Masterbatch (MB) est un additif solide pour plastique utilisé pour colorer les plastiques (color masterbatch) ou conférer d’autres propriétés aux plastiques (additive masterbatch). Une forme posologique liquide est appelée colorant liquide. Le mélange maître est un mélange concentré de pigments et/ou d’additifs encapsulés au cours d’un processus thermique dans une résine porteuse qui est ensuite refroidie et découpée en forme de granulés. Le Masterbatch permet au transformateur / industriel de colorer économiquement le polymère brut pendant le processus de plasturgie.
Les alternatives à l’utilisation de mélanges maîtres sont l’achat d’un matériau entièrement composé (qui peut être plus cher et moins ouvert, par exemple, à la variabilité de la couleur du produit), ou le mélange à partir de matières premières sur site (ce qui est sujet à des problèmes pour obtenir une dispersion complète des colorants et additifs et enclins à préparer plus de matière que ce qui est utilisé pour le cycle de production). Par rapport aux pigments purs, les mélanges-maîtres nécessitent plus d’espace de stockage et leurs délais de livraison sont plus longs. Un autre inconvénient est l’exposition supplémentaire à la chaleur (« historique thermique ») à la fois du support et de l’additif; cela peut être important, par ex. pour les pigments peu stables thermiquement.
Comme les mélanges maîtres sont déjà des compositions prémélangées, leur utilisation atténue les problèmes d’agglutination de l’additif ou du colorant ou d’une dispersion insuffisante. La concentration de l’additif dans le mélange maître est beaucoup plus élevée que dans le polymère d’utilisation finale, mais l’additif est déjà correctement dispersé dans la résine hôte. D’une certaine manière, leur utilisation est similaire aux utilisations des ferroalliages pour ajouter des éléments d’alliage aux aciers.
L’utilisation de mélanges maîtres permet à l’usine de conserver un stock de moins de qualités de polymère et d’acheter en vrac un polymère naturel moins cher.
Les mélanges-maîtres peuvent être assez concentrés (par rapport à la composition cible), avec des « let-down ratios » élevés ; par exemple. un sac de 25 kg peut être utilisé pour une tonne de polymère naturel. La nature relativement diluée des mélanges maîtres (par rapport aux additifs bruts) permet une plus grande précision dans le dosage de petites quantités de composants coûteux. La nature compacte des grains des mélanges-maîtres solides élimine les problèmes de poussière, autrement inhérents aux additifs solides à grains fins. Les mélanges-maîtres solides sont également sans solvant, ils ont donc tendance à avoir une durée de conservation plus longue car le solvant ne s’évapore pas avec le temps. Le mélange maître contient généralement 40 à 65 % de l’additif, mais la plage peut aller jusqu’à 15 à 80 % dans les cas extrêmes.
Le matériau support du mélange-maître peut être à base d’une cire (support universel) ou d’un polymère spécifique, identique ou compatible avec le polymère naturel utilisé (polymère spécifique). Par exemple. L’EVA ou le LDPE peuvent être utilisés comme supports pour les polyoléfines et le nylon, le polystyrène peut être utilisé pour l’ABS, le SAN et parfois les polycarbonates. Lorsqu’un support différent du plastique de base est utilisé, le matériau du support peut modifier les propriétés du plastique résultant ; lorsque cela peut être important, la résine porteuse doit être spécifiée. Le rapport habituel du mélange maître à la résine de base est de 1 à 5 %. Plusieurs mélanges maîtres (couleur et divers additifs) peuvent être utilisés ensemble.[1] Le support peut également servir de plastifiant (courant pour les mélanges maîtres liquides) ou d’auxiliaire de traitement.
Les machines sont généralement alimentées avec des granulés prémélangés du polymère hôte et du mélange maître. Le mélange final se fait ensuite dans la partie vis et extrusion de la machine. Ceci est parfois sujet à des effets indésirables, par ex. séparation du masterbatch et du matériau de base dans la trémie de la machine. Le mélange maître peut également être ajouté directement à la vis de la machine, sous forme de solide à écoulement libre ou dans le cas d’un mélange maître liquide, par ex. une pompe péristaltique. Une telle utilisation de mélanges maîtres liquides permet un dosage très précis et un changement rapide de couleur entre les cycles de la machine.
Les mélanges maîtres peuvent être utilisés dans la plupart des processus, à l’exception du moulage par rotation et du Plastisol et d’autres systèmes de résine liquide.
Comment le Masterbacth est-il produit ?
- Pesée
- Mélange
- Extrusion bivis
- Découpe et refroidissement
- Tamisage
- Ensachage
Pourquoi utiliser le Masterbatch dans la fabrication de plastique / polymer :
Masterbatch apporte de nombreux avantages pour les produits plastiques finaux :
PRODUCTIVITÉ :
Masterbatch peut augmenter la production volumétrique (en raison de la conductivité thermique et de l’expansion volumétrique à la température). De plus, il a la capacité de réduire la taille en raison des propriétés physiques du film plus élevées.
ÉCONOMIE TOTALE :
Avec le pourcentage élevé de poudre de CaCO3 dans le composant, Masterbatch aide les fabricants à réduire le coût des matériaux en utilisant moins d’énergie pour faire fonctionner la machine en raison de la chaleur spécifique plus élevée de CaCO3.
PROPRIÉTÉ PHYSIQUE :
Masterbatch aide le plastique à améliorer de nombreuses propriétés physiques telles que :
- Ténacité supérieure
- Rigidité en flexion
- Adhésion
- Imprimabilité
Il peut également être utilisé pour des applications où différents niveaux de conductivité électrique permanente sont requis pour une utilisation dans des applications où l’accumulation de charges électriques statiques peut potentiellement causer des problèmes.
Domaine d’application
Les Masterbatch modifient diverses propriétés du plastique de base :
- Résistance aux rayons ultraviolets
- Ignifuge
- Anti-encrassement
- Antistatique
- Lubrification
- Antidérapant
- Inhibiteurs de corrosion pour métaux conditionnés en plastique
- Antimicrobiens
- Anti-oxydants / stabilisants polymères
- Aides à l’extrusion
- Phosphorescence
- Anti-contrefaçon
- Sécurité des produits
Le Masterbatch est utilisé dans les domaines suivants :
- Film soufflé et laminage
- PP raphia/fil
- Tissu non tissé PP
- Soufflage
- Moulage par injection
- Feuille thermoformée
- Extrusion de tuyaux en PEHD/PP
- Fils de polyester et de nylon