Что такое мастербатч? Полное руководство по цветовым концентратам

Что такое суперконцентрат?

Суперконцентрат — это твёрдая или жидкая добавка для пластмасс, используемая для придания цвета или функциональных свойств базовому полимеру. Он состоит из концентрированной смеси пигментов или добавок, инкапсулированных в носителе-смоле, и производится в процессе высокотемпературного компаундирования на двухшнековых экструдерах. Готовый продукт нарезается на однородные гранулы, которые дозируются при низких нормах введения (обычно 0,5%–5%) при литье под давлением, выдувном формовании, плёночной экструзии или других методах переработки пластмасс.

Мировой рынок суперконцентратов в 2024 году оценивался примерно в 8,5 млрд долларов США и, по прогнозам, будет расти со среднегодовым темпом (CAGR) 5,2% до 2030 года, что обусловлено спросом на упаковку, облегчением веса автомобилей и ростом содержания переработанного пластика.

Типы суперконцентратов

Тип	Основной компонент	Типичная дозировка	Главная функция
Цветной суперконцентрат	Органические/неорганические пигменты	0,5%–5%	Придаёт пластику определённый цвет
Чёрный суперконцентрат	Технический углерод	0,5%–5%	Глубокий чёрный цвет, защита от УФ, укрывистость
Белый суперконцентрат	Диоксид титана (TiO2)	0,5%–5%	Белизна, укрывистость, кроющая способность
Добавочный суперконцентрат	Функциональные химикаты (HALS, антистатические агенты и т. д.)	0,5%–5%	УФ-стойкость, антистатика, скольжение и т. д.
Спецэффект	Слюда, металлические чешуйки, фосфоресцирующие	1%–10%	Перламутровый, металлический, светящийся эффекты
Жидкий краситель	Пигмент в жидком носителе	0,1%–2%	Точное дозирование, быстрая смена цвета

Как производится суперконцентрат

Процесс производства суперконцентрата включает шесть ключевых этапов:

1. Подготовка сырья: Пигменты, смола-носитель и диспергаторы отвешиваются в соответствии с рецептурой. Пигменты проверяются на влажность и распределение частиц по размерам.
2. Предварительное смешивание и преддиспергирование: Пигменты смешиваются со смолой-носителем и диспергантом в высокоскоростном смесителе. Некоторые рецептуры используют внутренний смеситель Бэнбери для интенсивного преддиспергирования перед экструзией.
3. Компаундирование на двухшнековом экструдере: Предварительная смесь подаётся в коаксиальный двухшнековый экструдер (L/D 40:1 или выше). Шнеки создают высокое сдвиговое усилие, разрушающее агломераты пигмента до субмикронного размера и равномерно распределяющее их в расплаве смолы-носителя.
4. Экструзия жил и гранулирование: Расплавленная масса экструдируется через головку в виде тонких жил, охлаждается в водяной ванне и нарезается на однородные цилиндрические гранулы (обычно диаметром 2–4 мм).
5. Контроль качества: Каждая партия проверяется по цвету (CIELAB, Delta E < 1,0), дисперсии (микроскопический контроль), индексу расплава, содержанию пигмента (зольный тест) и влажности.
6. Упаковка и хранение: Готовые гранулы упаковываются во влагонепроницаемые мешки или контейнеры с маркировкой партии для полной прослеживаемости.

Суперконцентрат против других методов окрашивания

Метод	Концентрация пигмента	Стоимость	Качество дисперсии	Лучше всего для
Суперконцентрат	20%–75%	Средняя	Хорошо–Отлично	Большинство применений
Компаундированный цвет	0,5%–5% (предокрашенный)	Высокая	Отлично	Серийное производство одного цвета
Сухая пигментная смесь	100%	Низкая	Плохо (риск агломератов)	Не рекомендуется для качественных деталей
Жидкий краситель	30%–60%	Средняя	Отлично	Быстрая смена цвета, тонкие плёнки

Как выбрать правильный суперконцентрат

Выбор подходящего суперконцентрата зависит от шести ключевых факторов:

• Базовый полимер: Смола-носитель должна быть совместима с вашим полимером (PE, PP, PS, ABS, PA, PET, PC и т. д.). Универсальные носители подходят для полиолефинов, но не для инженерных пластиков.
• Метод переработки: Плёночная экструзия требует более тонкой дисперсии, чем литьё под давлением. Выдувное формование требует отличной дисперсии для равномерной толщины стенки.
• Конечное применение: Наружные применения требуют УФ-стабильных пигментов; контакт с пищевыми продуктами требует соответствия FDA/EU; медицинское назначение требует USP Class VI.
• Глубина цвета и укрывистость: Глубокие цвета и высокая укрывистость требуют большего содержания пигмента или более высокой дозировки.
• Нормативные требования: Проверьте соответствие REACH, RoHS, FDA, EU 10/2011, GB 9685 или EN 71-3 в зависимости от применимости.
• Оптимизация затрат: Суперконцентрат с более высокой концентрацией стоит дороже за кг, но расходуется меньше на деталь. Рассчитывайте стоимость за деталь, а не за кг.

Типичные нормы дозировки суперконцентрата

Норма дозировки — количество суперконцентрата, добавляемого к базовой смоле — напрямую влияет на глубину цвета, стоимость и качество продукции. Типичные диапазоны:

Применение	Типичная дозировка	Примечания
Литьё под давлением (общее)	1%–3%	Стандарт для потребительских товаров, корпусов
Экструзия тонкой плёнки	3%–5%	Более высокая дозировка для видимости в тонком слое
Выдувное формование	1%–3%	Качественная дисперсия критична для равномерности стенки
Экструзия волокна	1%–3%	Требуется ультратонкая дисперсия (субмикронная)
Трубы и профили	1%–4%	УФ-стойкие марки для наружного применения

Заключение

Суперконцентрат — самый эффективный и широко используемый метод окрашивания пластмасс и придания функциональных свойств. Понимание типов, производственного процесса и критериев выбора позволяет оптимизировать производство по качеству, стоимости и нормативному соответствию. MHK Color предлагает более 30 000 цветовых рецептур, 15 инженеров-исследователей и бесплатные образцы в течение 24 часов, чтобы помочь вам найти оптимальное решение.