色粉在塑料着色中的耐迁移性
塑料着色剂
收稿日期:1997-10-31塑料着色剂马爱葵(齐鲁石化公司树脂研究所,淄博 255400)摘要 本文介绍了塑料着色剂具备的性能,着色原理,着色剂与树脂的相容性及其存在形式,主要着色方法,并对几类常用塑料的着色剂作了介绍关键词 着色剂 塑料着色是塑料行业重要的组成部分,是影响制品质量的重要环节。
不但可以美化产品外观,且可赋予塑料多种功能,改善塑料的某些性能(提高树脂的耐候性、改善其电性能及光学性能)[1],另外,还可起到标识、驱虫、增产等功效[2]。
着色剂是将颜料或染料根据用途与精加工色料预分散体系,由染料或颜料、分散剂等组成。
染料能溶于塑料中,不必做分散处理,但考虑到渗色性、迁移性等只能用于聚苯乙烯、丙烯酸树脂、聚碳酸脂等塑料中。
而颜料的各项性能好,迁移性小,几乎能用于各类树脂中。
颜料在塑料中以微粒状态存在,要使其粒子不发生凝聚并在塑料中混合均匀,必须使用分散剂(如金属皂等)。
1 着色剂具备的性能[3、4]不同用途的塑料,所要求的着色剂性质也不同。
着色剂应具备的一般性能为:1.1 色调鲜,着色力好着色剂应具鲜明的色调,一般拼色易降低色度,着色力好利于降低成本,防止塑料物性变化。
着色剂化学组成、粒子大小、结晶形态分散程度均影响主料物性和着色力及色调。
一般染料着色力及色度最好,有机颜料次之,无机颜料最差。
1.2 分散性好颜料分散性不仅影响制品外观,而且影响机械强度、耐候性等。
1.3 良好的耐热性一般无机颜料耐热性好,而染料、有机颜料稍差。
聚烯烃的成型加工温度较高(200～300℃),许多颜料此高温下会分解(如黄色的氢氧化铁水合物可分解为红色的氧化铁),有机颜料、染料也会改变其颜色。
因此,选用热稳定性好的颜料如:钛白粉、硫化锌、硫酸钡、镉黄、镉红、群青、钴蓝、炭黑等。
1.4 良好的耐光性(耐候性)在设计室外使用时,应考虑耐光性。
一般无机颜料耐候性较好,染料和颜料耐光性较差,颜料一般具有抑制紫外光对塑料的老化作用,而群青则促进老化。
颜料的耐迁移性 pvc
一般要求颜料的耐热时间为4-10分钟，通常，使用温度越高，耐热时间越短。酞青蓝颜料耐温325摄氏度，10分钟变色
2.颜料的耐迁移性是指：着色塑料制品与其他固、液、气等状态，物质长期接触或者在某种特定环境下工作，有可能和上述物质发生物理和化学作用，表现为颜料从塑料内部迁移到制品的自由表面上，或迁移到相邻的塑料或溶剂中。
钛白粉的加入方式：一种是将钛白粉直接加入基础漆中，这样因为钛白粉的含量固定，适应性差，所以有些颜色成本可能就会相应的提高，同时有些无钛白粉的纯色就必须另外再做基础漆，基础漆的品种就会增加，通用性差；另外一种是将钛白粉做成色浆，在调色时根据颜色及遮盖力的要求加入，这样就比较方便，所调的颜色比较纯正，基础漆的通用性强，节约了成本。所采用后一种方式添加钛白粉以，。主题：塑料的内应力控制改性
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作者： gwh1980gwh 时间：2007-4-6 8:41:32 IP：未知
塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而响而产生的一种内在应力。内应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象，这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象，这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变，而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中，在适宜的条件下，这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化，位能转变为动能而释放。当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时，内应力平衡即遭到破坏，塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。
取向内应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中，大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生的一种内应力。取向应力产生的具体过程为：*近流道壁的熔体因冷却速度快而造成外层熔体粘度增高，从一而使熔体在型腔中心层流速远高于表层流速，导致熔体内部层与层之间受到剪切应力作用，产生沿流动方向的取向。取向的大分子链冻结在塑料制品内也就意味着其中存在未松弛的可逆高弹形变，所以说取向应力就是大分子链从取向构象力图过渡到无取向构象的内力。用热处理的方法，可降低或消除塑料制品内的取向应力。
色粉着色的特点
色粉着色的特点(2012-02-13 14:49:50)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。
其优点是分散性好、成本低，可小批量操作。
由于它省却了其它着色剂，如色母、色浆等加工过程中人力物力的消耗，因而成本低，买卖双方不受量的限制。
制造色母不可能做1～2kg，但色粉可以根据需要任意指定质量，配制十分方便。
使用色粉着色，与其它造粒着色相比，加工的树脂少经历一次降解过程，有利于减少塑料制品的老化，增加其使用寿命。
但最大缺点是颜料在运输、仓储、称量、混和过程中会飞扬，产生污染，严重影响工作环境。
随着环保、企业ISO 9000指标等要求，色粉着色越来越受到局限，但对于特殊效果的着色，采用色粉直接混合着色具有一些色母着色达不到的效果。
举例来说：一些耐热性差、怕剪切的颜料粉制成色母，由于其承受高温的时间长，而在色母加工设备中受剪切作用的时间长，着色效果会明显减弱，如珠光色粉、荧光粉、夜光粉。
用珠光色粉制成色母再着色塑料，比直接用珠光粉混入塑料着色，其珠光效果要减弱10％左右，且注塑产品还容易产生流线状疤痕和接缝。
我们在制造这类色母时，均采取相应措施，尽可能地减少色母在加工过程中受热的温度、时间及受剪切的程度（不用双螺杆造粒机，而用单螺杆造粒机等）。
干法着色另一个令用户头疼的问题是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，费时费料，事倍功半，而使用色母着色就没有这个问题。
另外，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。
PVC输液管路中着色剂的稳定性
PVC输液管路中着色剂的稳定性摘要：本文介绍了一种关于PVC输液器管路中着色剂稳定性试验的过程和结论。
关键词：输液器管路着色剂塑料着色是避光输液器加工工艺中的重要环节。
输液器中的着色剂使用的是避光色母料，输液过程中避光色母的稳定性尤为重要，它关系到输注的安全性，减少色母对药液的影响，也是保证患者的安全。
一、避光色母的稳定性定义避光色母的稳定性包括耐迁移性、耐酸性、耐碱性及耐水性。
1.耐迁移性是指避光色母与一定比例的PVC塑料混合加工成着色塑料薄片后避光色母能够抵抗从塑料内部迁移到与其接触的其他塑料固体上或者与其接触的溶剂中的性能。
2.耐酸性是指避光色母对抗酸的作用而造成酸溶液沾色的性能。
3.耐碱性是指避光色母对抗碱的作用而造成碱溶液沾色的性能4.耐水性是指避光色母对抗水的溶解而造成水沾色的性能5.耐油性是指避光色母对抗油溶解而造成油沾色的性能。
二、试验仪器及药品1. 2%盐酸水溶液2. 2%氢氧化钠水溶液3. 蒸馏水，应在使用前煮沸并冷却至室温4. 精炼葵花籽油，罗维朋色泽黄10红1.05. 25ml带磨口塞试管6. 电动振荡器，震荡频率280±5次/min,震荡幅度40±2mm7. 容量为25ml的细孔坩埚8. 125ml抽滤瓶9. 比色皿，厚度0.5cm,高度6.4cm10. 比色架，有两个孔，恰好插入两支比色皿，背景为白色11. 灰色分级卡：符合GB251-1995《评定沾色用灰色样卡》的沾色灰色分级卡12. 电热恒温箱，（70±2）℃13.快速滤纸14.注射器：容量为1ml三、试验样品进厂避光色母，型号为TVX-6214,批号070125。
四、试验1.耐迁移性1.1试验步骤取待测避光色母样品，按避光输液器要求的材料配比与PVC混合后制成薄片，将其与无色的PVC捆绑在一起后放入恒温箱中，于（70±2）℃下放置72小时，目视观察无色PVC塑料的沾色情况，仿照染色织物的沾色牢度标准GB251-1995《评定沾色用灰色样卡》。
着色剂的色迁移问题
无机颜料由于不溶于聚合物，也不溶于水和有机溶剂，它们在聚合物中的分散是非均相的，不会产生上述各种迁移现象。与此相反，有机颜料在聚合物和其它有机物中都有不等程度的溶解性，比较容易发生迁移。
有机颜料迁移的难易，与聚合物和其他添加剂（特别是增塑剂和软化剂）的种类有很大关系。各种有机颜料在硬质、软质、半硬质PVC、PE、PP、PS、PMMA和纤维素塑料中的对比试验表明，许多颜料在纤维素塑料中的耐迁移性是最差的。对一种有机颜料而言，它在各种聚合物中的迁移性必须一一进行实验才能确认。一般地说，有机酸的无机盐（色淀性颜料）迁移性比较小；分子量较高者比较低者迁移性小，例如低分子的单偶氮颜料的迁移性比双偶氮或缩合偶氮颜料要大得多。
着色剂的迁移有三种情况：
1.溶剂抽出，即在水和有机溶剂中渗色；
2.接触迁移，造成对相邻物体的污染；
3.表面喷出。
着色剂的迁移性是与它的溶解性能相关的。如果着色剂在聚合物中溶解度小，而在水、有机溶剂和相邻物质中的溶解度较大，就容易被抽出和产生迁移。表面喷出则是由于着色剂热加工时在聚合物中的溶解度较大，而常温下溶解度较小，因而逐渐结晶析出所造成的。
大
*用燃料而要使透明塑料有光泽，必须给它提供反射面，如采用镀金属的背衬或加入白色颜料（1%钛白）等。
三大基本色料的比较
无机颜料 有机颜料 Nhomakorabea料 来源
天然或合成
合成
天然或合成
比重
3.5~5.0
1.3~2.0
1.3~2.0
在有机溶剂及聚合
物中的溶解情况
不溶
难溶或不溶
溶
在透明塑料中
不能成透明体
一般不能成透明体，低
浓度时少数能成透明体
颜料的物理形态对塑料着色性能影响(续)
表12 氧化铁红颗粒大小和色相变化
Tab. 12 Particle size and hug change of iron oxide red
铁红类型 12345678
颗粒大 小/inn 0.09 0.11 0.12 0.17 0.22 0.3 0.4
Keywords： pigment; physical form; application performance; plastic coloring
3颜料粒径大小影响
颜料用于塑料着色性能不仅仅由化学结构决 定，也与颜料粒子大小和分布有关。颜料粒径大小 对颜料的应用性能起到重要作用,诸如:着色力、透 明度、遮盖力、光泽度、鲜艳度,分散性,耐热性,耐 光（候）性等。当颜料粒径降低时,其透明性变好，着 色力增加，鲜艳度光泽度提高，而耐热性,耐光性，分 散性下降见表9。
粒径大小/|JLin 项目 ------------------------------------
0.001-0.01
0.1-1
10-100
品种
透明氧化 铁红
氧化铁红
云母氧化铁
色调
黄光红
黄相红-蓝光 金属棕到黑
红
色
遮盖力
透明
非常高
低
比表面积
高一
—低
分散性
困难
一容易
图13 不同粒径氧化铁颜料性能图 Fig. 13 Properties of iron oxide red with different particle
performance
粒径
小------- ---------＞大
亮度
高
----------低
色粉在塑料着色中的耐迁移性
色粉在塑料着色中的耐迁移性Revised final draft November 26, 2020色粉在塑料着色中的耐迁移性什么是颜料在塑料中的耐迁移性其如何测试塑料着色中迁移性是指颜料从塑料内部迁移到制品表面上(起霜)或从一个塑料透过界面迁移到塑料和溶剂中（渗色），它在塑料成型着色中有四个表现型式:1迁移(migration):已着色的塑料制品与白色或浅色泽之塑料制品贴合时。
颜料由该着色制品迁移至另一物品的性质2析出(plateout):塑料成型时污染模子和辊筒3起霜(blooming):已着色的塑料制品随时间会浮出制品表面引起发花和起白4脱色(clocking):从塑料制品的表面会引起颜色脱落颜料在塑料中发生迁移的主要原因：1.在塑料着色系统中存在颜料过饱和现象2.在塑料着色系统中存在颜料分子能够运动3.在塑料着色系统中存在颜料不能充分结晶着色塑料中颜料的迁移性发生会大大影响塑料制品的应用性能,如果迁移严重的话,使塑料制品不能使用,更为严重的是还会沾污其它产品,影响其应用性能迁移性测定方法颜料迁移性的测定是将已着色的PVC片与含5%钛白粉白色PVC片以1kg/cm2的压力在80℃温度紧密贴合放置24小时后，观察白色PVC片上被沾污程度,并以标准灰卡评判之。
5级表示无迁移，1级迁移严重。
塑料着色如何正确应用颜料耐迁移性指标（1）着色塑料中颜料的迁移性和塑料材料分子链的刚性和分子间的紧密性相关。
例如溶剂染料用于聚烯烃会发生严重迁移，但可用于聚脂等工程塑料着色，因为在室温下聚脂网状结构阻止已溶解染料运动，不必担心发生迁移。
换言之颜料的迁移性与塑料玻璃化温度有密切相关，塑料玻璃化温度低于塑料日常使用温度容易发生迁移，如聚氯乙烯，聚乙烯。
而玻璃化温度高的聚苯乙烯，聚脂，只有在高温时才会发生迁移，（2）颜料分子与塑料树脂之间结合大小，随着添加剂（如增塑剂及其它助剂）加入而变化，当塑料中增塑剂用量增加时，分子距离加大，结构更为松散，因而减少了聚合物链的相互作用，从而使颜料迁移速率增大，特别是软质聚氯乙烯着色时选用颜料更要注意。
有机颜料_高等教育-工学
有机颜料有机颜料用于塑料着色，除了其应有的着色性能外, 还应具有满足塑料着色加工工艺所需要的分散性、耐热性、耐迁移性, 被着色制品在使用环境下，应具有的耐侯性、耐光性、耐溶剂性和满足食品卫生标准的要求等。
传统经典的偶氮类有机颜料以其色谱齐、色泽鲜艳、价格合理已大量用于塑料制品的着色, 但因其化学结构等因素在耐热性、耐光性、耐迁移性等方面存在种种缺陷, 特别在浅色着色时其差距更大。
另外传统的联苯胺黄、橙系列颜料在用于聚合物加工温度超过200℃时会发生热分解, 分解的产物是单偶氮化合物和芳香胺。
当温度超过240℃时还会产生双氯联苯胺。
颜料分解物对人体和环境的影响越来越引起人们的重视。
在当今市场竞争日趋激烈的形势下, 产品的外观和性能从来没有像今天这样影响消费者的购买欲望, 特别在汽车、家用电器、日用消费品等市场领域尤为明显。
为了满足消费者的需求, 世界各国着力开发用于塑料着色的用高性能有机颜料。
高性能有机颜料(HIGH PERFORMANCE ORGANIC PIGMENT, 简称HPP)主要有以下几类：喹吖啶酮类、二哑嚓类、异吲哚琳酮类、吡咯并吡咯二酮类(DPP)、蒽醌杂环类、苯并咪唑酮类、缩合偶氮类等。
高性能有机颜料在塑料中的应用性能十分优异，但其价格也相当高。
高性能有机颜料的产量虽然很低，但各项性能优良，加之合成工艺比较复杂，生产成本较高，因此销售价格较高，产品附加值高；1.7万吨高性能有机颜料的销售额与12万吨偶氮颜料的销售额基本相当。
近年来，中国高性能有机颜料的开发和生产取足的进步，推出不少优品种，本文试就对高性能有机颜料在塑料中的应用品种和性能及国内品种作一个简要概述。
l喹吖啶酮类颜料喹吖啶酮类颜料虽然分子量小，分子结构简单，却有优异的耐热、耐溶剂和耐光'性能。
喹吖啶酮类类颜料的色谱大部分为红色和紫红色。
喹吖啶酮类类有机颜料在塑料中的主要用品和性能介绍如下：颜料紫19颜料紫19(?晶型)是一个红紫色颜料，色光与颜料红88(四氯代硫靛颜料)非常近似，但比之更鲜艳，颜料紫19(?晶型)具有良好的分散性，与无机颜料氧化铁红、铝络红拼混具有高的遮盖力，耐晒、高于与钛白粉拼混的品种。
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色粉在塑料着色中的耐迁移性
什么是颜料在塑料中的耐迁移性?其如何测试? 塑料着色中迁移性是指颜料从塑料内部迁移到制品表面上(起霜)或从一个塑料透过界面迁移到塑料和溶剂中（渗色），它在塑料成型着色中有四个表现型式:
1迁移(migration):已着色的塑料制品与白色或浅色泽之塑料制品贴合时。
颜料由该着色制品迁移至另一物品的性质
2析出(plateout):塑料成型时污染模子和辊筒
3起霜(blooming):已着色的塑料制品随时间会浮出制品表面引起发花和起白
4 脱色(clocking):从塑料制品的表面会引起颜色脱落
颜料在塑料中发生迁移的主要原因：
1. 在塑料着色系统中存在颜料过饱和现象
2. 在塑料着色系统中存在颜料分子能够运动
3.在塑料着色系统中存在颜料不能充分结晶着色塑料中颜料的迁移性发生会大大影响塑料制品的应用性能,如果迁移严重的话,使塑料制品不能使用,更为严重的是还会沾污其它产品, 影响其应用性能
迁移性测定方法
颜料迁移性的测定是将已着色的PVC片与含5% 钛白粉白色PVC片以1kg/cm2的压力在80℃温度紧密贴合放置24小时后，观察白色PVC片上被沾污程度,并以标准灰卡评判之。
5级表示无迁移，1级迁移严重。
塑料着色如何正确应用颜料耐迁移性指标
（1）着色塑料中颜料的迁移性和塑料材料分子链的刚性和分子间的紧密性相关。
例如溶剂染料用于聚烯烃会发生严重迁移，但可用于聚脂等工程塑料着色，因为在室温下聚脂网状结构阻止已溶解染料运动，不必担心发生迁移。
换言之颜料的迁移性与塑料玻璃化温度有密切相关，塑料玻璃化温度低于塑料日常使用温度容易发生迁移，如聚氯乙烯，聚乙烯。
而玻璃化温度高的聚苯乙烯，聚脂，只有在高温时才会发生迁移，
（2）颜料分子与塑料树脂之间结合大小，随着添加剂（如增塑剂及其它助剂）加入而变化，当塑料中增塑剂用量增加时，分子距离加大，结构更为松散，因而减少了聚合物链的相互作用，从而使颜料迁移速率增大，特别是软质聚氯乙烯着色时选用颜料更要注意。
（3）在聚烯烃塑料着色时,发生渗色和起霜时其严重的程度是与着色的浓度成正比,但对于有
增塑剂聚氯乙烯,当颜料浓度很大时, 渗色和起霜并不严重,如果降低浓度或提高加工温度时,则会变得严重,这是因为当颜料浓度很低时,所有颜料在塑料中溶解,冷却过程中形成过饱和而在塑料表面发生结晶,并很容易扩散到其它与之接触的解质中。
因此颜料在软质聚氯乙烯着色都有极限最低使用浓度。
（4）颜料在塑料加工中对加工设备（辊筒和模具）污染，称之为沾色，这也是迁移的一种，与起霜不同，沾污物被擦取后不会再出现。
在聚氯乙烯加工出现沾色，直接与其润湿性能有关，完全被聚氯乙烯润湿的颜料是不会与渗出物一起向表面迁移。
近年耐迁移性这一指标不仅仅用在塑料制品上色迁移上,常常在消费品的法规上出现.事实证明,任何从塑料制品中迁移出来的物质都可能有害人体健康的,为了防止对消费者造成任何伤害,对儿童用玩具,所有在加工,运输中会与食品和饮料接触的塑料材料,容器,日用品国外颁布了许多法规。
,如美国联邦法规21CFR中（与食品接触的聚合物中着色剂）。