Unter dem Begriff Masterbatch versteht man Kunststoff-Granulate, die hochbeladen mit Farbpigmenten oder Additiven sind. Die Masterbatches weisen einen Pigment- bzw. Additivgehalt auf, der höher ist als im späteren Fertigteil. Sie werden dem natürlichen Kunststoff (Rohpolymer) zum Einfärben oder zur Veränderung der Eigenschaften beigemischt. Da Masterbatches auf der gleichen Polymerbasis, wie das Fertigteil hergestellt sind und als Granulate vorliegen, erhöhen sie im Vergleich zu Pasten, Pulver oder flüssigen Zusatzstoffen die Prozesssicherheit, sind sehr gut zu verarbeiten und reduzieren das Verschmutzungsrisiko drastisch.
Eine Erklärung, wie der Begriff "Masterbatch" entstanden sein könnte, mag auf einer Verallgemeinerung des Verfahrens bei der Gummiherstellung beruhen. Früher durfte nur der Meister hoch konzentrierte und damit teure Mischungen (= Batches) zur späteren Verdünnung herstellen. Es waren die Mischungen des Meisters (= Masterbatches).
Generell unterscheidet man drei Gruppen von Masterbatches. Zum einen die Farb-Masterbatches (Monopigment oder Tailor-made), die zum Einfärben von Kunststofferzeugnissen dienen, zum anderen Additiv-Masterbatches, die für bestimmte Eigenschaften der Endprodukte sorgen, wie zum Beispiel UV-Stabilisierung, Flammschutz, Antistatik oder Antiblock, sowie Kombinations-Masterbatches, die sowohl Pigmente als auch Additive enthalten. Masterbatches weisen üblicherweise Pigment- und/oder Additivkonzentrationen von 40% ± 10% auf.
Mit Hilfe eines Extruders (i. d. Regel Doppelschnecken-Extruder) werden Polymere, Pigmente und/oder Additive zu einer homogenen Mischung verbunden. Dies erfolgte entweder im „Premix“- oder „Split Feed“-Verfahren.
Beim Premix-Verfahren wird in den Haupteinzug des Doppelschnecken-Extruders eine Vormischung aus Polymer, Pigment/Additiv und evtl. Dispergierhilfsmittel eingebracht. Die Vormischung wird in einem vorhergehenden Verarbeitungsschritt batchweise in Mischern erstellt. Im Extruder erfolgen die Verfahrensschritte Aufschmelzen, Benetzen, Homogenisieren und Dispergieren. Bei Anwendung des Premix-Verfahrens ist es ausreichend, eine volumetrische Dosierung zu verwenden, da die Rezepturbestandteile bereits genau aufeinander abgestimmt im separaten Mischer eingewogen wurden.
Beim Split Feed-Verfahren ist der Doppelschnecken-Extruder mit einem Haupt- und einem Seiteneinzug ausgestattet, an dem eine Seitenbeschickung installiert ist, so dass die Pigmente/Additive und evtl. Dispergierhilfsmittel stromabwärts in das bereits plastifizierte Polymer eingebracht und homogen eingemischt werden können. Um die Rezepturkonstanz zu gewährleisten, müssen für dieses Verfahren, sowohl über dem Haupteinzug als auch über dem Seiteneinzug, Loss-in-weight-Dosiergeräte verwendet werden.
Bei beiden obenstehenden Verfahren wird die Masterbatchschmelze, nach dem Düsenaustritt, mittels Strang-, Wasserring- oder Unterwassergranulierung zu Granulaten verfestigt.
Die entstandenen Granulate werden i. d. Regel direkt der Sackabfüllung zugeführt. In einem weiteren Schritt wird das Monopigment- oder Additiv-Masterbatch in Kunststoffverarbeitungsmaschinen, wie z.B. Spritzguss- oder Blasformmaschinen, Folien- oder Kabel-Extrudern zur Einfärbung und/oder Veredelung des Endproduktes herangezogen.