可用于塑料的着色剂品种繁多,不同的树脂,适用的着色剂品种不同。对于一个特定的塑料制品,选择合适的着色剂主要从以下几个方面考虑。
1.着色力
着色力是着色剂以其本身的颜色影响整个混合物颜色的能力,用标准样品着色力的百分数表示。着色力取决于颜料本身的性质,相似色调的颜料,有机
颜料比无机颜料着色力强,同样化学结构的颜料,着色力取决于颜料粒子大小、形状、粒度分布、晶型结构。一般情况下细小粒子有较高的着色力,而且在某一值时有极大值,但太细时遮盖力下降。表2-35为部分着色剂的着色力。表2-35 部分着色剂的着色力
2.遮盖力
着色剂的遮盖力是指其遮盖物体表面底色的能力。常以底色完全被遮盖时单位表面积(m2)所需的颜料质量(g)表示。着色剂中的无机颜料遮盖力最大,而染料因其透明性而无遮盖力,要想使染料具有遮盖力,一般与钛白粉相混即可。颜料的遮盖力与着色塑料的折射率、颜料的吸光特性、粒径、晶型等因素有关。
3.耐热性
耐热稳定性是塑料着色剂的重要指标,不同种类的着色剂耐热性不同,其大致耐热顺序为,无机颜料>有机颜料>染料。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,几乎可适用于所有树脂品种;有机着色剂的耐热性能较差;染料由于耐热性差,所以只适用于加工温度低的树脂品种,如PVC、PMMA、PS及热固性树脂。
另外,由于各种树脂的化学结构不同,在进行成型加工过程中要求不同的加热温度(软化点以上),温度的高低影响着色剂的选择。表2-36为树脂成型加工温度及对着色剂的要求。
表2-36 树脂成型加工温度及对着色颜料的要求
其他一些树脂的加工温度分别为,氟树脂350℃;丙烯酸酯类树脂180~200℃;有机硅树脂180℃;酚醛树脂150~160℃;环氧树脂150℃;纤维素塑料180℃等。可以根据不同的温度选用适合的着色剂。
使用金粉、银粉时,由于成型过程中易引起氧化,使制品色泽变暗,因此,应严格控制加工温度。
4.耐光性
对于户外使用的塑料制品,要求具有良好的耐光性和耐气候性,而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,因其晶型或化学组成发生了变化而变暗。有机颜料受光照射后,会引起颜料分子构型的变化等,进而影响饱和度,甚至会褪色变成灰色和白色。
5.耐酸、碱、溶剂、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,因此要考虑着色剂的耐酸、碱等性质。群青及镉系颜料着色的塑料制品不宜接触酸;铬黄则不宜接触碱。
着色塑料制品中着色剂的耐化学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。
6.迁移性
着色剂的迁移性是指其从树脂中渗出到制品表面,产生浮色的现象,它是衡量着色剂与树脂相容性的具体指标。着色剂的迁移性越大,同树脂的相容性越差。着色剂在塑料制品中的迁移性严重时,会出现起霜现象。一般可在制品制成半年后发生,PVC、PE、PP最易起霜,而PS、PMMA不会起霜。一般染料和有机颜料的迁移性都比较大,而无机颜料的迁移性比较小。(www.xing528.com)
着色剂的迁移性除与着色剂本身有关外,还与树脂分子链的刚性及分子间的紧密性相关,如PVC树脂中增塑剂用量增加时,分子间距离大,结构更为松散,因而迁移性增大。
7.卫生性
着色塑料制品有的做成各种容器、薄膜盛装食物,有的做成玩具、医疗器械,因此必须重视着色剂的毒性问题。对于食品容器、包装薄膜、儿童玩具、医疗器械所用着色剂,各国均有标准规定其安全要求,若有必要可以进行毒性试验。一般着色剂中钛白粉、炭黑、氧化铁红、群菁、酞菁蓝、酞菁绿、永固红等无毒。
8.混合相容性
塑料制品着色往往采用两种以上的着色剂配色,因此必须了解它们的混合相容性能,同时还需了解着色剂是否与树脂本身或其中的添加剂(助剂)起化学反应。一般凡含铜、含铝的颜料与含硫的颜料混合后,颜色往往会变暗黑色。含铬颜料通常含有铅化合物,因此不能与含硫热稳定剂一起使用。有Cu、Sn、Zn、Mn、Fe、Cr、Cd等金属的着色剂易促进有些树脂分解。对于高活性树脂,如PA等,容易使着色剂改变颜色,因此,只有少数着色剂可供选择。
9.需要拼色的着色剂的选择
1)尽可能选用红、黄、蓝、白、黑五种基本颜色进行配色。
2)尽可能选用性能相近的着色剂相互拼用,以免在制品使用过程中,耐热、耐光性较差的先发生结构或组成变化,造成色泽变化不一。
3)不同着色剂之间的密度差别应不大。
4)在具体配色时,尽可能选择明暗度有差别的同色彩的着色剂相拼,这样可以形成有主有次,明暗协调的颜色。
5)着色剂之间不相互产生某种反应。
6)注意不同着色剂之间的相互遮盖性。
7)为提高色彩纯正度,拼色时可加入适量遮盖力大的白色,以遮盖其中少量的杂色。
8)为提高色泽鲜艳度,拼色时可加入适量染料。
9)同一配方中,着色剂的品种应尽可能少,以免带入补色,使色泽灰暗。
10.树脂本身颜色的影响
1)树脂本身透明,如要制品透明,选择着色剂也要透明,一般不用无机颜料,而用染料或有机颜料,并可着成任何颜色;如不要求制品透明,可选择不透明着色剂。
2)树脂本身无色,可以配成任意颜色,如纯正白色。
3)树脂本身浅色,只能配成浅色至深色,配成纯白十分困难。
4)树脂本身深色,只能配成深色,如棕、褐、墨绿、深咖啡及黑色,配不成浅颜色。
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