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1、PVC色母料的研制与应用刘春晓陈铁楼朱国珍(广东佛山市东方色母厂有限公司,528000)摘要:分析比较了PVC几种着色方法。从配方设计、配混工艺几方面阐述了PVC色母料的研制过程。结果表明:采用复配热稳定剂和特殊加工改性剂,用同向双螺杆挤出机可稳定、连续化生产PVC色母粒。产品质量稳定,分散性好。经客户使用,普遍反映良好。关键词:PVC色母粒双螺杆挤出机由于色母粒的性能稳定、着色均匀、添加方便并且对环境无污染,自70年代以来国外已普遍应用。但PVC包母粒的粘度大且易分解,70年代末才开始在压延制品采用颜色母料着色1,2。我国从80年代开始引进技术、设备进行色母粒的研制3。PVC由其于
2、独特的性能,它的着色先后经历了直接用色粉、预分散型的色砂、色浆的过程,到90年代初又开始在PVC人造革、薄膜、卷材、壁纸等生产中采用饼状色母料。近一两年,随着PVC注塑、挤出行业对色母料的需求不断增长,又出现了粒状的PVC色母粒。因此PVC的几种着色方法是同时存在和应用、同时发展的历程。PVC色母粒与其他几种色料相比,具有更广泛的应用性,其颗粒外观均匀、计量方便、着色均匀、质量稳定,同时对工作环境几乎无污染,这是PVC着色发展到一定阶段的必然产物。表1是几种着色方法的对比。随着人们对色母粒的进一步认识和色母粒制备技术的不断完善,色母粒的需求将越来越大。本文介绍以优选国内外着色剂,配混
3、PVC树脂和各种助剂,采用同向双螺杆挤出机而制得高浓缩PVC色母粒的技术和产品。1111实验部分主要原材料表2为所用主要原材料。表2主要原材料名称规格厂家PVCDOPESPO主热稳定剂辅助热稳定剂加工改性剂润滑剂颜料TK-700工业级工业级工业级工业级日本信越公司北京化工厂上海油脂化工厂南京金陵化工厂自制市售国产表1PVC几种着色方法对比项目干粉色砂色浆色饼色母粒工业级组成及生产设备色粉颜料与颜料与适量增塑剂混合研磨而成高浓度颜料与PVC及其他助剂在三辊机或挤出机中混炼而成得到改善较好好可无PVC树脂、分散剂(如硬脂酸)配混颜料复配其他助剂在螺杆挤出机中混炼造粒而成极大改善好好方便无
4、112主要仪器及设备主要仪器及设备见表3。迁移性分散性均匀性计量性污染性有难分散难保证繁有粉尘飞扬有一般一般一般极少有一般一般易产生色差一般有收稿日期:1998-11-13。作者简介:刘春晓,女,1967年生。1989年毕业于四川成都科技大学高分子材料专业。1992年7月获硕士学位。毕业后分配至湖南岳阳石化总厂研究院工作,主要从事工程塑料的研究与开发工作。1996年调入广东佛山市东方色母厂有限公司任开发部经理,从事色母粒的研究与应用开发工作。发表论文8篇。由于国内一些生产厂家因成本、设备特性情况仍沿用色粉、色砂、色浆、色饼等方法,但可以预计,·10·现代塑料加工应用第11卷第2期表3
5、主要仪器及设备不同份数的一种或几种配合的增塑剂。增塑剂一般选用通用性好的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为主增塑剂,选用挥发性低、兼具稳定剂作用的环氧类化合物作为辅助增塑剂。21113热稳定剂聚氯乙烯受热时易分解,逸出HCl气体,因此必须加入热稳定剂。由于是采用双螺杆挤出机进行色母粒制备,因此对树脂体系热稳定性的要求更苛刻。21114加工改性剂作为色母粒,理想的流动性应该是其流动性优于本色料,即母粒的粘度应低于本色料,这样才能着色均匀。高浓度的颜料加入,使聚氯乙烯粘度大大增加,特别是加入难分散、吸油量大的碳黑时,即使加入极高份数的增塑剂,体系的粘度仍是很高。通过添加自制的一种加工改性剂(
6、BM-1),有效地降低体系的熔体粘度,有利于颜料的分散,并保证连续的加工稳定性。21115润滑剂聚氯乙烯树脂中,必须加入内、外润滑剂,并且应内外平衡,降低树脂熔融时的最高转矩,并保证产品外观的光亮度。21116颜料PVC着色一般采用无机和有机颜料。由于加工中PVC分解产生的HCl气体在高温下易使一些耐酸性差的着色剂分解变色,因此用于PVC中的颜料应满足:名称规格厂家双螺杆挤出机注塑机双辊炼胶机配色测色仪Datacolor意大利浙江申达塑料机械公司上海橡胶机厂美国SZ-400ZTSK-160B113实验方法11311热稳定性在双辊炼胶机上,将PVC试样压成0115mm的薄膜,置于烘箱内
7、进行热稳定试验。烘箱试验温度140℃。11312分散性将注塑机注塑的PVC板,在电脑测色仪上进行黑度比较。114工艺过程PVC色母粒制备工艺过程见图1。图1PVC色母粒制备工艺过程(1)耐温性,要求颜料在160～220℃的加工2211结果与讨论配方组分的选择温度范围内不分解;(2)(3)(4)(5)不受HCl影响;耐迁移性好;耐候性好;价廉。色母粒一般由载体、分散剂及颜料组成。由于聚氯乙烯特殊的性能,加工中还必须加入热稳定剂、润滑剂、加工改性剂等才能制得分
