Il masterbatch carbonato è un tipo di masterbatch riempitivo costituito da carbonato di calcio (CaCO₃) disperso in una resina polimerica vettore, come polietilene (PE) o polipropilene (PP). È ampiamente utilizzato nell’industria delle materie plastiche per migliorare le proprietà meccaniche dei prodotti plastici, ridurre i costi di produzione e ottimizzare la lavorabilità.

Struttura

La struttura del masterbatch carbonato è composta da particelle di carbonato di calcio (CaCO₃) finemente macinate e disperse in una resina polimerica vettore, come polietilene (PE), polipropilene (PP) o altri termoplastici.
Il carbonato di calcio agisce come riempitivo funzionale, contribuendo al miglioramento delle proprietà meccaniche, alla riduzione dei costi e al miglioramento della processabilità. Per garantire una dispersione uniforme e una buona compatibilità con il polimero base, le particelle di CaCO₃ sono spesso rivestite con modificatori superficiali o agenti di accoppiamento, come l’acido stearico, che ne migliorano l’adesione alla matrice polimerica.
La resina vettore funge da mezzo per distribuire in modo omogeneo il carbonato di calcio durante la lavorazione, prevenendo l’agglomerazione e garantendo prestazioni costanti nel prodotto finale. La percentuale di CaCO₃ nel masterbatch può variare in base all’applicazione prevista, generalmente dal 20% all’80%. Questa struttura consente di migliorare rigidità, stabilità termica e opacità, mantenendo al contempo flessibilità e facilità di lavorazione della plastica.

Proprietà

Il masterbatch carbonato presenta diverse proprietà chiave che lo rendono un additivo di grande valore nella produzione di materie plastiche. Offre un’elevata dispersione, assicurando una distribuzione uniforme del carbonato di calcio all’interno della matrice polimerica, migliorando così le proprietà meccaniche del prodotto finale.
Aumenta la rigidità, la resistenza e la stabilità dimensionale, mantenendo al tempo stesso una flessibilità adeguata per numerose applicazioni. Migliora inoltre la stabilità termica, consentendo ai materiali plastici di sopportare temperature di lavorazione più elevate senza degradarsi.
Grazie alla presenza del carbonato di calcio, incrementa l’opacità e il grado di bianco, risultando particolarmente vantaggioso per film, lastre e prodotti stampati. Il masterbatch contribuisce alla riduzione dei costi sostituendo una parte della resina polimerica più costosa con un riempitivo più economico, senza compromettere la qualità del prodotto.
Inoltre, migliora la lavorabilità ottimizzando le prestazioni di estrusione e stampaggio, riducendo il ritiro e garantendo una migliore stabilità dimensionale. La densità varia in funzione della concentrazione di carbonato di calcio, generalmente tra 1,5 e 2,2 g/cm³, mentre l’indice di fluidità (MFI) è calibrato per adattarsi al polimero base e garantire una perfetta integrazione nei processi produttivi.

Applicazioni

• Utilizzato nei film plastici come sacchetti per la spesa, sacchi per rifiuti e film agricoli per aumentare l’opacità e ridurre i costi.

• Impiegato nello stampaggio a iniezione per prodotti domestici, contenitori e componenti automobilistici per migliorare resistenza e rigidità.

• Utilizzato nello stampaggio per soffiaggio per la produzione di bottiglie e articoli plastici cavi con maggiore rigidità.

• Incorporato in lastre estruse, tubi e profili per migliorare le proprietà meccaniche e l’efficienza di lavorazione.

• Utilizzato nei tessuti non tessuti per aumentare la rigidità e migliorare la sensazione al tatto nei prodotti igienici.

• Applicato nella termoformatura per la produzione di vassoi rigidi per imballaggi e contenitori monouso.

Vantaggi

• Riduce i costi di produzione sostituendo le resine polimeriche costose con carbonato di calcio.

• Migliora le proprietà meccaniche come rigidità, resistenza agli urti e stabilità dimensionale.

• Migliora la lavorabilità nei processi di estrusione, iniezione e soffiaggio.

• Aumenta opacità e grado di bianco, riducendo la necessità di agenti sbiancanti aggiuntivi.

• Fornisce stabilità termica, consentendo lavorazioni ad alte temperature senza degradazione.

• Riduce ritiro e deformazioni, garantendo prodotti finiti di migliore qualità.

• Più ecologico, poiché riduce il consumo di polimero e può migliorare la riciclabilità in alcune applicazioni.

Svantaggi

• Un elevato contenuto di carica può ridurre la flessibilità, rendendo alcuni prodotti plastici più fragili.

• Può compromettere la trasparenza, rendendolo inadatto per applicazioni in plastica trasparente.

• Può modificare le proprietà superficiali, influenzando la stampabilità o l’adesione in alcuni casi.

• Può richiedere trattamenti superficiali per una migliore compatibilità con alcune matrici polimeriche.

• L’aumento della densità può incrementare il peso del prodotto finale, risultando indesiderabile in applicazioni leggere.