无机颜料应用在工程塑料上的着色技术的研究

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1、威海职业学院生物与化学工程系09级高分子材料应用技术1班曲宗帅 摘要：本文阐述应用于工程塑料着色中常用无机颜料品种与性能及着色方法，并探讨了无机颜料的分散和稳定处理技术，讲述了色粉与色母粒着色工程塑料技术，指出表面处理剂和分散剂影响着最终产品的分散性和稳定性，其选择因工艺过程和基体树脂的不同而异，同时，论讨了配色过程中影响工程塑料产品质量的有关因素,以及着色剂对工程塑料的机械力学性能的影响。关键词：颜料分散着色色母粒目录1工程塑料用无机颜料的性质与分类1.1 无机颜料的性质1.2无机颜料分类1.3无机颜料工业的历史2工程塑料着色方法2.1色粉、色母的生产工艺2.2颜料在工程塑料

2、中的分散3工程塑料用色母粒3.1颜料3.2分散剂3.3载体树脂4配色5着色剂对工程塑料的机械力学性能的影响5.1着色剂对机械力学性能的影响 5.2着色剂对工程塑料制品收缩率的影响 结束语参考文献    工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。工程塑料一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件材料，广泛应用于家用电器、汽车、摩托车配件、各种工程机械结构部件。如ABS、POM、PBT、PET、PPS、尼龙、聚碳酸酯、聚矾、超高分子量聚乙烯

3、等树脂。   工程塑料所应用的下游企业多为工业零件或外壳材料的工业用塑料制件，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料制品，日本业界将它定义为：可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料制件，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上。   用于工程塑料的颜料要求有很好的耐高温性、耐化学试剂性、耐候性、耐翘曲性、易分散等等。而随着国际上人民对绿色环保的日益关注，与人们密切接触的各种塑料制件，特别是与食品接触的包装制品、玩具等，要求颜料环保无毒。   工程塑料在加工成型时较普通塑料加工温度高得多，一般在230℃~300℃，高的达到350℃以上，而其它性能指标则根据使用情况，都有

4、相应的技术要求，比如，一般地，耐光性要求7~8级，耐迁移性5级，分散性5级，色差△E小于0.5，需通过RoHS、FDA及UL认证等。   因此，在工程塑料上，能符合这些要求的颜料品种有限，多为优质、高档环保无机颜料及很少部分高档有机颜料。   1工程塑料用无机颜料的性质与分类1.1无机颜料的性质6威海职业学院生物与化学工程系09级高分子材料应用技术1班曲宗帅    无机颜料是指其主要成分为无机物的颜料。几乎所有的无机颜料是化合物，且常常是复杂的混合物，在其中金属成分是分子中的重要组成部份。　无机颜料又有天然无机颜料与合成无机颜料之分。天然产无机颜料，完全来自矿物资源，如天然产朱

5、砂、红土、雄黄等。合成无机颜料则是通过化学反应合成的无机颜料，如钛白粉、钴蓝、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等。   无机颜料是传统塑料着色剂，尽管其着色力相对来说较有机颜料差，但是其耐热性、耐候性、耐迁移性优越，且价格低廉；尽管许多品种含有重金属，毒性问题导致用途受到限制，但在塑料着色领域中仍占据重要的地位。1.2无机颜料分类   按化学结构分，无机着色剂主要有以下几类：金属氧化物，如二氧化钛、三氧化二铬、氧化铁、氧化锌、氧化锑等；金属氧化物混相颜料，如钛镍黄、钛铬棕、钴蓝、钴绿、铜铬黑、铁锌铬棕、铋黄等；炭黑；金属硫化物，如硫化镉、硫化汞等；铬酸盐

6、，如铬黄和铬橙；钼酸盐，如钼红；其他如群青等。1.2.1二氧化钛   二氧化钛是目前用量最大的塑料用无机颜料着色剂。纳米级超细二氧化钛不仅起到着色作用还可以起到杀菌作用。二氧化钛的分散性较差，一般采用有机处理剂对其表面进行一定处理，有机处理剂一般选用三乙醇胺、山梨糖醇、甘露糖醇、聚乙二醇、聚丙二醇、烷基氯硅烷、酯类化合物、脂肪酸类化合物等。1.2.2碳黑   碳黑是用量仅次于二氧化钛的塑料用无机颜料着色剂。炭黑按加工方法分类，品种繁多，用作颜料一般被称为“色素炭黑”。炭黑不仅具有着色性能，还具有优良的耐候性和抗热氧化作用。正确选用炭黑还可以提高聚合物的导电性能和绝缘性能。1.2

7、.3镉系颜料    镉系颜料是一种以硫化镉为主要组分的特别稳定的无机颜料，其色谱很宽广，从浅黄至桔红、红，直到紫酱色，主要有镉黄、镉橙、镉红与镉紫。   镉系颜料色泽鲜艳，具有耐光、耐晒；耐候性优良；耐高温；遮盖力强；着色力强；不迁移、不渗色等特点，它几乎可用于所有工程塑料着色。   镉系颜料属于非环保无机颜料。目前，欧盟和美国已经明确限制使用，但是由于其性能优异，尤其是耐热性，一些特别的领域如聚酰胺、聚甲醛和聚四氟乙烯等加工温度高的工程塑料中仍在使用。1.2.4氧化铁颜料   在各类无机颜