颜料预分散技术优化实践

1.颜料分散的基本条件

为使塑料着色均匀，必须满足两个条件：颜料颗粒充分细化和细化的颗粒均匀地分布在塑料中。一般来说，颜料的均匀分布并不困难，关键在于分散。颜料的粒径大于30μm时，制品表面产生斑点、条纹；粒径在10～30μm时，制品表面无光泽；粒径小于5μm时，对一般制品可以满足使用要求，但对要求严格的制品，还会影响到制品的力学性能、电性能及加工性能等。例如，对单丝直径为20～30μm的纤维和厚度小于10μm的超薄薄膜来说，颜料的粒径应小于1μm。在一定范围内，颜料的粒径越小，则着色力越强，但也存在一个最佳值，即当粒径在某一值时，着色力最强。

2.颜料的分散过程

颜料的分散过程可分为三步：第一步是使用润湿剂润湿颜料，使颜料颗粒之间的凝聚力减小，便于颜料的粉碎和细化；第二步是颜料颗粒的粉碎和细化，并对粉碎和细化后的颜料作进一步包覆处理，降低新形成颗粒的界面表面能，以便于在进一步加工时不会使颜料的细颗粒再凝集；第三步是细化后的颜料在高分子熔体中的均匀分散。

颜料的润湿过程是用润湿剂（或表面处理剂）润湿颜料的表面。润湿过程可简单地分为三个阶段：吸附→渗透→扩散。

颜料的细化是将团聚体颗粒破碎。破碎主要依靠颜料颗粒之间的自由运动（冲击应力）和颜料团聚体通过周围介质的应力（剪切应力）来完成。颜料细化的基本方法有干混法、液体介质法和熔体剪切法三种。(www.xing528.com)

（1）干混法 所谓干混法是将树脂与颜料加入高速、高强度研磨设备中，利用颗粒之间的冲击使颜料细化。干混法常用的设备有高速搅拌机等。干混时所采用的颜料应容易分散或经过表面处理，以保证干混后颜料的粒径为100μm左右，然后再通过双螺杆挤出机的作用使之进一步细化到1μm左右。干混时所用的树脂以粉状为好，同时，还应加入少量的白油、松节油等液体，以润湿颜料并使其粘附于树脂上，这样有利于颜料的细化和树脂熔融后的分散混合。配制色母粉料时常用此法。

（2）液体介质法 所谓液体介质法是通过液体介质（通常是增塑剂、聚合物溶液、低相对分子质量聚合物等）传递剪切力，使颜料团聚体破碎的方法。常用的设备有三辊研磨机和砂磨机等。经过三辊研磨机三次研磨后，颜料颗粒的细度可达10～20μm。砂磨机是将颜料在水（加有少量扩散剂）或有机溶剂存在下，用天然砂或玻璃砂作砂磨介质，通过高速搅拌，使砂不断地冲击颜料，从而使颜料的粒度减小，其细度可小于1μm。经过这样处理的颜料适用于细纤维和超薄薄膜。配制色母浆料时常用此法。

（3）熔体剪切法 所谓熔体剪切法是在颜料团聚体和熔融状树脂通过高剪切区时，剪切力通过熔体使颜料团聚体破碎、均匀分散，然后再进行造粒的方法。此法常用的设备为开炼机、密炼机和单（双）螺杆挤出机。配制色母粒料时常用此法。

实际生产中，在对颜料进行预分散时，常将上述方法联合使用，如先将颜料与树脂进行强烈地干混，再采用熔体剪切法对其进行混合、造粒，以提高分散质量。