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塑料色母粒 苑会林北京化工大学材料科学与工程学院 颜色的现状和未来 颜色的作用颜色的价值 可见光 赤橙黄绿青蓝紫 三原色 颜色的系统命名法 非彩色 AchromaticColor 彩色 ChromaticColor 颜色的三种视觉特性 1 色调 Hue 2 明度 LightnessValue 3 饱和度 SaturationChroma Mensell颜色标记法 Mensell颜色标记法 Mensell颜色标记法 OSA均匀颜色标尺系统 包括558个颜色样品 瑞典自然颜色系统 中国颜色体系 光线在不透明着色塑料中的路径 1一蓝色的光 2一黄色的光 3一光线透过黄 蓝颜料粒子反射的光 绿色 4一反射的白色光 5一散射光 6一蓝色颜料颗粒 7一黄色颜料颗粒 着色的基本概念 入射光产生的三种现象 1 当光射入到黄色颜料上时 反射光是被黄色颜料吸收的蓝色之补色 黄光 2 当光射入到蓝色颜料上时 同理反射的为蓝光 3 光先后通过黄 蓝颜料时 先被吸收了紫色和蓝色的光 而让蓝 绿 绿 黄 绿 黄 橙和红色的光通过 然后通过蓝色颜料时 则黄 橙 红各色的光被吸收 最后仅剩蓝 绿 绿和黄 绿光被反射而出 相反通过蓝 黄颜料时也相同 颜色的含义理 红 橙 黄会使人感到温暖与乐 故称之 暖色 蓝 绿 紫会使人感到安静与清新 称之 冷色 颜色还能引起人们的联想 如黄 绿色调显得温柔 欢乐 恬静而富有生命红 黄色调显得高贵 热烈而富有理想青色调显得威严 深沉而颇赋神秘白色象征纯洁 朴素黑色象征庄重 肃穆 配色原理 一个色迭在另一个色上 所以称之为色光的相加混合 AdditiveColorMixing 光的部分去除 应称为色料相减混合 SubstractiveColorMixing 颜色色料的混合 相减混合 颜色色料的混合为相减混合 一般仅用红 黄 蓝三种颜色色混合 所谓红色是可透过红色波长 这样人们感受到红色 吸收绿及其附近的颜色波长 黄 蓝色也是同样道理 当黄 蓝混合时 色颜料吸收短的波段 蓝色颜料吸收长的波段 只剩下中间绿色波透过 则人们感受为绿色 同样 红 黄混合时剩下560nm以上的波段透过 成为橙色 同理 红 蓝色合在一起 成为紫色 原色间色复色 红 黄 蓝色称作三原色两种原色相拼为间色 间色也有三种 红加蓝成紫色 黄加蓝成绿色 红加黄成橙色两间色相混所产生的颜色叫 复色 例如橄榄 棕色 蓝灰等 消失色 在原色或间色的基础上 用白色冲淡 便可配出浅红 粉红 浅蓝 湖蓝等深浅不同的颜色 加不同量的黑色 又可调出棕 深棕 黑绿等明亮度不同的颜色 由此 常称白色和黑色为消失色 三角形拼色方法 三角形的三个顶角分别为红 黄 蓝三原色 在其边上可以找到由两个原色颜料混合而得的一系列间色调 也可用三原色和间色拼成三角形中间区域的各种复色调 例如蓝灰 枣红等等 避免使用红 黄 蓝三原色同时拼色 也就是避免配色 三角形拼成三角形中心区的颜色 黑色 当需用复色时 也要尽量远离中心区 否则 所拼之色黯然失色 如用紫色和柠檬黄不能得到明亮的橄榄绿色 若改用柠檬黄与橙色则得到色调明快的橄榄绿色 三角形拼色方法 颜色色光的混合 相加混合 颜色环法常用于某些颜色色光的混合 一般可见光谱可以分成9个宽而易区别的区域 它们可以用色环的形式来描述 图中每一扇形块代表一种颜色光 其对角处都有另一相应扇形颜色光 这 颜色混合定律 以下几个定律只适合于颜色相加混合 不适合于色料相减 补色定律若两个颜色以适当比例混合产生白色或灰色 则此两个颜色为互补色 若按其他比例混合 便产生接近比例大的颜色成分的非饱和色 二 中间色律任何两个非补色相混合 产生中间色 其颜色决于两个颜色的相对数量 而接近比例大的颜色 中间色的饱和度定于两者在色调顺序上的距离 两者距离接近 饱和度愈高 反之饱和度愈低 三 代替律相似色混合后仍相似 感觉上相似的色可以互相代替 配色要点 必须注意颜料在拼色时 除了原色的拼合外 还产生色光的拼合 每一种颜 染 料有几个吸收率 例如图1 1l是孔雀绿在乙醇中的吸收光谱 它的两个吸收光谱在可见光红光区和紫外区 两个吸收峰的强度不同 会影响绿色的色光 其中红色光区的吸收峰 产生蓝光绿的光感 比紫外区的吸收峰 产生黄光绿的光感 强得多 两者色光相拼仍为绿色光 但是蓝光大于黄光 最后观察到的是带蓝光的暗绿色 此外 类似的颜料还有很多 菁红带蓝光 溴靛蓝带红光 酞菁蓝带黄光 耐晒黄G带绿光 黄R带红光等等 孔雀绿在乙醇中的吸收光谱 消光原理 利用消光原理可以改变某些制品的色光 例如 黄光蓝色加以微量紫色就变成红光蓝 这是因为紫色是由红 蓝光所组成 蓝光可以减去黄光 两者是互补 这样就增强了红光 变为红光蓝 红光蓝色加入少许绿 可以变成黄光的蓝色 红光和绿光相加混合成黄光 同理 蓝光黄色加少许橙 可以得到红光黄色等等 消光原理 某些白 黑制品要求雪白或乌黑时 也要用消光原理来消除某些黄光 乳白色塑料制品常常用钛白粉加少量群青 约l 的办法消除黄光 使其更加雪白 黑色塑料制品中也有加入微量的酞菁蓝以消除黄光的方法 这些均是利用消光原理的实例 色调 色调是用以区分各种颜色的基础 因颜料本身缺少纯色源 为了求得一种色调 往往要求用不同颜色来拼成更为纯正的色调 例如欲得正红色 一般采用现有的红色 如立索尔宝红 耐晒大红等等 但是这些颜色分别带有蓝 紫的色光 要抵消其干涉色相 拼色时常常有意识地加入白色 黄色颜料 这样虽然提高了红色明 亮 度 但是 却降低了饱和度 纯度 所以添加量不宜过多 色调 为了得到纯紫色 可用红光蓝和蓝光红拼合 根据拼色三角形原理 得到紫色 若用颜色色光的颜色环法 得到紫光 由此得到更为纯正的紫色 为了得到纯绿色 可用黄光蓝和蓝光黄拼色 塑料制品着色时 常常采取以一种颜料为主 再拼合少量其他色来使其色调纯正 颜色深浅 塑料着色深 浅控制 通常错误地认为要使颜色变深就加黑色 颜色变浅就加白色 这样 呈现色调变灰 明 亮 底和饱和度也受到影响 也有人认为要求色泽变深沉 可以增加色料用量 但是其色量加到一定程度时 达到饱和点 再继续增加颜料仅起填充作用 不能加深颜色 这说明 提高色度靠增加颜料色料量是有限制的 含量过大不仅增加成本 且对塑料制品性能有影响 颜色深浅 颜色的深浅程度 也就是原色光在三原色的总强度中所占比例的一种量度 例如 色光全都是红光而没有绿光和蓝光时 则看到非常饱和的红色 也就是纯正的红色 如果三原色中的绿色光和蓝色光阂强度相对于红色逐渐地增强 总的效果是中和彩色 得到的色感是由红 绿 蓝产生的白色 冲淡了红色 形成了粉红色 因此 粉红色可以看成是饱和度较低的红色 但它的色调并没有变化 配色的注意事项 着色塑料的基本特征首先要了解着色塑料本身的颜色 因为有时同一品种 因厂家 牌号不同或其他原因 往往有发黄现象 配色时要加以消除 另外 塑料中往往有添加剂 如紫外线吸收剂 抗氧剂等等也会对颜料发生反应而使制品变色 配色的注意事项 颜料的性能各种塑料的加工温度不同 因此选择颜料时必须注意其耐热性能 否则颜料在高温下会分解 变色 使用条件下表为常用塑料在配制和成型时的情况和对色料的要求 常用塑料在配制和成型时的条件 配色设计步骤 寻找参照着色物从已知配比的有色塑料样品 样板 中 找出相似颜色的样品为参照物 拟定试验配方认真比较参照物和配色样品之间的颜色 色光等方面的异同 并以参照物来拟出配色样品内大致含有的颜色试配 配色试验按照拟定配方进行配色 直至配准为止 为了保证配色的准确性 配色工作应在晴天或太阳底下进行 切忌持续观察 以免由于眼睛的疲劳而产生误差 着色用颜 染 料的主要性能 塑料着色用颜料如目前的标准还是采用油墨 涂料等用的指标 塑料着色来说是不够的 尚要考虑制品的加工性及应用需要 例如热 耐迁移 耐候 耐溶剂性能 以及与聚合物或添加剂的相互作用这样选择的颜料 不仅光彩夺目 而且不退色 经久耐用 着色用颜 染 料的主要性能着色力 颜料的着色力 TintingStrength 是指某一定颜色制品所需的料量 用标准样品着色力的百分数来表示 即取1g标准样品 加入Ag白色颜料 钛白 调配成一定颜色的混合物 然后 取1g待测颜料加白色颜料调配 直到在标准光源下观察到的颜色与标准样品混合相同时 设所用的白色颜料为Bg 则该颜料的着色力I为 I B A 100 着色力 颜料的着色力不仅与其性质 而且还与颜料分散程度有关 分程度主要是指颜料细化程度 分散程度愈大 其着色力愈高 但有个极大值 超过此值着色力下降 例如 偶氮颜料的粒径在o 1 m 菁蓝颜料的粒径在o 05g m左右时 具有最高的着色力 以上为油墨 涂料用着色力的标准 颜料用油研磨来测试 塑料用颜料的着色力标准建议采用标准试样和样品添加不同量树脂 达相同深度的比来衡量 即A为标准色板的添加树脂量 B为与A颜色深度相近时的添加树脂量 耐热性 塑料用颜料的耐热性是指其在加工和使用温度下颜料的颜色或能的变化程度 在PVC PE中的颜料应当能耐160 180C ABS 需在250 280C加工 PP PA PET等则需高达280C以上 值得注意的是在考虑颜料耐温的同时 还要考虑其受热时间 因塑料在加工成制品时 加工方法不同 受热时间不同 在使用过程中 用途不同 受热时间也不同 一般要求颜料的耐热时间为4 10min 通常 使用温度越高 耐热时间越短 不同颜料的耐热性能 颜料的耐热温度及时间的检验方法 1 着色塑料在180 下分别塑炼5 10 15和20min 观察其色调的变化 2 着色塑料分别在220 200 180 和160 下 塑炼5min 比较其色调变化 3 着色塑料用柱塞式注塑机 分别在180 230 250 和280 温度 注塑周期为10min条件下 观察其色泽变化 或色差hE 3时的温度称之耐热温度 耐迁移性 颜料的耐迁移性是指着色塑料制品与其他固 液 气等状态物质长期接触或者在某种特定环境下工作 有可能和上述物质发生物理和化学作用 表现为颜料从塑料内部迁移到制品的自由表面上 或迁移到相邻的塑料或溶剂中 例如 某厂生产的塑料马蹄莲花朵中 桔红色花芯的颜色迁移至洁白的花瓣上 而使其斑斑色痕 失去其高雅的花姿 耐迁移性 着色塑料中颜料的迁移性和塑料材料分子链的刚性和分子间的紧密性相关 当塑料中增塑剂用量增加时 分子距离加大 结构更为松散 因而减少了聚合物链的相互作用 从而使颜料迁移速率增大 特别是软聚氯乙烯着色时 选用颜料更要注意 聚氯乙烯制品颜料迁移性的测试方法 用100份聚氯乙烯 65份邻苯二甲酸二辛酯 l份硬脂酸钙和l份待测颜料 制成薄片 同样制得未着色的聚氯乙烯片 并使两片接触 放入烘箱 此两片材在70 下放置72h 根据未着色聚氯乙烯片的沾染情况 仿照染色织物的沾色牢度标准GB251 84分5级评定 评定沾色用灰色样本 耐迁移性评级标准 表2 3耐迁移性评级标准 1级 2级 3级 4级 5级 严重迁移 显著迁移 有迁移 轻微迁移 无迁移 耐光性和耐气候性 塑料制品诸如安全帽 周转箱 卷帘式百叶窗 异型材和塑料汽车零件等 因长期室外使用都要求具有良好的耐光和耐气候性 某些颜料在光的照射下 颜色会有不同程度的变化 其中 无机颜料大部分具有良好的耐光性 仅少数品种在受光照射后 因其晶型或化学组分子构型的变化等原因而影响饱和度下降 甚至会退色变成灰色或白色 测定耐光性的方法 测定耐光性的方法是观察光照射下颜料的颜色变化 再根据颜料变化所需时间不同而可分为8级 在ISO规定中 以一种标准的蓝色颜料 一般用Victoriablue 受氙灯照射 用其颜色变化来确定耐光度的等级 称ISO蓝色牢度 其耐光牢度等级为8级 耐光牢度等级8级 测定耐候性的方法 耐候性是指颜料在大自然条件下的颜色稳定性 一般把样品放在室外 倾角45 度 正面朝南 国内一般以广州天河晒场纬度23 08 为标准计 定期进行对比测试观察其颜色的变化 国内标准GB250 84染色牢度褪色样卡 灰色卡 的5级表示法 国际标准为ISOGreyscale 1 5 级 环境污染 根据制品的使用情况 在考虑颜料的耐光 耐候性时 通常需考虑大气中的水分 特别是环境中三大污染物 酸 碱 烟的影响 例如镉黄在水分和日光的共同作用下会退色 而立索尔红是当一种单偶氮颜料 是金属盐的沉积物 因此 空气中的碱 酸都会使其变色 颜色与薄膜厚度 颜料的耐候性 耐化学药品性 工业用塑料制品常用于贮存化学药品及用作输送酸 碱等的泵和管道 因此要考虑颜料的耐酸 碱等性质 例如不宜用群青及镉系颜料着色的塑料制品和酸接触 而铬黄则不宜和碱接触等等 耐化学药品性 有关耐酸 碱等化学药品性的测试方法可见GB5211 6 85至GB521l 10 85 着色塑料制品中颜料的耐化学药品性还应包括树脂分解产物 制品中其他的添加剂 如抗氧剂 分散剂等 以及使用环境中的洗涤剂 漂白剂等物质 欲测某颜料的化学稳定性能 可将其着色样品置于有上述化学药品的试管中剧烈振荡 然后观察其色调变化的程度 也可参照GB251 84五级评定分级 毒性 日常生活中使用的塑料制品愈来愈多 例如包装糖果 各种饮料 油脂类容器 塑料玩具等 因此就愈要重视着色塑料制品的毒性问题 一般来说 由于无机颜料中含有铅 镉等化合物 因此用其着色塑料制品用作和食品接触的容器 薄膜以及玩具等必须考虑毒性问题 混合性 塑料制品着色时往往采用两种以上颜料配色 因此必须了解它们之间的混合性能 同时还需要了解颜料是否与塑料中的添加剂 助剂起化学反应 一般来说 凡含铜 或含铅 的颜料与含硫的颜料混和后 颜色往往会变暗黑色 这是由于生成了硫化铜 铅 的缘故 含铬颜料通常含有铅化合物 因此不能与聚丙烯中的热稳定剂硫代二丙酸二月桂酸酯 DLTDP 和硫代二苯酚之类的含硫稳定剂一起使用 以免生成硫化铅变黑 混合性 某些色淀 偶氮类有机颜料与铬黄混合后 红色会渐渐减退 这是因为铬黄中的铬酸根具有强氧化性 能使有机颜料氧化降解或发生其他变化而褪色 颜色的分类 颜料pigment染料dye有机染料无机染料 颜色的分类 三大色料的比较 项目 染料 有机颜料 无机颜料 来源 天然或合成 合成 天然或合成 相对密度 2 O一3 5 1 2 2 O 3 5 5 0 在有机溶剂及聚合物 内的溶解情况 溶 难溶或不溶 不溶 一般不呈透明 在透明塑料中 呈透明体 体 低浓度时 少 不能呈透明体 数能呈半透明体 着色力 大 中等 小 颜色亮度 大 中等 小 光稳定性 差 中等 强 热稳定性 170 200 分解 200 260 分解 大多在500 分解 化学稳定性 低 中等 吸油量 大 小 迁移现象 大 中等 小 白色 二氧化钛 别名钛白粉 珠光 镉云母钛珠光铬黄PbCrO4铬酸铅 黑色 槽法炭黑炉法炭黑 蓝色 群青钴蓝铁蓝 红色 钼铬红镉红氧化铁红 蓝色 氧化铬绿钴绿 绿色 群青钴蓝铁蓝 金属色 金粉银粉 塑料色母粒配色简介 颜色的现状和未来塑料着色方法的选择干色料液态色料浓缩色料分散和分布添加剂的影响聚合物的影响 塑料着色的方法 浮染色粉母粒 干色料 掺混和研磨添加分散剂螺杆分散和混合 干色料的优缺点 优点 1 切换快2 交货时间周期短3 可小批量生产4 经济有效 缺点 1 颜色不均匀2 色泽不光亮3 粉尘污染 液体色料的优缺点 优点 1 颜色浓度高2 使用量低0 5 1 0 3 可小批量生产4 切换快5 经济有效 缺点 1 分散不匀2 色泽不光亮 液体色母料的配置 分散设备 研磨机球磨机胶体磨 液体载体 增塑剂分散剂表面活性剂 色母粒生产技术 在颜料的生产过程中 细微的颜料粒子经挤压 洗涤 干燥以及粒子表面水化层的影响而聚集在一起 除经过预分散处理的颜料之外 颜料粒子