O material de embalagem plástico é uma das aplicações importantes de masterbatches. Este tipo de material de embalagem é caracterizado por ser leve, mas possuir boas propriedades mecânicas, barreira e permeabilidade adequadas, boa resistência química, boa moldabilidade, baixos custos de processamento e boas qualidades decorativas e de processamento secundário. Tornou-se o mais utilizado e amplamente aplicado entre materiais de embalagem de metal, cerâmica, papel, plástico e fibra.
Masterbatches oferecem soluções para aprimorar a aplicabilidade de materiais de embalagens plásticas
A embalagem serve para proteger os produtos, facilitar seu uso e fornecer informações sobre o produto aos consumidores. Durante o processo de moldagem de materiais de embalagem plástica, a adição de masterbatches plásticos não apenas confere a cor necessária aos materiais de embalagem, mas também aumenta a processabilidade e solidez dos produtos plásticos (como resistência à luz, resistência ao calor, resistência à migração, etc.) , e também pode fornecer outras funcionalidades (como propriedades retardantes de chama, antibacterianas, antiestáticas e de barreira), oferecendo assim uma solução abrangente para melhorar a usabilidade de materiais de embalagem plástica.
Dependendo da composição dos aditivos utilizados, os masterbatches em materiais de embalagem plástica podem ser divididos em dois tipos: masterbatches de cores (o principal componente são os agentes corantes) e masterbatches funcionais (por exemplo, aditivos antienvelhecimento, agentes antiestáticos, retardadores de chama, enchimentos, etc.).
1. Masterbatch de cores
Masterbatches de cores são atualmente o método mais utilizado para colorir plásticos. Diferentes corantes conferem aos produtos plásticos diversas características de cor, como croma, intensidade de coloração, cobertura, transparência e solidez da cor (por exemplo, resistência à exposição solar, intempéries, solventes, migração e calor).
Para embalagens plásticas, o objetivo da coloração não é apenas atender aos requisitos gerais de marcação de cores, mas também captar a atenção do consumidor, aumentando assim as vendas do produto. Masterbatches de cores plásticas podem fornecer as cores necessárias com base nas demandas do cliente.
Além das séries tradicionais sem cores, como branco, preto e cinza, e de cores comuns, como vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, ciano, roxo e marrom, vários efeitos de cores especiais, como perolado, metálico, multi-ângulo estão disponíveis efeitos de mudança de cor, termocrômico, fotocrômico, branqueador, brilho no escuro, fluorescente, padrão de mármore, grão de madeira, brilho ou manchas, proporcionando efeitos visuais exclusivos aos produtos de embalagem e aumentando o apelo do produto.
2. Masterbatch funcional
Masterbatches funcionais contêm aditivos funcionais além dos corantes. As funções específicas dependem inteiramente dos componentes eficazes contidos. Essas funções podem ser amplamente divididas em três categorias:
Melhorando a processabilidade da moldagem de plástico
Isso inclui masterbatches auxiliares de processamento que reduzem o acúmulo de matrizes e eliminam a fratura por fusão; resfriamento de masterbatches que reduzem as temperaturas de processamento de moldagem; secagem de masterbatches que absorvem umidade em matérias-primas; masterbatches escorregadios que facilitam a desmoldagem de peças injetadas; masterbatches antiderrapantes que evitam que o filme escorregue durante o enrolamento; masterbatches antibloqueio que evitam que as camadas do filme grudem durante o desenrolamento; e eliminação de masterbatches que economizam materiais durante as mudanças de cor. O uso desses tipos de masterbatches funcionais não apenas facilita o processo de moldagem, mas também melhora a qualidade do produto, aumenta a eficiência da produção e reduz o consumo de energia.
Melhorar as propriedades físico-químicas dos plásticos
Isso inclui masterbatches antioxidantes que melhoram a resistência ao envelhecimento térmico e evitam o amarelecimento das peças; masterbatches antienvelhecimento que melhoram a resistência às intempéries das peças acabadas; nucleação ou clarificação de masterbatches que aumentam a rigidez ou transparência das peças moldadas; endurecimento de masterbatches que melhoram as propriedades mecânicas das peças moldadas; masterbatches escorregadios que reduzem o coeficiente de atrito superficial das peças moldadas; abertura de masterbatches que reduzem o torque necessário para abrir tampas de garrafas; masterbatches termicamente condutivos que melhoram a condutividade térmica de peças plásticas; masterbatches eletricamente condutivos e masterbatches de enchimento que melhoram as propriedades mecânicas dos plásticos e reduzem custos.
Adicionando funções de aplicativo a produtos
Isso inclui masterbatches antiestáticos que reduzem a resistência superficial das peças moldadas; masterbatches retardadores de chama que aumentam a resistência ao fogo dos materiais; masterbatches antibacterianos que aumentam a resistência à invasão microbiana; masterbatches de barreira que melhoram as propriedades de barreira das embalagens plásticas contra gases (como oxigênio, dióxido de carbono, vapor d'água); masterbatches biodegradáveis que reduzem a poluição plástica; masterbatches desodorizantes que removem odores; masterbatches aromatizantes que adicionam aroma aos plásticos; masterbatches antiembaçantes que reduzem o embaçamento na superfície interna de filmes para embalagens de alimentos; masterbatches anti-ferrugem que evitam a ferrugem de componentes eletrônicos; masterbatches de marcação a laser que fornecem efeitos de marcação a laser; masterbatches foscos ou lixados para efeitos foscos ou lixados e masterbatches de espuma que fornecem funções de leveza, isolamento térmico, isolamento acústico e absorção de choque.
Geralmente, os masterbatches têm uma única função, como masterbatches de cores que fornecem apenas cores ou masterbatches antiestáticos que fornecem apenas funcionalidade antiestática. Às vezes, com base nos requisitos de uso final do produto, podem ser necessários masterbatches duplos ou multifuncionais, como aqueles que colorem o material de embalagem plástica e melhoram o desempenho da aplicação como antienvelhecimento, combinando assim corantes e agentes antienvelhecimento em um masterbatch único, conhecido como masterbatches multifuncionais.
Fatores a serem considerados na formulação do masterbatch
Ao formular um masterbatch, os fabricantes precisam considerar vários fatores, incluindo:
- Os requisitos da aplicação final
- A forma do produto final
- O tipo e especificações da resina usada para moldagem
- O método de moldagem e condições de processamento
- A proporção de adição do masterbatch
- Requisitos de conformidade regulatória para o produto
- Requisitos de controle e métodos de inspeção para características críticas de desempenho
- Preço aceitável e volume de uso previsto
Por exemplo, ao projetar uma fórmula para um masterbatch azul destinado a tampas de garrafas de bebidas, é crucial compreender:
- O tipo de bebida (gaseificada, suco, chá, água)
- O material (PP, HDPE)
- O tipo de tampa (peça única, duas peças, 38 mm, 28 mm)
- O método de moldagem (moldagem por injeção, moldagem por compressão)
- A temperatura de processamento mais alta
- A proporção de adição de masterbatch
- O método de determinação de cor (medição visual, instrumental)
- Se medido instrumentalmente, as condições de medição (forma da amostra, espessura da amostra, fonte de luz, seleção do espaço de cores, faixa de diferença de cores)
- A necessidade de processamento secundário (impressão, montagem)
- Conformidade com regulamentos (padrões chineses para materiais em contato com alimentos, padrões europeus, regulamentos do FDA dos EUA), etc.
Alcançar uma única cor pode envolver vários esquemas de correspondência de cores, mas corantes diferentes apresentam propriedades e custos diferentes. Mesmo dentro do mesmo tipo de corante, produtos de fabricantes diferentes podem diferir em desempenho e preço. Porém, mesmo que as cores de vários esquemas sejam muito semelhantes, isso não garante que outras propriedades como resistência ao calor, dispersibilidade, resistência à migração e estabilidade dimensional também sejam semelhantes, afetando sua adequação ao uso. Isso pode levar a diferenças significativas de custo no masterbatch.
Masterbatches de plástico de alta qualidade normalmente apresentam diversas características:
- Boa compatibilidade com a resina de moldagem
- Boa dispersão de componentes funcionais
- Boa moldabilidade e propriedades de processamento
- Não toxicidade e respeito ao meio ambiente, atendendo aos requisitos regulatórios das indústrias relevantes
- Alta taxa de diluição (ou seja, baixo nível de adição necessário)
- Boa estabilidade de qualidade lote a lote
- Alta relação custo-desempenho
De modo geral, um masterbatch que fornece apenas um aprimoramento funcional aos plásticos é chamado de masterbatch de função única. Por exemplo, um masterbatch colorido fornece apenas cor, e um masterbatch antimicrobiano fornece apenas funcionalidade antimicrobiana. Às vezes, com base nos requisitos de uso final do produto, pode ser necessário um masterbatch de função dupla ou multifuncional. Por exemplo, se um material de embalagem plástica precisa ser colorido e também ter melhor desempenho de aplicação, como antienvelhecimento, corantes e agentes antienvelhecimento podem ser combinados em um masterbatch, criando um masterbatch multifuncional.
16 masterbatches funcionais comuns
1. Masterbatch suave
Propriedades ajustáveis de deslizamento e anti-adesão, boas propriedades anti-adesão e maior deslizamento sem afetar a resistência e estabilidade dimensional em altas temperaturas.
2. Abra o masterbatch
Melhora o escorregadio da superfície do filme e possui certas propriedades antiestáticas, evita a ligação filme a filme e aumenta a abertura do filme tubular.
3. Masterbatch antienvelhecimento
Prolonga o ciclo de vida do filme, absorvendo e truncando os raios UV que causam o envelhecimento do filme. As principais substâncias constituintes são: estabilização de luz, absorvedores de UV e protetores de envelhecimento térmico.
4. Masterbatch anticorrosivo
Evita ferrugem e escamação de peças plásticas na área de contato das pastilhas metálicas.
5. Masterbatch absorvente de água (masterbatch à prova de umidade e antiespumante)
Elimine os problemas causados pela umidade como bolhas, nuvens, rachaduras, manchas, etc., e não tenha efeitos adversos nas propriedades físicas e mecânicas dos produtos.
6. Masterbatch de degradação
Amplamente utilizado em PE, PP e outras matérias-primas importantes, para que seus produtos (como filmes agrícolas, sacos, copos, pratos, discos, etc.) se degradem sozinhos após o uso, sem qualquer poluição ao meio ambiente natural.
7. Masterbatch de sabor
O tempo de retenção da fragrância pode ser de 10 a 12 meses, podendo ser aplicado em brinquedos, necessidades diárias, produtos de papelaria, acessórios para interiores de automóveis e embalagens de beleza e cosméticos.
8. Masterbatch Transparente
Melhorar a transparência dos produtos.
9. Masterbatch de espuma
Eliminação de marcas de encolhimento e amassados (encolhimento) na superfície das peças fabricadas, redução do peso da espuma e ao mesmo tempo redução de custos de matéria-prima.
10. Masterbatch de resfriamento
É usado principalmente para PP e provavelmente pode esfriar de 30 a 50°C.
11. Masterbatch preenchido
Além do carbonato de cálcio, existem talco, volastonita, grafite, caulim, mica e outros materiais minerais inorgânicos utilizados como cargas em produtos plásticos, que podem ser amplamente utilizados em PE, PP, PS, ABS e outros produtos plásticos.
12. Masterbatch antiestático
É obtido pela mistura em alta velocidade do transportador e do sistema antiestático, moldagem por extrusão e depois granulação, que é usada para reduzir a resistência superficial do material e prevenir os efeitos adversos da eletricidade estática em diversos setores industriais e seres humanos.
13. Masterbatch antimicrobiano
Com uma certa quantidade de masterbatch antibacteriano e as partículas de resina correspondentes misturadas, de acordo com o plástico, processamento de fibra e métodos de moldagem, podem ser produzidos com efeito antibacteriano na superfície (efeito bactericida e bacteriostático) das peças plásticas, produtos e fibra antibacteriana.
14 Masterbatch de Aprimoramento
Aumentando a resistência dos materiais alvo, seus materiais modificados podem ser amplamente utilizados na construção, máquinas, eletrônicos, eletrodomésticos, automóveis, transportes, necessidades diárias, agricultura e outras indústrias manufatureiras.
15. Masterbatch iluminador
Também chamado de masterbatch brilhante, o objetivo é melhorar o brilho dos produtos; seu principal agente abrilhantador tem etilideno bis estearamida, dosagem geral de masterbatch de 20% a 30%, os produtos são de 0.2% a 0.3%, demais afetará o efeito de impressão dos produtos.
16. Masterbatch retardador de chama
Usado principalmente em ocasiões de modificação de retardante de chama, composto por retardador de chama + resina + aditivos.
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