配色过程中影响塑料制品颜色品质的主要因素（二）企业库|免费b2b网站

配色过程中影响塑料制品颜色品质的主要因素（二）

续

表1 两种ABS着色前后的色彩参数

Tab.1 Color parameters of ABS resin before and after coloration

图1 空白ABS的反射率曲线对比

Fig.1 Reflection curves of ABS resin before coloration

图2 着色后ABS反射率曲线对比

Fig.2 Reflection curves of ABS resin after coloration

2.2聚乙烯蜡对颜色品质的影响

聚乙烯蜡是聚烯烃色母粒中最常用的分散剂。它有助于润湿颜料，减小颜料粒径，增加树脂与颜料之间的亲和力，从而改善颜料与载体树脂之间的相容性，提高颜料分散水平^[3]。这样的色母粒在最终用于塑料制品着色时，会使颜料很好的分散于塑料制品中，提高制品的颜色品质。因此在配色过程中，不同种类聚乙烯蜡的选择也会影响到配色成品的色彩品质。本文选取了五种不同厂家生产的聚乙烯蜡，以相同的蜡含量，相同的颜料含量造粒，然后以相同比例注射样板并测试它们在塑料成品中引起的色彩性能的差异。从表2以及图3中可以看出，W-1^#，W-2^#，W-5^#这三种聚乙烯蜡所对应制品的b*值较高，它们的反射率曲线在黄色波长段也明显比W-3^#和W-4^#蜡的高。通过计算，W-4^#与W-5^#，W-3^#与W-5^#所在样板的色差分别达到4.96和6.26，而W-2^#、W-1^#与W-5^#相比，色差均在3以内。这说明在相同颜料含量的情况下，W-1^#，W-2^#及W-5^#聚乙烯蜡所在的制品中的颜料分散良好，所以制品的色彩性能更为优异。对比表1中五种蜡的平均分子量以及熔点，不难看出，蜡的熔点是随着其平均分子量的增大而升高的。一般蜡的熔点都比树脂的加工温度低，在色母粒加工时，蜡先于树脂熔化，增加了树脂体系的流动性。由于其黏度低并且与颜料相容性好，因此能够进入到颜料团聚体内部，传递外部剪切力打开颜料团聚体。新生的颜料粒子也能迅速被熔体包覆，不再团聚。W-3^#蜡之所以对颜料的分散效果不理想，它的平均分子量过低，熔点过低是主要原因。过低的熔点会导致体系黏度大大下降，这样传递到颜料团聚体上的外界剪切力也大幅下降，导致团聚粒子很难打开，颜料粒子不能很好的分散在熔体中，最终导致制品的颜色品质不理想。所以在配色过程中使用分散剂时一定要考虑其相对分子量，熔点等参数，选择适合颜料及载体树脂的分散剂。

表2 五种聚乙烯蜡的性能参数

Tab.2 Properties of five different polyethylene wax

图3 五种聚乙烯蜡的反射率曲线

Fig.3 Reflection curves of different polyethylene wax

（续）

2.3 着色剂对颜色品质的影响

着色剂无疑是配色过程中最关键的原料，它的选择是否恰当直接决定配色成品是否合格。着色剂一般分染料与颜料两类。一般用于树脂着色的有有机颜料与无机颜料，此文以有机颜料为例加以阐述。有机颜料不溶于所应用的树脂，一般是以晶体状的微小颗粒形式分散于树脂中。所以有机颜料的色光主要与其分子结构以及晶体构型有关^[4]。另外，颜料的加工工艺过程以及颜料颗粒的表面状态由于会影响到颜料在树脂中的分散性能，因而也会对最终制品的色光有一定影响。目前存在的颜料品种非常多，仅蓝色颜料就有七百多种。即使同一种色光的颜料也存在多种不同的分子结构，不同的晶体构型。因此配色过程中如何选择一种合适的颜料是一个难点。本文选取部分酞菁兰颜料进行实验，分析有机颜料的晶体构型，合成方法以及表面状态对制品色光的影响。

2.3.1不同牌号酞菁兰颜料的颜色性能差异

表3种列出了实验中选取的7种酞菁兰颜料的色彩参数。图4显示的是P-3#（PB15:4），P-5#(PB15:3)和P-6#（PB15:1）这三种不同牌号的酞菁兰颜料的反射率曲线。此三种颜料的分子结构都相同，P-6^#结构中可能有一个H原子被Cl原子取代。P-3^#为抗结晶抗凝絮β-型，P-5^#为稳定β-型，P-6^#为稳定α-型。从图1中就可以明显看出晶型不同带给它们在颜色强度上的差别。P-6^#，P-3^#，P-5^#在蓝色波长段的颜色强度依次增强。由此可以看出化学结构xx一致的颜料由于晶型的不同而显示出不同的色彩强度和应用性质。

表3 各种酞菁兰颜料的色彩参数

Tab.3 Color parameters of different phthalocyanine pigment

图4 不同牌号酞菁兰颜料的反射率曲线

Fig.4 Reflection curves of phthalocyanine pigment with different names t

2.3.2 相同牌号酞菁兰颜料的色彩性能差异

目前酞菁兰的生产方法主要可以分为两类：固相法和溶剂法。图5是三种牌号均为PB15:3的酞菁兰颜料的反射率曲线。它们的区别在于合成工艺及加工工艺不同。从表3中可以看出它们在L*、a*、b*这三个色彩参数上存在明显的差别。P-4^#、P-2^#、P-5^#在蓝色波长段的颜色强度依次升高。其中P-4^#为固相法方式合成，P-2^#及P-5^#为溶剂法方式合成。从图5中可以看出P-5^#和P-2^#在蓝色波长段的颜色强度明显高于P-4^#。这是由于一般溶剂法生产的铜酞菁颜料其品质较好^[5]。

图5 不同型号的同牌号酞菁兰颜料的反射率曲线

Fig.5 reflection curves of phthalocyanine pigment with different types and same name

2.3.3 普通颜料与预处理颜料的色彩性能差异

制品的颜色强度强烈地依赖颜料在其中的分散程度。在颜料的生产过程中，由于研磨后的颜料粒径较小，则颜料总表面积增加，导致总表面能相应增大。这种表面是活性（反应性）表面，它们趋向于相互间黏附^[6]，使得已经细化的粒子很容易重新团聚，这会影响最终制品的颜色品质。分散剂的加入是改善这种情况的有效方法。分散剂包覆在颜料粒子表面，起到了阻止颜料粒子重新团聚的作用。在颜料应用于介质中时，分散剂能使颜料粒子均匀的分散到介质中，从而获得较好的颜色品质。图6列出了两组预分散颜料与未经处理的颜料的反射率曲线。其中P-1^#与P-7^#是用蜡进行了预处理的颜料，P-6^#与P-5^#是与P-1^# 、P-7^#的牌号相对应的未经处理的颜料。从表3中的色彩参数以及图6的反射率曲线上可以明显的看出，预分散颜料在颜色饱和度以及颜色强度上都明显优于未经处理的颜料。

(a) PB 15:1 (b) PB 15:3

图6 普通颜料与预处理颜料的反射率曲线

Fig.6 reflection curves of pretreated pigment and ordinary pigment

3 结论

1. 颜色品质是评价塑料制品的关键指标之一，是消费者购买塑料产品时{zx0}考虑到的因素。分析及探讨配色过程中影响塑料制品颜色品质的因素对于塑料制品配色工作具有重要的指导意义。

2. ABS树脂的基色在配色过程中对颜色品质有很大影响。A-1^#与A-2^# ABS 树脂基色的色差为6.34，分别以相同配方着色后二者色差仍然达到3.98。配色人员有必要对相关树脂基色以及影响树脂基色的相关生产工艺深入了解。

3. 聚乙烯蜡分散剂的平均分子量，熔点决定了颜料分散效果是否理想。平均分子量，熔点越高，其分散效果越好，配色成品的颜色品质也越好。

4. 有机酞菁兰颜料的色光主要取决于其晶体构型，合成方法及颜料颗粒表面形态。按晶体构型来说，颜色品质从好到差依次为β型，结晶抗凝絮β型，α型。按合成方法，溶剂法合成的P-2^#、P-5^#酞菁兰颜料颜色品质要优于固相法合成的P-4^#酞菁兰颜料。预分散颜料P-1^#、P-7^#在颜色强度上优于相应的普通颜料P-6^#、P-5^#。配色过程中应根据以上几点相应调整配方，以得到{zj0}配色效果。

备注：本文由王文强自2008年色母粒行业年会论文集（作者：北京化工大学材料学院甘馨,宁涛, 乔辉, 吴立峰）基础上稍加修改

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