塑料颜料是什么_用与塑料的颜料有那些特性

作者: 精颜化工    日期: 2022-09-09    点击量:     文字大小:      
塑料座椅

塑料产品以不同的颜色呈现,从透明的,如一些塑料袋和水杯,到红色、蓝色和黄色等彩色的,如玩具和其他日常用品,它们的色彩都是通过塑料颜料或染料着色的,那么塑料颜料是什么呢?本文带您了解什么是塑料颜料和它的一些特性。

塑料颜料是什么?
塑料颜料是添加到聚合物基料中以赋予塑料特定颜色或功能优势的有机或无机化合物。塑料颜料适用于塑料着色剂和其他一些母粒聚合物颗粒。塑料颜料将优化您的产品性能,如耐用性、耐热性、光增强能力等,从而降低您的材料成本。

塑料颜料可在注塑机、反向旋转双螺杆挤出机和混合配料应用中提供无条纹着色,有些有机颜料难以分散并且容易形成附聚物(颜料颗粒团块),这些附聚物会在最终产品中产生斑点,相比而言无机金属氧化物和硫化物、炭黑等颜料更容易分散在树脂中,在无机颜料中,二氧化钛是塑料工业中使用最广泛的颜料。

塑料颜料在应用中的主要特性
塑料中颜料的主要性能由其耐候性或老化性、耐光性、翘曲或成核、透明度、耐热性和分散性等因素决定。

耐候性/老化
产品暴露在阳光和户外气候下会对塑料产品的使用寿命产生不利影响,因此户外使用的聚合物经常需要紫外线防护和高耐候性颜料,要在实践中评估耐候性,您必须在相关气候区域进行户外暴露测试,这显然并不总是可行的,可以使用的替代方法是加速测试。光稳定剂系统必须与颜料配方和最终产品的指定牢度标准一起考虑。

耐光性
耐光性是主要衡量塑料制品在室内应用时的色牢度的量度,如果颜料具有良好的耐光性,并不总是意味着它具有良好的耐候性。颜料性能也会受到制品表面、加工热度和稳定包装的影响。通常,无机颜料比有机颜料表现出更优异的耐光性。

用于室内应用的塑料颜料选择取决于某些因素,例如:
●聚合物类型
●颜料浓度
●存在二氧化钛(通常会加速褪色)
●要求的耐光牢度
●使用条件

翘曲/成核
结晶度和结晶速度决定了塑料制品的最终性能,众所周知,有机颜料会在塑料加工的冷却阶段影响这些参数,特别是在HDPE注塑成型中,这可能导致:
●降低塑料产品的机械稳定性
●对尺寸稳定性的影响,如翘曲、收缩

这种影响变得重要的典型应用是容器、板条箱、盖子和封盖,可分为三种类型,这取决于它们对HDPE注塑系统收缩率的影响。这种失真趋势被描述为:
不翘曲 在实验室测试或实践中没有显着影响
低翘曲 轻微影响,在实验室测试中检测到,但已在实践中成功使用
翘曲 在实验室测试和实践中都有显着影响,不推荐用于此应用或仅与特定的减少翘曲添加剂结合使用

绿色塑料产品案例

透明度
通常,透明度是通过尽可能减小塑料颜料粒径来获得的,这是通过在颗粒形成后立即用涂层包围颗粒来实现的,从而防止晶体生长,这种涂料最常用的产品是松香或松香衍生物,这对于要求具有高透明度的印刷油墨颜料特别有用,并且它具有这样的颜料更容易分散的附加优点。

氧化铁颜料可以是不透明的或透明的,透明品种是一类重要的无机颜料,因为它们被广泛用于金属饰面,其高透明度提供了有吸引力的饰面,并且它们的耐候性提高了可以与之组合的颜料的耐候性,这被称为协同效应。透明氧化铁取决于颗粒异常小,并且还具有晶体形状。
●分散对透明度的影响:分散过程会影响透明度,因为它涉及将颗粒的附聚物分解成单个初级颗粒,然而初级粒子不会被分散过程分裂,唯一能做的就是充分利用颜料原有的粒径,良好的分散性将使小颗粒的透明度最大化。
●透明度的测量:通过将涂层涂在黑白对比图上并测量色差来简单地评估透明度,色差越大,透明度越高。

耐热性
耐热性是由温度和着色剂暴露于该温度的停留时间来定义,加工聚合物时需要加热,然而它可能对聚合物和着色剂的性能有害,重要的是要准确了解处理时将采用的条件,当考虑到生产的许多塑料制品实际上不止一次受到热时,这一点尤其重要,一些颜料表现出对温度的不耐受性,经过多次处理后性能急剧下降。

下面列出了用于对塑料聚合物中颜料的耐热性进行排名的典型测试方法:
●PVC的耐热性 - EN 12877-3
●聚烯烃的耐热性 - EN 12877-2 程序 A
●无机颜料的耐热性
●有机颜料的耐热性

分散性
塑料颜料优异分散性对最终产品的性能至关重要。由非分散颜料颗粒(规格)引起的缺陷会导致性能水平严重下降,通过颜料的良好分散,可以避免以下问题。
●颜色不一致,颜色产量损失,批次间色调偏差;
●对最终产品的物理和机械性能的负面影响,例如电线和电缆应用中的电气性能损失;
●负面加工效果,例如过滤器堵塞、纤维断裂或吹塑薄膜的意外分裂。

优化的加工条件、颜料选择和分散剂的组合可以帮助您实现良好的分散并避免上面列出的一些问题。颜料分散得越细(平均粒径越小),颜料颗粒的总表面积越大,其颜色强度越大。
颜料粒径与表面积关系图

在某些情况下,很难实现有机颜料的分散,在为工程塑料着色和某些PVC应用时,建议使用预分散颜料,它们提供更好的色调一致性和可重复性,它们在干混过程中不受高剪切高速混合器结块的影响,并且具有更高的颜色强度(在具有代表性的可比浓度下)、纯度和透明度。

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