当前位置：主页 > 新闻资讯 >

塑胶着色之-颜料选择的技巧

文章出处：www.ecomasterbatch.com作者:www.ecomasterbatch.c人气：发表时间：2019-01-09 14:35【大中小】

使用什么类型的颜料主要由聚合物的基础结构确定。即使是相似聚合物，如果是由不同公司或世界其他地区生产的，它们的基础颜料也可能会有所不同，'因此对于着色剂的反应也会不同。例如，在北美生产的聚碳酸酯中使用效果很好的某种特定颜色，到了产地为欧洲或亚洲的材料上就可能得到完全不同的结果。聚合物的分子结构决定了它的加工性能，相应也会影响颜色的选择。例如聚丙烯等结晶树脂，由于它是有序区域和无序区域的混合结构，这使光线朝着不同方向折射，最终呈现出白色半透明外观。无定形树脂（非晶型）几乎是完全的无序结构，因此光线能直线穿过。这就是这些材料透明的原因。一般来说，透明性很高的颜色只可能出现在无定形树脂中。结晶型树脂的熔点非常突出，发生相转变、熔化为低黏度前，需要大量吸收能量（热）。由于这样的原因，与其他材料相比，结晶聚合物使用的颜料需要更高的热稳定性。通常情况下，会建议使用高温稳定性能更好地无机颜料。同时，这解释了为什么再生料与新树脂共混时，颜色会改变。因为再生料中的颜料有更长的热历史，因而出现了降解。在另一方面，无定形树脂都有一个玻璃化转变温度，高于该值，树脂开始软化直到它们的熔融黏度低到可以流动。无定形树脂具有比结晶树脂更为显著的自由体积，因此更容易接受染料，保持其溶液状态，不会出现表明喷霜或模具积垢。着色剂的选择和最终的性能还取决于塑料树脂是否为均聚物（包括单一聚合化合物）或共聚物，这涉及两类反应不同的化学结构。均聚物可以是结晶型的或者是无定形的，而合适的着色剂仍然能均匀分布在整个树脂中。在另一方面，共聚物可以是无规共聚物（均一相）或者嵌段共聚物，它们分隔成两类化学结构的聚集体。例如，ABS、HIPS和丙烯酸类等冲击改性材料中白有交联橡胶粒子。着色剂不能深人到橡胶相巾，在整个增初树脂中橡胶的任何轻微改变，都能使之呈现出极白的外观。超韧尼龙等橡胶合金的尼龙和橡胶之间含有完全不同的化学结构，因此，它们难以着色，可用的选择有限。树脂的溶解性（氢原子键结的方式和材料的极性）会影响染料在聚合物中的分布情况。溶于聚苯乙烯和 ABS的染料会慢慢向尼龙的表面迁移。同时颜料也会溶于相反的树脂中。结果，如果某一种染料用于塑料着色，它与树脂的相容性非常重要。树脂的折射率是需要考虑的另一要素，它表示光通过聚合物时弯曲的角度。脂肪族树脂（聚乙烯、聚丙烯和 EVA等）的折射率低，而芳香族树脂（聚苯乙烯、聚碳酸酯、 PSU、 PET等）的折射率高。为了提高冲击强度或耐化学性能，不同折射率的树脂混合在一起时，例如，光线不沿着一条通路行进，因此它呈现出散射状，使材料看上去为白色透明的外观。此外，了解树脂的着色能力也同样需要。颜料的反应活性会明显降低聚合物的稳定性。如二氧化钛会降低聚酯和聚碳酸酯的热稳定性能，铁盐会降低聚氯乙烯的热稳定性能。二氧化钛选择不当会降低聚乙烯的紫外稳定性能。同样，聚合物端基的反应活性会改变某些着色剂的化学性能，造成颜色变化。例如，酰胺会影响含氯或含溴颜料的性能，而酸酐类会劣化铕染料的金属盐。任何情况下都应该优先考虑树脂的功能性，接着才是围绕该应用领域的色彩。对性能和加工的影响着色剂会影响塑料部件的物理性能。颜料颗粒可以充当聚合物基体中的空隙，形成撕裂点，或者造成界面黏结性能下降。例如，无机着色剂实际
上会产生玻纤增强的槽口。所有上述情况会在许多应用领域中限制材料的拉伸、伸长和冲击性能。举例来说，适合户外耐候应用的最好的颜料事实上最有可能最大程度的劣化这些性能。但是，颜料和配方选择得当能够限制这些下降的效果也不显著，一般不超过 10%。活动铰链需要良好的軔性和取向相结合的综合性能，着色剂会严重影响它的性能。硬质空隙会降低铰链的弯曲寿命。如果母粒供应商预见到会出现軔性问题，那么可以在载体树脂的配方设计中增加韧性剂来弥补该损失。许多情况下，甚至可以提尚抗冲性能某些颜料、染料和树脂的结合会产生所谓的光柔化现象，其中产品因暴露在阳光下失去强度和柔韧性能。在聚烯烃中使用无涂层的二氧化钛或铁盐以及聚碳酸酯中使用标准涂层级的二氧化钦，都属于挑战性很高的应用领域。一些“敏感性”树脂的热稳定性还会受到痕量金属的劣化，这种痕量金属常见于金属络合染料、色淀颜料、非合成的无机颜料等。在聚甲醛中使用群青蓝是特别需要关注的情况，此外，还包括在ABS中使用锰紫、在聚氯乙烯中使用氧化铁。为了获得最佳的配方，最好的方法是首先考虑光稳定性或热稳定性，其次，如果需要，妥善处理好颜色问题。着色剂的流变性能常常会到出现问题时才进行研究。但是此时的配方和加工改变成本都会非常高。因此，考虑某些颜色相关材料对树脂熔体黏度的影响非常重要。例如，炭黑和碳酸钙的高密结构会使之像填料一样，并增加其熔体黏度。溶剂型染料会降低黏度，类似液态颜料中使用的某些载体。造成聚合物降解反应的任何颜料和助剂，与文中反应性内容部分讨论的一样，也会降低材料的黏度。另一个需要考虑的要素是加工温度。如果需要在高温或高剪切条件下加工一种材料，最好的方法是避免使用高温稳定性差的着色剂，如价格低廉的盐类颜料。颜色会褪色，有时造成制品中浅色或深色的斑纹，或对聚合物
造成不利的反应，降低最终产品重要的力学性能。停留时间也是一相关问题。即使加工温度看上去对着色剂来说不高，暴露时间过长(由于使用容量太大的大型机筒）也会造成相同的降解效果。如果重新回用边角料再生料，增加的热历史会造成褪色。作为一项基本规则，价格较为适中的有机颜料趋向于稳定性下降，因此价格最低的配方不可能是最稳定的配方，同时，任何原材料的节约措施都会因为产量的下降而被抵消掉。很多种类的颜料都会影响产品的收缩和翘曲率。举例来说，常用的酞菁绿或酞菁蓝都含有能提高聚丙烯等半结晶树脂成核的结晶结构，同时也会造成不希望出现的收缩。计算机t吴拟的溶体流动图可以预测结果，因此要注意在绿色制品和白色制品尺寸不一致前，调整配方。颜料可以影响树脂重新升温、保热或传热的方式。例如，炭黑能够快速吸收热量并很好地进行传导，而陶瓷（混合型的金属氧化物）倾向于长时间保持热量，特殊的等级反射热量。错类颜料传热效果非常好。所有这些效果都会影响周期时间、制品尺寸以及焊接等二次加工。如果根据天然（未着色）树脂获得的周期时间进行试验并应用，由于着色剂造成的导热变化生产会变得无利可图。提前考虑颜色在产品开发过程后期，考虑使用颜色，那么成本会明显增加。在减少加工设计和成型加工之前，除非颜色和助剂在设计工艺早期同时考虑，否则不可能实现塑料产品价值的最大化。试着通过简单购买一个价格较低的着色剂来降低成本无疑是自找麻烦。另一方面，与经验丰富的着色剂供应商进行简单的交流可以更顺利地进行加工，避免出现问题。供应商可以引领您设计出既稳定还节约的配方。为了尽可能早地将颜色引入产品开发过程，建议加工企业以及他们的客户利用好大型颜色供应商的颜色咨询服务的优势。实验室分析、流体模拟以及性能测试能确定失败的风险，因此可以在制定资源成本承诺前，避免失败的风险。
色母粒：www.ecomasterbatch.com

塑胶着色之-颜料选择的技巧

相关资讯

推荐产品

公司动态

行业资讯

常见问题