色粉的特性及用途.pdf

色粉的特性及用途 着色力定义 着色力大小 着色力大小直接决定着着色剂的用量 一般来说随着着色剂粒径减少而增加 有机颜料 比无机颜料着色力高出许多 当彩色颜料与白色颜料并用时 着色力可以得到显著提高 目 前有机颜料和超细粒子得到广泛应用和发展 着色力测试 着色剂含量为 0 5 钛白粉含量为 5 将辊温温度控制在 160 度 PVC 溥片厚度 0 4mm 塑炼时间 3 5 分钟取片 然后将片置入温度 165 170 度平板压片机中压片 1 片钟 后保压冷却 比较两个 PVC 软片的颜色深浅 耐热性能 着色剂的耐热性能是指在一定的加工温度和一定时间下 着色剂不发生明显的色调 着 色力和性能的变化 耐热测试标准及方法 标准 EN12877 3 设备 双辊炼塑机 转速 25 转 分 转速比 1 1 2 辊表面镀铬 平板压机 平板硫 化机 可加热冷却 不锈钢镜面两块 正方形框 厚 0 5mm 烘箱 老化炉 测试原料 PVC 树脂粉 增塑剂 热稳定剂 着色剂 测试方法 着色剂含量为 0 5 将辊温控制在 160 度 PVC 薄片厚度 0 4mm 塑炼时间 3 分钟取 片 然后将片置入温度 165 170 度平板压片机中压片 1 片钟后保压冷却 将 PVC 片放入 烘箱 时间为30 分钟 烘箱温度控制在180 度 然后取出软片和未经烘箱加热的软片进行 比较颜色变化 跟据 ISO Gray Scale 国际标准灰标 评定着色剂的耐热性能 1 级至 5 级 耐热特性 优良的耐热稳定性能是作为塑料着色剂的重要指标 大多数无机颜料的耐热性都比较 好 基本能够满足塑料加工要求 而有机着色剂耐热性能较差 由于各种树脂 塑料化学结 构的不同 在进行加工成型过程中要求不同的加热温度 软化点以上 温度的高低将直接 影响到着色剂的选择 以使其着色在规定温度下不发生明显的颜色变化 树脂结构的特性不 同 ISO Gray Scale 国际标准灰标 等 級色 差 第一級色差0 0 5TRACE極微色差 第二級色差0 5 1 5SLIGHT微小色差 第三級色差1 5 3 0NOTICEABLE可感色差 第四級色差3 0 6 0APPRECIAVLE明顯色差 第五級色差6 0 12 0MUCH頗大色差 第六級色差12 0 以上VERY MUCH極大色差 分散性能分散性能 着色剂的分散性能是指着色剂在塑料着色过程中的分散能力 测试标准 DIN53775 7 设备及原料同上 原料增加钛白粉 分散特性 着色剂在聚合物中只有比较容易以微小的粒子状态均匀分散 才能获得良好的着色效 果 由于颜料含有很多聚集粒子 因此必须经高剪切力的分散以打碎大聚集体 形成小聚体 而达到要求的粒子细度 才能获得理想的光学效果 采用对颜料表面处理等方法可以将颜料 加工成一定实用形态 如色母粒 可以有效地改善颜料的分散性 另外添加一些助剂也可以 改善着色剂的分散性 测试方法 色剂含量为 0 5 钛白粉含量为 5 将辊温控制在 160 度 PVC 薄片厚度 0 4mm 塑 炼时间 3 分钟取片 然后将 PVC 软片分成两片 取其中一片于温度 130 度在双辊炼塑机 上继续炼塑 3 分钟取片 然后将两个 PVC 软片置入温度 165 170 度平板压片机中压片 1 片钟后保压冷却 比较两个 PVC 软片的颜色深浅 迁移性能 移行性 塑料着色剂中迁移性是指着色剂从塑料内部迁移到塑料和溶剂中 测试标准 EN14469 3 测试设备及原料同上 测试方法 着色剂含量为 0 5 将辊温温度控制在 160 度 PVC 溥片厚度 0 4mm 塑炼时间 3 分 钟取片 然后将片置入温度 165 170 度平板压片机中压片 1 片钟后保压冷却 同条件下制 作钛白粉含量为 5 的白片 将试样片置于两白片中间紧密贴合 施以 1KG CM2 的压力 放入 80 度的烘箱 24 小时取出 观察两块白片上沾污程度 并以标准灰卡评迁移性能 1 级 至 5 级 耐迁移特性 耐迁移性 着色剂的迁移主要有三种类型 1 溶剂抽出 即在水和有机溶剂中渗色 2 接触迁移 造成相邻的物体的污染 3 表面喷霜 主要由于着色剂在热加工时在聚合物中的 溶解度较大 而常温下溶解度较小 因而逐渐结晶析出造成的 无机颜料在聚合物中分散一 般是非均相的 不会产生喷霜现象 而有机颜料在聚合物中和其他有机物都有程度不同的溶 解性 比较容易发生迁移 有机颜料迁移的难易与聚合物和其他添加剂 尤其是增塑剂和软 化剂 的种类有很大关系 通过实验表明 一般来说 有机酸的无机盐迁移性比较小 分子 量较高的比低的迁移性小 耐光性能和耐候性能 耐光性是指着色剂在日光照射下 在特定时间内保持色泽的能力 耐候性是指着色剂耐各种 气候条件的能力 其中包括可见光和紫外线 水分 温度 大气氧化作用 耐光 耐候性能测试标准 DIN53387 ISO R879 测试方法 1 着色剂含量 0 5 的 PVC 片用规定的 XENON 炮照射 1000 小时后 用 Blue Wool Scale 标准蓝羊毛标 来评定耐光性 1 级至 8 级 2 着色剂含量 0 5 的 PVC 片用规定的人工加速老化箱内老化 1200 小时后 用 ISO Gray Scale 标准灰标 来评定耐光性 1 级至 5 级 耐光 耐候特性 耐光和耐候性 一般来说无机颜料光稳定性比较好 在有机着色剂中 酞青系 喹吖啶 酮系 二恶嗪 异吲哚啉酮等有机颜料的耐光性十分优异 可以与无机颜料相比拟 蒽醌和 茈酮等染料也具有良好的耐光性 耐化学品性能 耐化学药品性 耐酸 耐碱等性能 方法 1 着色剂含量 0 5 的 PVC 片浸置于 5 HCl 或 10 NaOH 中 1 小时取后 观察其表 面污染程度 2 着色剂含量 0 5 的 PVC 片置于 H2S 发生皿上 试片上面覆以平面玻璃 压下经 15 分钟后取出 观察其表面污染程度 耐化学特性 化学稳定性 由于塑料的使用环境不同 因此要充分考虑着色剂的耐化学药品性能 如 PVC 及其他含氯聚合容易分解产生氯化氢 对着色剂的着色效果和耐色牢度可能产生较大 的影响 因此 PVC 及其他含氯聚合物制品必须使用耐酸性着色剂 如某些塑料制品中其他 添加剂组份如抗氧剂 受阻胺光稳定剂 分散剂对颜料的影响也不容忽视 着色剂的分类 按来源分为化学合成色素和天然色素两类 我国允许使用的化学合成色素有 苋菜红 胭脂红 赤藓红 新红 柠檬黄 日落黄 靛黄 亮蓝 以及为增强上述水溶性酸性色素 在油脂中分散性的各种色素 我国允许使用的天然色素有 甜菜红 紫胶红 越桔红 辣椒红 红米红等 45 种 着色剂主要分颜料和染料两种 颜料是不能溶于普通溶剂的着色剂 故要获得理想的着 色性能 需要用机械方法将颜料均匀分散于塑料中 按结构可分为有机和无机颜料 无机颜料热稳定性 光稳定性优良 价格低 但着色力相对差 相对密度大 有机颜料 着色力高 色泽鲜艳 色谱齐全 相对密度小 缺点为耐热性 耐候性和遮盖力方面不如无 机颜料 染料是可用于大多数溶剂和被染色塑料的有机化合物 优点为密度小 着色力高 透明度好 但其一般分子结构小 着色时易发生迁移 白色颜料主要有钛白粉 氧化锌 锌钡白三种 钛白粉分金红石型和锐钛型两种结构 金红石型钛白粉折射率高 遮盖力高 稳定 耐候性好 炭黑是常用黑色颜料 价格便宜 另外还具有对塑料的紫外线保护 抗老化 作用和导 电作用 不同生产工艺可以得到粒径范围极广的各种不同炭黑 性质差别也很大 炭黑按用 途分有色素炭黑和橡胶补强用炭黑 色素炭黑按其着色能力又分为高色素炭黑 中色素炭黑 和低色素炭黑 炭黑粒子易发生聚集 要提高炭黑的着色力 要解决炭黑的分散性 珠光颜料又叫云母钛珠光颜料 是一种二氧化钛涂覆的云母晶片 根据色相不同 可分 为银白类珠光颜料 彩虹类珠光颜料 彩色类珠光颜料三类 电气性能 电气性能 聚氯乙烯 聚乙烯等塑料大量用作电线电缆的绝缘层或护套 这些应用领域 要求着色剂具有良好的电绝缘性能 有些着色剂添加后会导致电绝缘性能的下降 一般来说 导致电绝缘性能降低的原因主要是由于颜料表面残余的电解质 而并非颜料的本身 因此某 些含有可溶性盐的颜料不适用于电线电缆等塑料制品的着色 通常炭黑 钛白粉 铬