塑料着色剂的种类, 根据其物理形态分四种: 粉状着色剂——色粉;固状着色剂——色母;糊状着色剂——色浆;液状着色剂——色油;在塑料工业的着色中, 色粉和色母的应用相对广泛.
色粉着色
直接用色粉(颜料或染料)添加适量粉状助剂对塑料粒子进行着色的方法, 又称干法着色.
优点:
1, 分散性好;
2, 适合小批量的塑料加工;
3, 成本低, 省却了色母, 色浆等加工过程中人力物力的消耗.
缺点:
1, 飞尘污染, 颜料在运输, 仓储, 称量, 混和过程中会飞扬, 产生污染, 严重影响工作环境.
2, 挤出机的料斗不易清洗, 用以着色的色粉在白油等湿润剂的作用下, 沾附上料筒内壁(乃至螺杆上). 当需要换料时, 清洗料筒便成了现场操作工的难题.
3, 吹膜, 纺丝类产品不实用, 使用色粉着色, 由于颜料粉均匀分布在需着色的树脂中, 所以其分散性较好, 这个结论只能针对注塑产品, 特别是厚壁产品而言, 对于吹膜, 纺丝类产品则另当别论. 因为色粉一般都没进行过预处理, 当其混于树脂后, 仅靠从挤出机进料口, 螺杆, 至出料口这么一段距离以及这么短的塑化混合时间, 要使颜料粉的分子与被着色的颜料分子很好地携起手来——充分结合, 是完全不能保证的, 会有 '夹生' 现象产生. 但这种 '夹生' 现象在厚壁产品中会被掩盖掉, 在吹膜, 纺丝产品中就显而易见. 所以后者的着色方法仍以色母为主.
色母着色
采用某种工艺与相应设备, 在助剂的作用下, 将颜料(或染料)混入载体, 通过加热, 塑化, 搅拌, 剪切作用, 最终使颜料粉的分子与载体树脂的分子充分地结合起来, 再制成与树脂颗粒相似大小的颗粒.
优点:
1, 改善了由于色粉飞扬带来的环境污染问题
2, 使用过程中换色容易, 不必对挤出机料斗进行特别的清洗.
3, 针对性强, 配色简单, 定量容易.
4, 与成批树脂干法染色造粒后再去制塑件相比, 使用色母可以减少塑料制品经二次加工后所造成的树脂性能老化, 有利于塑料制品使用寿命的提高.
5, 在加工过程中, 颜料在助剂的作用下, 色母粒经过充分混炼与载体树脂完全结合. 在使用时, 按一定的比例置于待加工的树脂中, 相容性明显优于色粉着色.
缺点:
1, 分散性较差, 由于添加量少, 塑料制品的加工时间短, 受挤出机螺杆长径比的限制, 色母分散性往往不如色粉.
2, 成本偏高, 多了一次制造过程, 染色成本高于色粉着色.
3, 对色母的性能要求偏高, 色母中的载体与需着色树脂的性能有差异时, 塑料制品表面常常会出现未分散点, 色斑, 花纹, 所以, 色母的使用因其相容性及分散性而受到限制.
色浆着色
色浆是由颜料和填充料分散在漆料内而成的半制品. 依照用途进行分类, 可分为涂料色浆, 胶带色浆, 造纸色浆, 纺织色浆, 机械色浆, 玩具色浆, 乳胶制品色浆等.
优点:
1, 使用方便, 可以直接投入加工工艺中用于成型和板材着色;
2, 通常, 耐高温性能好, 存储便利, 无沉淀;
3, 可减少色粉使用中的粉尘污染问题, 也可以解决色母粒在相容性和分散性上的不足;
4, 色浆在使用中容易控制使用投入量, 减少色差, 提高着色力和色泽光亮度
5, 环保型符合欧盟REACH等法规要求.
缺点:
1, 目前, 色浆发展的最大制约为国产色浆的生产工艺上, 高质量的色浆对工艺与原料品质的要求较高, 其成本会比色母, 色粉都高.
2, 添加量大的时候螺杆可能会出现打滑现象;
3, 存放时间较长时, 会发生沉淀, 使用前需搅拌为佳.
色油着色
色油是一种无树脂载体的液态颜料浓缩物. 目前, 色油在我国主要使用在瓶胚上.
优点:
1, 低添加比例, 通常透明系列0.1~0.5%, 珠光/实色系列0.3~3.0%.
2, 绝佳的分散性, 颜色更加均匀一致, 色彩更艳丽, 产品具有更高光泽;颜色稳定, 降低着色瑕疵.
3, 物料只经过一次高温过程, 保持原料树脂物理性能不受影响.
4, 最佳的库存管理, 只需要很小的空间就能完成色油的储存. 相对色母节省四分之三的仓储空间. 减少整体库存和营运资金的压力.
5, 色油添加设备简单, 成本低, 换色过程简单快速, 提高生产调度的自由度, 节省人员工时, 机器以及能源损耗;
6, 适用于所有的聚烯烃(如PP/PE), 聚苯乙烯树脂(PS), PET树脂及其他工程树脂.
缺点:
1, 不能在色油中添加抗静电剂, 导致产品在货架或储存中不能防尘;
2, 色油类产品货架周期比色母产品短;
3, 色油需要专用的色油添加设备, 即色油计量泵才能将色油供应给注塑机台生产出所要颜色的产品.