So verwenden Sie fluoreszierende Aufheller in Kunststoffen (2):
Aufhellung durch Masterbatch-Methode
Derzeit wird „Masterbatch“ (auch Masterbatch oder Masterbatch genannt) häufig zum Färben von Kunststoffen verwendet. „Masterbatch“ wird hergestellt, indem fluoreszierender Weißmacher oder Pigment vorab mit dem erforderlichen Harzkunststoff gemischt und direkt geschmolzen und extrudiert wird. Die daraus resultierenden Farbprodukte, die fluoreszierende Aufheller oder Pigmente in relativ hoher Konzentration enthalten, sind direkt einsetzbar und haben sich zu einem wichtigen Mittel zur Einfärbung von Kunststoffen entwickelt.
1. Masterbatch-Aufhellungsmethode
Im Allgemeinen ist der Mischungsverhältnisbereich von Farbmasterbatch und Harz relativ breit und reicht von 1:10 bis 1:100. Dies hängt hauptsächlich vom Gehalt des optischen Aufhellers im Farbmasterbatch und der Fließfähigkeit des Kunststoffs ab. Nach der Erfahrung von Kunststofftechnikern ist die Mischfließfähigkeitssequenz gängiger Kunststoffe wie folgt:
GPS→PE (hoher Schmelzindex)→PE (niedriger Schmelzindex), PP (niedriger Schmelzindex), PVC→HIPS→ABS, SAN→PC, PA, NY
Gemäß der obigen Reihenfolge können für dieselbe Spritzgießausrüstung der Betrieb und die Proportionsauswahl als Referenz für den Prozess verwendet werden. Bei Kunststoffen mit guter Mischbarkeit kann das Verhältnis kleiner sein; Bei Farbmasterbatches mit schlechter Mischbarkeit kann das Verhältnis entsprechend vergrößert werden und es sollte auf den Prozess geachtet werden.
Die Steuerung der Schnecke der Spritzgießmaschine ist der Schlüssel zur gleichmäßigen Verteilung des Farbmasterbatches. Die Schnecke ist im Allgemeinen in drei Abschnitte unterteilt: Zuführabschnitt, Kompressionsabschnitt und Dosierabschnitt. Um das Farbmasterbatch so schnell wie möglich nach dem Eintritt in das Fass zu schmelzen und gleichmäßig mit dem Kunststoff zu vermischen, ist es bei der Verwendung des Farbmasterbatchs erforderlich, die Temperatur des Zufuhrbereichs entsprechend zu erhöhen, um sie nahe an die Temperatur des Fasses zu bringen Kompressionsabschnitt oder etwas höher. Wenn die Temperatur im Zufuhrbereich zu niedrig ist, schmilzt das Farbmasterbatch erst im Kompressionsbereich und die Vorformungszeit wird relativ verkürzt. Dies führt leicht zu einer ungleichmäßigen Färbung des Produkts und zur Bildung von Streifen. Technischen Kunststoffen mit geringer Fließfähigkeit und Schwierigkeiten beim Mischen sollte mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Bei der Verwendung von Farbmasterbatch zum Spritzgießen sollte auf einen gewissen Gegendruck geachtet werden, der die Mischwirkung der Schnecke verbessern und zu einer gleichmäßigeren Verteilung des Farbmasterbatches führen kann. Die Höhe des ausgeübten Gegendrucks hängt von der tatsächlichen Wirkung der verschiedenen Geräte ab.
Im Vergleich zur Trocken- und Nassaufhellungstechnologie bietet die Masterbatch-Aufhellungstechnologie folgende Vorteile:
(1) Durch die Verwendung von Masterbatch zum Aufhellen kann der Weißgrad gemäß den Produktspezifikationen genau gesteuert werden, und der Weißgrad ist gut reproduzierbar.
(2) Beim Trockenaufhellen sind die Partikelgrößen des fluoreszierenden Aufhellers und des Kunststoffs sehr unterschiedlich, was eine gleichmäßige Verteilung erschwert. Durch die Zugabe eines Klebers lässt sich zwar Abhilfe schaffen, die Wirkung ist jedoch nicht optimal. Die im Masterbatch verwendeten Farbmaterialien wurden ultrafein verarbeitet, wodurch die Farbwirkung und Deckeigenschaften besser sind.
(3) Da die Farbmaterialien während der Masterbatch-Herstellung gleichmäßig im Trägerkunststoff verteilt werden, liegt der Durchmesser der Masterbatch-Partikel nahe am Durchmesser der Harzpartikel und gewährleistet so eine gute Dispersion der Farbmaterialien während der Verarbeitung.
(4) Farbmasterbatch fixiert das Farbmaterial im Träger, sodass der Kontakt zwischen dem Farbmaterial und der Luft vermieden wird, Farbqualitätsveränderungen durch Oxidation und Feuchtigkeit verhindert werden und die Herstellung reiner Farbkunststoffprodukte begünstigt wird.
(5) Durch die Verwendung von Masterbatch entfallen Extrusion, Granulierung und andere Prozesse, was nicht nur den Vorgang vereinfacht, sondern auch Vorteile bringt
Um sicherzustellen, dass die Leistung des Harzes nicht beeinträchtigt wird.
(6) Die Verwendung von Masterbatch kann auch die Umwelt ohne Staubflug reinigen, die Materiallagerung reduzieren und Energie sparen.
Konzentriertes Farbmasterbatch ist für diejenigen, die sich mit der Einfärbung von Kunststoffprodukten befassen, kein unbekanntes Konzept. Die Masterbatch-Färbetechnologie hat sich zu einer der Haupttechnologien für die Kunststofffärbung entwickelt. Und mit der Weiterentwicklung der Prozesstechnologie wurde auch die Herstellungstechnologie für konzentrierte Farbmasterbatches verbessert. Es gibt ein „universelles“ Farbmasterbatch auf der Welt. Es verwendet Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht als Träger und fügt eine bestimmte Menge Farbmaterial hinzu. Dieses Farbmasterbatch ist mit verschiedenen Harzen kompatibel und die Prozessanforderungen sind nicht zu streng. Allerdings ist das sogenannte „Universal“ relativ. Tatsächlich ist der Einsatzbereich dieses Masterbatches recht gering und der wirtschaftliche Nutzen nicht hoch. Der Farbeffekt ist unvorhersehbar und hat Einfluss auf die Festigkeit von Kunststoffprodukten. Daher wurde es in den letzten Jahren nach und nach abgeschafft und durch spezielle Farbmasterbatches ersetzt. Ein spezieller Masterbatch besteht je nach Kunststofftyp des Produkts aus demselben Harz wie der Träger, z. B. ABS-Masterbatch, der Träger ist ABS; HIPS-Masterbatch, der Träger ist HIPS; HDPE-Masterbatch, der Träger ist HDPE usw. Zu den Farb-Masterbatch-Formen gehören Granulat, Pellet, Pulver usw.
Zusätzlich zu den grundlegenden fluoreszierenden Aufhellern, Pigmenten, Farbstoffen und Trägerstoffen werden dem Farbmasterbatch je nach Verwendungszweck und Leistungsanforderungen des Produkts in der Regel auch Gleitmittel, Aufheller, Antioxidantien usw. zugesetzt. Um dem Produkt besondere Eigenschaften zu verleihen, kann zusätzlich ein multifunktionales Farbmasterbatch hergestellt werden.
2. Beispiele für die Masterbatch-Herstellung
Beispiel 1:
Herstellung von ABS-Kunststoff-Porzellan-Weiß-Masterbatch. Weißes ABS-Kunststoff-Porzellan-Masterbatch hat ein breites Anwendungsspektrum, einschließlich Kühlschrankauskleidung, Waschmaschinenauskleidung, Geschirr usw. Normalerweise ist der von Harzfabriken hergestellte ABS-Kunststoff hellgelb. Bei der Verarbeitung zu Porzellanweiß müssen zum Aufhellen und Färben fluoreszierende Aufheller und Pigmente zugesetzt werden.
ABS-Masterbatch-Formel (Massenanteil):
ABS-Kunststoff 55 % ~ 60 %
Lithopon oder Titandioxid (Rutil) 35 % ~ 40 %
Schmiermittel 1 % ~ 2 %
Fluoreszierender Weißmacher OB-1 0. 08 %
Ultramarin 0. 08 %
Permanentes Lila {{0}}. 045 % ~ 0,048 %
Bleaching-Prozess:
ABS-Kunststoff → Mischen von Lithopon oder Titandioxid (Rutil) und Schmiermittel → Extrusion → Pelletieren → Fertigprodukt
Bleaching-Prozess:Die Temperatur während der Verarbeitung wird auf 200–230 °C geregelt. Geben Sie zunächst ABS-Kunststoff, Lithopone oder Titandioxid (Rutil) und Gleitmittel zum Mischen in einen Hochgeschwindigkeitsmischer. Nach einer bestimmten Zeit des Mischens fluoreszierendes Aufhellungsmittel, Ultramarinblau und Permanentviolett hinzufügen und weiter mischen. Die gemischten Materialien werden zur Extrusion und Granulierung einem Einschneckenextruder zugeführt.
Beispiel 2: Herstellung eines fluoreszierenden Aufheller-Masterbatches für Polyester. Geschmolzenes Polyestergranulat (Partikelgröße < 650 μm) wird mit pulverförmigem optischen Aufheller (Dosierung < 40 %) trocken vermischt. Die Mischung wird bei 200 bis 300 Grad in eine wässrige Lösung extrudiert, und die resultierenden Streifen werden granuliert und getrocknet, um einen Masterbatch für das Polyesterspinnen zu erhalten. Beispielsweise werden 475 g Polyester mit 25 kg Leucophor EGM gemischt und mit 150 kg/h extrudiert, um einen Masterbatch mit 5 % optischem Aufheller zu erhalten. Das Masterbatch wird mit Polyester vermischt und zu Fasern gesponnen.
Beispiel 3:
Herstellung eines ultraweißen Masterbatches. Mischen Sie Titandioxid, Calciumcarbonat, Stearinsäure, Phthalocyaninblau und fluoreszierendes Aufhellungsmittel in einem bestimmten Verhältnis mit Trägerharz (z. B. PVC) und verwenden Sie eine geeignete Technologie, um es vollständig zu mischen und dann zu granulieren, um ein ultraweißes Masterbatch zu erhalten.
