Статья: Белые суперконцентраты PROFFCOM от «ЕВРОПОЛИМЕР-ТРЕЙДИНГ»

Львиная доля мирового рынка всех СК красителей и добавок для полимеров приходится на белые СК (от 30 до 50 %), на черные – 20–25 %, цветные – 15–20 %, добавки – около 20 %. Для обеспечения растущей потребности своих заказчиков в СК компания «ЕВРОПОЛИМЕР-ТРЕЙДИНГ» расширила мощности по их производству. Сердцем нового цеха стала линия компаундирования с самой высокой степенью автоматизации, оснащенная передовым периферийным оборудованием. Производственная мощность новой линии – 300 т СК в месяц.

Многолетнее сотрудничество с опытными и признанными в отрасли технологами в области компаундирования, а также тесные партнерские отношения с мировыми лидерами – поставщиками полимерных материалов и сырья – вылились в разработку широкой линейки белых СК красителей (иначе – мастербатчей). Разработанная линейка СК закрывает потребности практически всех сегментов современной российской полимерной промышленности, включая экструзию, литье под давлением, термоформование и т.д.

Многолетняя работа на российском рынке поставок сырья, материалов и оборудования для переработки полимеров позволяет нам учитывать многочисленные требования наших заказчиков и особенности их оборудования и технологий. Наша компания обладает собственным отделом внедрения продукции у заказчика.

Для выполнения высоких требований, предъявляемых к белым красителям, компания «ЕВРОПОЛИМЕР-ТРЕЙДИНГ» доукомплектовала и без того сильную лабораторию. При этом обязательными контролируемыми параметрами являются ПТР СК, влажность, укрывистость (оптическая плотность), фильтр-тест.

Немного приоткроем занавес и расскажем, как мы производим белые СК и чем руководствуемся при выборе той или иной рецептуры.

1. Немного теории

Диоксид титана (TiO₂) – это белый пигмент, считающийся на данный момент самым лучшим по совокупности свойств. Его производство часто сравнивают с современной «алхимией», потому что из исходного сырья – FeTiO₃ (черного ильмелита или, иначе, титанистого железняка) получают в итоге белый порошок – TiO₂ (рис. 1).

**Рис. 1.** Внешний вид черного ильмелита (а) и диоксида титана (б)

Известны два метода производства диоксида титана – сульфатный и хлоридный, а также две его формы – рутил и анатаз (табл. 1). Компания «ЕВРОПОЛИМЕР-ТРЕЙДИНГ» всегда исходит из того, что нет понятий «плохо» или «хорошо», а есть понятия «подходит» или «не подходит». Мы производим красители на основе обеих форм TiO₂ и рекомендуем нашим заказчикам ту или иную исходя из сферы применения. Допустим, для одноразовых изделий не так уж и критична атмосфероустойчивость, чтобы переплачивать за рутильную форму.

**Таблица 1.** Общая характеристика свойств рутила и анатаза

2. Свойства диоксида титана (и немного физики)

Важным критерием при выборе технологами белого СК является укрывистость (оптическая плотность) окрашенного полимерного изделия, которая зависит от применяемого пигмента. Максимальной укрывистости производители TiO₂ добиваются за счет следующих факторов: рассеивания и преломления света, степени белизны и оттенка пигмента, размера его частиц и реологических свойств СК, определяющих равномерное распределение пигмента в массе полимера.

2.1. Рассеивание света

В отличие от цветных пигментов, обеспечивающих непрозрачность путем поглощения видимого света, диоксид титана и другие белые пигменты обеспечивают непрозрачность изделий за счет рассеивания света, поскольку частицы белого пигмента могут отклонять лучи света. Если пигмента достаточно, весь свет, падающий на поверхность, за исключением небольшого количества, поглощенного полимером или пигментом, будет рассеиваться наружу, а поверхность будет выглядеть белой и непрозрачной.

Рассеивание света происходит из-за его рефракции и дифракции при прохождении соответственно через частицы пигмента или рядом с ними.

Рефракция (иначе – преломление) – это, как известно, изменение направления распространения волн (лучей) электромагнитного излучения (в данном случае света), возникающее на границе раздела двух прозрачных для этих волн сред или в толще среды с непрерывно изменяющимися свойствами (рис. 2).

**Рис. 2.** Схема процесса рефракции света в частице TiO2

В полимерной пленке, наполненной TiO₂ с высоким коэффициентом рефракции, свет отклоняется сильнее, чем в пленке с низким коэффициентом рефракции. В результате свет проходит меньшее расстояние в пленке и проникает на меньшую глубину. Обе пленки выглядят белыми и непрозрачными, так как в них нет поглощающих частиц, и почти весь падающий свет возвращается на поверхность (рис. 3, а). Однако при уменьшении толщины пленки, окрашенной пигментом с высоким коэффициентом рефракции, она по-прежнему будет выглядеть белой и непрозрачной, а в тонкой пленке с пигментом с низким коэффициентом рефракции часть света полностью пройдет через пленку, и такая пленка будет казаться полупрозрачной и серой (рис. 3, б).

**Рис. 3.** Схема процесса рефракции света в пленке, наполненной TiO2 с высоким (а) и низким (б) значениями коэффициента рефракции

Чтобы лучше понять, почему диоксид титана, особенно в форме рутила, отличается лучшей укрывистостью (на 30 % выше, чем у анатазной формы TiO₂), необходимо просто сравнить значения коэффициентов рефракции TiO₂ в форме рутила и анатаза, а также других коммерческих белых пигментов и полимеров (табл. 2). Чем больше различия между коэффициентами рефракции пигмента и полимерной матрицы, в которой он распределен, тем сильнее рассеивается свет.

**Таблица 2.** Коэффициенты рефракции n различных полимеров, пигментов, наполнителей и других физических сред

Руководствуясь этими знаниями, легко понять, что для максимальной укрывистости требуются красители с высоким наполнением – от 60 % и выше (желательно на основе рутильного TiO₂). Но на рынке востребованы и так называемые составные белые красители с диоксидом титана и самым ходовым наполнением карбонатом кальция. Тем самым обеспечиваются приемлемая укрывистость и выгодная цена красителя.

Дифракция – это второй фактор, который влияет на рассеивание света и заключается в огибании волной какого-либо препятствия с размерами, меньшими длины волны света, равной 0,4–0,7 мкм. Собственно, так и происходит в случае наполнения полимера коммерческими пигментами TiO₂, диаметр частиц которых составляет в среднем 0,2–0,3 мкм (рис. 4).

2.2. Другие свойства

Также на показатели качества белых красителей влияют такие свойства, как степень белизны и оттенок пигмента, его диспергируемость, реологические свойства. Все эти факторы зависят от пигмента TiО₂ и других используемых компонентов при компаундировании. Мы производим красители на основе тщательно отобранных пигментов и после долгих практических лабораторных исследований. И знаем, насколько важно учитывать технологический процесс у конечного потребителя для того, чтобы белый СК был максимально гомогенизирован в конкретную исходную полимерную смесь. Для выполнения этой задачи используется совмещение нескольких полимеров в качестве основы СК – несущего и дополнительного (разбавляющего). При этом ПТР у СК должен быть на несколько единиц выше, чем у «разбавляющего» полимера. Более низкий ПТР СК может привести к неполному совмещению, но слишком большая разница значений ПТР также может иметь негативные последствия.

К сожалению, основные частицы пигмента имеют тенденцию прилипать друг к другу в ходе производства и хранения и образуют скопления, во много раз превосходящие нужный размер частиц. Для облегчения распределения частиц и уменьшения скоплений производители применяют различные методы, например, используют поверхностные покрытия и очень тонкое измельчение – микронизацию. Цель диспергирования заключается в сокращении оставшихся скоплений до приемлемого размера по разумной цене.

Таким образом, диспергируемость – одна из основных характеристик белого СК на основе TiO₂. Эта характеристика определяет целый ряд свойств СК, таких как укрывистость, белизну, реологические свойства, блеск, физико-механические и защитные свойства, а также атмосферостойкость.

3. Наши марки белых СК и наш подход

Мы при производстве белых СК PROFFCOM стараемся составить рецептуру продукта так, чтобы, учитывая совокупность всех свойств пигмента, наполнителя и полимерной матрицы, обеспечить требуемый наилучшую равномерность распределения пигмента по массе полимерного изделия.

В целом же компания «ЕВРОПОЛИМЕР-ТРЕЙДИНГ» предлагает весь спектр белых СК, который в настоящее время представлен тремя группами: ЭКОНОМ (для экономичных полимерных литьевых изделий и простых пакетов и пленок), СТАНДАРТ (оптимальный состав, подходящий для большинства технологических процессов литья и экструзии) и ПРЕМИУМ (высокодисперсные составы, предназначенные среди прочего для многослойных и тонкостенных изделий) (табл. 3).

**Таблица 3.** Показатели свойств и области применения белых СК марочной серии PROFFCOM компании «ЕВРОПОЛИМЕР-ТРЕЙДИНГ» классов ПРЕМИУМ, СТАНДАРТ и ЭКОНОМ

Так же, как и в отношении других продуктов нашей компании – меловых добавок и черных красителей, мы, помимо базовых, производим и спецмарки белых СК под требования заказчиков. Всего же в нашем ассортименте более 100 марок белых СК.

Обратитесь к специалистам компании «ЕВРОПОЛИМЕР-ТРЕЙДИНГ» для подбора белого СК PROFFCOM. Имеющийся опыт, который был наработан нами при создании этих СК, серии экспериментов, обширных производственных и лабораторных испытаний помогут осуществить правильный выбор белого СК PROFFCOM именно для вашей продукции.

Специалисты «ЕВРОПОЛИМЕР-ТРЕЙДИНГ» могут осуществить испытания всех продуктов серий RAMOY и PROFFCOM, оказать помощь в разработке рецептур полимерных материалов, осуществить монтаж и настройку оборудования и оптимизировать технологические процессы производства непосредственно у заказчика, учитывая все нюансы технологии и особенности бизнеса клиента, а также выполнить обучение персонала.

Мы готовы внедрить в ваш технологический процесс не только белые и черные СК, но и меловые, и тальконаполненные добавки RAMOY, настроить всю производственную цепочку, на практике доказать целесообразность применения добавок RAMOY, а также выполнить технико-экономический расчет для доказательства экономической выгоды работы с нами!