Masterbatch Blanc : Teneur en TiO2, Pouvoir Couvrant et Optimisation des Coûts

TiO2 : le cœur du masterbatch blanc

Le dioxyde de titane (TiO2) est le pigment blanc le plus largement utilisé dans l'industrie des plastiques, apprécié pour sa brillance exceptionnelle, son opacité et sa stabilité chimique. Le masterbatch blanc concentre le TiO2 dans une résine porteuse à des niveaux de 40 % à 75 %, la concentration déterminant directement le pouvoir masquant, la blancheur, le coût et la processabilité. Comprendre la relation entre la teneur en TiO2 et les performances est essentiel pour optimiser à la fois la qualité et le coût.

Structure cristalline du TiO2 : rutile vs anatase

Le TiO2 existe sous deux formes cristallines principales utilisées dans les plastiques :

Propriété	TiO2 rutile	TiO2 anatase
Indice de réfraction	2,73	2,55
Opacité (pouvoir masquant)	Excellente	Bonne
Résistance aux intempéries	Excellente	Médiocre (photocatalytique)
Brillance	Très élevée	Élevée
Coût	Plus élevé	Plus bas
Recommandé pour	Tous les plastiques (standard)	Intérieur uniquement, applications low-cost

Choisissez toujours le TiO2 rutile pour les applications plastiques. L'anatase a une activité photocatalytique qui accélère la dégradation du polymère sous la lumière UV. Tous les masterbatchs blancs de MHK Color utilisent du TiO2 de grade rutile.

Comparaison des niveaux de teneur en TiO2

Paramètre	40 % TiO2	50 % TiO2	60 % TiO2	75 % TiO2
Charge typique	3 % à 5 %	2 % à 4 %	1 % à 5 %	0,5 % à 3 %
Pouvoir masquant (1 mm)	Modéré	Bon	Très bon	Excellent
Indice de blancheur	85 à 88	88 à 91	>90	>95
Processabilité	Excellente	Très bonne	Bonne	Correcte (viscosité élevée)
Coût relatif/kg	Le plus bas	Faible	Moyen	Le plus élevé
Meilleure application	Teintage, blanc léger	Usage général	Produits blancs standards	Film mince, opacité maximale

40 % TiO2 : teintage et blanc léger

À un taux de charge de 40 % en TiO2, le masterbatch est principalement utilisé pour les applications de teintage — ajouter une légère touche blanche à la résine colorée ou naturelle — ou pour les produits où une opacité complète n'est pas requise. Il est le plus facile à transformer en raison du ratio élevé de résine porteuse et est le plus rentable au kg. Applications typiques : conteneurs teintés, moulages par injection blanc léger, blanc de base pour calibrage couleur.

60 % TiO2 : le cheval de bataille standard

Le grade 60 % est la norme industrielle pour le masterbatch blanc général, offrant un bon équilibre d'opacité, de blancheur, de processabilité et de coût. C'est le choix par défaut pour la plupart des produits blancs moulés par injection, y compris les conteneurs, les bouchons, les articles ménagers et les tubes blancs. À une charge de 1 % à 5 %, il atteint un indice de blancheur supérieur à 90 et un bon pouvoir masquant pour la plupart des applications.

Utilisations typiques : Sacs de courses, bouchons de bouteille, tubes HDPE blancs, conteneurs ménagers, biens de consommation.

75 % TiO2 : performance maximale

À 75 % de TiO2, le masterbatch offre un pouvoir masquant et une blancheur maximaux aux taux d'addition les plus faibles (0,5 % à 3 %). Ce grade est essentiel pour les produits de faible épaisseur où une forte opacité est nécessaire à faible charge, incluant :

• Films minces (15 à 50 μm) où la dilution du porteur doit être minimisée
• Bouteilles soufflées nécessitant une opacité blanche uniforme
• Produits blancs premium avec exigences de blancheur élevée
• Masterbatch de pigment pour applications de dilution

Compromis : La charge élevée en TiO2 augmente la viscosité à l'état fondu, nécessitant des températures de transformation et un couple de vis plus élevés. Les fenêtres de transformation sont plus étroites que pour les grades à plus faible teneur en TiO2.

Traitement de surface : enrobage inorganique vs organique

Les pigments TiO2 commerciaux sont traités en surface pour améliorer la dispersion et réduire l'activité photocatalytique. Les traitements courants incluent :

Traitement	Enrobage	Fonction	Résistance aux intempéries
Alumine + silice	Al2O3 + SiO2	Aide basique à la dispersion	Bonne
Alumine + silice + zircone	Al2O3 + SiO2 + ZrO2	Résistance aux intempéries améliorée	Excellente
Organique (silane/polyol)	Organique sur inorganique	Amélioration du mouillage polymère	Bonne
Super durable	Inorganique multicouche + organique	Tenue maximale aux intempéries	Remarquable (10 ans et plus)

Pour les applications extérieures, choisissez du TiO2 avec enrobage de zircone pour une résistance aux intempéries améliorée. Pour les applications intérieures, l'enrobage standard alumine-silice est suffisant.

Pouvoir masquant et optimisation des coûts

Le pouvoir masquant (opacité) dépend à la fois de la teneur en TiO2 et de l'épaisseur du produit. La relation n'est pas linéaire — doubler le TiO2 ne double pas l'opacité :

Épaisseur du produit	Charge 40 % TiO2	Charge 60 % TiO2	Charge 75 % TiO2
0,05 mm (film mince)	2 % (opacité médiocre)	3 % (bonne)	2 % (excellente)
0,5 mm	3 % (bonne)	2 % (très bonne)	1 % (excellente)
2,0 mm (pièce épaisse)	2 % (excellente)	1 % (excellente)	0,5 % (excellente)

Règle d'optimisation des coûts : Pour les produits épais (>1 mm), utiliser 60 % TiO2 à faible charge. Pour les produits minces (<0,5 mm), utiliser 75 % TiO2 à charge modérée. Cela minimise à la fois l'utilisation de TiO2 et la dilution du porteur.

Défauts courants et solutions

Défaut	Cause	Solution
Points de poisson (gels de TiO2 non fondus)	Mauvaise dispersion dans le masterbatch	Utiliser un masterbatch de qualité avec dispersion sub-micronique
Teinte jaune dans le produit blanc	Jaunissement de la résine porteuse à haute température	Utiliser un porteur basse température ou ajouter un azurant optique
Blancheur inconstante	Mauvaise dispersion du TiO2 ou charge variable	Utiliser un dosage gravimétrique ; vérifier la qualité de dispersion
Stries spiralées dans le film	Agglomérats de TiO2 dans la filière	Utiliser un pack de tamis plus fin (80 à 120 mesh)
Propriétés mécaniques réduites	Charge de masterbatch excessive	Réduire la charge ; utiliser un grade TiO2 plus élevé

Conclusion

La sélection de la bonne teneur en TiO2 pour le masterbatch blanc dépend de l'épaisseur du produit, de l'exigence d'opacité, de la méthode de transformation et de l'objectif de coût. Pour la plupart des applications, 60 % TiO2 à 2 % à 4 % de charge est l'équilibre optimal. Pour les films minces et l'opacité maximale, 75 % TiO2 à faible charge offre des performances supérieures. Utilisez toujours du TiO2 de grade rutile avec un traitement de surface approprié aux exigences de résistance aux intempéries de votre application.