尼龙用色母粒需要注意哪些问题?
01 着色剂的分类及性能对比
着色剂分为两大类:颜料和染料,其中颜料分为无机颜料和有机颜料。它们之间性能对比见下表:
表1 不同着色剂性能对比
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02尼龙用着色剂需具备哪些性能?
(1)耐热耐晒性
迄今已有许多有机颜料、无机颜料和溶剂染料均能用于大部分热塑性工程塑料的着色。
树脂加工温度及对着色剂的要求见下表:
表2 树脂加工温度及对着色剂的要求
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从表中可以看出,尼龙(聚酰胺)的加工温度很高,所用的着色剂需要有很高的耐热性。就塑料用有机颜料而言,除了对其热稳定性有一定要求外,还需要有较好的耐晒牢度。不少有机颜料对尼龙熔融物的性能会产生明显的负作用,因此用于尼龙着色的有机颜料有一定限制。
(2)化学稳定性
着色剂与树脂两者不应发生化学反应, 不应促进树脂分解。对于高活性树脂如尼龙 ,其熔融状态显示还原性, 容易使着色剂改变颜色,因此,只有少数着色剂可供选择。
(3)耐迁移性
着色剂的迁移主要有三种类型:
(1) 溶剂抽出,即在水和有机溶剂中渗色;
(2) 接触迁移,造成相邻的物体污染;
(3) 表面喷霜,在加热时,着色剂在聚合物中的溶解度较大,而常温下,着色剂的溶解度较小。
一般来说,无机颜料在聚合物中的分散是非均相的,不会产生喷霜现象;而有机颜料在聚合物和其它有机物中都有不同程度的溶解,比较容易发生迁移。
(4)着色力
着色力大小决定了为达到目标颜色的着色剂用量。一般来说,着色力随着着色剂粒径的减小而增加。有机颜料的着色力比无机颜料高, 当彩色颜料与白色颜料并用时,着色力可以得到显著提高。
(5)分散性
着色剂在聚合物中只有以微小的粒子状态均匀分散,才能有良好的着色效果。颜料含很多聚集粒子,须用高剪切力打碎大聚集体, 形成小聚体,从而达到要求。
03如何选择尼龙用着色剂?
结合尼龙用着色剂需满足的特性及几种着色剂的性能对比来看:
无机颜料的耐光、耐气候、耐迁移、耐化学品等性能比有机颜料优越,普遍适用于塑料,但颜色强度及亮度差得多。当要求良好色泽时,优先选用有机颜料。另外无机颜料反射指数高,常用于不透明制品。
(1)适用于尼龙的无机颜料
可用于尼龙的无机颜料有:C.I.颜料黄184(钒酸铋)、颜料蓝29(Na6Al4Si6S4O20)、颜料蓝28(CoO·nAl203)、颜料绿50(Co2Ti04)。
无机颜料的钛白、炭黑具有很高的耐热稳定性及其它牢度性能,可用于尼龙的着色剂,如c.I.颜料白6。
(2)适用于尼龙的有机颜料
有机颜料与无机颜料相比,显示出高着色强度及鲜艳度。尼龙加工温度较高,对颜料的耐热稳定性要求也较高,同时尼龙树脂熔融时显示极强的还原性,使得很多塑料用有机颜料不适合用在尼龙中。
偶氮颜料在尼龙熔融加工过程中会发生褪色和变暗,茈系颜料在尼龙熔融物中会发生可逆的还原反应,都不适于对尼龙的着色。
稠环酮类(还原型)颜料在塑料中具有优良的耐光牢度、良好的耐溶剂性、耐迁移性、耐热稳定性,其中的某些红、黄颜料品种适于PA着色。
酞菁类颜料,其蓝、绿色的颜料品种适于尼龙着色。
新型金属络合颜料:近年发展了含有苯并咪唑基或异吲哚啉基的镍络合颜料,同样具有优异的性能,适用于尼龙、PESU、PC等几乎所有塑料的着色。
在适用于尼龙的浅色有机颜料品种中,有三个重要品种:C.I.颜料黄150、192和颜料橙68,它们的热稳定性、耐晒牢度、耐溶剂性和化学稳定性均很好,完全能满足尼龙加工的要求,是值得关注的。C.I.颜料黄150为绿光黄色(4G一5G),黄192为红光黄色(1R一2R),橙68为红光橙色。这三只颜料覆盖了浅色色谱,共同的缺点是不够鲜艳。
(3)适用于尼龙的溶剂染料
染料,是可以在水、油或有机溶剂中溶解的着色剂,一般是有机化合物。染料的优点是色泽鲜艳,色彩夺目,色谱齐全,但缺点是耐热性、耐候性、耐溶剂性皆差,在塑料加工温度下或较高的温度使用过程中易分解变色。虽然染料的耐温性比较差,但在尼龙中经过高温后颜色会最终稳定下来,还是能达到一定鲜度。此外,目前也开发出耐高温的染料,以满足需求。下表为部分适用于尼龙的溶剂染料。
表3 适用于尼龙的溶剂染料
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尼龙用着色剂的性能是提高尼龙制品价值的重要因素之一,随着尼龙工业的不断发展,对着色剂的性能要求也会越来越高。而目前适用于尼龙的有机颜料,特别是浅色品种,还有一定欠缺,值得我们深入研究。
来源:闫燕,黄海.《尼龙用着色剂》