色母粒配方设计课件.ppt
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1、色母粒配方设计色母粒配方设计 四个部分四个部分一、塑料着色的基本概念一、塑料着色的基本概念二、如何正确选择着色剂二、如何正确选择着色剂三、三、色母粒生产介绍色母粒生产介绍 四、典型配方介绍四、典型配方介绍一、塑料着色的基本概念一、塑料着色的基本概念 1、塑料为什么着色?塑料着色塑料为什么着色?塑料着色具有什么功能?具有什么功能?塑料着色是塑料工业中不可缺少的一个组成部分,塑料着色是塑料工业中不可缺少的一个组成部分,其重要意义是其重要意义是美化产品美化产品。众所周知,只有当商品漂亮的外观引起了人们购买欲后,人们众所周知,只有当商品漂亮的外观引起了人们购买欲后,人们才会认真地了解其内在品质。才会认
2、真地了解其内在品质。任何商品美观与否任何商品美观与否主要取决于主要取决于它的外观造型与颜色,和谐协调它的外观造型与颜色,和谐协调地色彩实现则需要依赖着色技术予以实施,色彩艳丽给人以美的艺地色彩实现则需要依赖着色技术予以实施,色彩艳丽给人以美的艺术享受。术享受。塑料着色是塑料工业中不可缺少的一个组成部分,其重塑料着色是塑料工业中不可缺少的一个组成部分,其重要意义是要意义是美化产品美化产品。众所周知,只有当商品漂亮的外观众所周知,只有当商品漂亮的外观引起了人们购买欲后,人们才会认真地了解其内在品质。引起了人们购买欲后,人们才会认真地了解其内在品质。任何商品美观与否任何商品美观与否主要取决于主要取决
3、于它的外观造型与颜色,它的外观造型与颜色,和谐协调地色彩实现则需要依赖着色技术予以实施,色和谐协调地色彩实现则需要依赖着色技术予以实施,色彩艳丽给人以美的艺术享受。彩艳丽给人以美的艺术享受。n 塑料着色的第二个重要用途是塑料着色的第二个重要用途是标识作用标识作用,通过着色取得标识效果,具有,通过着色取得标识效果,具有实用价值。实用价值。市话通信电缆市话通信电缆用符合孟塞尔色标用符合孟塞尔色标1010色谱标识色谱标识,给配线及检修带来极大方便。给配线及检修带来极大方便。高速公路高速公路采用醒目反光标志、交通警服白天采用醒目荧光黄色、环卫工人采用醒目反光标志、交通警服白天采用醒目荧光黄色、环卫工人
4、采用醒目橙色都作为安全标志。采用醒目橙色都作为安全标志。塑料着色的第二个重要用途是塑料着色的第二个重要用途是标识作用标识作用,通过着色取得,通过着色取得标识效果,具有实用价值。标识效果,具有实用价值。市话通信电缆市话通信电缆用符合孟塞尔色标用符合孟塞尔色标1010色谱标识色谱标识,给配线及检给配线及检修带来极大方便。修带来极大方便。高速公路高速公路采用醒目反光标志、交通警服白天采用醒采用醒目反光标志、交通警服白天采用醒目荧光黄色、环卫工人采用醒目橙色都作为安全标志。目荧光黄色、环卫工人采用醒目橙色都作为安全标志。塑料着色还可赋予塑料多种功能,从而满足应用上各塑料着色还可赋予塑料多种功能,从而满
5、足应用上各种需求。种需求。(1 1)提高塑料耐光性和耐气候性)提高塑料耐光性和耐气候性 利用炭黑改善聚烯烃塑料的耐光性和耐气候性,可以起到非常利用炭黑改善聚烯烃塑料的耐光性和耐气候性,可以起到非常突出的效果。突出的效果。文献报道文献报道100100份低密度聚乙烯中,加入份低密度聚乙烯中,加入1.51.5份炭黑,在户外曝晒份炭黑,在户外曝晒一年半以后,薄膜的断裂伸长率仍高达一年半以后,薄膜的断裂伸长率仍高达190190,用于对比试验的纯,用于对比试验的纯低密度聚乙烯薄膜,在上述同等条件下进行试验,则基本失去伸长低密度聚乙烯薄膜,在上述同等条件下进行试验,则基本失去伸长率。率。塑料着色还可赋予塑料
6、多种功能,从而满足应用上各种需求。塑料着色还可赋予塑料多种功能,从而满足应用上各种需求。(1 1)提高塑料耐光性和耐气候性)提高塑料耐光性和耐气候性利用炭黑改善聚烯烃塑料的耐光性利用炭黑改善聚烯烃塑料的耐光性和耐气候性,可以起到非常突出的效果。和耐气候性,可以起到非常突出的效果。文献报道文献报道100100份低密度聚乙烯中,加入份低密度聚乙烯中,加入1.51.5份炭黑,在户外曝晒份炭黑,在户外曝晒一年半以后,薄膜的断裂伸长率仍高达一年半以后,薄膜的断裂伸长率仍高达190190,用于对比试验的纯低,用于对比试验的纯低密度聚乙烯薄膜,在上述同等条件下进行试验,则基本失去伸长率。密度聚乙烯薄膜,在上
7、述同等条件下进行试验,则基本失去伸长率。(2)赋予塑料某些特殊功能)赋予塑料某些特殊功能 加入导电炭黑可赋予塑料的加入导电炭黑可赋予塑料的导电性导电性,这在电力电缆中内屏和外屏已被大量应用。这在电力电缆中内屏和外屏已被大量应用。加入导电炭黑的复合纤维制成的服装加入导电炭黑的复合纤维制成的服装具有具有抗静电作用抗静电作用,现大量用于计算机、电,现大量用于计算机、电子元件生产厂的劳动防护服装子元件生产厂的劳动防护服装。(3)彩色农用地膜对除草、避虫、育秧)彩色农用地膜对除草、避虫、育秧等起到良好效果。等起到良好效果。(2)赋予塑料某些特殊功)赋予塑料某些特殊功能能加入导电炭黑可赋予塑料的加入导电炭
8、黑可赋予塑料的导电性导电性,这在电力电缆中内,这在电力电缆中内屏和外屏已被大量应用。屏和外屏已被大量应用。加入导电炭黑的复合加入导电炭黑的复合纤维制成的服装具有纤维制成的服装具有抗静电抗静电作用作用,现大量用于计算机、,现大量用于计算机、电子元件生产厂的劳动防护电子元件生产厂的劳动防护服装服装。(3)彩色农用地膜)彩色农用地膜对除草、避虫、育秧等起到对除草、避虫、育秧等起到良好效果。良好效果。n 2 2、塑料用着色剂主要由哪几种组成?塑料用着、塑料用着色剂主要由哪几种组成?塑料用着色剂主要由哪几种组成?色剂主要由哪几种组成?染料染料是可溶于大多是可溶于大多数溶剂和被染色介质的有机合成化学品。数
9、溶剂和被染色介质的有机合成化学品。它的它的特点特点是透明度好、着色力高、密度小。是透明度好、着色力高、密度小。主要适合用于工程塑料(主要适合用于工程塑料(ABSABS、HIPSHIPS、PETPET、尼龙尼龙6 6等),由于染料一般分子结构小,如等),由于染料一般分子结构小,如用于聚烯烃着色会发生迁移。用于聚烯烃着色会发生迁移。*塑料用着色剂主要由塑料用着色剂主要由颜料颜料及及染料染料组成组成。染料染料是可溶于大多数溶剂和被染色介是可溶于大多数溶剂和被染色介质的有机合成化学品。质的有机合成化学品。它的它的特点特点是透明度好、着色力高、密是透明度好、着色力高、密度小。主要适合用于工程塑料(度小。
10、主要适合用于工程塑料(ABSABS、HIPSHIPS、PETPET、尼龙尼龙6 6等),由于染料一般分等),由于染料一般分子结构小,如用于聚烯烃着色会发生迁移。子结构小,如用于聚烯烃着色会发生迁移。颜料颜料是不能溶于普通溶剂的着色是不能溶于普通溶剂的着色剂,与染料相反,颜料与它所需的着剂,与染料相反,颜料与它所需的着色材料没有亲和力。色材料没有亲和力。颜料颜料是通过其颗粒分散于被着是通过其颗粒分散于被着色材料中色材料中,而使该材料产生颜色的而使该材料产生颜色的,由由于颜料具有于颜料具有不溶解性不溶解性,所以为获得理,所以为获得理想着色性能,需要用机械方法将颜料想着色性能,需要用机械方法将颜料均
11、匀分散于塑料之中均匀分散于塑料之中,主要适合用于主要适合用于PVC及聚烯烃塑料着色,其中有些品及聚烯烃塑料着色,其中有些品种也可用于工程塑料着色。种也可用于工程塑料着色。颜料颜料是不能溶于普通溶剂的是不能溶于普通溶剂的着色剂,与染料相反,颜料着色剂,与染料相反,颜料与它所需的着色材料没有亲与它所需的着色材料没有亲和力。和力。颜料颜料是通过其颗粒分是通过其颗粒分散于被着色材料中散于被着色材料中,而使该而使该材料产生颜色的材料产生颜色的,由于颜料由于颜料具有具有不溶解性不溶解性,所以为获得,所以为获得理想着色性能,需要用机械理想着色性能,需要用机械方法将颜料均匀分散于塑料方法将颜料均匀分散于塑料之
12、中之中,主要适合用于主要适合用于PVC及聚及聚烯烃塑料着色,其中有些品烯烃塑料着色,其中有些品种也可用于工程塑料着色。种也可用于工程塑料着色。颜料又可分为颜料又可分为无机颜料无机颜料和和有机颜料有机颜料。无机颜料无机颜料通常是金属的氧化物、硫化物和通常是金属的氧化物、硫化物和硫酸盐、铬酸盐、钼酸盐等盐类以及炭黑。硫酸盐、铬酸盐、钼酸盐等盐类以及炭黑。这一类颜料这一类颜料不溶于不溶于普通溶剂和塑料,它们普通溶剂和塑料,它们的热稳定性和光稳定性一般比有机颜料优良。的热稳定性和光稳定性一般比有机颜料优良。在塑料的加工温度范围内,除铅盐、铬黄在塑料的加工温度范围内,除铅盐、铬黄和镉橙以外,其他无机颜料
13、都是很稳定的,但和镉橙以外,其他无机颜料都是很稳定的,但其着色力较有机颜料差。其着色力较有机颜料差。无机颜料的无机颜料的相对密度相对密度较大较大,一般为,一般为 2.52.5-5.0-5.0 。颜料又可分为颜料又可分为无机颜料无机颜料和和有机颜料有机颜料。无机颜料无机颜料通常是金属的通常是金属的氧化物、硫化物和硫酸盐、铬酸盐、钼酸氧化物、硫化物和硫酸盐、铬酸盐、钼酸盐等盐类以及炭黑。盐等盐类以及炭黑。这一类颜料这一类颜料不溶于不溶于普通溶剂和塑料,普通溶剂和塑料,它们的热稳定性和光稳定性一般比有机颜它们的热稳定性和光稳定性一般比有机颜料优良。料优良。在塑料的加工温度范围内,除铅盐、在塑料的加工
14、温度范围内,除铅盐、铬黄和镉橙以外,其他无机颜料都是很稳铬黄和镉橙以外,其他无机颜料都是很稳定的,但其着色力较有机颜料差。定的,但其着色力较有机颜料差。无机颜料的无机颜料的相对密度相对密度较大较大,一般为,一般为 2.52.5-5.0-5.0 。从从性能性能上比较,虽然有机颜上比较,虽然有机颜料在耐热性、耐晒性和遮盖力料在耐热性、耐晒性和遮盖力方面方面不如不如无机颜料,无机颜料,但但具有相具有相对密度小、吸油量大、色泽鲜对密度小、吸油量大、色泽鲜艳和色谱齐全的优点。艳和色谱齐全的优点。表表1 1列出了无机颜料、有机颜料以列出了无机颜料、有机颜料以及染料的一般特性。及染料的一般特性。从从性能性能
15、上比较,虽然上比较,虽然有机颜料在耐热性、有机颜料在耐热性、耐晒性和遮盖力方面耐晒性和遮盖力方面不如不如无机颜料,无机颜料,但但具具有相对密度小、吸油有相对密度小、吸油量大、色泽鲜艳和色量大、色泽鲜艳和色谱齐全的优点。谱齐全的优点。表表1 1列出了无机颜料、列出了无机颜料、有机颜料以及染料的一般特有机颜料以及染料的一般特性。性。项项 目目染染 料料有有 机机 颜颜 料料无机颜料无机颜料来源来源天然或合成合成天然或合成相对密度相对密度2.03.51.22.03.55.0在有机溶剂及聚合物内的在有机溶剂及聚合物内的溶解情况溶解情况溶难溶或不溶不溶在透明塑料中在透明塑料中呈透明体一般不呈透明体,低浓
16、度时少数能呈半透明体不能呈透明体着色力着色力大中等小颜色亮度颜色亮度大中等小光稳定性光稳定性差中等强热稳定性热稳定性170200分解200260分解大多在500分解化学稳定性化学稳定性低中等高吸油量吸油量大小迁移现象迁移现象大中等小表表1 三大色料的比较三大色料的比较 二、如何正确选择着色剂二、如何正确选择着色剂1、要了解颜料的命名、要了解颜料的命名在塑料着色时,使用者仅知颜料的商品在塑料着色时,使用者仅知颜料的商品名,如永固红名,如永固红F5RF5R、2BP2BP红和耐晒艳红等。红和耐晒艳红等。实际上,上述三种商品是相同分子结构、实际上,上述三种商品是相同分子结构、不同叫法的同一种颜料。不同
17、叫法的同一种颜料。为把商品统一归类,提出了为把商品统一归类,提出了染料索引染料索引(Color Index,C.I.Color Index,C.I.)的概念。的概念。例如,例如,瑞士瑞士CibaCiba公司公司色母粒样本色母粒样本上的上的产品产品表示如下:表示如下:Product name(产品名产品名)Chemical type(化学结构)化学结构)C.I.NO(分类号)分类号)C.I.generic name(结构号)结构号)Red 2BP azo2B foner(Ca)15865:2 Pigment Red 48:2 简称简称:C.I.P.R.48:22、了解着色剂的耐热性、了解着色剂的
18、耐热性了解着色剂的耐热性了解着色剂的耐热性3、了解被着色的树脂性能、了解被着色的树脂性能 了解被着色的树脂性了解被着色的树脂性能能 4、了解其它助剂、添加剂、了解其它助剂、添加剂和着色剂的关系和着色剂的关系了解其它助剂、添加了解其它助剂、添加剂和着色剂的关系剂和着色剂的关系三、三、色母粒生产介绍色母粒生产介绍 1 1、概、概 况况 2 2、色母粒组成及生产、色母粒组成及生产 *组组 成:成:着色剂、分散剂、载体树脂着色剂、分散剂、载体树脂3 3、生产工艺(见图、生产工艺(见图1)图图1 颜料化过程示意图颜料化过程示意图 4 4、颜料分散的意义、颜料分散的意义 为了使塑料着色均匀,必须满足两个条
19、件:为了使塑料着色均匀,必须满足两个条件:颜料颗粒充分细化颜料颗粒充分细化;均匀地分布到塑料中(混均匀地分布到塑料中(混和)和)。这里指的是这里指的是细化分散细化分散是将颜料的凝聚体或团是将颜料的凝聚体或团聚体破碎,并使其粒径减至最小的过程。聚体破碎,并使其粒径减至最小的过程。*一般一般,颜料的均匀分布并不困难颜料的均匀分布并不困难,关键关键在于分散在于分散.颜料的分散颜料的分散不仅影响着色制品的不仅影响着色制品的外观外观(斑点、(斑点、条痕、光泽、色泽及透明度)、加工性,也直接条痕、光泽、色泽及透明度)、加工性,也直接影响着色制品的影响着色制品的质量质量,如强度、伸长率、耐老化,如强度、伸长
20、率、耐老化性和电阻率等。性和电阻率等。例如图例如图2、图、图3示出,示出,随着颜料粒径增随着颜料粒径增大,制品的冲击强度和伸长率下降大,制品的冲击强度和伸长率下降。图图2 颜料粒径和颜料粒径和伸长率的关系伸长率的关系图图3 颜料粒径和冲颜料粒径和冲击强度的关系击强度的关系 *颜料分散后的粒径多大为宜,可颜料分散后的粒径多大为宜,可用下述数据加以说明。用下述数据加以说明。n颜料粒径颜料粒径大于大于3030mm,制品表面产生斑点、,制品表面产生斑点、条痕;条痕;n1010-30m-30m,制品表面无光泽;制品表面无光泽;n粒径粒径小于小于5 5mm时,对于一般制品,可以满时,对于一般制品,可以满足
21、使用,但是对要求严格的产品,也会影足使用,但是对要求严格的产品,也会影响其力学性能、电性能及加工性;响其力学性能、电性能及加工性;n对于纤维(单根丝直径为对于纤维(单根丝直径为2020-30m-30m)和超和超薄薄膜(小于薄薄膜(小于1010mm),),则颜料粒径应则颜料粒径应小小于于1 1mm。颜料分散后的粒径多大为宜,颜料分散后的粒径多大为宜,可用下述数据加以说明。可用下述数据加以说明。颜料粒径颜料粒径大于大于3030mm,制品表面,制品表面产生斑点、条痕;产生斑点、条痕;1010-30m-30m,制品表面无光泽;制品表面无光泽;粒径粒径小于小于5 5mm时,对于一般制时,对于一般制品,可
22、以满足使用,但是对要品,可以满足使用,但是对要求严格的产品,也会影响其力求严格的产品,也会影响其力学性能、电性能及加工性;学性能、电性能及加工性;对于纤维(单根丝直径为对于纤维(单根丝直径为2020-30m30m)和超薄薄膜(小于和超薄薄膜(小于1010mm),),则颜料粒径应则颜料粒径应小于小于1 1mm。许多研究工作许多研究工作证明证明:一一般情况下,般情况下,颜料粒径愈细,颜料粒径愈细,它的着色力愈高它的着色力愈高。一般情况下,一般情况下,颜料粒径愈细,颜料粒径愈细,它的着色力愈高它的着色力愈高。粒粒编径编径 号号各种粒径的含量,各种粒径的含量,着色着色力力%2010m105m52.5m
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