Los masterbatches son compuestos concentrados de pigmentos o aditivos ampliamente utilizados para conferir color o una propiedad especial a las resinas plásticas, respectivamente. Estos son obtenidos, en términos generales, mediante extrusión de la resina base y el pigmento o aditivo(s); por lo que, sus características finales dependerán del procesamiento, concentración y propiedades físico-químicas del compuesto activo.

La resina base o carrier consta principalmente de polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), entre otros; siendo los dos primeros lo más utilizados.

La elección del carrier dependerá de la resina a la cual será incorporada; sin embargo, dado que estos compuestos son dosificados en bajas concentraciones; por ejemplo 3,5 %, el uso de un masterbatch base PE puede ser encontrado en resinas de PP y viceversa.

MASTERBATCHES DE COLOR

Estos son empleados para brindar coloración al producto final; ya sea por estética como los encontrados en sillas y mesas inyectadas; o funcional como el masterbatch negro utilizado en la coextrusión de los empaques de leche UHT. 

• Pigmentos inorgánicos: Se tienen el masterbatch blanco y negro que utilizan generalmente como pigmento al dióxido de titanio tipo rutilo (TiO2) y el negro de humo, respectivamente. Solo de estos dos colores existen muchas variantes o grados, pues nuevamente dependiendo de la aplicación final, el porcentaje de compuesto activo varía en el masterbatch. En cuanto a los pigmentos coloridos, estos pueden ser base óxidos, sulfuros, hidróxidos, cromatos y complejos de metales pesados que, a diferencia de los orgánicos, son más opacos y térmicamente estables. Cabe resaltar que la presencia de metales pesados en los compuestos inorgánicos no permite que el pigmento cumpla con las regulaciones de contacto con alimentos.
• Pigmentos orgánicos: En este grupo se tienen generalmente a los azo compuestos como componente activo de color; que a diferencia de los inorgánicos, son parcialmente solubles en las resinas plásticas por lo que tienden a migrar.

MASTERBATCHES DE ADITIVOS

Estos masterbatches pueden ser usados tanto para el procesamiento de la resina, como la ayuda de proceso y antioxidante; como para mejorar las propiedades del producto terminado, como el anti-UV y antillama. Así mismo, dos compuestos activos pueden estar presentes en un mismo masterbatch, como es el caso del antiblock/deslizante. A continuación, un listado de aditivos comúnmente empleados en la industria plástica:

• Ayuda de proceso: Mejora la procesabilidad de la resina, lo cual es asociado a una reducción en el costo del procesamiento y mejor apariencia del producto final. Este masterbatch contiene como compuesto activo fluoropolímeros, cuya afinidad al metal en contraste de la resina plástica, ayudan a reducir la fricción en las paredes del dado.
• Antioxidante: Inhibe o retarda la oxidación de la resina durante su procesamiento y su vida útil como producto terminado. Estos pueden ser primarios, secundarios o una mezcla de ambos. Los primarios, base fenol y aminas aromáticas secundarias; y los secundarios, principalmente fosfitos y tioésteres.
• Deslizante: Reduce el coeficiente de fricción (COF) de la película extruida. Consisten principalmente en amidas de ácidos grasos como la Erucamida y Oleamida, siendo la primera la más empleada. Estos son poco compatibles con la resina; por lo que, exudan hacia la superficie disminuyendo la fricción de las películas adyacentes.
• Antiblock: Previene la adhesión de las películas adyacentes. Los aditivos antibloking de naturaleza inorgánica como talco o sílice son los más empleados, respectivamente. Estos compuestos aumentan la rugosidad de la película a escala microscópica de manera tal que evitan el problema de adhesión.
• Anti-UV: Evitan la degradación de la resina por acción de la luz UV. Los más utilizados son los 2-hidroxibenzofenonas, 2-hidroxifenilbenzotriazoles, compuestos orgánicos de níquel y estabilizadores de luz de amina estéricamente impedida (HALS). Estos absorben la luz en el rango UV y liberan el exceso de energía en forma de calor. Ya vimos la variedad de compuestos activos que pueden existir para cada tipo de masterbatch, y aunque de manera somera, cómo es el mecanismo de acción de cada uno de ellos.

Entonces ¿cómo saber cuál es el que necesito

Nuevamente, todo dependerá de la aplicación final y el tipo de procesamiento.

Referencias: 1. Drobny, J. G. (2014). Additives. En J. G. Drobny, Handbook of Thermoplastic Elastomers (Second Edition) (págs. 17 -32). Elsevier. 2. Markarian, J. (2007). Slip and antiblock additives: surface medication for film and sheet. Plastics, Additives and Compounding, 32 – 35.