Masterbatches sind Farbmittel- und/oder Additiv-Konzentrate in fester Kunststoff- oder kunststoffähnlicher Matrix mit Gehalten an Farbmitteln und/oder Additiven, die höher sind als in der Endanwendung. Dabei gibt es verschiedene Lieferformen (Granulat, flüssig - Paste, Pulver).
Masterbatches sind aus der kunststoffverarbeitenden Industrie nicht mehr wegzudenken. Sie werden in allen wesentlichen Verarbeitungsverfahren der Kunststoffindustrie eingesetzt, z. B. Extrusion, Spritzguss, Hohlblasen und gehen in die unterschiedlichsten Abnehmerbranchen wie z. B. Verpackungs-, Medizinprodukte- und Automobilindustrie. Die Vorteile für die Verarbeiter liegen auf der Hand: Die Produktion bleibt „sauber“ und bei Fehlkalkulationen bleiben höchstens Restmengen der Masterbatches übrig und nicht große Chargen des eingefärbten Kunststoffs.
Mit Masterbatches können Optik, Haptik und andere Eigenschaften von Kunststoffen eingestellt werden. Die Vielfalt der Farbmittel erlaubten Metallic- und Glanzeffekte oder transparente Farbtöne. Parallel erweiterten immer mehr Additive die Anwendungsvielfalt von Thermoplasten: UV-Absorber etwa sorgen heute in sehr vielen Kunststoffartikeln für Beständigkeit gegenüber Sonnenlicht; andere funktionelle Additive verbessern die Wärmealterung. Neuste Zusatzstoffe machen Kunststoffe laserbeschriftbar, wärmeabsorbierend oder liefern sogar forensische Sicherheitsmerkmale, die Produktfälschungen erschweren.
Die Hersteller schneiden das Farb- oder Additiv-Konzentrat auf den Bedarf jedes einzelnen Kunden zu – vom Produzenten von Kosmetik-Verpackungen bis hin zum Automobil-Hersteller. Die Vielfalt ist beinahe unendlich, da die Hersteller aus einem breiten Rohstoffportfolio komponieren können.
Als Trägerpolymer verwendet der Masterbatch-Hersteller in der Regel das Polymer, das beim Verarbeiter eingefärbt werden soll (Thermoplaste). Mittlerweile kommen auch immer mehr Rezyklate zum Einsatz. Der Verarbeiter gibt das granulierte Konzentrat üblicherweise in Mengen zwischen 2 und 6 Prozent zum ungefärbten Kunststoff hinzu.
Um 1900 war es für die Reifenproduktion wichtig, die Additive und Pigmente in der Kautschukmischung, nämlich Schwefel, Zinkoxid, Kreide und später auch Ruß, homogen zu verteilen. Nur so erhielten die Reifen-Hersteller ein gutes Ergebnis. Die schwer dispergierbaren Bestandteile wurden daher erst einmal gut miteinander vermischt, bevor sie dem Kautschuk zugefügt wurden. Jedes Batch an Kautschuk plus vordispergierten Pigmenten – so wird gesagt – war zunächst vom erfahrenen „Master“ zu kontrollieren. Nach dem Erhitzen wäre schließlich nichts mehr zu retten gewesen, falls die Mischung unzureichend gewesen wäre. Somit entstand der Name „Master-Batch“. Etwa ein halbes Jahrhundert später wurde der Begriff für die kundenspezifischen Farb- und Additiv-Konzentrate in der Kunststoff-Branche übernommen.
Neben Farbmitteln zur Einfärbung von Polymeren spielen Additive, die bestimmte Eigenschaften der Polymere verbessern bzw. für ein besseres Handling der Kunststoffartikel sorgen, eine große Rolle. Ähnlich wie bei Farbmitteln gibt es bei den Additiven unterschiedliche Möglichkeiten der Zugabe in ein Polymer. In vielen Bereichen hat sich neben der Verwendung von ausgerüsteten Rohstoffen der Einsatz von Additivmasterbatches durchgesetzt.
Bei den Farbmitteln unterscheidet man zwischen Farbstoffen und Pigmenten, wobei letztere für den Kunststoffbereich die weitaus größere Bedeutung haben. Pigmentteilchen (Primärteilchen), wie sie in der Regel bei der Herstellung anfallen, besitzen aufgrund ihrer außerordentlich geringen Teilchengrößen ausgeprägte Anziehungskräfte. Dabei entstehen aus den Primärteilchen durch flächiges Zusammenlagern sogenannte Aggregate.
Der Extruder ist das Herzstück der Masterbatch-Produktion. Zur Herstellung von Masterbatches werden meist Ein- oder Doppelschneckenextruder genutzt, in denen lange Schneckenwellen mit einem Elektromotor in einem Zylinder angetrieben werden.
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