Die Wärmekontrolle meistern: Was IR-Masterbatch ist, wie es funktioniert und warum es wichtig ist

Die Funktionalität von IR-Masterbatch beruht darauf, wie die darin enthaltenen Additive mit verschiedenen Wellenlängen der Infrarotstrahlung interagieren. Infrarotlicht lässt sich unterteilen in:

• Nahinfrarot (NIR): 700–2500 nm

• Mittleres Infrarot (MIR): 2500–25.000 nm

• Ferninfrarot (FIR): > 25.000 nm

Verschiedene IR-Additive werden so entwickelt, dass sie diese Wellenlängen auf spezifische Weise beeinflussen:

1. Absorption von IR-Strahlung

IR-absorbierende Masterbatches enthalten Pigmente oder Verbindungen, Infrarotstrahlung einfangen und in Wärme umwandeln.
Dies wird erreicht durch:

• Elektronische Übergänge in organischen Farbstoffen

• Gitterschwingungen in anorganischen Partikeln

• Selektive Absorptionsspitzen abgestimmt auf langwelliges Infrarot

Funktionsweise:

• Kurzwellige Infrarotstrahlung des Sonnenlichts dringt durch den Kunststoff.

• IR-Zusätze absorbieren langwellige Infrarotstrahlung, die von Böden, Oberflächen oder Objekten emittiert wird.

• Die absorbierte Infrarotstrahlung wird langsamer wieder abgegeben, wodurch der Wärmeverlust reduziert wird.

Dieses Prinzip ist der Grund, warum Gewächshausfolien mit Infrarotabsorbern nachts wärmer bleiben.

2. Reflexion von IR-Strahlung

IR-reflektierende Masterbatches verwenden Partikel mit hohe IR-Reflexionhäufig auf Basis von Keramik-, Metalloxid- oder Perlglanzpigmenten.

Funktionsweise:

• Additive weisen eine Brechungsindexfehlanpassung zur Polymermatrix auf.

• Statt Infrarotstrahlung zu absorbieren, streuen oder reflektieren sie diese nach außen.

• Die reflektierte Infrarotstrahlung kann die Kunststoffoberfläche nicht durchdringen, wodurch die Wärmeentwicklung reduziert wird.

Dies ist besonders wertvoll für Fahrzeuginnenausstattungen, Gebäudefolien und Outdoor-Produkte, bei denen dunkle Kunststoffe unter Sonneneinstrahlung übermäßig heiß werden.

3. Transmission von IR-Strahlung

IR-transparente (oder NIR-transparente) Masterbatches werden formuliert unter Verwendung von Nicht-Ruß-Rußpigmente oder Spezialfarbstoffe die dunkel erscheinen, aber Infrarotwellenlängen nicht blockieren.

Funktionsweise:

• Die Additive absorbieren sichtbares Licht, lassen aber Infrarot-Wellenlängen frei.

• Sensoren, Detektoren und NIR-Sortiersysteme können den Kunststoff erkennen.

• IR-Signale (von Fernbedienungen, LiDAR usw.) durchdringen das Material mit minimaler Dämpfung.

Dies ist unerlässlich für Elektronikgehäuse, NIR-detektierbare schwarze Kunststoffe und optische Systemkomponenten.