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全面解析塑料染色剂:常用染色剂种类有哪些?作用如何?

日期:2019-04-06来源:废旧塑料发布人:钢铁侠 阅读:0

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塑料着色剂是改性塑料中最常用到的一种助剂,不仅可以给塑料上色,实现绚丽的色彩,还可以起到提高耐候性、提高力学性能、改进光学性能等作用。下面找塑料就为大家介绍常用的塑料着色剂。

一、PVC用着色剂

PVC是一类重要的通用热塑型材料,用途广泛,包括常用的低档以及高档特殊性能要求的领域如建筑材料、汽车、门窗等,由于其加工成型温度较低,可选用多种类型有机颜料进行着色,但仍应依据加工条件、着色产品的最终用途等对着色剂进行特定的选择,当然要避免PVC着色时产生喷霜的现象。

PVC着色时的喷霜现象可以认为是作为着色剂的有机颜料在加工温度下部分溶解并且在室温下产生颜料的再结晶作用而引起的,此现象在其他聚烯烃塑料中也同样存在,尤其对软质PVC材料,因添加的增塑剂增加了着色剂在其中的溶解度,使得更易产生喷霜现象,而且随着加工温度的提高,起霜现象也越加严重;再者,由于颜料与PVC之间的相容性不够理想,尤其在含有某些添加剂时,这样会导致颜料的过饱和而产生表面析出现象。

因此对于PVC的着色可按不同的要求选用不同档次的有机颜料品种:

① 通用着色剂,具有好的经济性,但耐久性一般(黄、橙和红色)品种有C.I.颜料黄61、C.I.颜料黄168、C.I.颜料橙13、C.I.颜料橙34、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红48:2、C.I.颜料红48:3、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红57:2。

② 性能优良的着色剂(黄、橙和红色)品种有:C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄183、C.I.颜料黄191、C.I.颜料橙43、Graphtol Fast Orange 5GL、C.I.颜料红151、C.I.颜料红214、C.I.颜料红242。

③ 适用于户外着色制品的着色剂品种有:C.I.颜料黄24、C.I.颜料黄110、C.I.颜料棕23、C.I.颜料棕25、C.I.颜料红122、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料绿7、C.I.颜料紫23。

二、Pa用着色剂

用于Pa的着色剂既可采用有机颜料,也可选用溶于聚合物的染料。

用于Pa着色的有机颜料可分成两个档次:

① 应用性能一般的有机颜料品种有:C.I.颜料黄148、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄187、C.I.颜料红149、C.I.颜料红177、C.I.颜料紫23。

②性能优良的有机颜料品种有:C.I.颜料黄192、C.I.颜料橙68、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料绿7。

其中C.I.颜料黄192为不含金属的鲜艳红光黄色杂环颜料,在低浓度时仍具有高的耐热稳定性(300℃)与优异的耐气候牢度,并且可以与钛白粉、硫化锌等无机颜料拼用;C.I.颜料橙68为含有苯并咪唑酮基团的鲜艳红光橙色镍络合颜料,具有优异的耐光和耐热性能。

三、聚酯材料用着色剂

聚酯材料(包括PET和PBT)既可用颜料着色,如C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄147、C.I.颜料红214、C.I.颜料红242等,也可用可溶于聚合物的溶剂染料着色,如Estofil S(Clar)、Polysynthren(H?)、Filester(Ciba)等。

四、aBS用着色剂

aBS的着色多采用可溶于聚合物的溶剂染料,不仅具有良好的透明度,还有较好的光牢度,如果与无机颜料拼用,可获得不透明的着色制品;

常用的可溶于聚合物的溶剂染料有:C.I.溶剂黄93、C.I.溶剂橙60、C.I.溶剂红111、C.I.溶剂红135、C.I.溶剂蓝104、C.I.溶剂绿3等。

五、PS、SaN、PC等用着色剂

这些热塑性塑料具有优异的透明性,为使着色制品保持原有的透明度,除可应用上述一些颜料品种着色外,更宜选用具有高溶解度的溶剂染料及分散染料,使其在着色过程中溶于塑料中形成稳定的分子溶液,显示高的着色强度,如Macrolex系列染料(By),品种有Macrolex Yellow 6G、Yellow G、Yellow R、Orange GG、Red GS、Red 5B、Red 7B、Violet R、Violet 3R、Violet B、Green 5B,它们的用量为0.025%~0.05%,耐热性都可达到280~300℃。

着色剂对制品抗氧剂、光稳定剂的影响

改变塑料材料色泽、同时赋予塑料制品靓丽外观的颜料或染料均可称为塑料着色剂。由于着色剂分子中所含化学元素的种类、化学结构不同,不仅塑料着色剂的用途、着色力、遮盖力、着色持久性或牢固性、耐候性、耐化学品性、毒性等主要性能存在显著差异,而且对着色塑料制品的加工成型性,加工过程中的热氧稳定性,使用过程中的光、氧稳定性能均产生一定影响。尤其对光、氧稳定化的着色塑料制品,塑料着色剂若与抗氧剂、光稳定剂配合不当,可导致着色塑料制品过早褪色或变色,并加快着色塑料制品的光,氧老化速度,使制品的外观和物理力学性能变差,提前失去原有的功能和使用价值。事实上,在着色塑料制品生产加工、储存、使用三个环节中,这类现象时有发生。

1、着色剂对抗氧剂效能的影响

铬黄是不透明的无机着色剂,可用于聚烯烃、聚苯乙烯、丙烯酸树脂等热塑性塑料,其着色力强、遮盖性好、耐水和耐溶剂性优良。但因铬酸黄是铬酸铅或碱式铬酸铅同硫酸铅组成的含铅化合物,与含硫抗氧剂DLTP、DSTP、1035、300等共用,在塑料加工的高温条件下会发生化学反应,生成黑色硫化铅,影响塑料制品的外观,大幅度削弱抗氧剂的防热氧老化效能。因此,含铬着色剂不能与含硫抗氧剂共用。

聚丙烯分子链中含有叔碳原子,极易受氧引发而分解,在加工、储存和应用过中,必须使用抗氧剂进行防老化保护。在着色聚丙烯时,某些着色剂会与低分子受阻酚抗氧剂发生化学反应而削弱抗氧剂的作用。部分着色剂对聚丙烯中低分子酚类抗氧剂的效能影响(见表1)可分为3类:

(1)严重影响:槽法炭黑、单偶氮红3B、喹吖啶酮品红、酞菁蓝、氧化铁黄棕;

(2)中等影响:酞菁绿、炉法炭黑、群青、氧化铬绿;

(3)稍有影响:镉黄、(硫化)汞镉红、金红石型二氧化钛[1]。

表1:着色剂(0.5%)对加有酚类抗氧剂聚丙烯的热氧稳定性的影响

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炭黑是用于多种塑料材料及制品且用量最大的黑色着色剂,又可作为塑料材料的光稳定剂。炭黑除在聚丙烯中对某些酚类抗氧剂的效能有削弱作用外,在低压聚乙烯中也可与抗氧剂BHT发生作用,使BHT几乎完全失去效能,同时,炭黑自身的光稳定作用也大幅度减弱。添加1%槽法炭黑和0.1%BHT的低压聚乙烯薄片的户外暴露寿命,仅为单一添加1%槽法炭黑的低压聚乙烯薄片户外暴露寿命的40%左右。对聚乙烯、聚丙烯等塑料材料,选用炭黑作为着色剂或光稳定剂时,必须选用适当的抗氧剂。否则,不但降低抗氧剂的效能,也会降低着色塑料制品的户外光稳定性能。

钛白粉和珠光粉在某些树脂中与单酚抗氧剂BHT共用时,会使白色制品变黄而引发产品质量问题。

2、着色剂对光稳定剂效能的影响

着色剂对着色塑料制品中光稳定剂效能的影响主要有两方面作用。

(1)着色剂含铜、锰、镍等重金属元素或杂质,具有光活性、光敏性,催化并加快塑料材料的光老化速度。含有游离铜和杂质的酞菁蓝会促使聚丙烯的光老化;氧化铁红可使聚丙烯中苯并三唑、二苯甲酮、有机镍盐光稳定剂的效能下降20%以上;对于聚乙烯,使用二氧化钛、群青、氧化铬绿、钴绿、铁红等着色剂,会加剧光老化。

(2)某些分子结构的着色剂可与光稳定剂发生作用,直接削弱光稳定剂的效能。酸性着色剂可使受阻胺光稳定剂失效;在聚丙烯中,偶氮红、偶氮黄可与受阻胺光稳定剂发生作用,例如偶氮缩合红BR、偶氮缩合黄3G可使受阻胺光稳定剂的效能分别下降25%和50%左右。

表2为不同着色剂对含有苯并三唑类光稳定剂(UV-328)的高压聚乙烯光稳定性的影响。可以看出,桔铬黄明显提高了高压聚乙烯的光稳定性,酞菁绿和群青略有提高或无多大影响,而镉黄则降低了高压聚乙烯的光稳定性。

表2:不同着色剂对含苯并三唑高压聚乙烯薄膜光稳定性的影响

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【塑料添加剂】常见9大塑料添加剂有哪些?

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