Dosierung von Hyperdispergiermitteln: Referenztabelle nach Pulverfeinheit, Modellwahl nach Ausrüstung

„Wie hoch dosieren?" ist bei der Typauswahl die zuerst gestellte und zugleich am häufigsten willkürlich entschiedene Frage. Die Unterlagen zu den Funktionsadditiven von Californium Curium geben zwei nachschlagbare Orientierungen vor: Eine ermittelt die Referenzdosierung nach der Pulverfeinheit, die andere wählt das Modell nach der Extrusionsausrüstung und der Art des Masterbatches. Dieser Beitrag legt beide Wege offen und ergänzt die Originaldaten zweier Experimente zur „optimalen Dosierung" aus den Unterlagen – die Dosierung ist nicht im Sinne von „mehr ist besser" zu verstehen; die Unterlagen markieren den Wendepunkt anhand von Versuchen.

1Zunächst die vier Variablen in der Rezeptur

1

Die Unterlagen führen die Eingangsgrößen für „welches Modell, welche Dosierung" in vier Punkten auf und geben die jeweilige Formulierung aus dem Originaltext wieder:

Die Empfehlung der Unterlage zu Füllstoffen ist deutlich formuliert: Bei der Herstellung von Füllstoff-Masterbatches oder bei der Zugabe von Füllstoffen in andere Masterbatches sind Dispergiermittel einzusetzen, um die Dispersion des Füllstoffs im Kunststoff zu verbessern, Gelpunkte zu reduzieren und die Fließfähigkeit des Materials in der Schnecke zu erhöhen. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

2Referenzdosierung nach Pulverfeinheit (R1800-S)

Jede Zelle = ein Wert (Einheit %); dunklere Farbe = größerer Wert; Zeilen können direkt über Spalten hinweg verglichen werden.

800 Maschenwei…1250 Maschenwe…1500 Maschenwe…3000 Maschenwe…Calciumcarbon…23355Talkum3238471Kaolin3354581%47%Relative Größe in derselben Tabelle (Einheit vereinheitlicht %) · Farbtiefe stellt keine Tabellenvergleichbarkeit dar

• 800 Maschenwei…
• 1250 Maschenwe…
• 1500 Maschenwe…
• 3000 Maschenwe…
• Calciumcarbon…
• Relative Größe in derselben Tabelle (Einheit vereinheitlicht %) · Farbtiefe stellt keine Tabellenvergleichbarkeit dar

• Calciumcarbonat2–35 %
• Talkum1–47 %
• Kaolin3–45 %

Diagrammdaten (Quelltext wortgetreu)

Zeile	800 Maschenweite	1250 Maschenweite	1500 Maschenweite	3000 Maschenweite
Calciumcarbonat	2 %	3 %	35 %	5 %
Talkum	32 %	38 %	47 %	1 %
Kaolin	3 %	35 %	45 %	8 %

QuelltextSkala 1–47 %

Aus dem Text verschobenVier Variablen in der Rezeptur · ganze Tabelle

Pulver	800 Maschenweite	1250 Maschenweite	1500 Maschenweite	3000 Maschenweite
Calciumcarbonat	0,2%	0,3%	0,35%	0,5%
Talkum	0,32%	0,38%	0,47%	1%
Kaolin	0,3%	0,35%	0,45%	0,8%

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Die Dosierungstabelle für R1800-S verwendet „Ölabsorptionswert und Partikelgröße des Pulvers" als Eingangsgrößen und gibt die Referenzwerte in vier Stufen nach der Maschenweite an (wörtlich übernommen):

Anorganische/organische Pigmente (Ruß, Titandioxid (TiO₂), Ultramarin, Chromgelb usw.) werden nicht nach Maschenweite unterteilt; die Unterlage gibt den Bereich mit „Dosierung etwa 0,3-1,2 %, je nach tatsächlicher Rezeptur anzupassen" an. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Aus der Tabelle ergibt sich eine Regel, die mit den Erläuterungen im Hauptteil der Unterlage übereinstimmt: Je feiner das Pulver, je höher der Ölabsorptionswert und je größer die spezifische Oberfläche, desto höher ist die zuzugebende Menge. Bei Calciumcarbonat verdoppelt sich die Dosierung von 800 bis 3000 Maschenweite um das 2,5-Fache, bei Talkum von 0,32 % auf 1 % – dieselbe Richtung. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Zwei Zahlenreihen sind zu unterscheiden: Die obige Tabelle enthält die Referenzwerte „für die Pulverbehandlung"; zusätzlich gibt die Unterlage eine Angabe für das Fertigprodukt – der Zusatzgehalt von R1800-S im endgültigen Kunststoffprodukt beträgt 0,5%—1%. Erstere bezieht sich auf die Pulvermenge, letztere auf den Fertigartikel; bei der Rezepturmeldung dürfen die beiden nicht vermischt werden. Die aktuelle Dosierungstabelle endet bei 3000 Maschenweite; für feinere Pulver (5000 Maschenweite und mehr) sind in der Unterlage keine Referenzwerte angegeben (Angabe in der Unterlage nicht aufgeführt). (Auf Basis offizieller Produktdaten)

3Auswahl nach Modell: Hauptmodelle der drei Produktionslinien

Die Unterlage beschreibt die Aufgabenteilung der R1800-Serie klar: R1800-S (bunt), R1800-SK (weiß), R1800-SH (schwarz), dazu R900A für flüssige Farb-Masterbatches. Die Parameter der jeweiligen Datenblätter lauten (wörtlich übernommen):

Modell	Hauptbestandteil	Aussehen	Wichtige physikalisch-chemische Kennwerte (Originaltext)	Positionierung in der Unterlage
R1800-S	Polyolefinether	Blaue Paste	Dichte 1,190g/cm³; Flammpunkt 285℃; Viskosität 980-3600mPa·s; Aminzahl ≦9mgKOH/g; Säurezahl 6,8-7mgKOH/g; Dispergiergrad III	Bunte Masterbatches, ölbasierte Lacke und Druckfarben; „Umhüllungsmittel und Dispergiermittel werden in präzisem Verhältnis unter hoher Temperatur und hohem Druck produziert"
R1800-SK	Polyolefinether	Blaue Paste	PH-Wert: bei 70℃ 6,8-7; Dichte 1,190g/cm³; Flammpunkt 285℃; Viskosität 980-3600mPa·s	„Auf Basis von R1800-S wurden Esterfunktionen eingearbeitet, wodurch Vergilbungsbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit verbessert wurden; hauptsächlich für weiße Gummi-/Kunststoff-Masterbatches"
R1800-SH	Silicium- und Harzether-Polymer	Blaue Paste	PH-Wert: bei 80℃ 6,2-6,4; Dichte 0,860g/cm³; Flammpunkt 287℃; Viskosität 1000-4000mPa·s; Aminzahl ≦8mgKOH/g	„Auf Basis von R1800-S wurden siliciumhaltige Produkte eingearbeitet und die Dispergierleistung in Ruß verbessert"; schwarze Masterbatches
R900A	Polyolefinether	Unter 0℃ weiße pastöse Substanz, über 5℃ farblose transparente Flüssigkeit	PH-Wert 6,0-7,0; Dichte 1,220g/cm³; Viskosität 200-600mPas; leicht wasserlöslich	Spezielles Basismaterial für flüssige Farb-Masterbatches; „hauptsächlich geeignet für Kunststoff- und Gummiprodukte mit einer Temperaturbeständigkeit von 80-280℃, oder für die Benetzung und Dispersion anorganischer Pulver mit hohem Ölabsorptionswert, oder für die Herstellung schwarzer Farb-Masterbatches"

(Auf Basis offizieller Produktdaten)

Für Modelle außerhalb der R1800-Serie (R900, E099, R1618 usw.) enthält die Unterlage keine Dosierungstabelle (Angabe in der Unterlage nicht aufgeführt); auf dieser Seite werden nur Modelle mit Dosierungstabelle aufgeführt.

Die Frage-Antwort-Sätze zur Typauswahl lassen sich direkt übernehmen: Für bunte Masterbatches R1800-S; für weiße Masterbatches mit Anforderung an Vergilbungs- und Witterungsbeständigkeit R1800-SK; für schwarze Masterbatches R1800-SH; für Produktionslinien mit flüssigen Farb-Masterbatches R900A. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

4Zwei „optimale Dosierung“-Versuche in der Unterlage: 1,6 % und 3 %

„Wie viel ist optimal?“ wird in der Unterlage nicht adjektivisch beantwortet, sondern durch zwei Seiten Versuchsdaten. In beiden Versuchen wurde das Pigment mit einem Hyperdispergiermittel oberflächenbehandelt, daraus ein Masterbatch hergestellt und anschließend Folie geblasen, an der die optische Dichte (Deckvermögen) gemessen wurde. Das Ergebnis ist in beiden Fällen gleich: Die Dosierung hat einen Wendepunkt; bei Überdosierung fällt die optische Dichte durch Brückenflockung wieder ab.

Versuch 1 (Titandioxid + R1800-SK): Bei konstantem pH 6,8 und 70 ℃ wurde der Hyperdispergiermittel-Anteil von 0,3 %–2 % variiert, um das Pigment oberflächenzubehandeln. Bei einer Dosierung von 1,6 % erreichte die Folie die höchste optische Dichte von 0,386. Der Versuch enthält außerdem eine Tabelle zu Weißgrad, Helligkeit und Gelbwert (unverändert übernommen):

Hyperdispergiermittel-Dosierung %	Helligkeit	TAPPI-Weißgrad	Gelbwert
0 (unbehandelt)	88,27	75,15	4,63
0,5	88,89	75,76	4,21
1,0	89,12	76,31	4,34
1,2	89,87	76,35	4,23
1,6	90,18	77,76	3,84
1,8	88,26	75,81	3,97
2,0	87,83	75,79	3,89

(Auf Basis offizieller Produktdaten)

(Auf Basis offizieller Produktdaten)

Erklärung des Wendepunkts in der Unterlage (Originalzitat): Mit zunehmendem Hyperdispergiermittel-Gehalt adsorbieren zunächst immer mehr Ankergruppen an der Pigmentoberfläche; am Wendepunkt ist die Sättigung erreicht, und die optische Dichte ist maximal. Bei weiter steigender Dosierung kommt es durch Wechselwirkungen zwischen den Hyperdispergiermittel-Molekülen zu „Brückenflockung“: Die Pigmentpartikel flocken durch Verschlaufung der Solvatationsketten aus, und die optische Dichte sinkt wieder. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Direkt übernehmbare Bedingungen der beiden Versuche: Versuch 1 verwendete Titandioxid R298 von Pangang und LLDPE 218W aus Saudi-Arabien; Rezeptur: Titandioxid R298 69,5 g + R1800-SK 0,5 g + LLDPE 218W 30 g. Versuch 2 verwendete Ruß DK2028P 50 g + R1800-SH 1 g + Polyethylenwachs 10 g + LLDPE 218W 39 g. Die optische Dichte in beiden Tabellen bezieht sich jeweils auf eine „auf 0,02 mm Standardfilmdicke umgerechnete Transmission“. Bei Wechsel des Pulvertyps, des Harzes oder der Foliendicke muss der Wendepunkt durch einen neuen Laborversuch bestimmt werden. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

5Typenauswahl nach Ausrüstung und Masterbatch-Art („Maßanfertigung“ in drei Punkten)

Die Unterlage fasst diese Service-Leistung in drei Punkten zusammen, die unverändert übernommen werden:

1. 01Nach Ausrüstung: Die Extruderschnecken verschiedener Maschinenhersteller unterscheiden sich in Plastifizier- und Dispergiermischleistung. So bestehen zwischen Doppelschnecken-Granulieranlagen und Einschnecken-Granulieranlagen sehr große Unterschiede in der Plastifizierleistung. „Wir stellen dem Kunden das am besten geeignete Hyperdispergiermittel entsprechend seiner eingesetzten Ausrüstung zur Verfügung, damit sich unser Produkt an die Ausrüstung des Kunden anpasst.“
2. 02Nach Masterbatch-Art: Je nachdem, ob der Kunde Füllstoff-Masterbatch, Farb-Masterbatch, modifiziertes Masterbatch, Funktions-Masterbatch oder eine Pulveraktivierung herstellt, wird der entsprechende Typ angeboten.
3. 03Prozessfestlegung vor Ort: Techniker kommen zum Produktionsstandort des Kunden und stellen Prozessparameter bereit. Zu den in der Unterlage genannten Hauptparametern gehören Temperatur, Schneckendrehzahl, Düsendruck und Granulierung.

(Auf Basis offizieller Produktdaten)

Die Aussage der Unterlage zum Temperaturparameter verdient ein gesondertes Originalzitat: „Die Schmelzetemperatur des Materials ist nicht nur der entscheidende Parameter für die Plastifizierung, sondern auch ein wichtiger Prozessfaktor, der die Produktfarbe und die Dispergierung beeinflusst.“ Ist die Schmelzetemperatur zu niedrig, reicht die Plastifizierung nicht aus und Pigmente oder Füllstoffe können sich im Kunststoff nicht entfalten; ist sie zu hoch, kommt es zu Überplastifizierung und niedriger Schmelzefestigkeit, außerdem zu Problemen bei der Granulierung und beim Strangabzug. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

6Grenzen der Dosierung: Drei typische Stolperfallen

Falle 1: Kaltes Material direkt zudosieren – die Wirkung fällt ab. In der Unterlage heißt es unter den Verbotsbedingungen wörtlich: „Das Hyperdispergiermittel R1800-S darf nicht bei kalt verarbeiteten Pulvern eingesetzt werden (das bedeutet, dass das Produkt ohne Erwärmung nicht verwendet werden darf, weil die Dispergier- und Umhüllungswirkung dann nicht vollständig zur Geltung kommt).“ Eine weitere Vorgabe lautet: „Nicht in Wasserlacken und wässrigen Druckfarben verwenden.“ Die Wirkmechanismus-Erläuterung der Unterlage nennt zugleich die Temperaturschwelle: Oberhalb von 80 ℃ kann R1800-S das Pulver schnell benetzen, eindringen und die Dispergier- und Umhüllungswirkung entfalten; nach dem Abkühlen erstarrt das Umhüllungsmittel. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Falle 2: Nur die Pulvermenge betrachten und die Fertigartikel-Basis vergessen. Die Referenztabelle für die Vorbehandlung (0,2 %–1 %) und der tatsächliche Additivgehalt im Fertigartikel (0,5 %–1 %) sind zwei verschiedene Zahlenpaare; siehe Abschnitt 2. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Falle 3: Wachs als Dispergiermittel einsetzen. In einem Anwendungsbeispiel macht die Unterlage einen wichtigen Punkt deutlich: Pulverbehandlungsmittel wie Stearinsäure und Polyethylenwachs „besitzen grundsätzlich keine nennenswerte Dispergierbarkeit; ihre sogenannte Dispergierung besteht lediglich darin, das Pulver zu umhüllen, damit es nicht so leicht agglomeriert.“ Ist die Umhüllung unzureichend oder die Lagerzeit zu lang, agglomeriert das Pulver erneut, was zu Siebverstopfung und Pickeln führt. Die in der Unterlage angegebene Lösung lautet: Umhüllung und Dispergierung in einem Arbeitsschritt oberhalb von 80 ℃ abschließen. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

7Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Q1: Calciumcarbonat mit 1250 Maschenweite – wie hoch ist die Dosierung von R1800-S? A: Laut Tabelle 0,3 % (bezogen auf die Pulvermenge); der Gesamtdosierungsgehalt auf der Fertigartikelseite beträgt 0,5 %–1 % des Kunststoff-Endprodukts. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Q2: Warum wird das Ergebnis bei einer Zugabe von 4 % oder 5 % schlechter? A: Die Unterlage erklärt dies experimentell mit „Brückenflockung": Übersteigt die Dosierung den Sättigungspunkt, kommt es zu Wechselwirkungen zwischen den Hyperdispergiermittel-Molekülen; verschlaufte Ketten führen zur Flockung der Partikel, und der optische Dichtewert fällt zurück. Beim Titandioxid-System liegt der Wendepunkt bei 1,6 % (optische Dichte 0,386), beim Ruß-System bei 3 % (0,487). (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Q3: Wie wird die Dosierung bei flüssigem Farb-Masterbatch berechnet? A: Der Träger von flüssigem Farb-Masterbatch ist eine Flüssigkeit; bei gleichem Einheitsgewicht ist der Pigmentgehalt höher und das Dosierungsverhältnis deutlich reduziert: bei deckenden Fertigartikeln üblicherweise 0,6–2,0 %, bei transparenten Fertigartikeln nur 0,2–0,5 %. Für R900A als Basismaterial beträgt der in der Unterlage angegebene Dosierungsgehalt 1 %–10 % des Kunststoff-Endprodukts. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Q4: Wie wird die Temperatur festgelegt? A: Die in der Unterlage angegebenen Versuchsbedingungen sind 70 ℃ (SK-behandeltes Titandioxid) und 80 ℃ (SH-behandelter Ruß). Die Mechanismus-Erläuterung nennt als Schwelle: Oberhalb von 80 ℃ erfolgen Benetzung, Dispergierung und Umhüllung; nach dem Abkühlen erstarrt das Umhüllungsmittel. Bei der Anpassung vor Ort ist die Schmelzetemperatur maßgeblich. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Q5: Sind die empfohlenen Modelle für Einschnecken- und Doppelschneckenextruder gleich? A: Die Unterlage stellt ausdrücklich fest: „Das Plastifiziervermögen von Doppelschneckengranulatoren und Einschneckengranulatoren unterscheidet sich erheblich." In der Praxis wird das passende Modell entsprechend der tatsächlichen Ausrüstung des Kunden bereitgestellt. Die konkrete Modell-Empfehlung für eine bestimmte Maschine ist eine Auslegungsdienstleistung; dieser Text zieht hierzu keine Schlussfolgerungen anstelle der Unterlage (dieser Punkt ist in der Unterlage nicht aufgeführt). (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Q6: Wer hat die Daten gemessen? Gibt es Prüfberichte Dritter? A: Alle Zahlen in diesem Text stammen aus den Versuchen und Dosierungstabellen der Unterlage selbst. Die Unterlage nennt keine Prüfinstitute Dritter; auch die gesamte Datenbank enthält keine Prüfberichtsnummern Dritter. (Siehe Abschnitt 8 zu den Grenzen der Angaben.)

Q7: Können die Tabellen direkt übernommen werden, wenn das Pulver von einem anderen Herkunftsort stammt oder ein anderer Typ verwendet wird? A: Nein, sie dürfen nicht unverändert übernommen werden. Die Eingangsgrößen der Dosierungstabelle sind „Ölabsorptionswert und Partikelgröße des Pulvers". Die Versuchsergebnisse sind außerdem jeweils mit Typ und Verarbeitungsbedingungen angegeben (z. B. Titandioxid Pangang R298, Ruß DK2028P). Bei einem Materialwechsel ist zunächst ein Ausgangswert aus der Tabelle in Abschnitt 2 zu entnehmen und anschließend ein Laborversuch zur Bestätigung durchzuführen. (Auf Basis offizieller Produktdaten)

Q8: Verpackung und Lagerung? A: R1800-S wird in 25-kg-PE-Kunststofffässern geliefert; Lagerbedingungen: „kühler, trockener Ort, vor Feuchtigkeit schützen". R1800-SH wird in 20-kg-PE-Kunststofffässern geliefert. Die Unterlage nennt für diese drei Modelle keine Haltbarkeitsdauer (dieser Punkt ist in der Unterlage nicht aufgeführt). (Auf Basis offizieller Produktdaten)

8Hinweise zu Daten und Belegen

Alle Parameter und Beschreibungen in diesem Artikel beruhen auf offiziellen Produktdaten; im offiziellen Material nicht aufgeführte Punkte sind im Text einzeln gekennzeichnet. Dieser Artikel enthält keine Preise, Kundennamen, Zertifikatsnummern oder Wirkversprechen; die öffentlich verfügbaren Unterlagen dieser Website enthalten keine Nummern von Prüfberichten Dritter – für solche Dokumente wenden Sie sich bitte an das Technikteam.