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公司動(dòng)態(tài)

是一家集高分子材料自主研發(fā),源頭生產(chǎn)、精英銷(xiāo)售
團(tuán)隊(duì)、售后團(tuán)隊(duì)的高新科技企業(yè)。

什么是顏料在塑料中的耐遷移性?其如何測(cè)試?

發(fā)布時(shí)間:2024-07-08 瀏覽:161

顏料的分散對(duì)塑料著色有重要意義。對(duì)于著色用的顏料而言,**重要的性能就是著色力和遮蓋力。著色力是顏料著色能力和效率的度量,當(dāng)兩種塑料使被著色物獲得同顏色時(shí),用量少的著色力高;遮蓋力是顏料遮蓋被著色物底色的能力。這兩項(xiàng)指標(biāo)與顏料的分散密切相關(guān)。

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一、分散原理


一般而言,顏料的分散越好,其著色力和遮蓋力就越高。原因在于顏料對(duì)制品的著色和遮蓋都是通過(guò)其表面與光線的復(fù)雜作用而達(dá)成,顏料分散得好,其平均粒徑小,比表面積大,對(duì)光線的作用就強(qiáng),著色制品的外觀就會(huì)顯得均勻、細(xì)膩,色斑少,色差小。此外,達(dá)到相同著色和遮蓋效果時(shí)顏料的用量就能減少,從而使著色成本降低。



工程上的“分散”概念一般包括如下兩種:

①分散介質(zhì)在體積上的減小和統(tǒng)一過(guò)程;

②被分散介質(zhì)在空間分布上的均勻過(guò)程。

對(duì)于樹(shù)脂中的顏料來(lái)說(shuō),就是大的顆粒破碎成為小的顆粒并**終統(tǒng)一在某一尺度范圍內(nèi),同時(shí)這些顆粒在樹(shù)脂基體中均勻分布。一般說(shuō)來(lái),在塑料著色中,顏料的均勻分布并不困難,關(guān)鍵在于如何將其充分細(xì)化。

顏料分散前的形態(tài)

原生顆粒

以單晶、塊狀、球形或微晶組成的大晶體形式存在。

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圖 顏料的原生粒徑

凝聚體

由原生顆粒表面彼此吸附而成。

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團(tuán)聚體

由原生顆?;蚰垠w疏松的組合,或者是這兩者在邊、角上相互吸附而成的混合物。

顏料的分散細(xì)化,是將團(tuán)聚體粉碎、細(xì)化的過(guò)程。

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圖 顏料的團(tuán)聚體

顏料生產(chǎn)過(guò)程示意圖 

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圖 顏料生產(chǎn)過(guò)程示意圖 




顏料的分散過(guò)程

顏料的分散,***步是使用潤(rùn)濕劑潤(rùn)濕顏料,使顏料之間的凝聚力減小,便于第二步顏料的粉碎和細(xì)化。粉碎細(xì)化后的顏料進(jìn)一步做包覆處理,降低新形成的界面表面能,以便在進(jìn)一步加工時(shí),不致于使顏料產(chǎn)生再凝聚現(xiàn)象,第三步細(xì)化后的顏料在熔體中能均勻分散,由此,顏料的分散過(guò)程可以分為三步:潤(rùn)濕、細(xì)化和細(xì)化后的穩(wěn)定化混合分散。

顏料的潤(rùn)濕

分散首先要進(jìn)行潤(rùn)濕,潤(rùn)濕過(guò)程是用潤(rùn)濕劑(表面處理劑)潤(rùn)濕、包覆顏料表面。

顏料的細(xì)化(粉碎)

顏料的細(xì)化是將團(tuán)聚體顆粒破碎,它主要依靠顏料顆粒之間的自由運(yùn)動(dòng)(沖擊應(yīng)力)和顏料團(tuán)聚體通過(guò)周?chē)橘|(zhì)的應(yīng)力(剪切應(yīng)力)來(lái)完成。   

細(xì)化的基本方法有以下三種:干混法、液體剪切法和熔體剪切法。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中是將這幾種方法聯(lián)合使用,更有利于發(fā)揮每種方法的優(yōu)點(diǎn)。  





顏料分散粒徑問(wèn)題

顏料分散后的粒徑多大為宜,可用下述數(shù)據(jù)加以說(shuō)明。

1.顏料粒徑大于30μm,制品表面產(chǎn)生斑點(diǎn)、條痕;

2.10~30μm,制品表面無(wú)光澤;

3.粒徑小于5μm時(shí),對(duì)于一般制品,可以滿足使用,但是對(duì)要求嚴(yán)格的產(chǎn)品,也會(huì)影響其力學(xué)性能、電性能及加工性;

4.對(duì)于纖維(單根絲直徑為20~30μm)和超薄薄膜(小于10μm),則顏料粒徑應(yīng)小于1μm。

許多研究工作證明,一般情況下,顏料粒徑愈小,它的著色力愈高。顏料粒徑大小還和遮蓋力有關(guān),這是由于顏料經(jīng)分散處理,粒徑變小,表面積增大,因此遮蓋力就增加。此外,偶氮顏料粒子直徑在0.1μm、酞菁顏料粒徑在0.05μm時(shí),具有**高的著色力。





顏料分散對(duì)制品外觀的影響

顏料的分散直接影響著色制品的外觀(斑點(diǎn)、條痕、光澤、色澤及透明度);加工性,也直接影響著色制品的質(zhì)量,如強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、耐老化性和電阻率等。隨著顏料徑粒增大,制品的沖擊強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率下降。分散得好,其平均粒徑小,比表面積大,對(duì)光線的作用就強(qiáng),著色制品的外觀就會(huì)顯得均勻、細(xì)膩、色斑少、色差小,同時(shí)可降低成本

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著色力與消色力


顏料著色能力和效率的度量,當(dāng)兩種顏料使被著色物獲得相同顏色時(shí),用量少的著色力高。二氧化鈦與另一種顏料混合后,能夠得到混合物顯示它本身顏料的能力。對(duì)于二氧化鈦,它與一深色顏料混合后,混合物的顏色越淺,表示它的消色力越強(qiáng)。


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圖 顏料粒徑與著色力的關(guān)系

消色力的影響因素

  • 消色力的大小與它的散射能力和折射率有關(guān);

  • 粒子的大小、形狀、結(jié)構(gòu)和粒度分布對(duì)消色力有明顯的影響,消色力隨著粒度的減小和粒度的均勻性的增加而增大;

  • 鈦白粉的消色力還與制備條件有關(guān)。




常用塑料著色方法

1.干混著色

又浮染、粉狀著色和純顏料著色,可以生產(chǎn)普通塑料制品。它簡(jiǎn)化造粒工序直接用注塑、擠出等加工方法生產(chǎn)著色制品,避免因造粒加熱使樹(shù)脂產(chǎn)生降解。
2.干顏料混合物著色

當(dāng)使用分散性差別很大的顏料時(shí),及塑料加工廠家進(jìn)行配色感到困難時(shí),就可以使用顏料供應(yīng)廠家提供的粉狀配色顏料混合物。
3.糊狀混合物著色

是使用三輥研磨機(jī)和捏合機(jī)等混合和混煉設(shè)備,并使用增塑劑、多元醇等液體載體把顏料研磨成糊狀的顏料色漿。
4.顏料混合物

是顏料的濃縮物,且經(jīng)過(guò)細(xì)化充分分散至樹(shù)脂或分散劑中。





顏料分散的主要設(shè)備

捏合機(jī):主要用于高粘度物質(zhì)之混合分散;

Branetali混合機(jī):主要用于各種粘度乳液的混合和分離;

高速分散機(jī):是顏料分散設(shè)備中結(jié)構(gòu)**簡(jiǎn)單的一種;

三輥研磨機(jī):主要用于揮發(fā)性低的涂料的加工;

球磨機(jī):主要用于生產(chǎn)揮發(fā)性涂料及各種油墨、液體著色劑和配置色漿料等;

砂磨機(jī):主要用于揮發(fā)性涂料及各種油墨的加工和液體著色劑、乳膠漆等的生產(chǎn);

膠體磨:是一種無(wú)介質(zhì)的分散設(shè)備,由轉(zhuǎn)子和定子組成;

高速混合機(jī):主要用于干摻和粉體樹(shù)脂的混合和分散;

連續(xù)混合器:是一種轉(zhuǎn)子式混合器,主要用于部分物質(zhì)的配料及在塑料中摻入各種纖維。



如何提高顏料的分散性?

在液體介質(zhì)中達(dá)到高品質(zhì)分散的方法(載體的選擇)

  • 其對(duì)顏料及研磨表面皆有良好的潤(rùn)濕性;

  • ‘粘性’配合方法,即在依賴粒子互相撞擊的加工法中選用低粘性,而在依賴經(jīng)由液體層的剪切力的加工法則選擇高粘性;

  • 在加工的條件下和顏料間可化學(xué)相容。選擇適量的顏料和添加劑,以在機(jī)器中有恰當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)。

用熔體剪切法達(dá)到高品質(zhì)分散的方法(樹(shù)脂的選擇)

  • 對(duì)顏料和研磨表面皆有良好的潤(rùn)濕性;

  • 高粘著強(qiáng)度;

  • 粘度受溫度的影響很小,在加工條件下和顏料間化學(xué)相容。和基料樹(shù)脂流動(dòng)性可相容(尤其是在制備色母時(shí))以降低因熱熔流速不同而引起的稀釋化困難;

  • 選擇適量的顏料以使在操作時(shí)可產(chǎn)生高剪切力;

  • 預(yù)混各干態(tài)成分;

  • 用剪切力來(lái)流動(dòng)樹(shù)脂而非使用可能的外來(lái)熱(如Banbury)。





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