塑料用顏料基本性能和測試

10著色劑在塑料中應(yīng)用性能主要由著色劑(顏料,染料)與塑料兩方面因素決定的,盡管顏料的分子構(gòu)造在塑料中應(yīng)用性能是起打算性作用,但由于顏料是以微細的粒子分散在塑料中,顏料粒子固體物理性能對在塑料中應(yīng)用性能仍有極大影響.塑料用著色劑根本要求及其有關(guān)測試方法上海金泰塑料色母粒廠 陳信華 摘 要關(guān)鍵字：顏料，塑料，應(yīng)用，測試

ABSTRACT：石油化工的進展促進了合成樹脂的飛躍進展，塑料由于制造原料〔石油〕易得，可進展超大規(guī)模生產(chǎn)，又由于各種塑料加工成型方法，可以低本錢制造各種簡單幾何圖型產(chǎn)品，各種塑料加工助劑的合理應(yīng)用，塑料合金的開發(fā)，使塑料抑制它天生的缺陷而成為具有很多性能優(yōu)異穎材料，塑料已成為取代木材，紙張，棉花，鋼鐵等很多傳統(tǒng)材料而成為進展快速穎材料，今日我們可以毫不夸大地說，我們的生活離不開塑料。以下圖為1993-2023年全球塑料進展的需求量。???7,0006,0005,0004,0003,0002,0001,00001983199520232023202320231983-2023全球塑料需求量/產(chǎn)品類型噸萬聚乙烯聚丙烯PVC聚苯乙烯1983-2023全球塑料需求量/產(chǎn)品類型噸萬聚乙烯聚丙烯PVC聚苯乙烯ABSPET工程塑料本文試就塑料著色的根本要求及其測試方法,以及應(yīng)用作一簡潔的概述.一、著色力：著色力在塑料著色的重要性?的著色力g樣品著色力的百分?jǐn)?shù)來表示。顏料著色力表示方法：標(biāo)準(zhǔn)深度,1/31/25?????顏料在塑料中著色力測定法〔DIN53775-8〕測試設(shè)備二輥煉塑機 輥轉(zhuǎn):25轉(zhuǎn)/分,轉(zhuǎn)速比 1:1.2 輥外表鍍鉻平板壓機 可加熱和冷卻不銹鋼鏡面板二塊,內(nèi)框:正方型框,0.5mm測試配方：由聚氯乙烯樹脂 ，增塑劑，穩(wěn)定劑 ，鈦白粉 顏料組成將輥筒外表溫度掌握為 160+5C°，PVC薄片厚度0.4mm煉塑時間：7~8MIN出片壓片在溫度165~170 壓片時間：1分鐘后保壓速冷測色測標(biāo)準(zhǔn)色值Y 計算K/S值及AVR?料著色力測試可以與它的標(biāo)準(zhǔn)樣品比較二者著色力的差異，當(dāng)調(diào)整到二者具有一樣著色力時，用其差異的比值確定其試樣的著色力。?3塑料著色如何正確應(yīng)用顏料著色力指標(biāo)(1)1/3顏料著色力不僅與其本身化學(xué)構(gòu)造有關(guān)，而且還與顏料分散性有關(guān)。顏料分散性越好，其著色力越高。顏料著色力與配色有著極其重要的意義。例如需要配成深色調(diào)應(yīng)選擇著色力高品種(有機顏料)，當(dāng)需要配成淺色調(diào)時應(yīng)選擇著色力顏料代替，但兩種顏料著色力不同在代替時配成同樣色調(diào)所需要量也不同。、耐熱穩(wěn)定性：1對于各種不同類型塑料樹脂，依據(jù)其設(shè)備，工藝條件，產(chǎn)品要求，其加工120350℃/5170-200℃,低密度和高密度聚乙烯,聚苯乙烯在200-280℃,而聚丙烯,聚烯胺,ABS,聚碳酸脂則250-330℃顏料的耐熱穩(wěn)定性是指在肯定加工溫度下和肯定時間內(nèi)，顏料不發(fā)生明顯的色光,著色力和性能的變化。顏料在塑料中受熱變化是有以下因素構(gòu)成顏料因受熱構(gòu)造而分解，例如偶氮顏料因受熱偶氮基斷裂而變色顏料和塑料樹脂中添加劑間相互化學(xué)作用顏料受熱溶解在樹脂中顏料受熱后其物理特性及粒徑大小發(fā)生變化而變化。顏料耐熱穩(wěn)定性優(yōu)良品種,可防止顏料在受熱溫度下因分解或晶型變化而導(dǎo)至變色,耐熱穩(wěn)定性是顏料用于塑料著色一個重要應(yīng)用性能指標(biāo),2料用顏料耐熱穩(wěn)定性測試方法〔DIN53772〕：顏料在塑料中應(yīng)用的耐熱穩(wěn)定性測試方法如下：測試設(shè)備：單螺桿擠出機 L/D=24注塑機測試原料：顏料塑料解質(zhì)〔HDPE，PP，PS，等〕測試濃度: 對應(yīng)鈦白粉1%顏料濃度分別0.1%，0.05%，0.025%0.005%測試:可將定量顏料和塑料混合物按(3)濃度在單螺桿擠出機屢次擠出成均勻粒子.在注塑機中按肯定的恒定時間，以,200℃,220℃,240℃,260℃,280℃,300℃間隔溫度，逐步制造樣板并進展測試，?3塑料著色如何正確應(yīng)用顏料耐熱穩(wěn)定性指標(biāo)200℃以上，顏料在塑料加工中應(yīng)用耐熱穩(wěn)定性指標(biāo)還應(yīng)留意如下幾點：顏料在塑料加工中耐熱穩(wěn)定性指標(biāo)與顏料的使用濃度有關(guān)：有些顏料在不同的濃度下，其耐熱穩(wěn)定性能相差很大，如顏料紫23用HDPE0.025200℃0.1%才有260℃.顏料在塑料加工中耐熱性指標(biāo)與應(yīng)用塑料解質(zhì)有關(guān)：顏料在某一應(yīng)用解質(zhì)和某一濃度下的耐熱穩(wěn)定性指標(biāo),并不等于其在其它解質(zhì)下的指標(biāo)相提并論,例如顏料紫23在滌綸原液著色能耐260℃/4小時，23220℃高溫.EVA160℃306時間為260℃4小時。因此顏料在這些使用狀況下需慎重試驗后才能選用顏料在塑料加工中耐熱性指標(biāo)與鈦白粉的參加濃度有關(guān),一般而言,參加鈦白粉后耐熱性指標(biāo)將會有所下降.降價作用而發(fā)生變色如泛黃等。這也會影響顏料在塑料中應(yīng)用耐熱指標(biāo).四、分散性：1 分散性在塑料著色的重要性藝均為熔融擠出工藝，顏料在熔融擠出工藝中所受到剪切力相對于顏料在油墨加工工藝中三輥研磨和顏料在涂料加工工藝中砂磨要小得多。因此顏料在塑料中分散性是顏料在塑料中應(yīng)用的又一個重要指標(biāo)。痕或色點影響著色外觀,更嚴(yán)峻影響著色成品的機械性能.具有良好分散性的顏料可以得到一個抱負明媚度,光亮度,透亮性塑料制品,因此顏料分散性對塑料著色有重要意義。顏料用于化纖紡絲,其分散性好壞更具有重要意義.在紡絲過程中因熔體壓力過大,不得不頻繁更換濾網(wǎng),鋪張大量材料和人工,使設(shè)備停車時間過長.更嚴(yán)峻導(dǎo)致生產(chǎn)無法正常進展.2法顏料分散性測定方法N〕按顏料在塑料中著色力測定法〔DIN53775-8〕PVC筒外表溫度掌握為5°C薄片厚度mN出片壓片:在溫度165~170 壓片時間：1分鐘后保壓速冷以塑料和顏料在二種不同剪切力條件混煉后著色力提高來計算分散性512:顏料分散性測試法：顏料過濾性能測試壓力指數(shù)是對顏料分散的數(shù)量和顏料分散體中尺寸過大顆粒的測量。KG/CM2/MIN數(shù)表示由于樣品堵塞擠出機濾網(wǎng)引起的擠出機內(nèi)部熔體壓力的上升。(1)測試設(shè)備：單螺桿擠出機 L/D=25,壓縮比為1：3，〔0-25KG/CM2〕(2)測試濃度 顏料和聚丙烯混合物,顏料含量3%，(3)測試：200240℃，擠出量：53g/minPO60顏料過濾壓力指數(shù)DF值室可用以下公式計算:DF=(P最大-PO)/ 60P最大:最終壓力 PO:最初壓力DF0。15，說明顏料分散性良好顏料分散性對塑料制品的光學(xué)性能有直接影響,塑料制品著色深度與分散性好壞有關(guān),透亮性隨顏料分散粒徑削減而增大,色調(diào)也與分散有關(guān).顏料在塑料中的分散除了顏料本身分散性外,還與其它重要因素有關(guān)塑料樹脂的性能:一般而言塑料潤濕顏料的力量取決于塑料聚合物構(gòu)造上有無極性基團,所以聚脂及類似極性聚合物分散力量要比不含極性基團聚烯烴來的好.在這個溫度下,能產(chǎn)生內(nèi)部的最大剪切應(yīng)力.分散設(shè)備:不同設(shè)備具有不同的顏料分散力量，密煉機的剪切力最好。五、耐遷移性：耐遷移性在塑料著色的重要性遷移性是指顏料從塑料內(nèi)部遷移到制品外表上(起霜)或遷移到塑料和溶劑中。顏料在塑料中遷移有四種表現(xiàn)形式：與其相接觸另一物體上的反銅光或金屬光澤(BRONZING)在著色塑料外表呈現(xiàn)較明顯的金屬光澤噴霜(CROCKINGORBLOOMING)已著色的塑料制品隨時間會浮出制品外表磨擦制品的外表會引起顏色脫落顏料在塑料中發(fā)生遷移和滲色的條件：在聚合物或增塑劑-聚合物系統(tǒng)中有顏料過飽和現(xiàn)象在聚合物或增塑劑-聚合物系統(tǒng)中有顏料分子必需能夠運動在聚合物或增塑劑-聚合物系統(tǒng)中有顏料不能充分結(jié)晶著色塑料中顏料的遷移性和塑料材料分子鏈的剛性和分子間的嚴(yán)密性相關(guān)。當(dāng)塑料中增塑劑用量增加時，分子距離加大，構(gòu)造更為松散，因而削減了聚合物鏈的相互作用，從而使顏料遷移速率增大，特別是軟聚氯乙烯著色時選用顏料更要留意。著色塑料中顏料的遷移性發(fā)生會大大影響塑料制品的應(yīng)用性能,假設(shè)遷移嚴(yán)峻的話,使塑料制品不能使用,更為嚴(yán)峻的是還會沾污其它產(chǎn)品,影響其應(yīng)用性能顏料耐遷移性測定方法遷移性的測定是將已著色的C片與白色C片以肯定的壓力與溫度嚴(yán)密貼合肯定時間后，觀看白色PVC片上被遷移沾污程度,并以標(biāo)準(zhǔn)灰卡評判之。51顏料分子與塑料樹脂之間結(jié)合大小不同，隨著添加劑〔如增塑劑及其它助劑〕一起，顏料分子從樹脂內(nèi)部遷移到自由外表滲到鄰近塑料中。顏料遷移性與樹脂分子構(gòu)造，分子大小，溶劑與升華特性有關(guān)。例如增白劑OB-1用于聚乙烯增白會發(fā)生嚴(yán)峻遷移，但可用于聚丙烯。聚脂增白。在聚烯烴塑料著色時,發(fā)生滲色和起霜時其嚴(yán)峻的程度是與著色的濃度成正比,但對于有增塑劑聚氯乙烯,當(dāng)顏料濃度很大時,滲色和起霜并不嚴(yán)峻,但降低濃度或提高加工溫度時,則會變得嚴(yán)峻,這是由于當(dāng)顏料濃度很低時,全部顏料在塑料中溶解,冷卻過程中形成過飽和而在塑料外表發(fā)生結(jié)晶,并很簡潔集中到其它與之接觸的解質(zhì)中五，耐光性和耐氣候性：1耐侯性是指顏料耐各種氣侯的力量，其中包可見光和紫外光，水份，溫度，大氣氧化作用，以及制品使用期間所遇到的化學(xué)試劑。耐侯性重要性視產(chǎn)品的用途和種類而異。在這些制品中有時得特別重要，?如建筑用板,廣告牌,安全帽、周轉(zhuǎn)箱、卷簾式百葉窗、異型材和汽車尾燈,在這些制品中期望顏料能在十年全日光爆露下保持穩(wěn)定,但是有些材料顯得不重要,???大局部具有良好的耐光性，僅少數(shù)品種受光照耀下因其晶型或化學(xué)組成發(fā)生變化而變暗。有機顏料受光照耀后，會引起顏料分子構(gòu)型變化等緣由而影響飽和度下降，甚至?xí)噬兂苫疑虬咨?。耐光性和耐氣候性測定方法顏料耐光性測定法〔HG1—456—79〕先將顏料試樣按配方制成色板日曬牢度機法將制備好的樣板和《日曬牢度蘭色標(biāo)準(zhǔn)》樣卡用黑厚卡紙內(nèi)襯書寫紙遮一半，放入機內(nèi)，當(dāng)曬至《日曬牢度蘭色標(biāo)準(zhǔn)》中的7級褪至相當(dāng)于《日曬牢度蘭色標(biāo)準(zhǔn)》的3級時為終點，將其取出，放于暗處半小時后評級自然日光曬法按〔1〕法規(guī)定將樣板和《日曬牢度蘭色標(biāo)準(zhǔn)》樣卡同時置于自然日光日曬玻璃框中，曬架與水平面呈當(dāng)?shù)氐乩砭暥冉浅媳瑫瘢３２脸Ａ匣覊m，日曬終點同〔1〕法3~4級，5~6級。8級最好，1級最劣聚合物，穩(wěn)定劑和其它添加劑發(fā)生反響原因制品在壽命期間耐化學(xué)品的力量。塑料制品諸如建筑用板，廣告牌，周轉(zhuǎn)箱、卷簾式百良好的耐侯性，僅少數(shù)品種受光照耀下因其晶型或化學(xué)組成發(fā)生變化而變暗。有機顏料受光照耀后,會引起顏料分子構(gòu)型變化等緣由而影響飽和度下降，甚至?xí)噬兂苫疑虬咨?。顏料耐光侯性測定法與顏料耐光性測定法一樣，先將顏料試樣按配方制成色板，放于ATLAS大氣老化箱內(nèi)試驗，其定期進展光照和噴灑水并按以下條件進展：。天河爆曬場均符合條件顏料耐光侯性測定按灰色卡評定，5級制，5級最好，1級最差。1113顏料耐光性的測定方法是觀看光照耀下顏料的色澤變化，將樣板與標(biāo)準(zhǔn)蘭色樣板進展耐光測試比較，81?3塑料著色如何正確應(yīng)用顏料耐光性和耐侯性指標(biāo)顏料在塑料加工中應(yīng)用耐光性標(biāo)還應(yīng)留意如下幾點：顏料應(yīng)用于塑料著色，在不同的塑料解質(zhì)具有不同的耐光性顏料的耐光性于塑料解質(zhì)的耐光性親熱有關(guān)眾所周知大部份塑料因構(gòu)造關(guān)系會發(fā)生老化，塑料樹脂會發(fā)生變黃，影響塑料制品的牢度，因此為料保證塑料制品牢度，應(yīng)在塑料體系中參加紫外線吸取劑和抗氧劑，留意添加劑對塑料制品耐光性的影響除了顏料對塑料制品影響，應(yīng)留意添加劑對塑料制品耐光性的影響。如過氧化物存在會使某些顏料在光照下加速分解有機顏料應(yīng)用于塑料著色會的耐光性和耐侯性隨著顏料體積濃度增加會有增加，有機顏料體積濃度增加會使外表層的顏料數(shù)量增加，在受到同樣程度光照耀下，其耐光性要比濃度小來得好，固然當(dāng)顏料體積濃度增加到達臨界顏料體積濃度，其耐光牢度增加也到了極限。顏料加料鈦白粉后耐光性和耐侯性指標(biāo)會大幅度下降?酸耐堿耐溶劑耐化學(xué)藥品性：慮顏料的耐酸、堿等性能。例如不宜用群青及鎘系顏料著色的塑料與酸接觸，而鉻黃則不宜與堿接觸存放?？紤]顏料的耐溶劑性。?料耐化學(xué)藥品性還應(yīng)包括樹脂分介產(chǎn)物及制品中其它化學(xué)添加劑。如抗氧劑、防老劑等，環(huán)境中的洗滌劑，增白劑等物質(zhì)。?振蕩,然后觀看其色調(diào)變化程度。七、毒性：塑料在使用過程中，參加塑料中顏料可能有少量遷移到制品外表，并進入四周解質(zhì)中，最終直接或間接進入人體。美國食品及藥物治理局〔FDA〕經(jīng)過廣泛的調(diào)查后，曾于6年發(fā)表了下述結(jié)論有完全不溶解的物質(zhì)。假設(shè)有人稱塑料是完全不溶解的物質(zhì)，那是不符合實際狀況”日常生活中使用塑料制品愈來愈多，食品包裝材料如糖果包裝紙、各種飲料、油脂類容器、塑料玩具、化裝品包裝容器以及藥品包裝材料等。因此就愈要重視著色塑料制品的毒性問題。死半數(shù)試驗動物所使用的劑量,一個大的LD50值表示急性毒性低毒級。“歐盟危急品指令”對物質(zhì)的三個急性毒性類〔大口服下了定義：LD≤25MG/KG 極毒 LD5025-200MG/KG 有毒 LD50 200-2023MG/KG 有害顏料的一些急性國家/重金屬AsBaCdCr國家/重金屬AsBaCdCrHgPb(ppm*)SbSeZn各國食品包裝著色劑的重金屬含量限制20235000MG/KGLD502023MG/KG顏料是低毒的〔某些重金屬化合物，芳烴胺類，多氯聯(lián)苯類，〕會影響毒物毒理學(xué)的爭論結(jié)果。在歐洲國家用于接觸食品的某些元素的限值都有明文規(guī)定：澳大利亞100100100100050100500100比利時100100100100050100