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塑料制品着色剂的选择
2006/8/24/14:04   作者:上海远虹塑胶色料有限公司 姜 杰
 
    当今世界塑料材料及其制品的应用已涉及到各行各业、方方面面、以至每一个家庭,越来越多的企业人士参与到塑料制品的生产与销售中来。对于塑料制品该选用何种着色剂也成为塑胶行业人士的讨论话题。
 
    本人作为塑料行业的从业人员,积十几年来使用、制造色母粒的经验,谈一些体会,以供同行商讨。
 
    1 塑料着色剂的种类
    塑料着色剂的种类,以其物理形态共分为四种:粉状着色剂—色粉;糊状着色剂—色浆;液状着色剂;固状着色剂—色母。其中,广泛应用的是粉状着色剂和固状着色剂。因此,对于其它二种着色剂本文不作讨论。
 
    2 各种着色剂的特点
    2.1 色粉着色的特点
    直接用色粉(颜料或染料)添加适量粉状助剂对塑料粒子进行着色的方法,又称干法着色。
 
    其优点是分散性好、成本低,可小批量操作。由于它省却了其它着色剂,如色母、色浆等加工过程中人力物力的消耗,因而成本低,买卖双方不受量的限制。制造色母不可能做1~2kg,但色粉可以根据需要任意指定质量,配制十分方便。使用色粉着色,与其它造粒着色相比,加工的树脂少经历一次降解过程,有利于减少塑料制品的老化,增加其使用寿命。
 
    但最大缺点是颜料在运输、仓储、称量、混和过程中会飞扬,产生污染,严重影响工作环境。随着环保、企业ISO 9000指标等要求,色粉着色越来越受到局限,但对于特殊效果的着色,采用色粉直接混合着色具有一些色母着色达不到的效果。举例来说:一些耐热性差、怕剪切的颜料粉制成色母,由于其承受高温的时间长,而在色母加工设备中受剪切作用的时间长,着色效果会明显减弱,如珠光色粉、荧光粉、夜光粉。用珠光色粉制成色母再着色塑料,比直接用珠光粉混入塑料着色,其珠光效果要减弱10%左右,且注塑产品还容易产生流线状疤痕和接缝。我们在制造这类色母时,均采取相应措施,尽可能地减少色母在加工过程中受热的温度、时间及受剪切的程度(不用双螺杆造粒机,而用单螺杆造粒机等)。
 
    干法着色另一个令用户头疼的问题是挤出机的料斗不易清洗。用以着色的色粉在白油等湿润剂的作用下,沾附上料筒内壁(乃至螺杆上)。当需要换料时,清洗料筒便成了现场操作工的难题,费时费料,事倍功半,而使用色母着色就没有这个问题。
 
    另外,使用色粉着色,由于颜料粉均匀分布在需着色的树脂中,所以其分散性较好,这个结论只能针对注塑产品,特别是厚壁产品而言,对于吹膜、纺丝类产品则另当别论。因为色粉一般都没进行过预处理,当其混于树脂后,仅靠从挤出机进料口、螺杆、至出料口这么一段距离以及这么短的塑化混合时间,要使颜料粉的分子与被着色的颜料分子很好地携起手来——充分结合,是完全不能保证的,会有“夹生”现象产生。但这种“夹生”现象在厚壁产品中会被掩盖掉,在吹膜、纺丝产品中就显而易见。所以后者的着色方法仍以色母为主。
 
    除此以外,色粉因生产厂商的生产日期、批号的不同,同一牌号的色粉也存在着一定的色差,即使用户坚持用同一配方,但在加工过程中很难做到批与批之间的注塑产品的颜色一致性,而色母在生产过程中可以通过中途取样、检验、调节来弥补每批色粉的色差,相对来说,色母对颜色的重复性明显优于色粉。
 
    正因为色粉用于塑料制品的着色有种种局限,受到了其它着色剂的挑战,但由于生产成本相对较低,定色、配色不受量的限制,对于发展中国家的中小企业、私人企业来说,要想参与激烈的市场竞争,使用色粉有其一定的经济性,特别是一些色样单一、产量大、对着色要求不高的产品,如PVC门窗、EVA鞋底等,还是青睐于它,因而色粉着色剂无法完全退出舞台。
 
    2.2 色母着色特点
    为了克服色粉着色的种种弊端,提高塑料制品的质量,随着塑料工业的不断发展,塑料树脂种类、助剂种类、塑料制品加工设备及工艺的不断创新、突破,塑料着色的另一途径——色母粒着色已被广泛采用,色母粒着色技术也在应用与实践中不断得到提高。
 
    所谓色母粒,即采用某种工艺与相应设备,在助剂的作用下,将颜料(或染料)混入载体,通过加热、塑化、搅拌、剪切作用,最终使颜料粉的分子与载体树脂的分子充分地结合起来,再制成与树脂颗粒相似大小的颗粒。我们将这种高浓度着色剂称为色母粒,其作用与“糖精”相似,使用时,只需在要着色的树脂中添加较小的比例(1%~4%),就能达到着色树脂的目的。
 
    与色粉着色相比,色母粒着色有以下明显的优点:
    (1)改善了由于色粉飞扬带来的环境污染问题,使用过程中换色容易,不必对挤出机料斗进行特别的清洗,倍感方便。
 
    (2)针对性强,配色正确。由于色母制造工厂在制造过程中已针对适用树脂的性能,合理地选择了颜料(染料)、助剂、加工设备、加工工艺,对生产过程中不同批号的色粉可能带来的色差,及时进行修正、补色,出厂时再进行检验,因此,可以保证相同牌号的色母,前后两批颜色保持相对的稳定。
 
    (3)与成批树脂干法染色造粒后再去制塑件相比,使用色母可以减少塑料制品经二次加工后所造成的树脂性能老化,有利于塑料制品使用寿命的提高。

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