R1800-SH

R1800-SH ist der Schwarztyp unter den drei Hyperdispergatortypen R1800; die einleitende Positionierung im Material lautet: „R1800-SH ist ein auf Basis von R1800-S entwickelter Hyperdispergator für Rußhersteller und Hersteller von Schwarzmasterbatches“; die Angabe zur Serienherkunft notiert ferner: „Siliziumhaltige Produkte wurden eingebracht und die Dispergierleistung von R1800-SH in Ruß verbessert“. Die Ein-Satz-Positionierung der offiziellen Produktdaten lautet: „Speziell für Schwarzmasterbatch, siliziumverstärkte Rußdispergierung“, das Mechanismusfeld: „chemische Dispergierung + Siliziumkopplung“. (Datenquelle: Produkthandbuch / offizielle Produktdaten)

Form und physikalische Eigenschaften dieses Produkts: Silizium-Harz-Ether-Polymer, viskose pastöse Masse; bei Raumtemperatur in den meisten organischen Lösungsmitteln löslich, in Wasser unlöslich; im Material heißt es: „Es besitzt physiologische Inertheit und gute optische Stabilität, elektrische Isolierfähigkeit und Witterungsbeständigkeit; der Gefrierpunkt ist niedrig, in vielen duroplastischen und thermoplastischen Kunststoffen dient es der Dispergierung sowie der Innen- und Außenschmierung“. (Datenquelle: Produkthandbuch / offizielle Produktdaten)

Die offizielle Anwendungsliste umfasst Schwarzmasterbatch, Nassgranulierung von Ruß und Trockengranulierung von Ruß – sie deckt die beiden Linien Rußhersteller und Masterbatchhersteller ab. Die Wirkung wird angegeben als: „Senkung des Ölabsorptionswerts von Ruß, Verbesserung der Dispergierleistung, Fließfähigkeit sowie Innen- und Außenschmierung von Ruß, Erhöhung von Farbstärke und Verträglichkeit“. (Datenquelle: Produkthandbuch / offizielle Produktdaten)

Die Anwendung der beiden Linien ist im Material getrennt beschrieben: Bei der Nassgranulierung im Rußwerk wird „mit anderen Additiven und Ruß gemischt und granuliert“; bei der Trockengranulierung wird es „vor dem Zerkleinern gleichmäßig in den Ruß eingebracht; erst die Temperatur beim Zerkleinern ermöglicht die Dispergierwirkung“; in der Masterbatchlinie wird es „gleichzeitig mit anderen Additiven in einen Hochgeschwindigkeitsmischer gegeben und gerührt; wenn die Temperatur etwa 100℃ erreicht, wird Harz zugegeben; nach gleichmäßigem Vermischen von Harz und Ruß wird ausgetragen und granuliert“. (Datenquelle: Produkthandbuch)

• Rußspezifisches Fazit – „Die Behandlung von Ruß mit dem Hyperdispergator R1800-SH erhöht die Dispergierleistung des Pigments erheblich. Dabei werden die Pigmenteigenschaften nicht verändert; im Gegenteil, Schwärze und Verarbeitungseigenschaften des Rußes werden ebenfalls verbessert“; bei einer Dosierung von 3% ist die Rußbehandlung am besten, bei Temperaturen über 70℃ ist die Oberflächenbehandlung am besten.
• Schwärzedaten (Versuchsbereich 1%–5%) – 1%=120, 2%=124, 3%=130, 4%=128, 5%=125; bei allen Dosierungen höher als beim nicht vorbehandelten Pigment; Maximum bei 3%.
• Deckkraft (optische Dichte) – unter Standardfilmdicke 0,02mm, konstantem pH-Wert=6,2 und 80℃ beträgt die optische Dichte bei einer Dosierung von 3% maximal 0,487; bei weiterer Erhöhung sinkt sie aufgrund von „Brückenflockung“.
• Dispergierbarkeitsvergleich – mit 3% behandeltem Ruß (0,1g) ist die Dispergierung relativ gleichmäßig und die Partikel sind kleiner; unbehandelter Ruß agglomeriert stark (Beobachtungssystem PE 99% + Ruß 1%).
• Verträglichkeit und relative Leistung – „Die Verträglichkeit mit allen Kautschuken und Kunststoffen ist sehr gut, die Schmierleistung beträgt das 28fache von Wachs, die Dispergierleistung das 122fache von Wachs“; wörtlich gelesen als Einzelvergleich der beiden Punkte „Schmierung / Dispergierung“, nicht als Multiplikator der Gesamtleistung.
• Farbton und Aussehen – blaue Paste, schwacher Geruch nach Schweineschmalz; „der Farbton dunkelt bei Temperaturänderung nach“; bei Einsatz im Produkt wird die Farbe nicht beeinflusst.
• Innen- und Außenschmierung – in vielen duroplastischen und thermoplastischen Kunststoffen dient es der Dispergierung sowie der Innen- und Außenschmierung; dieser Schritt ist ebenso wie die Verbesserung von Ölabsorptionswert und Fließfähigkeit von Ruß eine im Material dokumentierte Funktion.

Das Molekül dieses Produkts besteht aus zwei Teilen: einer Ankergruppe (-COOH) und einer Solvatisierungskette (Dispergierung). Die Ankergruppe „haftet durch Ionenbindungen, Wasserstoffbrückenbindungen sowie Van-der-Waals-Kräfte fest an der Pigmentoberfläche“; die Solvatisierungskette bestimmt die Stabilität des dispergierten Pigments im Medium. (Datenquelle: Produkthandbuch / offizielle Produktdaten)

Das Temperaturverhalten hat eine klare Grenze: „Unterhalb von 80℃ schmilzt die Umhüllungsschicht nicht; oberhalb von 80℃ beginnt sie zu schmelzen und wandelt sich in einen ionischen Haftvermittler um, wodurch die Verträglichkeit von Ruß und Harz verbessert wird“. Dies ist die direkte Grundlage für die Prozesstemperatur der Rußoberflächenbehandlung (konstant 80℃). (Datenquelle: Produkthandbuch)

In der Rußpaste: Auf der Partikeloberfläche reichern sich Ladungen an, die mit der Ankergruppe (-COOH) unter Bildung einer Schutzschicht binden; die sterische Barrierewirkung der Solvatisierungskette (Kohlenwasserstoffkette) ermöglicht eine stabile Dispergierung – bei Annäherung der Partikel werden diese durch die Abstoßung der Adsorptionsschicht abgestoßen. (Datenquelle: Produkthandbuch)

Der allgemeine Dispergierprozess gilt ebenfalls: Benetzung, Feinzerteilung (Dispergierung) und Stabilisierung nach der Feinzerteilung (Umhüllung) als drei Teile; die Pigmentoberflächenbehandlung ist der Prozess der Stabilisierung nach der Feinzerteilung. Bei diesem Typ senkt die Bildung der Umhüllung zugleich den Ölabsorptionswert von Ruß und verbessert dadurch Fließfähigkeit und Verarbeitungseigenschaften. (Datenquelle: Produkthandbuch)

1. Ankeradsorption – Bildung der SchutzschichtDie Ankergruppe -COOH adsorbiert über Ionenbindungen, Wasserstoffbrückenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte an der Oberfläche der Rußpartikel; die auf der Partikeloberfläche angereicherten Ladungen binden an die Ankergruppe und bilden eine feste Schutzschicht.
2. Phasenumwandlung bei 80℃ – Umhüllungsschicht schmilzt und wandelt sich in ionischen Haftvermittler umUnterhalb von 80℃ schmilzt die Umhüllungsschicht nicht; oberhalb von 80℃ beginnt sie zu schmelzen und wandelt sich in einen ionischen Haftvermittler um, wodurch die Verträglichkeit von Ruß und Harz verbessert wird. Die Prozesstemperatur des rußspezifischen Versuchs ist auf 80℃ festgelegt.
3. Sterische Barriere – stabile DispergierungDie Solvatisierungskette (Kohlenwasserstoffkette) entfaltet sich und bildet eine sterische Barriere; bei Annäherung werden die Partikel durch gegenseitige Abstoßung zurückgestoßen; Dispersionsstabilität und Schwärze des Rußes profitieren davon.
4. Zwei Prozesslinien – Rußhersteller und MasterbatchherstellerRußhersteller: Bei der Nassgranulierung mit anderen Additiven und Ruß mischen und granulieren; bei der Trockengranulierung vor dem Zerkleinern gleichmäßig zugeben, erst die Temperatur beim Zerkleinern erreicht die Dispergierwirkung. Masterbatchhersteller: mit anderen Additiven gemeinsam in einen Hochgeschwindigkeitsmischer geben, bei etwa 100℃ Harz zugeben, nach gleichmäßigem Mischen granulieren.

Die nachstehende Tabelle fasst die im Produkthandbuch und in offiziellen Produktdaten dokumentierten physikochemischen Kennwerte sowie die Löslichkeitsangaben von R1800-SH zusammen. Die Werte in der Tabelle sind in den Unterlagen dokumentierte Werte; vor dem Einsatz in Chargen wird empfohlen, sie anhand eigener Rußtypen und Rezepturen durch Vorversuche zu verifizieren.

Anmerkung: ① Der dokumentierte Dichtewert 0,860 g/cm³ weicht von dem derselben Reihe (S / SK jeweils 1,190 g/cm³) deutlich ab; die Quellenlage an beiden Stellen ist einheitlich, aus den vorhandenen Unterlagen lässt sich jedoch nicht entscheiden, ob ein Messwert oder eine Erfassungsabweichung vorliegt; auf dieser Seite wird der Originalwert dargestellt und mit einer Anmerkung versehen; ② „Schmierung 28-fach / Dispergierung 122-fach“ sind Einzelvergleiche der beiden Positionen Schmierung / Dispergierung (Angaben auf Serienebene), keine Multiplikatoren der Gesamtleistung; ③ Die produktspezifischen Rußdaten (optische Dichte, Schwärzewertreihe) stammen aus produktspezifischen Versuchen zu dieser Type; der Versuchsbereich lag bei einer Dosierung von 1%–5% (konstant pH=6,2, 80℃). „(Datenquelle: Produkthandbuch / offizielle Produktdaten)“

Die Dosierung dieser Type ist ebenfalls in zwei Ebenen unterteilt: zusammenfassende Angabe (1%) und Ergebnis der produktspezifischen Versuche (bei 3% ist die Rußbehandlung am besten; Versuchsbereich 1%–5%). Beide Angaben werden nebeneinander beibehalten, ohne eine Auswahl zu treffen; bei der Anwendung sind sie je nach Ziel (Bestätigung der Prozessbedingungen / Wirkungsoptimierung) getrennt heranzuziehen.

Dosierungsprinzip (Angabe auf Serienebene): Je feiner das Pulver, je höher der Ölabsorptionswert, je größer die spezifische Oberfläche, desto höher die zuzugebende Dispergiermittelmenge; die produktspezifische Schlussfolgerung für diese Type lautet: „Bei einer Dosierung von 3% ist die Rußbehandlung am besten, bei Temperaturen über 70℃ ist die Oberflächenbehandlung am besten“. In der Referenzrezeptur dieser Type erscheinen pastöser Hyperdispergator und Polyethylenwachs in derselben Rezeptur – die beiden Additivkomponenten werden kombiniert eingesetzt, sie stehen nicht in einem Substitutionsverhältnis.

Noch zu verifizieren: ① Für die Dosierung bestehen zwei Angaben nebeneinander – die Übersicht gibt „Dosierung 1%“ an, Versuch und Schlussfolgerung geben „Bei 3% ist die Rußbehandlung am besten“ an; für die beiden Angaben sind Bezugsobjekt und Beurteilungskriterium nicht in Beziehung gesetzt, auf dieser Seite werden sie unverändert nebeneinander dargestellt. ② Rußtype: Die Versuchsrohstoffliste nennt ZY-1, die Rezepturzeile nennt DK2028P; die beiden Stellen stimmen nicht überein, auf dieser Seite werden sie gemäß den Unterlagen unverändert beibehalten. ③ Alle vorstehenden Werte sind in den Unterlagen dokumentierte Werte; für die tatsächliche Produktion bitte anhand eigener Pulver, Anlagen und Rezepturen durch Vorversuche bestätigen.

Die offizielle Anwendungsliste umfasst Schwarz-Masterbatch, Nassgranulierung von Ruß und Trockengranulierung von Ruß; das Produkthandbuch dokumentiert zusätzlich die konkrete Verwendung in zwei Produktionslinien sowie produktspezifische Versuche. Im Einzelnen wie folgt:

Schwarz-Masterbatch

Einer der Hauptanwendungsbereiche dieser Type: gemeinsam mit anderen Additiven in einen Hochgeschwindigkeitsmischer geben und mischen; sobald die Temperatur etwa 100℃ erreicht, das Harz zugeben; nach gleichmäßigem Vermischen von Harz und Ruß austragen und granulieren.

Nassgranulierung von Ruß

Bei der Granulierung zusammen mit anderen Additiven und Ruß mischen und granulieren (in den Unterlagen dokumentierte Anwendung bei Rußherstellern).

Trockengranulierung von Ruß

Vor dem Brechen gleichmäßig in den Ruß einbringen; erst die beim Brechen erreichte Temperatur ermöglicht die Dispergierwirkung.

Dispergierung, innere und äußere Schmierung

Die Unterlagen geben für dieses Produkt an, dass es „in vielen duroplastischen und thermoplastischen Kunststoffen als Dispergier- sowie Innen- und Außenschmiermittel wirkt“; der Wirkungseintrag dokumentiert zusätzlich: „Senkt den Ölabsorptionswert von Ruß, verbessert die Dispergier-, Fließ- und Innen-/Außenschmiereigenschaften des Rußes, erhöht die Farbstärke und die Verträglichkeit.“

Verträglichkeitsbereich

R1800-Serie: „Die Verträglichkeit mit allen Kautschuken und Kunststoffen ist sehr gut“ (Angabe in der Serienbeschreibung).

Typenauswahl und Synergie

Die Unterlagen geben eine Auswahlempfehlung nach Pigmentfeinheit und Ölabsorptionswert; Beispiele empfohlener Typen umfassen R1800-SK, R1800-SH, R1618, R900A usw.; je feiner das Pulver, je höher der Ölabsorptionswert, je größer die spezifische Oberfläche, desto höher die Dispergiermittelmenge.

Probleme vor Ort und Anwendungsbeispiele (dokumentiert)

Die drei Typen R1800 sind pastose Hyperdispergatoren, nach Farblinie unterschieden (S farbig / SK weiß / SH schwarz); die Unterschiede zeigen sich nicht in den allgemeinen physikalisch-chemischen Daten, sondern in der Anwendungsliste, den Spezialversuchen und dem Temperaturverhalten. Vergleich wie folgt:

Lesehinweis: ① Bei den drei Typen gehören die allgemeinen physikalisch-chemischen Einträge von S und SK zur selben Gruppe; Aminwert (≦8), Säurezahl (≦6), Flammpunkt (287℃), Viskosität (1000-4000 mPa·s) und Dichte (0,860 g/cm³, mit Anmerkung) von SH sind separat angegeben; ② „Schmierung 28-fach / Dispergierung 122-fach“ ist auf der Seite dieses Typs vermerkt (Angabe auf Serienebene) und nur als Einzelvergleich für Schmierung / Dispergierung zu zitieren; ③ Die Werte in der Vergleichstabelle sind dokumentierte Werte. „(Datenquelle: Produkthandbuch / offizielle Produktdaten)“

Dieses Produkt ist eine Paste; die Wirkung hängt direkt von Temperatur, Mischreihenfolge und Dosierungsgrundlage ab. Die folgenden Punkte stammen einzeln aus den dokumentierten Angaben.

Die Daten dieser Seite stammen aus zwei Arten von Unterlagen und sind Punkt für Punkt zurückverfolgbar:

• Produkthandbuch: vollständiger Abschnitt zum Eintrag R1800-SH (Titel / Übersicht / Hauptbestandteil / physikalisch-chemische Eigenschaften / Oberflächenbehandlung und Masterbatch-Anwendungen / theoretische Analyse / Versuchsteil / Ergebnisse und Diskussion / Fazit / Zugabemenge / Verpackung / Lagerung); Vergleichsabschnitt zu R1800-S und R1800-SK; Abschnitt zur Serieneinführung und zum Produktkatalog.
• Offizielle Produktdaten: alle Felder zu R1800-SH (Name, Kategorie, Positionierung, Beschreibung, Mechanismus, Anwendungen, physikalisch-chemische Parameter, Hauptbestandteil, Funktionsbeschreibung, empfohlene Dosierung); Serieneintrag (Liste der repräsentativen Typen, Serienbeschreibung).

Nicht dokumentiert (auf dieser Seite nicht ausgeführt, zur Ergänzung vorgesehen)

• Abweichung der Dichte 0,860 g/cm³ von 1,190 g/cm³ derselben Serie: Die Angaben an beiden Stellen stimmen überein; ein Messwert oder Erfassungsfehler lässt sich nicht bestimmen.
• Zwei parallel bestehende Dosierungsbezugsbasen (Übersicht 1% / Versuchsoptimum 3%): Die Zuordnung von Bezugsobjekt und Bewertungskriterium ist nicht angegeben.
• Rußsorte: In der Rohstoffliste ist ZY-1 vermerkt, in der Rezepturzeile DK2028P; die beiden Stellen stimmen nicht überein.
• Konformitätserklärungen, Haltbarkeit und Sicherheitsdaten für den Umgang (MSDS-Ebene): in den vorhandenen Unterlagen nicht dokumentiert.