Como escolher a resina veículo do masterbatch preto para PP
Resposta curta
No polipropileno, a resina veículo deve se misturar totalmente ao grade de PP que está sendo colorido e fluir de modo semelhante nas condições de processamento. Um veículo à base de PP é a escolha mais comum e reduz o risco de riscos, linhas de solda fracas e mudanças de rigidez, mas não é a única opção viável. Em muitas peças injetadas, um veículo à base de PE com taxa de adição baixa funciona de forma aceitável, enquanto em fibra, filme fino, peças visíveis de alto brilho ou peças com especificações mecânicas rígidas pode causar problemas. O veículo adequado depende do tipo de PP, do processo, do teor final de negro de fumo necessário e dos requisitos da peça, e deve ser confirmado em teste.
Três famílias de PP, três conjuntos de prioridades
| Tipo de PP | Usos típicos | O que o masterbatch não deve alterar |
|---|---|---|
| Homopolímero (PP-H) | Peças injetadas rígidas, chapa, fibra, ráfia | Rigidez, resistência ao calor, estabilidade da fiação ou do estiramento |
| Copolímero random (PP-R) | Tubos de pressão para água fria e quente, utilidades domésticas, embalagens transparentes | Propriedades de longo prazo quando a norma de tubos se aplica; qualidade da superfície |
| Copolímero de impacto (PP-B ou heterofásico) | Peças automotivas internas e externas, caixas, peças de eletrodomésticos | Resistência ao impacto em baixa temperatura e equilíbrio entre rigidez e tenacidade |
Essas famílias se comportam de forma diferente porque suas estruturas são diferentes: o copolímero random tem o comonômero incorporado à cadeia, e o copolímero de impacto contém uma fase de borracha dispersa. Por isso, um veículo que serve a uma peça de homopolímero de uso geral não é automaticamente a escolha certa para um para-choque de copolímero de impacto ou um tubo de copolímero random.
O que o veículo precisa fazer
O veículo mantém o negro de fumo em forma concentrada e precisa liberá-lo de maneira uniforme na resina base. Para isso, deve fundir na temperatura de processamento, misturar-se ao PP em vez de permanecer como domínios separados e carregar os agentes dispersantes que mantêm o negro de fumo molhado. Quando o veículo e a resina base fundem e fluem de forma muito diferente, o masterbatch pode ficar como riscos mal misturados mesmo que o negro de fumo esteja bem disperso no grânulo.
Veículo de PP ou outro veículo?
O polietileno e o polipropileno são, em geral, imiscíveis, por isso um veículo de PE forma uma fase separada em uma peça de PP. Com taxas de adição baixas essa fase é pequena e muitas peças injetadas a toleram. Os riscos aumentam com a quantidade de veículo introduzida e com as exigências da peça:
- Propriedades mecânicas: uma segunda fase pode reduzir a rigidez ou mudar o comportamento ao impacto, o que importa em peças estruturais e em grades de copolímero de impacto.
- Superfície e linhas de solda: um veículo mal misturado pode aparecer como riscos, áreas foscas ou linhas de solda mais fracas.
- Fibra e filme fino: domínios separados podem perturbar a fiação ou o estiramento e contribuir para rupturas de filamento.
- Calor: o EVA e alguns veículos de PE amolecem em temperaturas mais baixas que o PP, o que pode importar em peças usadas aquecidas e em tempos de residência longos nas temperaturas de processamento do PP.
Portanto, um veículo de PE ou EVA não é proibido no PP, mas sua adequação deve ser verificada para o grade, a taxa de adição e a peça específicos, em vez de presumida.
Índice de fluidez: útil, mas não é tudo
Os fornecedores de masterbatch costumam informar o índice de fluidez em massa (MFR) do masterbatch ou do seu veículo. O MFR é medido com uma temperatura e uma carga padronizadas, por exemplo segundo a ISO 1133-1, e em baixo cisalhamento. O processamento ocorre em taxas de cisalhamento muito maiores e em outras temperaturas, de modo que dois materiais com valores de MFR semelhantes podem se comportar de forma diferente em uma injetora ou extrusora. O MFR é um valor útil de triagem e de controle de qualidade, mas o comportamento de mistura precisa ser confirmado no processo real. No PP, compare valores medidos nas condições especificadas para o PP, e não nas do PE. O nosso guia sobre o MFI e o processamento do masterbatch preto explica as condições de ensaio com mais detalhe.
Seleção por material e processo
| Material e processo | Principal preocupação com o veículo | Orientação prática |
|---|---|---|
| Injeção de PP-H ou PP-B | Mistura em rosca curta, linhas de solda, resistência ao impacto | Veículo de PP preferível para peças visíveis ou críticas ao impacto; um veículo de PE pode ser aceitável em peças de baixa exigência após teste |
| Peças automotivas de PP-B | Especificações de impacto e aparência definidas pelo cliente | Veículo compatível com a família de PP; confirmar frente à especificação da peça |
| Extrusão de tubos de PP-R | Desempenho sob pressão a longo prazo e requisitos da norma de tubos | Masterbatch e composto aprovados para o sistema de tubulação; não substituir sem requalificação |
| Chapas e termoformagem de PP | Cor uniforme após o estiramento, qualidade da superfície | Veículo com comportamento no fundido próximo ao do grade de chapa |
| Fibra, filamento e ráfia de PP | Estabilidade da fiação, vida do filtro, dispersão fina | Veículo de PP de alta fluidez e dispersão muito boa; teste de pressão no filtro antes da produção |
| Composição com outros aditivos | Interação com cargas, retardantes de chama e outros aditivos | Acordar o veículo e o pacote de aditivos com o compostador |
Altos teores de negro de fumo no masterbatch para PP
Um masterbatch com mais negro de fumo reduz a quantidade de veículo introduzida para o mesmo teor final de negro de fumo, o que pode ser uma vantagem quando o veículo difere da resina base. Cargas mais altas também elevam a viscosidade do fundido e tornam o concentrado mais difícil de dispersar, de modo que podem surgir pontos ou riscos se o processamento não fornecer mistura suficiente. O negro de fumo também pode atuar como agente nucleante no PP, o que pode alterar a cristalização, a contração e o empenamento. Em peças com tolerâncias dimensionais rígidas, verifique a contração na peça colorida em vez de confiar nos valores da resina natural.
O que informar ao fornecedor
- O tipo e o grade de PP, incluindo o MFR e as condições de ensaio.
- O processo: injeção, extrusão, chapa, fibra ou composição, com as temperaturas de fundido usuais.
- O teor final de negro de fumo ou o objetivo de cor e opacidade.
- Os requisitos mecânicos, térmicos e de aparência da peça, e quaisquer especificações do cliente ou do produto.
- A taxa de adição prevista e como o masterbatch será dosado.
Perguntas frequentes
Toda aplicação de PP deve usar masterbatch preto com veículo de PP?
Não. Um veículo de PP reduz o risco de problemas de mistura e de propriedades, mas muitas peças injetadas funcionam bem com outros veículos em taxas de adição baixas. A escolha depende do tipo de PP, do processo e dos requisitos da peça, e deve ser confirmada em teste.
Um masterbatch preto com veículo de PE pode ser usado em todos os produtos de PP?
Não. Em fibra, filme fino, peças críticas ao impacto e produtos com especificações rígidas, um veículo de PE pode afetar o processamento ou as propriedades. Sua adequação deve ser verificada em cada aplicação.
Basta igualar o MFR do veículo e o do PP?
Não. O MFR é medido em baixo cisalhamento sob condições fixas. É útil para triagem, mas o comportamento de mistura no processo real e as propriedades da peça ainda precisam ser verificados.
O negro de fumo muda a contração do PP?
Pode mudar. O negro de fumo pode nuclear a cristalização do PP, o que pode afetar a contração e o empenamento. O efeito depende do grade, do teor de negro de fumo e das condições de processamento.
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Masterbatch preto para polipropileno
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Referências técnicas
A referência descreve o método de ensaio do MFR. O que este artigo afirma sobre as famílias de PP, os veículos e o processamento são princípios gerais de materiais, não resultados de ensaio de um grade específico da ZFH.