塑料色母料的制备

1、.1 塑料色母料的制备塑料色母料的制备 .2 n一、母料简介一、母料简介 n二、色母料简介二、色母料简介 n三、色母料配方举例（炭黑色母料）三、色母料配方举例（炭黑色母料） n四、色母料造粒设备四、色母料造粒设备 n五、色母料的生产工艺五、色母料的生产工艺 n六、色母料的制备六、色母料的制备 n七、色母料的检测七、色母料的检测 .3 一、母料简介一、母料简介 1、母料的定义：、母料的定义：含有高百分比剂量助剂的含有高百分比剂量助剂的 塑料混合物。通常是由塑料混合物。通常是由3070%的助剂与的助剂与 7030%的载体树脂经混合造粒而制成的浓的载体树脂经混合造粒而制成的浓 缩物。缩物。 2、生产

2、方法：、生产方法：先将待先将待 加入树脂的助剂加加入树脂的助剂加 入特定的载体中制入特定的载体中制 成粒料，然后含有成粒料，然后含有 高浓度助剂的粒料高浓度助剂的粒料 加入树脂中。加入树脂中。 .4 母料简介母料简介 3、使用母料的优点：、使用母料的优点： 简化配方实施中复杂的简化配方实施中复杂的 混合及造成粒工序，便于混合及造成粒工序，便于 使用和操作；使用和操作； 生产环境清洁，大大改善劳动条件，有利于生产环境清洁，大大改善劳动条件，有利于 保护工人身体健康；保护工人身体健康； 提高助剂的分散均匀程度，使助剂能充分发提高助剂的分散均匀程度，使助剂能充分发 挥其性能。挥其性能。 有利于助剂的

3、销售和运输。有利于助剂的销售和运输。 .5 简介母料简介母料 4、母料的分类：、母料的分类： 填充母料填充母料 色母料色母料 改性母料改性母料 以填料为主，降低成本以填料为主，降低成本 并适当提高制品性能并适当提高制品性能 母母 料料 由着色剂、载体及分散剂由着色剂、载体及分散剂 组成；可降低着色剂的用组成；可降低着色剂的用 量，提高颜色的均匀性量，提高颜色的均匀性 阻燃母料阻燃母料 降解母料降解母料 长寿母料长寿母料 香味母料等香味母料等 .6 二、简介色母料二、简介色母料 n1、定义：、定义：色母料是把超常量的颜料均匀的载附色母料是把超常量的颜料均匀的载附 于树脂之中而得到的塑料颗粒。一种

4、于树脂之中而得到的塑料颗粒。一种高浓缩、高高浓缩、高 效能效能的颜色配制品。的颜色配制品。 n2、发展史：、发展史：国外从国外从20世纪世纪70年代开始采用色母年代开始采用色母 料着色；中国从料着色；中国从1975年开始色母粒的研究。年开始色母粒的研究。 n3、现状：、现状：目前已具有相当目前已具有相当 的生产能力，并得到广泛的的生产能力，并得到广泛的 应用。应用。 .7 色母料简介色母料简介 4 4、组成：、组成：母料核、分散层及载体层母料核、分散层及载体层 着色剂的选择着色剂的选择 着色剂分无机颜料、有机颜料及染料。着色剂分无机颜料、有机颜料及染料。 着色剂加入量一般占母料质量的着色剂加入

5、量一般占母料质量的1540左右。左右。 载体的选择载体的选择 载体加入量约为母料的载体加入量约为母料的3070。 分散剂的选择分散剂的选择 分散剂一方面促进着色剂在载体中的分散；分散剂一方面促进着色剂在载体中的分散； 另一方面提高母料的加工流动性。用量可在另一方面提高母料的加工流动性。用量可在 15份左右。份左右。 .8 5、色母料的分类、色母料的分类 专用色母料：专用色母料：指的是载体与树脂相容范围小，只与一种或两指的是载体与树脂相容范围小，只与一种或两 种基体树脂相容，而与大部分树脂不相容或着相容性不好的种基体树脂相容，而与大部分树脂不相容或着相容性不好的 一类着色母料。一类着色母料。 万

6、能色母料万能色母料 色母料适用范围广，几乎适用所有树脂的着色。色母料适用范围广，几乎适用所有树脂的着色。 （1 1）有机载体万能母料）有机载体万能母料这类母料往往选择一种能和所有树这类母料往往选择一种能和所有树 脂相容的载体，或者选择两种或两种以上相容范围不同的脂相容的载体，或者选择两种或两种以上相容范围不同的 载体复合适用。载体复合适用。 （2）无载体万能母料）无载体万能母料 这类母料又称为这类母料又称为着色晶着色晶，无载体，能与所有树脂相容，无载体，能与所有树脂相容， 适用于所有塑料的着色。适用于所有塑料的着色。 .9 n1. 使颜料在制品中具有更好的分散性。使颜料在制品中具有更好的分散性

7、。色母生产过程中须色母生产过程中须 对颜料进行细化处理，以提高颜料的分散性和着色力。专对颜料进行细化处理，以提高颜料的分散性和着色力。专 用色母的载体与制品的塑料品种相同，具有良好的匹配性，用色母的载体与制品的塑料品种相同，具有良好的匹配性， 加热熔融后颜料颗粒能很好地分散于制品塑料中。加热熔融后颜料颗粒能很好地分散于制品塑料中。 n 2. 有利于保持颜料的化学稳定性。有利于保持颜料的化学稳定性。直接使用颜料的话，直接使用颜料的话， 由于在贮存和使用过程中颜料直接接触空气，颜料会发生由于在贮存和使用过程中颜料直接接触空气，颜料会发生 吸水、氧化等现象，而做成色母后，由于树脂载体将颜料吸水、氧化

8、等现象，而做成色母后，由于树脂载体将颜料 和空气、水分隔离，可以使颜料的品质长期不变。和空气、水分隔离，可以使颜料的品质长期不变。 n 3. 保证制品颜色的稳定。保证制品颜色的稳定。色母颗粒与树脂颗粒相近，色母颗粒与树脂颗粒相近， 在计量上更方便准确，混合时不会粘附于容器上，与树脂在计量上更方便准确，混合时不会粘附于容器上，与树脂 的混合也较均匀，因此可以保证添加量的稳定，从而保证的混合也较均匀，因此可以保证添加量的稳定，从而保证 制品颜色的稳定。制品颜色的稳定。 n 4. 保护操作人员的健康。保护操作人员的健康。颜料一般是粉状，添加和混颜料一般是粉状，添加和混 合时容易飞扬，被人体吸入后将影

9、响操作人员的健康。合时容易飞扬，被人体吸入后将影响操作人员的健康。 n 5. 保持环境的洁净保持环境的洁净 n 6. 使用方便使用方便 6、使用色母的优点、使用色母的优点 .10 7、色母料的市场需求状况及现状、色母料的市场需求状况及现状 n 我国有我国有330家生产色母的企业，其中塑料级色母厂已家生产色母的企业，其中塑料级色母厂已 经达到了经达到了300家。家。 n 我国色母年生产能力在我国色母年生产能力在1000吨以上的企业有将近吨以上的企业有将近50 家，全国色母生产能力为每年家，全国色母生产能力为每年30万吨，万吨，2001年我国色年我国色 母的需求量不到母的需求量不到12万吨。生产能

10、力严重过剩，导致国内万吨。生产能力严重过剩，导致国内 色母粒行业普遍开工不足，除新建生产装置增速过快，色母粒行业普遍开工不足，除新建生产装置增速过快， 产品订单不足等因素外；其中重要因素是产品订单不足等因素外；其中重要因素是国产国产色母粒色母粒产产 品结构单一，品种不全，通用型产品占很大比重，而高品结构单一，品种不全，通用型产品占很大比重，而高 浓度和超高浓度、多功能性色母及细旦纤维用色母浓度和超高浓度、多功能性色母及细旦纤维用色母所占所占 比重较比重较少少。反观色母技术水平较高的国家，颜料、分散。反观色母技术水平较高的国家，颜料、分散 剂等原材料品种齐全，已形成了系列化和专业化产品结剂等原材

11、料品种齐全，已形成了系列化和专业化产品结 构。构。 .11 8、色母、色母总的发展趋势与建议总的发展趋势与建议 n 色母向颜料色母向颜料高浓度高浓度方向发展以降低最终产方向发展以降低最终产 品的着色成本，品的着色成本，色母与添加剂相结合开发多色母与添加剂相结合开发多 功能的产品功能的产品是色母今后的发展方向。是色母今后的发展方向。 n 我国塑料行业的快速发展必将带动色母行我国塑料行业的快速发展必将带动色母行 业的发展，色母产品具有广阔的应用前景。业的发展，色母产品具有广阔的应用前景。 n针对现在生产现状，我提出针对现在生产现状，我提出以下建议：以下建议： （1）国内生产企业应联合上游企业和科）

12、国内生产企业应联合上游企业和科 研究院校开发适于色母应用的颜料和分散剂，研究院校开发适于色母应用的颜料和分散剂， 增加产品品种，提高产品的技术含量，使色增加产品品种，提高产品的技术含量，使色 母产品向高质量方向发展。母产品向高质量方向发展。 .12 色母色母总的发展趋势与建议总的发展趋势与建议 （2）色母生产企业）色母生产企业 应充分利用色母专业委应充分利用色母专业委 员会提供的信息，加强员会提供的信息，加强 沟通和合作，制订行业沟通和合作，制订行业 标准，净化市场，使竞标准，净化市场，使竞 争变得有序，促进行业争变得有序，促进行业 健康发展。健康发展。 （3）市场对色母需求的）市场对色母需求

13、的 特征表现为高度的分特征表现为高度的分 散化和专门化，生产散化和专门化，生产 企业应对市场需求进企业应对市场需求进 行细化，拓宽色母产行细化，拓宽色母产 品的应用领域，开发品的应用领域，开发 多功能和高技术含量多功能和高技术含量 的色母产品，以满足的色母产品，以满足 市场的需要。市场的需要。 .13 三、色母料配方举例三、色母料配方举例 n1、炭黑色母料、炭黑色母料 n炭黑：炭黑：一般选用高色素炭黑或混气炭黑，添加量为一般选用高色素炭黑或混气炭黑，添加量为 n主分散剂：主分散剂：应为低溶度、低熔体粘度，与载体树脂和被应为低溶度、低熔体粘度，与载体树脂和被 着色树脂有良好的相容性，添加量为。如

14、：聚乙着色树脂有良好的相容性，添加量为。如：聚乙 烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸盐等。烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸盐等。 n辅助分散剂：辅助分散剂：号白油、磷酸三苯脂、等。添号白油、磷酸三苯脂、等。添 加量为加量为5%。 n载体树脂：载体树脂：选用熔体指数为选用熔体指数为1030的的LDPE和和LLDPE的的 共混物为最好。共混物为最好。 .14 色母料配方举例色母料配方举例 n润滑剂：润滑剂：可用石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌等，添加量为可用石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌等，添加量为1% 左右。左右。 n抗氧剂：抗氧剂：主抗氧剂主抗氧剂1010添加添加0.1%0.2%，辅助抗氧剂，辅助抗氧剂 DLTP添加量添加量0.2%

15、0.4%。 n还可以添加还可以添加0.5%量的硅烷偶联剂量的硅烷偶联剂等，先进行预处理为好。等，先进行预处理为好。 n炭黑色母料采用干法生产，先高温混合，再低温炭黑色母料采用干法生产，先高温混合，再低温 粉碎，这样使炭黑分散均匀、细化、稳定，最后粉碎，这样使炭黑分散均匀、细化、稳定，最后 用双螺杆挤出机上塑炼挤条、牵引、冷却、干燥、用双螺杆挤出机上塑炼挤条、牵引、冷却、干燥、 切粒而成。切粒而成。 .15 色母的配方设计色母的配方设计 n1、例如、例如PE、PP色母料配方为：色母料配方为： n 黄色时黄色时 （颜料：分散剂：载体树脂为（颜料：分散剂：载体树脂为31 : 1 3 : 6） n 红

16、色时红色时 （颜料：分散剂：载体树脂为（颜料：分散剂：载体树脂为31：35 : 4） n2.例如红色例如红色PS、ABS色母料时色母料时 n颜料：分散剂：载体树脂为颜料：分散剂：载体树脂为21 ： 12： .16 四、色母料造粒设备四、色母料造粒设备 n目前我国生产母粒的设备仅限于一些目前我国生产母粒的设备仅限于一些小型小型 平行双螺杆挤出机、单螺杆挤出机平行双螺杆挤出机、单螺杆挤出机，产量，产量 较低。而且对于一些功能母粒、小分子量较低。而且对于一些功能母粒、小分子量 高填充母粒，在普通的双螺杆、单螺杆挤高填充母粒，在普通的双螺杆、单螺杆挤 出机上很难加工出机上很难加工 .17 1、色母料造

17、粒主机、色母料造粒主机 n （1）塑料热炼混合机）塑料热炼混合机 混合室总容积混合室总容积 200L 一次投料量一次投料量 65kg 电机功率电机功率 30/42kW 桨叶转速桨叶转速 650/1 300r/min （2）X(S)M-80（6-60）密闭式炼塑机）密闭式炼塑机 密炼室总容积密炼室总容积 76L 密炼室工作容积密炼室工作容积 52L 后转子转速后转子转速 660r/min 驱动电机功率驱动电机功率 355kW .18 1、色母料造粒主机、色母料造粒主机 （3）SWSZ-140双锥喂料装置双锥喂料装置 螺杆直径螺杆直径 大头大头 400mm 小头小头 144mm 螺杆转速螺杆转速

18、1.515r/min 驱动电机功率驱动电机功率 30kW 最大挤出量（最大挤出量（LDPE） 900kg/h n（4）SJW-2006单螺杆塑料喂料挤出机单螺杆塑料喂料挤出机 螺杆直径螺杆直径 200mm 螺杆长径比螺杆长径比 6:1 螺杆转速螺杆转速 高速档高速档 1060r/min 低速档低速档 636r/min 驱动电机功率驱动电机功率 100kW 最大挤出量（最大挤出量（LDPE） 900kg/h .19 2、色母料造粒辅机、色母料造粒辅机 n （1）换网装置（滑板式液压换网）换网装置（滑板式液压换网） 换网油泵电机功率换网油泵电机功率 5.5kW 加热方式加热方式 铸铝加热器铸铝加热

19、器 n（2）造粒机头）造粒机头 模孔直径模孔直径 2.5mm 模孔数模孔数 230个个 加热方式加热方式 铸铝加热器铸铝加热器 n（3）水环切粒机）水环切粒机 电机功率电机功率 5.5kW（交流变（交流变 频）频） 切刀转速切刀转速 1001 000r/min .20 2、色母料造粒辅机、色母料造粒辅机 n（4）振动筛）振动筛 满足满足900kg/h的产量的产量 n（5）沸腾干燥器）沸腾干燥器 空气加热器功率空气加热器功率 75kW 风机功率风机功率 18.5kW .21 五、色母的生产工艺色母的生产工艺 色母的制造方法有四种：油墨法、冲洗法、捏合法和金属皂法色母的制造方法有四种：油墨法、冲洗

20、法、捏合法和金属皂法。 1.油墨法油墨法 油墨法是在色母生产中采用油墨色浆的生产方法，即采用油墨法是在色母生产中采用油墨色浆的生产方法，即采用PE蜡、白蜡、白 油、液体石蜡，通过三辊研磨，在颜料表面包覆一层低分子保护层，其油、液体石蜡，通过三辊研磨，在颜料表面包覆一层低分子保护层，其 流程如下：流程如下： 细色浆细色浆 三辊三辊 研磨机研磨机 粗色浆粗色浆搅拌机搅拌机 颜料颜料 分散剂分散剂 载体载体 树脂树脂 分分 散剂散剂 烘干烘干 载体载体 树脂树脂 预分预分 散颜料散颜料 二辊塑二辊塑 炼机炼机 二辊二辊 塑练机塑练机 挤挤 出机出机 油墨法生产的色母主要靠三辊研磨机的剪切作用，使色浆

21、中的颜料颗粒团聚体打油墨法生产的色母主要靠三辊研磨机的剪切作用，使色浆中的颜料颗粒团聚体打 开，生成原生颗粒开，生成原生颗粒 .22 2.冲洗法冲洗法 冲洗法是颜料、水和分散剂通过研磨，使颜料颗粒小于冲洗法是颜料、水和分散剂通过研磨，使颜料颗粒小于1m ， 并通过相位转移法，使颜料转入油相，然后干燥制得色母粒。转并通过相位转移法，使颜料转入油相，然后干燥制得色母粒。转 相时还需要用有机溶剂，以及相应的溶剂回收装置，其工艺流程相时还需要用有机溶剂，以及相应的溶剂回收装置，其工艺流程 如下如下: 颜料颜料 分散剂分散剂 水水 砂磨机砂磨机 细细 色浆色浆 载体树脂载体树脂 水分散剂水分散剂 转相槽

22、转相槽 有机有机 溶剂溶剂 蒸发蒸发 浓色浓色 物料物料 水洗水洗 槽槽 水水 干燥干燥 机机 预分散颜料预分散颜料 载体树脂载体树脂 挤出机挤出机 溶剂溶剂 回收回收 .23 3.捏合法捏合法 捏合法是将颜料和油溶性载体掺混后，利用颜料亲油这一特点，捏合法是将颜料和油溶性载体掺混后，利用颜料亲油这一特点， 通过捏合使颜料从水相冲洗进入油相，同时由油性载体将颜料表面通过捏合使颜料从水相冲洗进入油相，同时由油性载体将颜料表面 包覆，使颜料分散稳定，防止颜料凝聚。其工艺流程如下：包覆，使颜料分散稳定，防止颜料凝聚。其工艺流程如下： 颜料颜料 分散剂分散剂 水水 砂磨机砂磨机 聚乙聚乙 烯蜡烯蜡 捏

23、合机捏合机白油白油 搅拌机搅拌机 浓色浓色 物料物料 二辊二辊 开炼机开炼机 色母色母 载体树脂载体树脂 .24 4.金属皂法金属皂法 金属皂法是将颜料经过研磨后粒度达到金属皂法是将颜料经过研磨后粒度达到1m左右，并在一定温度左右，并在一定温度 下加入皂液，使每个颜料颗粒表面层均匀地被皂液所润湿，形成一下加入皂液，使每个颜料颗粒表面层均匀地被皂液所润湿，形成一 层皂化液，当金属盐溶液加入后与在颜料表面的皂化层发生化学反层皂化液，当金属盐溶液加入后与在颜料表面的皂化层发生化学反 应而生成一层金属皂的保护层应而生成一层金属皂的保护层(一般为硬脂酸镁），使经磨细后的一般为硬脂酸镁），使经磨细后的 颜

24、料颗粒不会引起絮凝现象，保持一定细度。这种方法不仅可以制颜料颗粒不会引起絮凝现象，保持一定细度。这种方法不仅可以制 得色母，还可制得预处理料。其工艺流程如下：得色母，还可制得预处理料。其工艺流程如下： 除上述方法外，成型加工厂也可利用高速混合机和高效配料双螺杆除上述方法外，成型加工厂也可利用高速混合机和高效配料双螺杆 挤出机生产色母料。挤出机生产色母料。 颜料颜料 分散剂分散剂 水水 砂磨砂磨 机机 细色细色 浆浆 预分散预分散 半成品半成品 颜料颜料吸滤吸滤烘干烘干 载体载体 树脂树脂 挤出挤出 机机 预分散预分散 颜料颜料 色母色母 合成皂液合成皂液 金属盐金属盐 .25 六、色母料的制备

25、六、色母料的制备 n1、色母料的预分散：、色母料的预分散：制造色母料的技术的关键是对颜料制造色母料的技术的关键是对颜料 进行预分散。颜色预分散的目的是使颜料在加工过程中呈进行预分散。颜色预分散的目的是使颜料在加工过程中呈 现为细微、稳定而均匀的现为细微、稳定而均匀的120um的颗粒。的颗粒。 n 实现颜料分散的方法：固体干混研磨法、液体法、熔实现颜料分散的方法：固体干混研磨法、液体法、熔 体剪切法体剪切法 n这种分散处理理论上有三个步骤这种分散处理理论上有三个步骤:首先初始润湿，第二步首先初始润湿，第二步 是细化，第三步是通过加入一定量的活性剂或者处理剂。是细化，第三步是通过加入一定量的活性剂或者处理剂。 n注：详细见注：详细见塑料混合及设备塑料混合及设备 中国轻工业出版社中国轻工业出版社 .26 色母料的制备色母料的制备 n2、色母料的制备方法、色母料的制备方法 n a、双螺杆挤出机配料混合生产色母料法、双螺杆