Negru de fum Masterbatch: utilizări, clase și ghid de dozare

Masterbatch de negru de fum este un amestec concentrat de pigment de negru de fum dispersat într-o rășină purtătoare, conceput pentru a colora și proteja produsele din plastic la scară. Folosit în industria de ambalare, auto, agricultură și sârmă și cablu, este cel mai eficient și mai curat mod de a introduce negrul de fum în orice proces termoplastic.

20–40% Încărcare tipică de negru de fum în masterbatch

2–5% Raportul standard de pierdere în compusul final

50 de ani Durată de viață protejată împotriva UV în aplicații de conducte

N220–N990 Gama de grade ASTM utilizată în masterbatch

Ce este Black Black Masterbatch?

Masterbatch de negru de fum este un colorant concentrat solid, peletizat, produs prin amestecarea în topitură a pulberii brute de negru de fum cu un purtător termoplastic - de obicei polietilenă (PE), polipropilenă (PP) sau un purtător universal. Conținutul de negru de fum dintr-un pelet de masterbatch finit este în mod obișnuit între 20% și 50% în greutate, în funcție de aplicație și de raportul de scurgere necesar.

Definiție tehnică

Un masterbatch este un aditiv solid sau lichid pentru materiale plastice. Masterbatch-ul de negru de fum împachetează în mod specific negru de fum în concentrație mare într-o rășină purtătoare, permițând adăugarea sigură, fără praf și măsurată cu precizie la un polimer de bază în timpul extrudarii sau turnării prin injecție.

Deoarece negrul de fum brut este o pulbere fină, prăfuită, care este greu de manipulat și de dispersat uniform, formatul masterbatch rezolvă simultan trei probleme: elimină expunerea la praf din instalație, asigură o dispersie consistentă a pigmentului și permite dozarea simplă prin alimentatoare gravimetrice sau volumetrice standard.

De ce să adăugați negru de fum la materiale plastice?

Negrul de fum îndeplinește patru funcții tehnice distincte în sistemele polimerice și masterbatch de negru de fum oferă toate cele patru fără întreruperi ale procesului.

Stabilizare UV

Negrul de fum absoarbe radiația UV pe întregul spectru solar și o transformă în căldură, prevenind desprinderea lanțului foto-oxidant. Doar 2–2,5% negru de fum în țeava HDPE sau filmul cu geomembrană oferă zeci de ani de viață în aer liber - nu este nevoie de un pachet separat de stabilizatori UV la acel nivel de încărcare.

Colorație Jet-Black

Negrul de fum oferă cel mai profund și cel mai neutru negru care poate fi realizat în materialele plastice. O valoare de jetness (My) peste 250 este tipică pentru negru cu structură înaltă a cuptorului, producând efectul optic albastru-negru cerut în ornamentele auto, electronicele de larg consum și ambalajele premium.

Conductivitate electrică

Negrul de fum de calitate conductivă (de exemplu, Ketjenblack sau N472) formează rețele conductoare continue în interiorul matricei polimerice la încărcări de până la 5-10%. Acest lucru este esențial pentru foliile antistatice, ecranarea cablurilor semiconductoare și tăvile de ambalare în condiții de siguranță ESD.

Armare mecanică

În cauciuc și anumiți elastomeri termoplastici, particulele de negru de fum se leagă covalent cu lanțurile polimerice în timpul amestecării, crescând rezistența la tracțiune, rezistența la abraziune și rezistența la rupere - același principiu care conferă flancurilor anvelopelor durabilitatea lor.

Cât de mult Masterbatch de negru de fum ar trebui să utilizați?

Doza corectă de masterbatch de negru de fum depinde de concentrația masterbatch-ului, nivelul țintă de negru de fum din partea finală și rășina de bază. Calculul este simplu:

% Masterbatch = (% CB țintă în partea finală) / (%% în masterbatch) x 100

De exemplu, dacă masterbatch-ul dvs. conține 40% negru de fum și specificația pentru țeavă necesită 2,5% negru de fum în compusul final, adăugați 6,25% masterbatch în greutate. Tabelul de mai jos prezintă intervalele standard de dozare pentru aplicațiile obișnuite:

Aplicație	CB țintă în partea finală	Doza tipică de masterbatch (40% MB)
Conductă de presiune HDPE (UV)	2,0 – 2,5%	5 – 6,25%
Film agricol	2,0 – 3,0%	5 – 7,5%
Căptușeală cu geomembrană	2,0 – 2,5%	5 – 6,25%
Piese turnate prin injecție (culoare)	1,0 – 2,0%	2,5 – 5%
Film/foală conductiv	5 – 15%	12,5 – 37,5%
Izolarea cablurilor/invelisul	2,0 – 3,0%	5 – 7,5%

Supradozarea deșeurilor de material și poate afecta alungirea, rezistența la impact sau finisarea suprafeței. Subdozarea în aplicațiile de protecție UV va duce la fragilizare prematură. Verificați întotdeauna conținutul final de negru de fum prin ASTM D1603 (test de cenușă termogravimetrică) înainte de a vă angaja în producția completă.

Care grad de negru de fum funcționează cel mai bine?

Nu toate negrul de fum îndeplinesc aceeași funcție. Sistemul de calitate ASTM din seria N clasifică negrul de cuptor după dimensiunea particulelor și structură, iar fiecare grad este optimizat pentru o utilizare finală specifică. Selectarea notei corecte este esențială pentru performanța dvs masterbatch de negru de fum .

Pentru protectie UV

N330, N550, N660 — dimensiune medie a particulelor (20–65 nm), eficiență excelentă de absorbție a UV, dispersie ușoară în poliolefine
Recomandat pentru: teava, film, geomembrana, manta cablu
Dimensiunea particulelor: 26–65 nm
Suprafata: 25–80 m2/g

Pentru culoarea Jet-Black

N110, N220 — particule fine, suprafață mare, oferă o suprafață superioară și subton albastru
Recomandat pentru: ornamente auto, carcasă electronică, ambalaje premium
Dimensiunea particulelor: 11–22 nm
Suprafata: 100–140 m2/g

Pentru Conductivitate

N472, Ketjenblack EC-300J/600JD — structură foarte înaltă, formează o rețea conductivă la încărcare redusă
Recomandat pentru: ambalaj ESD, cablu semiconductor, film antistatic
Structură (DBP): 180–480 mL/100g
Pragul de percolare: 5–12%

Când contează compatibilitatea, confirmați întotdeauna că rășina purtător de masterbatch se potrivește sau este compatibilă cu polimerul dumneavoastră de bază. Un suport PE funcționează curat în aplicații HDPE și LLDPE; pentru PP, solicitați un masterbatch purtător de PP pentru a evita delaminarea sau striatul.

Întrebări frecvente

Masterbatch-ul de negru de fum poate fi utilizat în aplicații cu contact alimentar?

Unele clase de masterbatch de negru de fum sunt formulate pentru a respecta reglementările privind contactul cu alimentele, inclusiv UE 10/2011 și FDA 21 CFR. Negrul de fum în sine trebuie să îndeplinească specificațiile de puritate (conținutul de hidrocarburi aromatice policiclice sub limitele definite). Solicitați întotdeauna o declarație de conformitate și date de testare de migrare de la furnizorul dvs. de masterbatch înainte de a utiliza în ambalajele alimentare.

Care este durata de valabilitate a masterbatch-ului de negru de fum?

Depozitat corespunzător — în pungi sigilate, rezistente la umiditate, ferit de lumina directă a soarelui și de temperaturi extreme — masterbatch de negru de fum peleții au o durată de valabilitate de 2 până la 3 ani fără degradarea performanței. Absorbția umidității poate cauza oxidarea suprafeței și probleme de procesare, așa că resigilați imediat pungile deschise.

Încărcarea mai mare a negru de fum înseamnă întotdeauna o protecție UV mai bună?

Protecție UV în platourile de poliolefine la aproximativ 2,5% negru de fum în partea finală. Încărcarea peste acest nivel nu îmbunătățește semnificativ rezistența UV și va afecta negativ proprietățile mecanice și comportamentul de procesare. Factorii cheie sunt distribuția dimensiunii particulelor și calitatea dispersiei, nu nivelul de încărcare brută.

Cum verific calitatea dispersiei de negru de fum?

Metoda standard este ASTM D5596 sau ISO 18553 - secțiunile subțiri ale piesei finite sunt examinate la microscop optic la o mărire de 100x și evaluate pe o scară de la 1 la 5, unde cotele 1 și 2 indică o dispersie acceptabilă. Bine produs masterbatch de negru de fum ar trebui să obțină o evaluare constantă de 1 la 2 în mostrele de producție.