مستربچ مشکی

مستربچ مشکی نوعی کنسانتره رنگی بوده و برای مشکی کردن محصولات پلاستیکی بکار می‌رود. رنگ مشکی از پر کاربردترین رنگ ها در تولید محصولات پلاستیکی است. مستربچ سیاه بطور قابل توجهی به عنوان رنگدانه مشکی در صنایع پلاستیکی استفاده می‌شود.

بکاررفتن کامپوننت های مشکی در این نوع مستربچ باعث مقابله در برابر اشعات uv و نور می‌شود. از این مواد در فرآیند قالب گیری وسایل پلاستیکی، تولید لوله های پلی اتیلن، فیلم های بسته بندی، سیم و کابل و … استفاده می‌شود.

انواع مستربچ های رنگی موجود، مستربچ سیاه را می توان دومین مستربچ رنگی پر طرفدار در دنیا دانست. Black Masterbatch را با نام های مختلفی مثل مستربچ مشکی، مستربچ دوده یا مستربچ کربن بلک هم شناخته می‌شوند.

این مستربچ غلظت بالایی از رنگ‌دانه مشکی را داشته و با پلیمر پایه و افزودنی‌هایی است که به‌ شکل گرانول تولید می‌شود. این مستربچ ها در دو مدل مشکی مات و براق تولید می‌شوند.

مستربچ‌ های مشکی بر اساس ساختاری که دارند همچون نوع پلیمر حامل، درصد دوده و نوع افزودنی‌ها به انواع مختلف تقسیم می‌شوند. برخی از انواع رایج مستربچ مشکی به شرح زیر هستند.

انواع مستربچ بر اساس پلیمر پایه

• مستربچ مشکی پلی اتیلن

 جهت رنگ‌آمیزی انواع پلی اتیلن مانند HDPE، LDPE و LLDPE

• مستربچ رنگ مشکی پلی پروپیلن

 جهت رنگ‌آمیزی انواع پلی پروپیلن مانند PP هموپلیمر و PP کوپلیمر

• مستربچ سیاه ABS

 برای رنگ‌آمیزی ABS و سایر کوپلیمرهای اکریلونیتریل بوتادین استایرن

• مستربچ رنگ مشکی PVC

 این نوع مستربچ برای رنگ‌آمیزی PVC سخت و نرم

انواع مستربچ بر اساس دوده

•  با درصد پایین کربن بلک (10–20%):

برای محصولات ظریفی که نیاز به رنگ‌دهی ملایم‌تری دارند مناسب است.

• با میزان متوسط کربن بلک (20–35%):

جهت کاربردهای عمومی صنعتی و بسته‌بندی انتخابی مناسب و ایده آل محسوب می شود.

• مستربچ با درصد بالا کربن بلک (بیش از 40%):

این مستربچ رنگ کاملاً تیره ایجاد می کند و قابلیت بخشیدن خواص ضد UV و افزایش مقاومت در برابر شرایط محیطی را به محصول می بخشد.

صنعت بسته‌بندی

از مستربچ مشکی در فرآیند تولید انواع بسته‌بندی‌های پلاستیکی همچون کیسه زباله، بطری ها و فیلم های بسته بندی و .. استفاده می شود. رنگ مشکی علاوه بر بخشیدن ظاهری شیک و مدرن به محصولات، با جلوگیری از نفوذ نور به داخل بسته‌بندی از اکسید شدن محصولات جلوگیری می‌کند.

صنعت خودرو

 از مستربچ رنگ مشکی در تولید قطعات داخلی و خارجی خودرو مثل داشبورد، قطعات تزئینی، سپر و گلگیر هواکش و فرمان های پلاستیکی که در خودرو ها قرار دارند از مستربچ سیاه استفاده شده است. رنگ مشکی به خودرو ظاهری لوکس و اسپرت می‌بخشد و به دلیل مقاومت در برابر اشعه UV و حرارت، از تغییر رنگ و تخریب قطعات جلوگیری می‌کند.

صنعت ساخت و ساز

در صنعت ساختمان، مستربچ های مشکی در تولید لوله‌های پلی اتیلن، اتصالات، ورق‌ها و سایر محصولات پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرد. رنگ سیاه سبب ایجاد ظاهری زیبا به محصولات شده و همچنین با بالا بردن مقاومت محصول در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت و نور خورشید، باعث افزایش طول عمر آن‌ها می شود.

صنعت برق و الکترونیک

یکی از موارد کاربرد مستربچ های مشکی در تولید عایق‌های کابل، روکش سیم‌ها، بدنه دستگاه‌های الکترونیکی و قطعات پلاستیکی مختلف است. رنگ سیاه به دلیل خواص عایقی بالا، مانع از ایجاد اختلالات الکتریکی شده وسبب بخشیدن ظاهری یکدست و زیبا به محصولات می‌ شود.

صنعت تولید اسباب‌بازی

از مستربچ سیاه در تولید انواع اسباب‌بازی‌ پلاستیکی مانند قطعات لگو، عروسک و ماشین‌های اسباب‌بازی نیز استفاده می شود. رنگ سیاه باعث ایجاد جذابیت و زیبایی محصول و مقاومت در برابر ضربه و سایش شده و مانع از آسیب دیدن اسباب بازی می شود.

صنعت لوازم خانگی

از مستربچ مشکی برای تولید ظروف مواد غذایی استفاده های فراوانی می شود. بسیاری از ظروف پلاستیکی که در آشپزخانه ها مورد استفاده قرار می گیرند دارای مقادیر بسیار زیادی از مستربچ های مشکی هستند. لوازم خانگی، یخچال هایی که در آشپزخانه ها هستند، کابینت های پلاستیکی و یا بدنه ی تلویزیون خانه ی شما، مستربچ سیاه در ساختار تمامی آن ها مورد استفاده می گیرد.

لوله ها و اتصالات برقی و یا همچنین لوله هایی که در صنعت آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند نیز دارای مقادیر زیادی از مستربچ ها در مواد اولیه ی خودشان هستند که مستربچ های مشکی یکی از مواد پراستفاده در این مواد تشکیل دهنده است. کیسه های پلاستیکی به خصوص کیسه های زباله ی مشکی که استفاده های بسیاری در خانه های مسکونی دارند دارای مقادیر قابل توجه زیادی مستربچ رنگ مشکی در ساختار خود هستند. به طور کلی بسیاری از محصولاتی که از تزریق پلاستیک به وجود آمده اند از مستربچ مشکی ساخته می شوند. 

کاربرد مستربچ مشکی در تولید محصولات پلیمری

 در بین مواد افزودنی، مستربچ ها کاربرد های بسیار فراوانی دارند که تا حد بسیار زیادی مقاومت و انعطاف پذیری محصول پلیمری نهایی را تضمین می کنند. از بین تمام این مستربچ ها، مستربچ سیاه یکی از مواد افزودنی منحصربفرد با کاربرد بسیار فراوان است.

کاربرد مستربچ های مشکی بسیار جدی و حساب شده است و به توزیع مواد افزودنی در فرآیند تولید محصولات پلیمری کمک شایانی می کند. زمانی که تمام محصولات پلیمری در حال ترکیب شدن با یکدیگر در دیگ تولید اولیه هستند، ماده ای نیاز است که بتوان با استفاده از این ماده توزیع تمام مواد اولیه را یکدست نمود. ماده ای همانند مستربچ مشکی به توزیع یکدست تمام مواد تشکیل دهنده ی یک پلیمر در هنگام تولید کمک شایانی می کند.

در واقع به جرات می توان گفت که هیچ ماده ی افزودنی به غیر از مستربچ ها در صنعت های پلیمری تا این حد کاربرد گسترده ندارند. در صنایع پلیمری بسیاری از خاصیت های محصول نهایی مدیون مستربچ ها است. این مستربچ ها هستند که انعطاف پذیری و مقاومت لازم به محصول پلیمری نهایی را می بخشند.

اگر در زمان ساخت و تولید محصولات پلیمری در کنار دیگر تشکیل دهنده ی مواد اولیه حضور داشته باشد، شاهد این موضوع خواهید بود که بعد از اضافه شدن مستربچ ها به مواد اولیه، مواد اولیه بطور چشمگیری شروع به در هم آمیختگی مناسبی شده و  غلظتی ایده آل به خودشان می‌گیرند. در بین تمام انواع مستربچ ها Black masterbatch جزو مواد افزودنی است که باعث می شود تمام مواد اولیه به صورت بسیار مناسب در هم آمیخته بشوند، و غلظت و توزیع مناسب خودشان را پیدا کنند.

مزایای استفاده از مستربچ های مشکی

استفاده از مستربچ های مشکی مزایای زیادی دارد که قصد داریم در اینجا به ذکر چند نمونه از آن بپردازیم:

• توزیع یکنواخت رنگ

مستربچ‌ مشکی مثل سایر مستربچ ها فرآیند تولیدی خاصی دارند. رنگدانه ها را بصورت یکنواخت در کل محصول توزیع کرده و از ایجاد ناهمواری‌ و لکه های رنگی جلوگیری می‌کنند.

• سهولت استفاده

نحوه تولید مستربچ‌ها بصورت گرانول یا پودر است که قابلیت استفاده در دستگاه‌های اکسترودر و تزریق پلاستیک را دارند.

• کنترل دقیق رنگ

با تعیین دقیق میزان مصرف مستربچ، طیف گسترده‌ای از سایه‌های رنگ سیاه به دست می‌آید. در واقع افزودن درصدی از مستربچ سیاه، روشنی یا تیره بودن پلاستیک را تعیین می‌کند.

• بهبود خواص مکانیکی

مستربچ‌های مشکی حاوی مواد افزودنی‌ هستند که خواص مکانیکی محصول نهایی همچون مقاومت کششی، مقاومت سایشی و مقاومت در برابر حرارت را بهبود می‌بخشند.

• مقاومت در برابر عوامل محیطی

استفاده از Black masterbatch در محصولات پلاستیکی، به دلیل ترکیباتی که دارد سبب می شود در برابر نور خورشید، حرارت و مواد شیمیایی مقاوم‌تر شود.

• دوستدار محیط زیست: این مستربچ از جمع شدن دود زیاد و بوی نا مطبوع ناشی از دمای بالای فرآیند جلوگیری می نماید. به این دلیل که مستربچ مشکی از مواد آماده تشکیل شده است، احتمال پراکنده شدن پیگمنت ها و رنگ دانه ها به صفر می رسد و از آلودگی محیط جلوگیری می‌کند.

ترکیبات مستربچ مشکی از رنگدانه ‌های جذاب و خاص و مواد پایه بوده و به صنایع مختلف از جمله پلاستیک و رنگ، ابعاد تازه‌ای می‌بخشد. مستربچ ‌های مشکی با بکارگیری فرایندهای پیشرفته تولید، رنگی عمیق و غنی به محصولات بخشیده و خواص فیزیکی و شیمیایی آنها را تقویت می‌کنند.

معمولا تولیدکنندگان با افزودن این ترکیبات، مقاومت در برابر UV، پایداری حرارتی و حتی قابلیت بازیافت محصولات را نیز بهبود می‌بخشند. مستربچ مشکی راه‌ حلی هوشمندانه برای تولیدکنندگان است که ضمن حفظ کیفیت محصول، هزینه‌ها را هم کاهش داده و در عین زیبایی، باعث افزایش دوام محصولات می‌شوند.

بطور کلی برای تولید مستربچ مشکی از دوده و پلیمر استفاده می‌شود. این مستربچ می تواند از 5% دوده تا 42% اختلاط پیدا کند. مطمئنا استفاده از مستربچ مشکی نسبت به استفاده مستقیم از دوده بسیار فرآیند تولید را راحت تر می کند. در تولید مستربچ سیاه از:

• دوده در تولید مستربچ مشکی:

مواد اصلی تشکیل دهنده ی مستربچ سیاه، دوده و پلیمر است.  از دوده به عنوان رنگدانه های اصلی در تولید مستربچ و جهت مشکی کردن رنگ محصولات استفاده می‌شود.  منظور از دوده، دوده پلاستیک گرید شده است. این نوع از دوده که در ساخت مستربچ های مشکی استفاده می شود، در خاصیت های کلی پلیمر تغییری ایجاد نمی کند. اندازه دوده با قدرت رنگ دهی آن ارتباط معکوس دارد.

• پلیمر حامل در تولید مستربچ های مشکی:

از پلیمرها در مستربچ مشکی جهت نگهداری دوده استفاده می شود. پلیمرهای حامل دوده در مواد پلاستیکی مذاب ترکیب شده و رنگ مشکی را صورت یکنواخت در محصول ایجاد می کنند.

پلیمر حامل شامل ABS، PVC ، پلی اتلین و پلی پروپلین می شود.

به طور کلی پلیمرها نمی توانند تمام نیاز های موجود در صنایع را برطرف کنند، به این ترتیب با اضافه کردن ترکیباتی به آنها، خواص معینی از آنها تقویت می‌شود. به این معنا که پلیمرها به عنوان پایه اصلی مستربچ ها استفاده می‌شود.

• افزودنی در مستربچ مشکی:

به مستربچ های مشکی افزودنی هایی همچون آنتی اکسیدانت، روان کننده، عوامل ضد UV اضافه می شود تا کیفیت محصول نهایی ارتقا یابد. در واقع از آنحا که خواص پلیمرها باید تقویت گردند، افزودنی ها، پر کننده ها و پیگمنت ها به آن اضافه می گردد تا خواص پلیمر مورد نظر را افزایش دهند.

• رنگ مشکی عمیق و یکنواخت

مستربچ مشکی، این قابلیت را دارد که رنگ مشکی عمیق و یکنواخت را در محصولات پلیمری ایجاد کند.

• پخش شوندگی بالا

 دوده یکی از مواد تشکیل دهنده مستربچ های مشکی است، که به صورت یکنواخت در ماتریس پلیمری پخش شده و مانع از ایجاد ناهمگونی در رنگ و لکه می شود.

• مقاومت در برابر نور خورشید و حرارت

 یکی دیگر از ویژگی های دوده در مستربچ سیاه، افزایش مقاومت محصولات پلاستیکی در برابر نور و حرارت و ممانعت از تغییر رنگ و تخریب آن ها است.

بهبود خواص مکانیکی

•  استفاده از Black masterbatch می تواند باعث شود خواص مکانیکی محصولات پلاستیکی مانند استحکام کششی و مقاومت در برابر سایش بهبود یابد.

• سهولت استفاده

 مخلوط شدن مستربچ رنگ مشکی با سایر مواد اولیه پلاستیک سبب آسان تر شدن فرآیند تولید می شود.

مستربچ مشکی پلی اتیلن، ترکیبی منحصر بفرد از دانه‌های رنگدانه و پلیمر است. مستربچ مشکی پلی اتیلن برای ارتقای خواص فیزیکی و زیبایی ظاهری محصولات پلاستیکی بکار می‌رود. این ماده با قابلیت جذب نور و ایجاد کنتراست، عمق و جلوه‌ای خاص به محصولات می‌بخشد.

بکاربردن مستربچ مشکی به بهبود مقاومت UV و کاهش آسیب‌های ناشی از تابش خورشید در فرآیند تولید کمک موثری می‌کند. همچنین به دلیل پایداری شیمیایی و مکانیکی، گزینه‌ای ایده‌آل برای صنایع مختلف از جمله بسته ‌بندی، لوازم خانگی و ساخت و ساز هستند. با توجه به کاربردهای گسترده مستربچ مشکی پلی اتیلن، این محصول از عناصر کلیدی در تولید محصولات با کیفیت است.

همانطور که گفتیم مستربچ های مشکی با توجه به میزان دوده و مواد ترکیب شده ، طیف های رنگی مختلفی دارند که در اینجا چند نمونه از آنها را معرفی می کنیم:

امروزه در بسیاری از صنایع خرید مستربچ مشکی در مقایسه با مواد ترکیبی کاملا ترجیح داده می شود، در واقع استفاده از مستربچ سیاه هزینه های تولید کننده را به صورت قابل توجهی کاهش می دهد، و این در شرایطی است که این ماده نسبت به سایر رنگدانه ها قدرت پوشش دهی و پراکندگی بهتری دارد.

در صنایع مختلف و برای کاربردهای مختلف باید از مستربچ رنگ مشکی مناسب در زمینه خاص خود  استفاده کرد.

هنگام انتخاب و خرید مستربچ باید به نوع پلیمر، درصد دوده مورد نیاز، خواص مکانیکی مورد نظر و شرایط و فرآیند تولید توجه نمود. بنابراین، بهتر است قبل از انتخاب مستربچ، کارشناسان در این زمینه مشورت کنید.

1. انتخاب مواد اولیه:

 دوده یا کربن بلک به‌عنوان رنگ‌دانه اصلی و پلیمر پایه (مانند پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن) و افزودنی‌های خاص مانند پایدارکننده‌ها و روان‌کننده‌ها انتخاب می‌شوند.

2.  پیش‌مخلوط کردن:

تمام مواد اولیه باید با مقدار مشخصی وزن شوند ودر یک میکسر خشک با یدیگر به صورت کاملا یکنواخت ترکیب شوند 

3. اکستروژن:

مخلوط آماده شده از مواد وارد دستگاه اکسترودر  می شود و تحت حرارت و فشار بسیار بالا، پلیمر پایه ذوب و دوده در آن ترکیب می شود.

4. خنک‌سازی:

ماده مذاب حاصل شده، در این مرحله از قالب جدا شده و با استفاده از حمام آب یا سیستم خنک کننده، خنک می شود و به صورت جامد در می آید.

5. برش به گرانول:

رشته های پلیمری جامد شده در این مرحله به گرانول های ریزتر برش داده می شوند.

6. بسته‌بندی:

گرانول‌های مستربچ مشکی خشک شده و  بعد از بسته بندی آماده ازسال می شوند.