【干货】解析无机颜料与塑料原料调色影响
前言:本文介绍了常用的无机颜料的种类及物性,塑料原料对调色的影响因素,颜料迁移与分散剂问题,以及对更换新颜料应该注意的问题;工程塑料色母粒着色中常用无机颜料品种与性能及着色方法,无机颜料的分散和稳定处理技术,讲述了色母粒着色工程塑料技术,指出表面处理剂和分散剂影响着最终产品的分散性和稳定性,其选择因工艺过程和 基体树脂的不同而异。,
一、常用的无机颜料的物理性能
无机颜料
无机颜料主要成分为无机物的颜料。几乎所有的无机颜料,是化合物,常常是复杂的混合物,在其中金属是分子中的一部份。无机颜料是有色金属的氧化物,或一些金属不溶性的金属盐,无机颜料又分为天然无机颜料和人造无机颜料,天然无机颜料是矿物颜料。以天然矿物或无机化合物制成的颜料。天然矿物颜料一般纯度较低,色泽较暗,但价格低廉。而合成无机颜料品种色谱齐全,色泽鲜艳、纯正,遮盖力强。
优点:具有耐晒、耐候性、耐高温、耐溶剂性好,遮盖力强,价格便宜等特点。
缺点:色谱不全,着色力低,颜色鲜艳度差,部分金属盐和氧化物毒性大
颜料索引号 | 商品名 | 色相色光 | 耐热性/℃ | 耐晒性/级 |
颜料白 6 | 钛白 | 黄光白,蓝光白 | 300 | 8 |
颜料黑 7 | 炭黑 | 蓝光黑,黄光黑 | 300 | 8 |
颜料黑 11 | 氧化钛黑 | 蓝墨黑色 | 300 | 8 |
颜料黑 28 | 铜铬黑 | 黄光黑色 | 300 | 8 |
颜料红 101 | 氧化铁红 | 暗红色 | 400 | 8 |
颜料红 104 | 钼铬红 | 红光橙色 | 280 | 7 |
颜料红 108 | 镉红 | 400 | 7 | |
颜料黄 24 | 400 | 8 | ||
颜料黄 34 | 铬黄 | 柠檬黄,枯黄 | 260 | 7 |
颜料黄 35 | 镉黄 | 正黄,红黄 | 400 | 6 |
颜料黄 53 | 钛镍黄 | 红光黄 | 300 | 8 |
颜料黄 164 | 锰铁钛 | 黄棕色 | 300 | 8 |
颜料黄 184 | 钒酸铋黄 | 柠檬黄色 | 300 | 8 |
颜料蓝 28 | 钴蓝 | 红光蓝色 | 300 | 8 |
颜料蓝 29 | 群青 | 红光蓝色 | 400 | 8 |
颜料绿 17 | 铬绿 | 橄榄球色 | 300 | 8 |
颜料紫 15 | 群青紫 | 红光紫 | 280 | 8 |
颜料紫 16 | 猛紫 | 红紫光相 | 250 | 8 |
颜料棕 24 | 红光黄棕 | 1000 | 8 | |
颜料棕 29 | 300 | 8 | ||
颜料棕 33 | 锌铁铬棕 | 红棕色 | 320 | 8 |
颜料棕 43 | 氧化铁棕 | 啡色 | 300 | 8 |
注:以上颜料除了颜料红104不能用于硬胶PET和PC,颜料红108不能用于PVC,颜料黄34不能用于PC和PET,颜料黄35不能用于PVC,其他的颜料都可以用于软胶:PP、PE,PVC;硬胶:PC、ABS、PS、PET。
二、塑料原料对调色效果的影响
经常听到一些朋友说,自己的配的色母粒,为何一直有这样那样的问题,其实,有不少的朋友,可能都忽略了一些因素。比如说,塑料的底色,添加剂等影响因素,导致出现各种各样的问题。
塑料色板
1.塑料本身的颜色
许多塑料具有不同的本色,如酚醛树脂本身呈棕色。塑料本身的颜色在考虑配方设计的时候,不可忽视,一般只有无色的塑料才能配制出各种不同的颜色;
2.塑料的透明性
只有透明的塑料才能配制出透明、半透明或不透明的有色塑料;
3.塑料的色光
由于一些塑料有底色,如PVC、ABS等塑料底色偏黄,为了消除黄光,常常需要加入群青等蓝色着色剂,消除黄光的影响,尤其在配制白色或者浅色时,更为重要;
4.塑料的耐光性
耐光性不好的塑料,在考虑配方的时候,必须考虑塑料耐光差异变色因素;
5.添加剂的影响
如:加玻纤的塑料,会降低塑料的透明性,并且塑料的流动性会变差,注塑温度也相应会提高10-30℃,在PA类产品里面,注塑压力也要增加。这个时候就要注意色粉的耐温性(并且玻纤的加入,会使塑料的表面变粗糙。)
三、耐迁移性
无机颜料由于不溶于聚合物,也不溶于水和有机溶剂,它们在聚合物中的分散是非均相的,不会产生上述各种迁移现象。与此相反,有机颜料在聚合物和其它有机物中都有不等程度的溶解性,比较容易发生迁移。
着色剂迁移主要有三种类型:
1.溶剂渗出 即在水和有机溶剂渗色;
2.接触迁移 造成与相邻的物体的污染;
3.表面喷霜 着色剂的迁移性是与它的溶解性能相关的。如果着色剂在聚合物中溶解度小,而在水、有机溶剂和相邻物质中的溶解度较大,就容易被抽出和产生迁移。着色剂的迁移性是与它的溶解性能相关的。如果着色剂在聚合物中溶解度小,而在水、有机溶剂和相邻物质中的溶解度较大,就容易被抽出和产生迁移。主要由于着色剂在热加工时在聚合物的溶解度较大,而无机颜料在聚合物中分散一般是非均匀相,不会产生喷霜现象,而有机颜料在聚合物中和其他有机物有不同程度的溶解性,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。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。
四、颜色分散性问题?
对于颜色分散性的问题,分散剂的选择很重要。下面,是部分树脂所适用的润滑剂。分散剂的选择,对于你颜色的分散性,加工性能很重要。比如,聚乙烯蜡,品质好,对分散性好。质量差的EVA,则可能需要多加该助剂,才能达到理想的效果,助剂加的量太多,可能会产品性能有影响。
树脂品种 | 润滑剂 |
ABS树脂 | 硬脂酸镁、EBS、高熔点石蜡、聚乙烯蜡 |
聚苯乙烯类 | 硬脂酸锌、EBS、高熔点石蜡、硬脂酸丁酯 |
聚氯乙烯 | 石蜡、高熔点石蜡、聚乙烯蜡、EBS、金属皂类、硬脂酸类、硬脂醇类 |
聚烯烃类 | 高熔点石蜡、微粉蜡、EBS、硬脂酸钙、硬脂酸锌、油酸酰胺、脂肪酸 |
聚酰胺 | 油酸酰胺、硬脂酰胺、EBS |
聚酯类树脂(PC) | 高熔点石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、EBS |
五、测颜色的仪器
1.分光光度计
分光光度计,又称光谱仪(spectrometer),是将成分复杂的光,分解为光谱线的科学仪器。测量范围一般包括波长范围为380~780 nm的可见光区和波长范围为200~380 nm的紫外光区。(可以测试SCE/SCI模式,还可以测试薄膜的遮光率、雾都等)
2.测试模式
SCE模式:测量模式中,镜面反射光被排除在外面只测漫射光。这样测出的值与观测者看上去的物体颜色是相当的。(目测颜色)
SCI模式:测量过程中镜面反射光与漫射光辉被一起包含进去。这样测得的值时物体整理客观的颜色,与物体表面条件无关。
3.颜色差值等级
一般颜色的色差,根据客户的要求来定的。有的客户要求松一些,可以到2级色差,有的客户对颜色要求高,可能就只能接受一级色差。所以,标准是根据自身的实际情况来定。因为,颜色的稳定性,对于每一批产品而言,都会存在偏差。所以,通过了解色差等级,至少在面对客户的需求的到时候,心理有个度。
等级 | 色差(E) | |
第一级色差 | 0-0.5 | 极微色差 |
第二级色差 | 0.5-1.5 | 微小色差 |
第三级色差 | 1.5-3.0 | 可感色差 |
第四级色差 | 3.0-6.0 | 明显色差 |
第五级色差 | 6.0-12.0 | 颇大色差 |
第六级色差 | 12.0以上 | 极大色差 |
六、对于新进的色粉
在更换色粉或色母的时候,一定要制做试样来确定色粉或色母的着色能力。哪怕是供应商提供了品质保证报告。这样的错误对于公司,会造成巨大的损失,所以,对于不确定不放心的原料,一定要打板确认后才能批量生产。
检测方法:
标准样板
1)将各种不同色粉按相同的质量打板,以观察色相、着色力;
2)把色粉加入相同比例的钛白粉打板,来观察色相与着色力;
(一般测试软胶用PP原料;测试硬胶用同一牌号ABS打板),并留样保存。
新料打板
用同比例色粉与树脂、同工艺,同温度打板,并与旧样对比,观察新色粉原料的着色力、色光、分散性等指标。(工艺不同,比如:注射速度,速度慢,颜色偏白,速度快,颜色偏暗)。如有差异,就需要改动配方,根据实际测试出来的数值,进行微调,再按微调好的配方,进行生产,从而保证产品的质量。
七、黑色系列调色技巧
这里主要介绍用红、黄、蓝拼色来调配黑色。
1.除了用炭黑,油溶黑来调配黑色,还可以用黑色颜料,染料加上助剂材料制成黑色母粒来调配黑色。
2.在黑色中,加入少量的白色即成为黑灰色。
3.黑色与某种红、黄、蓝色拼色,可以调配带有各种不同色光的黑色。
4.除了以上几种调法还可能遇到用黑色色粉达不到效果的特黑色样板。这时候就可以选择用红、黄、蓝三原色拼色来调配特黑色。调色一般能少用色粉为好,能用两种,不要用三种,能尽量少则少。
注:因为黑色可以看成是由红、黄、蓝三种原色组成的色,或是一个间色与另一个原色组成的色彩。根据色相的色光偏向,红多呈红相黑色,蓝多呈蓝相黑色,黄多呈黄相黑色。