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永固红F3RK等有机颜料在色母粒中的应用标准

2017-09-05  来自: 莱州彩之源颜料科技有限公司 浏览次数:243

永固红F3RK有机颜料在色母粒中的应用标准


    塑料的着色工艺可采用被着色的树脂(粉状)与作为着色剂的粉状颜料永固红F3RK)直接搅拌混合均匀,再加热挤出成型,制备着色的树脂;或者采用膏状加工方法,将永固红F3RK(着色剂)与树脂油增塑剂混合成为膏状色料;或者制成Y永固红F3RK(颜料)浓缩物。塑料的着色工艺可分为母粒粉及色母粒两种着色工艺。

1.色母粒着色原理及特点

在上述着色工艺中,直接将永固红F3RK(着色剂)与树脂混合的方法具有操作简便、配色方便、成本低等优点,但颜料颗粒分散效果差,尤其不适用于颗粒较硬,不易分散的颜料品种,不能用于纺丝级纤维与超薄树脂膜等高 档塑料制品的着色,而且粉尘污染严重,影响操作环境卫生。

色母粒着色工艺是70年代发展的新技术,该着色技术工艺具有如下特点:分散性好、颜料粒子细度均匀,约为1微米以下,避免颜料微粒在成型温度下与空气接触发生氧化反应;着色操作简单,易配色,可以更换不同色谱的母粒;可与其他助剂(如阻燃剂、防老剂等)混合制备具有特殊性能的色母粒,无粉尘污染、净化操作环境。

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永固红F3RK

永固红F3RK图片1.jpg

有机颜料在合成过程中产生的粒子细小,表面能高,极易在过滤、干燥等后处理过程中聚集成粒径更大的块状物,用于制备色母粒的颜料,除非是已进行了特定的表面处理的易分散型颜料,均应进行必要的预处理,即用液体高分子蜡如白油、液体石蜡、树脂蜡等润湿颜料粒子,并通过研磨、粉碎或添加流动性好的低分子聚合物,包覆在粒子表面上以防止粒子再聚集;将处理过的颜料与载体树脂在熔融温度下混合,并通过挤出机进行径向与轴向的混合,使颜料粒子均匀分散于在载体中,然后挤出、切粒即得颜料色母粒;再将制得的颜料色母粒与本色树脂粒子机械混合,在成型温度下载体树脂与被着色树脂熔融,此时色母粒的载体树脂以其良好的相容性携带有机颜料粒子均匀的分散于被着色的树脂中,并使之着色。

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2.色母粒中的分散剂与载体

色母粒制备过程中所应用的分散剂有助于将颜料均匀、微细的分散在塑料中,防止在加工过程中发生絮凝现象,同时又与树脂有良好的相容性,为此要求分散剂对颜料具有良好的亲和力,其熔点低于树脂。

适用于聚烯烃类的分散剂有两类:一类是聚乙烯低分子蜡,外观为白色粉末,软化点为103-110℃,国产的低分子蜡分子量分布较宽,为1000-2000,国外掺的粉末较窄,而且热分解温度较低;另一类是硬脂酸镁、锌盐以及白油等,硬脂酸盐可用于金属皂工艺中,当研磨粒径小于1纳米时加入皂液,在粒子表面上形成硬脂酸皂液层,然后加入金属盐与吸附表面上的皂化液层反应形成不溶性金属皂,如硬脂酸镁、锌,防止粒子的聚集,不仅可制备色母粒,也可获得分散性优良的颜料产品。

要求1.png

载体的作用是作为色母粒的基体,不仅可使色母粒呈粒状,而且与被着色的树脂有良好的相容性,并比被着色的树脂具有更大的流动性,因此作为载体的树脂通常选用与被着色树脂相类似的聚合物,由于结构相似,具有较好的相容性。但其分子量比较低,熔体指数较高,载体用量一般为1%-5%。

以聚烯烃为例,可采用熔体指数为20-50g/min的高压聚乙烯或熔体指数符合要求的聚丙烯树脂作为载体。

聚酯色母粒的载体则可以采用多元共聚树脂的单体,如对苯二甲酸、间苯二甲酸二元醇酯、对苯二甲酸多元醇酯,由于三种单体的引入,可以明显降低载体的熔点及粘度,并具有良好的流动性以及和被着色树脂的相容性。

永固红F3RK图片.jpg

3.色母粒制备及树脂着色工艺

色母粒制备包括有机颜料、载体及添加剂的选择,确定配方,混合、挤出切粒等工序,如前所述颜料品种的选择要依据色谱特性、成型温度、耐热性、耐迁移性、不促进树脂老化、成本低及能够满足特殊的要求、表16-3列出不同树脂配套的颜料品种。

树脂

颜料品种

聚乙烯

P.Y.21、34、37、83、139、180、181

P.O.43

P.V.23

P.R.48:3、57:1、149、176、214、242

P.B.15:1、15:3

P.G.7

丙纶

P.Y.17、83、、93、180、155、181、182

P.R.48:3、176、187、214、242

P.V.23

P.B.15:3

P.G.7

作为色母粒的基体(也成为载体)树脂,要求与被着色的树脂相容性好,熔点低,流动性大,并且不影响被着色的树脂的性能,通常可选用与被着色的树脂相同类型的树脂,尽量避免因性能差异而影响着色产物的应用特性。常用载体有低密度聚乙烯、聚乙烯蜡(分子量为5000-6000),聚甲基丙烯酸酯(分子量为5100)等,可以增加光泽,使分散更均匀,其用量小于10%。为改进色母粒本身及着色树脂的应用性能,还应添加某些助剂,如分散剂、增塑剂、润滑剂、抗氧剂等。

制备色母粒的一般配方如下:

载体(如LDPE,低分子量聚乙烯蜡等)     50%-60%

着色颜料                                 20%-30%

分散剂(MF-4)或扩散剂                  10%-15%

增塑剂                                   0-0.5%

润滑剂                                   0-0.5%

抗氧剂1010                              0-0.2%

色母粒的生产制造工艺有如下两种

1.干混—熔体剪切法。直接将着色剂、载体树脂及添加剂搅拌混合均匀,用单螺杆或双螺杆挤出机挤出切粒。此法要求选用易分散性颜料或不需特殊分散的溶剂型染料(如用于聚苯乙烯、聚酯的着色)。流程示意如图16-1所示。

2.液体介质—熔体剪切法。此工艺特点是对粉体着色颜料在流体介质中实施预处理,包括研磨或挤水转相过程,然后再与载体树脂混合加热挤出切粒而得到色母粒。例如砂磨法,在水介质中将颜料分散,再与适宜的溶剂和低分子量的聚乙烯蜡混合搅拌,在表面活性剂存在下进行挤水转相,制得的预处理的颜料干燥后与载体树脂混合,挤出造粒。如图16-2所示。

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另一种具有实际意义的湿法制备色母粒的工艺是以非极性溶剂为介质,采用砂磨法处理β——型酞菁蓝(即P.B.15:3)及酞菁绿,在室温下将上述颜料粉末与白油(比例为8:2)及适量的玻璃珠(直径2.5豪米)搅拌研磨20-24h,,使粒径达到0.1-0.5微米左右,通过筛网滤出玻璃珠。将其油性浆料转移到树脂混合釜中,加入3倍于颜料质量的聚乙烯或聚丙烯树脂粉,搅拌加热到240℃,同时在真空下逐渐蒸出白油,制得颜料—树脂的熔融体,通入氮气,由喷射孔将熔融体压出只冷却槽,固化、剪切制得色母粒。

此工艺需在较高温度下分离出研磨分散介质,要求颜料具有足够的耐热稳定性,主要适用于蓝色、酞菁颜料;同时制得的色母粒具有优异的分散性能,可满足纺丝级树脂的着色。此工艺示意如下:

要求2.png

色母粒生产以及色母粒对树脂着色的工艺具有许多优点,因此色母粒品种逐年增肌,彩之源颜料科技的科研人员也致力于研究开发透明型、涂料型、荧光型、拉伸膜用色母粒等剂型,以满足不同使用部门的需求。

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关键词: 永固红F3RK   颜料   色母粒   标准