Art des Masterbatch-Dispergiermittels anzupassen, müssen drei zentrale Anforderungen erfüllt sein:

Ein Aspekt ist die Kompatibilität, was eine gute Verträglichkeit sowohl mit Füllstoffen als auch mit Polymerträgern erfordert, um Probleme wie Delaminierung und Ausfällungen während des Herstellungsprozesses zu vermeiden, die die Qualität des Masterbatches beeinträchtigen könnten

Der zweite Punkt ist die Dispersionseffizienz, das bereits bei einer geringeren Zugabemenge (in der Regel 0,5% – 3% der Gesamtmenge des Masterbatches) eine gute Dispersionswirkung erzielt und die Kosten senkt.

Der dritte Punkt ist Stabilität, das sich in der Umgebung der Masterbatch-Verarbeitung mit hohen Temperaturen und hohen Scherkräften weder zersetzt noch verflüchtigt und den Dispersionseffekt über einen langen Zeitraum aufrechterhalten kann.

 

Auswahl von Dispergiermitteln für verschiedene Masterbatch-Typen

1. Das Masterbatch einfüllen

Die Herstellung von Füllstoff-Masterbatches besteht hauptsächlich aus anorganischen Füllstoffen wie Kalziumkarbonat und Talkum, wobei die Hauptanforderungen in der Kostensenkung und der Verbesserung der Verarbeitbarkeit liegen.

Es wird empfohlen, Dispergiermittel auf Basis von Fettsäuren und Stearinsäuresalzen zu wählen. Diese Dispergiermittel sind kostengünstig, weisen eine moderate Dispergierleistung auf, können das Problem der Agglomeration von Füllstoffen wirksam lösen und sind gut mit Polyolefin-Trägerstoffen verträglich, wodurch sie sich für die Großserienfertigung eignen.

2-Farben-Masterbatch

Die wichtigsten Anforderungen an Farbmasterbatches sind eine gleichmäßige Farbe, keine farbigen Flecken und eine geringe Farbabweichung. Die Wahl des Dispergiermittels wirkt sich direkt auf die Dispersionswirkung und die Farbwiedergabe des Pulvers aus.

Es wird empfohlen, Polyolefinwachs und Amid-Dispergiermittel zu wählen. Diese Dispergiermittel weisen eine hervorragende Verträglichkeit mit Farbpulvern und Polymerträgern auf und können Farbpulver gleichmäßig in kleine Partikel dispergieren, wodurch Farbflecken und -streifen vermieden werden. Gleichzeitig können sie die Farbübertragungsstabilität des Farbmasterbatches verbessern und eine gleichbleibende Farbe der Endprodukte gewährleisten.

3. Funktionelles Masterbatch

Die zentrale Anforderung an funktionelle Masterbatches (wie beispielsweise flammhemmende, antistatische oder antibakterielle Masterbatches) besteht darin, bestimmte Funktionen zu erfüllen, und bei der Auswahl der Dispergiermittel sollten sowohl die Dispergierwirkung als auch die funktionale Synergie berücksichtigt werden.

Beispielsweise muss das Dispergiermittel in einem flammhemmenden Masterbatch gut mit den Flammschutzmitteln (wie Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid) verträglich sein, um eine Beeinträchtigung der flammhemmenden Wirkung zu vermeiden; In antistatischen Masterbatches muss das Dispergiermittel synergistisch mit dem Antistatikum zusammenwirken, um eine gleichmäßige Dispersion zu gewährleisten, ohne die antistatische Wirkung zu beeinträchtigen. Es wird empfohlen, spezielle Dispergiermittel oder Polyether- bzw. Polyester-Dispergiermittel zu wählen, die eine gute Verträglichkeit mit funktionellen Additiven aufweisen.

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Bei der praktischen Umsetzung systematischer dezentraler Prozesse ist MQ seit vielen Jahren intensiv in der Masterbatch- und der Industrie für hochentwickelte, funktional modifizierte Materialien tätig und bietet Ihnen energiesparende und effiziente Maschinen sowie Technologien zur Masterbatch-Herstellung.