Masterbatch

El término “masterbatch” (MA) hace referencia generalmente a un concentrado de colorantes, aditivos o demás sustancias activas con las cuales se consiguen determinadas características en la aplicación final de manera sencilla y limpia. El estado original de muchas de las sustancias activas suele ser en forma de líquido o en polvo, por lo cual son difíciles de manejar y su tratamiento es laborioso. Este es el caso, por ejemplo, cuando hay que introducir nanopartículas en un entorno seguro o combinar varios aditivos para lograr un determinado perfil de propiedades. Mediante la preparación del masterbatch, éstos se transforman en granulado, siendo así más fáciles de dosificar y procesar. Para el procesamiento se pueden utilizar también máquinas estándar en lugar de sistemas de alta complejidad.

Según una leyenda, el nombre “masterbatch” tiene su origen en la época en la que el “maestro” era el responsable de las fórmulas de determinados lotes, los llamados “batches”, donde se mezclaban aditivos muy valiosos y caros. Esto se corresponde con la definición actual de la fabricación del masterbatch, donde las mezclas exactamente dosificadas son mezcladas con plástico u otro material soporte y transformadas en “batches” que se pueden seguir procesando fácilmente. En este caso los “masters” responsables de ello son los técnicos especialistas que trabajan en las instalaciones de masterbatch.

En la preparación del masterbatch se distinguen tres métodos diferentes:

  • En muchos casos se aplica el proceso de premezclado (premix). Todos los componentes de la formulación son mezclados mediante un proceso de premezclado en la fase sólida. También los polímeros suelen ser utilizados en forma de polvo. Las premezclas son suministradas mediante dosificación volumétrica a la amasadora Buss, donde se preparan los compuestos.
  • En el proceso de alimentación seccionada (split feed) el polímero es suministrado a la amasadora Buss en la zona de plastificación, mientras que los aditivos son dosificados aguas abajo y eventualmente distribuidos en varios puntos de alimentación.
  • El método de correspondencia de colores (color matching) permite rápidas adaptaciones del color, campos de aplicación de alta calidad y cambios de color eficientes, al disponer de los colores base por separado.

La distribución múltiple de los flujos de dosificación permite que la amasadora Buss ponga de manifiesto en estas aplicaciones sus capacidades específicas. La gran cantidad de ciclos de mezclado a velocidades de cizallamiento uniformes y moderadas, dada por el principio activo, permite una alta eficiencia de mezclado con mínimas proporciones de matriz polímera. Un efecto secundario de la velocidad de cizallamiento moderada es el desgaste claramente inferior en comparación con las máquinas de husillo alternativas. Tanto la concepción modular y ajustable de toda la instalación como la dilatada experiencia de Buss en la técnica de procesamientos convierten a la amasadora Buss en una muy buena elección para la preparación de compuestos de cargas masterbatch.

Granulado de color caoba de masterbatch fabricado con un equipo de preparación de compuestos masterbatch de BUSS.
Puerta de coche negra de granulado procedente de un equipo de preparación de compuestos masterbatch
Granulado de color naranja, producido con un equipo de preparación de compuestos masterbatch BUSS.
Granulado de masterbatch negro, producido con un equipo de preparación de compuestos masterbatch BUSS.
Bloque de construcción negro como ejemplo del sistema de preparación de compuestos masterbatch de BUSS
Black Lego brick as an example for masterbatch / compounding systems
Granulado blanco procedente de un equipo de preparación de compuestos masterbatch
Los equiposs de preparación de compuestos masterbatch son la base para la producción de bloques de construcción.

Masterbatch Negro

La preparación del masterbatch negro, o concentrado de negro, es un típico masterbatch monocolor producido en un proceso de alimentación seccionada. Los negros de humo se agregan en proporciones de entre un 30 y un 50 % al polímero base o a un material soporte ceroso. La mayoría de los negros de humo producidos con el proceso de horno “furnace” presentan una superficie grande, una densidad baja del granulado y una humedad característica. Estas propiedades definen básicamente los requisitos para la preparación de los compuestos. Las partículas de negro de humo, que debido a las fuerzas físicas tienden a formar agregados o aglomerados, deben ser trituradas en el proceso de preparación del compuesto. Los procesos de mezclado que en la amasadora Buss se inician de manera inmediata a velocidades de cizallamiento moderadas y las correspondientes fases de relajación, producen excelentes resultados de mezcla distributiva. Por otro lado, las velocidades de cizallamiento son suficientes para lograr una mezcla dispersiva en caso de posibles agregados, sin dañar el material soporte. Mediante la posibilidad de distribuir los diversos puntos de alimentación, dejando escapar el aire y la humedad acumulados y desgasificando activamente aguas abajo, es posible alcanzar altos rendimientos, además de una excelente calidad. Muchos productores de materias primas, además de los líderes en tecnología global del sector, confían desde hace décadas en el sistema de amasado Buss para la preparación del masterbatch negro.

Aditivo Masterbatch

La preparación del aditivo MB es un campo muy amplio, tan amplio como lo es el de los aditivos utilizados y sus formas de actuar. El objetivo es obtener determinadas características del producto final o un determinado efecto. Como por ejemplo MB para protección ante la luz UV, MB antiestáticos, antibloqueo, lubricantes o retardantes de llama. El amplísimo campo de exigencias que esto implica y que abarca desde las altas cargas y diferentes estados de agregación de los aditivos hasta productos iniciales y finales sensibles al cizallamiento y a la temperatura requiere de un sistema que se pueda utilizar de manera universal. La amasadora Buss es calificada por los expertos como el sistema con las mejores calidades integrales. La libertad de diseño del sistema permite, además, responder a las cambiantes exigencias en las zonas de procesado con configuraciones específicas elegidas para tal fin.

El fácil acceso mediante carcasas desplegables o retirables permite efectuar rápidos cambios de producto con una alta disponibilidad. La dilatada experiencia de Buss en la técnica de procesamientos convierte a la amasadora Buss en una elección segura para la elaboración de componentes de aditivos masterbatch.

Carga Masterbatch

La preparación de la carga MB es un campo especial de la producción de los masterbatch. Las cargas se encuentran generalmente en forma de polvo y deben estar presente en los MB en grandes proporciones (carga > 80 % en algunos casos). Debido al peso del material a granel, la distribución del tamaño del grano y de otras características del material pueden llegar a ser difíciles de manejar o requerir medidas o sistemas específicos. La carga MB puede ser procesada en la aplicación como granulado “normal” y ser diluida en el producto final en la proporción deseada.

Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos masterbatch

Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos masterbatch

Las instalaciones para la preparación de compuestos masterbatch BUSS ofrecen las siguientes ventajas específicas

  • Mezclado intensivo con menos energía específica
    Las amasadoras BUSS de varias aletas de última generación alcanzan un mayor efecto de mezclado con un 15-40 % menos de energía específica. Esto es debido al incremento del número de ciclos de mezclado que está adaptado de forma óptima a cada una de las zonas del proceso. La energía necesaria para la plastificación se proporciona casi exclusivamente de forma mecánica (disipativa) como energía de cizallamiento.
  • Reducción de los daños en polímeros, fibras y cargas altamente estructuradas
    Las tasas de cizallamiento moderadas de la amasadora BUSS garantizan un cizallamiento controlable y unos perfiles de temperatura bajos. El daño en la estructura de las fibras y las cargas altamente estructuradas, como el negro de humo, es muy inferior al que se produce con otros sistemas. Esto mejora las propiedades mecánicas y eléctricas, el comportamiento de flujo y reduce el consumo de aditivos caros.
  • Mezclado distributivo intensivo
    La amasadora BUSS realiza un mezclado distributivo intensivo, gracias a la combinación del movimiento de rotación y de oscilación axial del husillo de mezcla y amasado que producen flujos de elongación, una gran cantidad de superficies de cizallamiento y un mezclado a lo largo de varios canales.
  • Capacidad de grandes proporciones de carga
    La tecnología de las amasadoras BUSS permite alcanzar proporciones de carga de hasta un 90 % mediante la distribución de 2-3 posiciones de alimentación, el aprovechamiento de dispositivos de alimentación, como los husillos de alimentación lateral, la alimentación gravimétrica de las cargas, el venteo de retroceso y la excelente eficacia de avance. Las tasas de cizallamiento moderadas de la amasadora permiten un fácil manejo de las elevadas viscosidades que se producen cuando se trabaja con grandes porcentajes de carga.
  • Amplia gama de formulaciones con una única configuración de husillo.
    El procesamiento de una amplia gama de formulaciones con una única configuración de husillo puede ser un reto. La tecnología de amasado de BUSS, sin embargo, es conocida por tener estas propiedades específicas, gracias a su longitud de proceso que en la mayoría de los casos es sólo la mitad de larga que en los sistemas comparables, sus velocidades de cizallamiento moderados y adaptables y su gran flexibilidad en el ajuste de la configuración del husillo.

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Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos masterbatch

Descarges

  • COMPEO

Enlaces

BUSS Compounding Systems COMPEO