Mezclado de masterbatch de color: color uniforme y premezclas sin vetas

El masterbatch de color convierte un pigmento polvoriento y difícil de dosificar en un pellet de flujo libre que el transformador puede alimentar al 1–5 % y esperar reproducir el mismo tono, lote tras lote. Pero el color que finalmente ve el moldeador se decide mucho antes de la extrusora: se decide la primera vez que el pigmento, la resina portadora y el dispersante se mezclan entre sí. Esta guía cubre la etapa de premezcla y mezclado en la producción de masterbatch de color: qué entra en la mezcla, por qué aparecen las vetas y cómo seleccionar un mezclador para la tarea. Para una visión más amplia del equipo, consulte nuestras páginas de equipos de mezclado para plásticos y sistemas de mezclado de pigmentos.

De qué está hecho un masterbatch de color

Un pellet de masterbatch es un concentrado: una alta carga de pigmento retenida en una resina portadora que coincide con el polímero en el que el cliente lo diluirá después. Un masterbatch de color típico para extrusión se desglosa aproximadamente así.

De ahí se derivan dos reglas. Primero, el portador debe ser compatible con la resina final —un portador de polietileno para extrusión de PE, PP para polipropileno y resinas de ingeniería para ABS o nailon— y su índice de fluidez debe situarse cerca del de la resina base para que ambos fluyan juntos en la boquilla. Segundo, como la fracción de pigmento es alta y las partículas son muy finas, la premezcla es donde se gana o se pierde la uniformidad.

Dispersivo vs. distributivo: las dos tareas del mezclado

La compuestación suele describirse como una sola operación, pero en realidad son dos, y cada una exige una acción distinta del mezclador.

En la etapa de premezcla en seco, la tarea principal del mezclador es distributiva: recubrir cada gránulo de portador con pigmento para que, cuando el material entre después en la extrusora, no queden bolsas ricas y pobres en pigmento que generen vetas en una película o una pieza moldeada.

Por qué las vetas de color empiezan en la premezcla

La mayoría de las quejas de color remiten a uno de tres orígenes: subdispersión en la compuestación, un desajuste del portador o deriva de proceso en la máquina. La etapa de premezcla y mezclado decide los dos primeros.

Un mezclador de premezcla opera en seco, antes de que el polímero se funda. Su tarea es recubrir la resina portadora de forma uniforme con pigmento y agente dispersante para que el lote fino ya esté repartido por la masa. Cuando ese paso de recubrimiento es incompleto —un tiempo de ciclo corto, un recipiente sobrellenado o una cinta que simplemente da vueltas al lote sin cizallarlo— el pigmento queda agrupado, y luego se le pide a la extrusora que arregle un problema que no puede ver.

La elección del pigmento sube la apuesta. Los pigmentos orgánicos dan un color brillante y saturado, pero pueden degradarse por encima de unos 220 °C y migrar; los inorgánicos toleran hasta unos 280 °C con mejor estabilidad UV, pero dan tonos más apagados. El negro de humo y el dióxido de titanio son los más difíciles de humectar y los más abrasivos para el mezclador. Una mezcla mal premezclada aparece después como vetas o manchas, por muy cuidadosamente que se opere la extrusora.

Rastrear los defectos de color hasta la mezcla

Observe cuántas de estas filas apuntan a la mezcla y no a la extrusora. Si un lote ya presenta vetas al llegar a la tolva, ningún ajuste posterior rescatará por completo el tono.

Relación de dilución (LDR): el número que la premezcla debe alcanzar

La relación de dilución (let-down ratio, LDR) es la proporción de masterbatch añadida a la resina natural en la máquina —normalmente 1–5 %, y hasta 10 % para colores muy intensos—. La fórmula de trabajo es:

Tasa de adición = porcentaje de pigmento objetivo en la pieza final ÷ porcentaje de pigmento en el masterbatch × 100.

Un masterbatch al 40 % de pigmento usado para alcanzar un objetivo del 2 % da un 5 % de adición. Cuanto mayor es la carga, menor es la LDR —y más precisas deben ser la dosificación y más uniforme la premezcla, porque una pequeña variación en un masterbatch muy cargado incide directamente en el tono final.

Elegir un mezclador para la premezcla de masterbatch de color

El tamaño de lote, el caudal y la sensibilidad del pigmento determinan la elección. Las tres plataformas siguientes cubren la mayoría de las tareas de premezcla de masterbatch de color.

Para líneas que trabajan el color de forma continua en lugar de por lotes, el mezclador continuo de paletas de doble eje DJHX mezcla en una zona fluidizada y descarga sin abrir el recipiente. Para ver cómo encajan estas máquinas en el resto de una línea de plásticos, lea nuestra visión general del compounding de plásticos y mezclado de masterbatch.

Parámetros técnicos

Modelos representativos del mezclador de paletas de doble eje DJH. El volumen de trabajo se cita para polvo con densidad aparente 1; la selección final debe calcularse con sus propios datos de material y proceso.

Modelos representativos del mezclador de cintas DLH.

Preguntas frecuentes

• ¿Cuál es la diferencia entre masterbatch de color y pigmento en polvo? El masterbatch es un concentrado predisperso en forma de pellet; el pigmento en polvo es un material crudo y polvoriento que exige un mezclado prolongado y control de polvo. El masterbatch se dosifica limpiamente y alcanza un color uniforme más rápido.
• ¿Por qué cambia mi color de un lote a otro? Normalmente por dispersión desigual del pigmento en la premezcla, deriva de dosificación o variación del pigmento entre lotes. Compruebe primero la uniformidad de la mezcla y la relación de dilución, y después verifique cada lote entrante.
• ¿Cuánto masterbatch debo añadir? La mayoría de los masterbatches de color se diluyen al 1–5 %, pero la cifra correcta proviene de la carga de pigmento. Confírmela con una prueba de color frente a una muestra aprobada antes de una corrida completa.
• ¿Puede un solo mezclador encargarse de la premezcla y de la dispersión? Un mezclador de alta intensidad como el DJH cubre la premezcla en seco y las adiciones sólido-líquido; el trabajo dispersivo final sigue produciéndose en la extrusora. La premezcla decide si la extrusora parte de una mezcla uniforme o de una manchada.
• ¿Qué mezclador es mejor para los pigmentos de efecto? Los pigmentos sensibles a la cizalla, como los perlados y metálicos, prefieren un mezclador suave y de baja cizalla como el cónico de tornillo DSHL, que evita dañar la estructura de plaquetas.

Elegir el mezclador de premezcla adecuado es el lugar más económico para arreglar el color: previene las vetas antes de que se produzcan, en lugar de filtrarlas después. Envíenos su material, tamaño de lote y color objetivo y nuestros ingenieros le recomendarán una configuración. Para la gama completa, empiece por nuestra página de equipos de mezclado para plásticos.