塑料色母料的制备

塑料色母料的制备第四组主讲人：鄢佳组员：何松波鄢佳2013.3.1一、母料简介二、色母料简介三、色母料配方举例（炭黑色母料）四、色母料造粒设备五、色母料的生产工艺六、色母料的制备七、色母料的检测目录一、母料简介

1、母料的定义：含有高百分比剂量助剂的塑料混合物。通常是由30~70%的助剂与70~30%的载体树脂经混合造粒而制成的浓缩物。2、生产方法：先将待加入树脂的助剂加入特定的载体中制成粒料，然后含有高浓度助剂的粒料加入树脂中。母料简介

3、使用母料的优点：①简化配方实施中复杂的混合及造成粒工序，便于使用和操作；②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；③提高助剂的分散均匀程度，使助剂能充分发挥其性能。④有利于助剂的销售和运输。简介母料

4、母料的分类：填充母料色母料改性母料以填料为主，降低成本并适当提高制品性能母料由着色剂、载体及分散剂组成；可降低着色剂的用量，提高颜色的均匀性阻燃母料降解母料长寿母料香味母料等二、简介色母料1、定义：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。一种高浓缩、高效能的颜色配制品。2、发展史：国外从20世纪70年代开始采用色母料着色；中国从1975年开始色母粒的研究。3、现状：目前已具有相当的生产能力，并得到广泛的应用。

色母料简介4、组成：母料核、分散层及载体层着色剂的选择

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15～40％左右。载体的选择

载体加入量约为母料的30～70％。分散剂的选择

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15份左右。5、色母料的分类专用色母料：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一类着色母料。万能色母料

色母料适用范围广，几乎适用所有树脂的着色。（1）有机载体万能母料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载体复合适用。（2）无载体万能母料

这类母料又称为着色晶，无载体，能与所有树脂相容，适用于所有塑料的着色。

1.使颜料在制品中具有更好的分散性。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。

2.有利于保持颜料的化学稳定性。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，颜料会发生吸水、氧化等现象，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。

3.保证制品颜色的稳定。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。

4.保护操作人员的健康。颜料一般是粉状，添加和混合时容易飞扬，被人体吸入后将影响操作人员的健康。

5.保持环境的洁净6.使用方便6、使用色母的优点7、色母料的市场需求状况及现状

我国有330家生产色母的企业，其中塑料级色母厂已经达到了300家。我国色母年生产能力在1000吨以上的企业有将近50家，全国色母生产能力为每年30万吨，2001年我国色母的需求量不到12万吨。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，产品订单不足等因素外；其中重要因素是国产色母粒产品结构单一，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所占比重较少。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构。8、色母总的发展趋趋势与建议议色母向颜料料高浓度方向发展以以降低最终终产品的着着色成本，，色母与添加加剂相结合合开发多功功能的产品品是色母今后后的发展方方向。我国塑料行行业的快速速发展必将将带动色母母行业的发发展，色母母产品具有有广阔的应应用前景。。针对现在生生产现状，，我提出以下建议：：（1）国内内生产企业业应联合上上游企业和和科研究院院校开发适适于色母应应用的颜料料和分散剂剂，增加产产品品种，，提高产品品的技术含含量，使色色母产品向向高质量方方向发展。。色母总的发展趋趋势与建议议（2）色母母生产企业业应充分利利用色母专专业委员会会提供的信信息，加强强沟通和合合作，制订订行业标准准，净化市市场，使竞竞争变得有有序，促进进行业健康康发展。（3）市场场对色母需需求的特征征表现为高高度的分散散化和专门门化，生产产企业应对对市场需求求进行细化化，拓宽色色母产品的的应用领域域，开发多多功能和高高技术含量量的色母产产品，以满满足市场的的需要。三、色母料料配方举例例1、炭黑色色母料炭黑：一般选用高高色素炭黑黑或混气炭炭黑，添加加量为３００％～６００％主分散剂：：应为低溶度度、低熔体体粘度，与与载体树脂脂和被着色色树脂有良良好的相容容性，添加加量为１５５％。如：：聚乙烯蜡蜡、聚丙烯烯蜡、硬脂脂酸盐等。。辅助分散剂剂：１０号白油油、磷酸三三苯脂、ＤＤＯＰ等。。添加量为为5%。载体树脂：：选用熔体指指数为10~30的的LDPE和LLDPE的共共混物为最最好。色母料配方方举例润滑剂：可用石蜡、、硬脂酸、、硬脂酸锌锌等，添加加量为1%左右。抗氧剂：主抗氧剂1010添添加0.1%~0.2%，辅辅助抗氧剂剂DLTP添加量0.2%~0.4%。还可以添加加0.5%量量的硅烷偶偶联剂等，先进行行预处理为为好。炭黑色母料料采用干法法生产，先先高温混合合，再低温温粉碎，这这样使炭黑黑分散均匀匀、细化、、稳定，最最后用双螺螺杆挤出机机上塑炼挤挤条、牵引引、冷却、、干燥、切切粒而成。。色母的配方方设计1、例如PE、PP色母料配配方为：黄色时（颜料：分分散剂：载载体树脂为为3~1:1~3:6）红色时（颜料：分分散剂：载载体树脂为为3~1：：3~5:4））2.例如红红色PS、、ABS色色母料时颜料：分散散剂：载体体树脂为2~1：：1~2：７四、色母料料造粒设备备目前我国生生产母粒的的设备仅限限于一些小型平行双双螺杆挤出出机、单螺螺杆挤出机机，产量较低低。而且对对于一些功功能母粒、、小分子量量高填充母母粒，在普普通的双螺螺杆、单螺螺杆挤出机机上很难加加工1、色母料造造粒主机（1）塑料热炼炼混合机混合室总容积积200L一一次投料量65kg电电机功率率30/42kW桨桨叶叶转速650/1300r/min（（2）X(S)M-80（6-60）密闭闭式炼塑机密密炼室总容容积76L密密炼室工作作容积52L后后转转子转速6~60r/min驱驱动电机机功率355kW1、色母料造造粒主机（3）SWSZ-140双锥喂料装装置螺螺杆直径大大头ФФ400mm小小头ФФ144mm

螺杆杆转速1.5~15r/min驱驱动电机功率率30kW最最大挤出量量（LDPE）900kg/h（4）SJW-200××6单螺杆塑塑料喂料挤出出机螺螺杆直径ФФ200mm螺螺杆长径径比6:1

螺杆杆转速高高速速档10~60r/min低低速档档6~36r/min

驱动动电机功率100kW最最大挤出量量（LDPE）900kg/h2、色母料造造粒辅机（1）换网装装置（滑板式式液压换网））换换网油油泵电机功率率5.5kW加加热方式式铸铸铝加热器器（2）造粒机机头模模孔孔直径ФФ2.5mm模模孔数230个个加加热方方式铸铸铝加热热器（3）水环切切粒机电电机功率5.5kW（交交流变频）切切刀转速速100~1000r/min2、色母料造造粒辅机（4）振动筛满满足900kg/h的产量（5）沸腾干干燥器空空气加热器功功率75kW风风机功率18.5kW五、色母的生产工工艺色母的制造方方法有四种：：油墨法、冲冲洗法、捏合合法和金属皂皂法。1.油墨法油墨法是在色色母生产中采采用油墨色浆浆的生产方法法，即采用PE蜡、白油油、液体石蜡蜡，通过三辊辊研磨，在颜颜料表面包覆覆一层低分子子保护层，其其流程如下：：细色浆三辊研磨机粗色浆搅拌机颜料分散剂载体树脂分散剂烘干载体树脂预分散颜料二辊塑炼机二辊塑练机挤出机油墨法生产的的色母主要靠靠三辊研磨机机的剪切作用用，使色浆中中的颜料颗粒粒团聚体打开开，生成原生生颗粒色母色母2.冲洗法冲洗法是颜料料、水和分散散剂通过研磨磨，使颜料颗颗粒小于1μμm，并通通过相位转移移法，使颜料料转入油相，，然后干燥制制得色母粒。。转相时还需需要用有机溶溶剂，以及相相应的溶剂回回收装置，其其工艺流程如如下:颜料分散剂水砂磨机细色浆载体树脂水分散剂转相槽有机溶剂蒸发浓色物料水洗槽水干燥机预分散颜料载体树脂挤出机色母溶剂回收3.捏合法捏合法是将颜颜料和油溶性性载体掺混后后，利用颜料料亲油这一特特点，通过捏捏合使颜料从从水相冲洗进进入油相，同同时由油性载载体将颜料表表面包覆，使使颜料分散稳稳定，防止颜颜料凝聚。其其工艺流程如如下：颜料分散剂水砂磨机聚乙烯蜡捏合机白油搅拌机浓色物料二辊开炼机色母载体树脂4.金属皂法法金属皂法是将将颜料经过研研磨后粒度达达到1μm左左右，并在一一定温度下加加入皂液，使使每个颜料颗颗粒表面层均均匀地被皂液液所润湿，形形成一层皂化化液，当金属属盐溶液加入入后与在颜料料表面的皂化化层发生化学学反应而生成成一层金属皂皂的保护层(一般为硬脂脂酸镁），使使经磨细后的的颜料颗粒不不会引起絮凝凝现象，保持持一定细度。。这种方法不不仅可以制得得色母，还可可制得预处理理料。其工艺艺流程如下：：除上述方法外外，成型加工工厂也可利用用高速混合机机和高效配料料双螺杆挤出出机生产色母母料。颜料分散剂水砂磨机细色浆预分散半成品颜料吸滤烘干载体树脂挤出机预分散颜料色母合成皂液金属盐六、色母料的的制备1、色母料的的预分散：制造色母料的的技术的关键键是对颜料进进行预分散。。颜色预分散散的目的是使使颜料在加工工过程中呈现现为细微、稳稳定而均匀的的1~20um的颗粒。。实现颜料分散散的方法：固固体干混研磨磨法、液体法法、熔体剪切切法这种分散处理理理论上有三三个步骤:首首先初始润湿湿，第二步是是细化，第三三步是通过加加入一定量的的活性剂或者者处理剂。注：：详详细细见见《《塑塑料料混混合合及及设设备备》》中中国国轻轻工工业业出出版版社社色母母料料的的制制备备2、、色色母母料料的的制制备备方方法法a、、双双螺螺杆杆挤挤出出机机配配料料混混合合生生产产色色母母料料法法b、、转转相相法法c、、单单螺螺杆杆挤挤出出机机一一阶阶挤挤出出法法色母母料料的的制制备备1、、双双螺螺杆杆挤挤出出机机配配料料混混合合生生产产色色母母料料法法加加工工步步骤骤：A、、热热塑塑性性聚聚合合物物、、颜颜料料和和添添加加剂剂的的计计量量加加入入B、、聚聚合合物物的的熔熔融融C、、挥挥发发组组分分的的排排除除D、、视视需需要要对对母母料料熔熔体体过过滤滤E、、造造粒粒优点点：：因因其其机机械械结结构构特特点点，，可可实实现现良良好好的的分散散混混合合和和分分布布混混合合。。载体体、、颜颜料料、、分散散剂剂、、润润湿剂剂混合合物物颜料料与与载载体充充分分混混合合液磨球球机机研研磨磨转转向向剂剂转向向槽槽预分分散散体体颜料料色母母料料双螺螺杆杆挤挤出出载体体树树脂脂色母母料料的的制制备备2：：转转相相法法色母母料料的的制制备备3.单螺螺杆杆挤挤出出机机一一阶阶挤挤出出法法注注：：适适于于级级别别低低的的色色母母料料载体体树脂脂、、颜颜料料等添添加加剂剂混合合料料色母母料料