塑料用颜料基本性能和测试

10着色剂在塑料中应用性能主要由着色剂(颜料,染料)与塑料两方面因素决定的,尽管颜料的分子构造在塑料中应用性能是起打算性作用,但由于颜料是以微细的粒子分散在塑料中,颜料粒子固体物理性能对在塑料中应用性能仍有极大影响.塑料用着色剂根本要求及其有关测试方法上海金泰塑料色母粒厂 陈信华 摘 要关键字：颜料，塑料，应用，测试

ABSTRACT：石油化工的进展促进了合成树脂的飞跃进展，塑料由于制造原料〔石油〕易得，可进展超大规模生产，又由于各种塑料加工成型方法，可以低本钱制造各种简单几何图型产品，各种塑料加工助剂的合理应用，塑料合金的开发，使塑料抑制它天生的缺陷而成为具有很多性能优异颖材料，塑料已成为取代木材，纸张，棉花，钢铁等很多传统材料而成为进展快速颖材料，今日我们可以毫不夸大地说，我们的生活离不开塑料。以下图为1993-2023年全球塑料进展的需求量。•••7,0006,0005,0004,0003,0002,0001,00001983199520232023202320231983-2023全球塑料需求量/产品类型吨万聚乙烯聚丙烯PVC聚苯乙烯1983-2023全球塑料需求量/产品类型吨万聚乙烯聚丙烯PVC聚苯乙烯ABSPET工程塑料本文试就塑料着色的根本要求及其测试方法,以及应用作一简洁的概述.一、着色力：着色力在塑料着色的重要性•的着色力g样品着色力的百分数来表示。颜料着色力表示方法：标准深度,1/31/25•••••颜料在塑料中着色力测定法〔DIN53775-8〕测试设备二辊炼塑机 辊转:25转/分,转速比 1:1.2 辊外表镀铬平板压机 可加热和冷却不锈钢镜面板二块,内框:正方型框,0.5mm测试配方：由聚氯乙烯树脂 ，增塑剂，稳定剂 ，钛白粉 颜料组成将辊筒外表温度掌握为 160+5C°，PVC薄片厚度0.4mm炼塑时间：7~8MIN出片压片在温度165~170 压片时间：1分钟后保压速冷测色测标准色值Y 计算K/S值及AVR•料着色力测试可以与它的标准样品比较二者着色力的差异，当调整到二者具有一样着色力时，用其差异的比值确定其试样的着色力。•3塑料着色如何正确应用颜料着色力指标(1)1/3颜料着色力不仅与其本身化学构造有关，而且还与颜料分散性有关。颜料分散性越好，其着色力越高。颜料着色力与配色有着极其重要的意义。例如需要配成深色调应选择着色力高品种(有机颜料)，当需要配成浅色调时应选择着色力颜料代替，但两种颜料着色力不同在代替时配成同样色调所需要量也不同。、耐热稳定性：1对于各种不同类型塑料树脂，依据其设备，工艺条件，产品要求，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,聚碳酸脂则250-330℃颜料的耐热稳定性是指在肯定加工温度下和肯定时间内，颜料不发生明显的色光,着色力和性能的变化。颜料在塑料中受热变化是有以下因素构成颜料因受热构造而分解，例如偶氮颜料因受热偶氮基断裂而变色颜料和塑料树脂中添加剂间相互化学作用颜料受热溶解在树脂中颜料受热后其物理特性及粒径大小发生变化而变化。颜料耐热稳定性优良品种,可防止颜料在受热温度下因分解或晶型变化而导至变色,耐热稳定性是颜料用于塑料着色一个重要应用性能指标,2料用颜料耐热稳定性测试方法〔DIN53772〕：颜料在塑料中应用的耐热稳定性测试方法如下：测试设备：单螺杆挤出机 L/D=24注塑机测试原料：颜料塑料解质〔HDPE，PP，PS，等〕测试浓度: 对应钛白粉1%颜料浓度分别0.1%，0.05%，0.025%0.005%测试:可将定量颜料和塑料混合物按(3)浓度在单螺杆挤出机屡次挤出成均匀粒子.在注塑机中按肯定的恒定时间，以,200℃,220℃,240℃,260℃,280℃,300℃间隔温度，逐步制造样板并进展测试，•3塑料着色如何正确应用颜料耐热稳定性指标200℃以上，颜料在塑料加工中应用耐热稳定性指标还应留意如下几点：颜料在塑料加工中耐热稳定性指标与颜料的使用浓度有关：有些颜料在不同的浓度下，其耐热稳定性能相差很大，如颜料紫23用HDPE0.025200℃0.1%才有260℃.颜料在塑料加工中耐热性指标与应用塑料解质有关：颜料在某一应用解质和某一浓度下的耐热稳定性指标,并不等于其在其它解质下的指标相提并论,例如颜料紫23在涤纶原液着色能耐260℃/4小时，23220℃高温.EVA160℃306时间为260℃4小时。因此颜料在这些使用状况下需慎重试验后才能选用颜料在塑料加工中耐热性指标与钛白粉的参加浓度有关,一般而言,参加钛白粉后耐热性指标将会有所下降.降价作用而发生变色如泛黄等。这也会影响颜料在塑料中应用耐热指标.四、分散性：1 分散性在塑料着色的重要性艺均为熔融挤出工艺，颜料在熔融挤出工艺中所受到剪切力相对于颜料在油墨加工工艺中三辊研磨和颜料在涂料加工工艺中砂磨要小得多。因此颜料在塑料中分散性是颜料在塑料中应用的又一个重要指标。痕或色点影响着色外观,更严峻影响着色成品的机械性能.具有良好分散性的颜料可以得到一个抱负明媚度,光亮度,透亮性塑料制品,因此颜料分散性对塑料着色有重要意义。颜料用于化纤纺丝,其分散性好坏更具有重要意义.在纺丝过程中因熔体压力过大,不得不频繁更换滤网,铺张大量材料和人工,使设备停车时间过长.更严峻导致生产无法正常进展.2法颜料分散性测定方法N〕按颜料在塑料中着色力测定法〔DIN53775-8〕PVC筒外表温度掌握为5°C薄片厚度mN出片压片:在温度165~170 压片时间：1分钟后保压速冷以塑料和颜料在二种不同剪切力条件混炼后着色力提高来计算分散性512:颜料分散性测试法：颜料过滤性能测试压力指数是对颜料分散的数量和颜料分散体中尺寸过大颗粒的测量。KG/CM2/MIN数表示由于样品堵塞挤出机滤网引起的挤出机内部熔体压力的上升。(1)测试设备：单螺杆挤出机 L/D=25,压缩比为1：3，〔0-25KG/CM2〕(2)测试浓度 颜料和聚丙烯混合物,颜料含量3%，(3)测试：200240℃，挤出量：53g/minPO60颜料过滤压力指数DF值室可用以下公式计算:DF=(P最大-PO)/ 60P最大:最终压力 PO:最初压力DF0。15，说明颜料分散性良好颜料分散性对塑料制品的光学性能有直接影响,塑料制品着色深度与分散性好坏有关,透亮性随颜料分散粒径削减而增大,色调也与分散有关.颜料在塑料中的分散除了颜料本身分散性外,还与其它重要因素有关塑料树脂的性能:一般而言塑料润湿颜料的力量取决于塑料聚合物构造上有无极性基团,所以聚脂及类似极性聚合物分散力量要比不含极性基团聚烯烃来的好.在这个温度下,能产生内部的最大剪切应力.分散设备:不同设备具有不同的颜料分散力量，密炼机的剪切力最好。五、耐迁移性：耐迁移性在塑料着色的重要性迁移性是指颜料从塑料内部迁移到制品外表上(起霜)或迁移到塑料和溶剂中。颜料在塑料中迁移有四种表现形式：与其相接触另一物体上的反铜光或金属光泽(BRONZING)在着色塑料外表呈现较明显的金属光泽喷霜(CROCKINGORBLOOMING)已着色的塑料制品随时间会浮出制品外表磨擦制品的外表会引起颜色脱落颜料在塑料中发生迁移和渗色的条件：在聚合物或增塑剂-聚合物系统中有颜料过饱和现象在聚合物或增塑剂-聚合物系统中有颜料分子必需能够运动在聚合物或增塑剂-聚合物系统中有颜料不能充分结晶着色塑料中颜料的迁移性和塑料材料分子链的刚性和分子间的严密性相关。当塑料中增塑剂用量增加时，分子距离加大，构造更为松散，因而削减了聚合物链的相互作用，从而使颜料迁移速率增大，特别是软聚氯乙烯着色时选用颜料更要留意。着色塑料中颜料的迁移性发生会大大影响塑料制品的应用性能,假设迁移严峻的话,使塑料制品不能使用,更为严峻的是还会沾污其它产品,影响其应用性能颜料耐迁移性测定方法迁移性的测定是将已着色的C片与白色C片以肯定的压力与温度严密贴合肯定时间后，观看白色PVC片上被迁移沾污程度,并以标准灰卡评判之。51颜料分子与塑料树脂之间结合大小不同，随着添加剂〔如增塑剂及其它助剂〕一起，颜料分子从树脂内部迁移到自由外表渗到邻近塑料中。颜料迁移性与树脂分子构造，分子大小，溶剂与升华特性有关。例如增白剂OB-1用于聚乙烯增白会发生严峻迁移，但可用于聚丙烯。聚脂增白。在聚烯烃塑料着色时,发生渗色和起霜时其严峻的程度是与着色的浓度成正比,但对于有增塑剂聚氯乙烯,当颜料浓度很大时,渗色和起霜并不严峻,但降低浓度或提高加工温度时,则会变得严峻,这是由于当颜料浓度很低时,全部颜料在塑料中溶解,冷却过程中形成过饱和而在塑料外表发生结晶,并很简洁集中到其它与之接触的解质中五，耐光性和耐气候性：1耐侯性是指颜料耐各种气侯的力量，其中包可见光和紫外光，水份，温度，大气氧化作用，以及制品使用期间所遇到的化学试剂。耐侯性重要性视产品的用途和种类而异。在这些制品中有时得特别重要，•如建筑用板,广告牌,安全帽、周转箱、卷帘式百叶窗、异型材和汽车尾灯,在这些制品中期望颜料能在十年全日光爆露下保持稳定,但是有些材料显得不重要,•••大局部具有良好的耐光性，仅少数品种受光照耀下因其晶型或化学组成发生变化而变暗。有机颜料受光照耀后，会引起颜料分子构型变化等缘由而影响饱和度下降，甚至会褪色变成灰色或白色。耐光性和耐气候性测定方法颜料耐光性测定法〔HG1—456—79〕先将颜料试样按配方制成色板日晒牢度机法将制备好的样板和《日晒牢度兰色标准》样卡用黑厚卡纸内衬书写纸遮一半，放入机内，当晒至《日晒牢度兰色标准》中的7级褪至相当于《日晒牢度兰色标准》的3级时为终点，将其取出，放于暗处半小时后评级自然日光晒法按〔1〕法规定将样板和《日晒牢度兰色标准》样卡同时置于自然日光日晒玻璃框中，晒架与水平面呈当地地理纬度角朝南爆晒，常常擦除玻璃上灰尘，日晒终点同〔1〕法3~4级，5~6级。8级最好，1级最劣聚合物，稳定剂和其它添加剂发生反响原因制品在寿命期间耐化学品的力量。塑料制品诸如建筑用板，广告牌，周转箱、卷帘式百良好的耐侯性，仅少数品种受光照耀下因其晶型或化学组成发生变化而变暗。有机颜料受光照耀后,会引起颜料分子构型变化等缘由而影响饱和度下降，甚至会褪色变成灰色或白色。颜料耐光侯性测定法与颜料耐光性测定法一样，先将颜料试样按配方制成色板，放于ATLAS大气老化箱内试验，其定期进展光照和喷洒水并按以下条件进展：。天河爆晒场均符合条件颜料耐光侯性测定按灰色卡评定，5级制，5级最好，1级最差。1113颜料耐光性的测定方法是观看光照耀下颜料的色泽变化，将样板与标准兰色样板进展耐光测试比较，81•3塑料着色如何正确应用颜料耐光性和耐侯性指标颜料在塑料加工中应用耐光性标还应留意如下几点：颜料应用于塑料着色，在不同的塑料解质具有不同的耐光性颜料的耐光性于塑料解质的耐光性亲热有关众所周知大部份塑料因构造关系会发生老化，塑料树脂会发生变黄，影响塑料制品的牢度，因此为料保证塑料制品牢度，应在塑料体系中参加紫外线吸取剂和抗氧剂，留意添加剂对塑料制品耐光性的影响除了颜料对塑料制品影响，应留意添加剂对塑料制品耐光性的影响。如过氧化物存在会使某些颜料在光照下加速分解有机颜料应用于塑料着色会的耐光性和耐侯性随着颜料体积浓度增加会有增加，有机颜料体积浓度增加会使外表层的颜料数量增加，在受到同样程度光照耀下，其耐光性要比浓度小来得好，固然当颜料体积浓度增加到达临界颜料体积浓度，其耐光牢度增加也到了极限。颜料加料钛白粉后耐光性和耐侯性指标会大幅度下降•酸耐碱耐溶剂耐化学药品性：虑颜料的耐酸、碱等性能。例如不宜用群青及镉系颜料着色的塑料与酸接触，而铬黄则不宜与碱接触存放。考虑颜料的耐溶剂性。•料耐化学药品性还应包括树脂分介产物及制品中其它化学添加剂。如抗氧剂、防老剂等，环境中的洗涤剂，增白剂等物质。•振荡,然后观看其色调变化程度。七、毒性：塑料在使用过程中，参加塑料中颜料可能有少量迁移到制品外表，并进入四周解质中，最终直接或间接进入人体。美国食品及药物治理局〔FDA〕经过广泛的调查后，曾于6年发表了下述结论有完全不溶解的物质。假设有人称塑料是完全不溶解的物质，那是不符合实际状况”日常生活中使用塑料制品愈来愈多，食品包装材料如糖果包装纸、各种饮料、油脂类容器、塑料玩具、化装品包装容器以及药品包装材料等。因此就愈要重视着色塑料制品的毒性问题。死半数试验动物所使用的剂量,一个大的LD50值表示急性毒性低毒级。“欧盟危急品指令”对物质的三个急性毒性类〔大口服下了定义：LD≤25MG/KG 极毒 LD5025-200MG/KG 有毒 LD50 200-2023MG/KG 有害颜料的一些急性国家/重金属AsBaCdCr国家/重金属AsBaCdCrHgPb(ppm*)SbSeZn各国食品包装着色剂的重金属含量限制20235000MG/KGLD502023MG/KG颜料是低毒的〔某些重金属化合物，芳烃胺类，多氯联苯类，〕会影响毒物毒理学的争论结果。在欧洲国家用于接触食品的某些元素的限值都有明文规定：澳大利亚100100100100050100500100比利时100100100100050100