塑料產(chǎn)品的應(yīng)用已是相當(dāng)廣泛,市面上塑料產(chǎn)品色彩各異,五彩繽紛,受到大眾喜歡,那么注塑產(chǎn)品加工都是如何進(jìn)行著色的呢?又有什么因素會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生褪色?
著色方法
著色方法僅與選用的色料有著很大的關(guān)系,而且與塑料的性能、成型參數(shù)以及使用的添加劑等有著密切的關(guān)系。如可以添加珠粉,也可添加太白粉使PET透明色變成不透明色(再加入一些色粉可以進(jìn)行調(diào)色)。水波紋的產(chǎn)生就是與添加的珠粉的多少有關(guān)。
1、色粉著色
色粉大體分三大類:無機(jī)色粉、有機(jī)色粉、染料
無機(jī)色粉
耐溫、耐候好,缺點(diǎn)是染色力差、分散性不好。主要是礦物提煉,耐溫可達(dá)300度以上,不適用于透明色和鮮艷色;
有機(jī)色粉
耐溫性差、分散性好,可使用于軟膠。石化提煉;
染料
耐溫性好、分散性更好、艷度高。缺點(diǎn)是移形性較高,不適用于軟膠。
優(yōu)點(diǎn)
分散性好、適合小批量的塑料加工、成本低,省卻了色母、色漿等加工過程中人力物力的消耗。
缺點(diǎn)
吹膜、紡絲類產(chǎn)品不實(shí)用,使用色粉著色,由于顏料粉均勻分布在需著色的樹脂中,所以其分散性較好。
2、色母著色
色母著色采用某種工藝與相應(yīng)設(shè)備,在助劑的作用下,將顏料(或染料)混入載體,通過加熱、塑化、攪拌、剪切作用,最終使顏料粉的分子與載體樹脂的分子充分地結(jié)合起來,再制成與樹脂顆粒相似大小的顆粒。
優(yōu)點(diǎn)
改善了由于色粉飛揚(yáng)帶來的環(huán)境污染問題、使用過程中換色容易,不必對(duì)擠出機(jī)料斗進(jìn)行特別的清洗、針對(duì)性強(qiáng),配色簡單,定量容易。與成批樹脂干法染色造粒后再去制塑件相比,使用色母可以減少塑料制品經(jīng)二次加工后所造成的樹脂性能老化,有利于塑料制品使用壽命的提高。在加工過程中,顏料在助劑的作用下,色母粒經(jīng)過充分混煉與載體樹脂完全結(jié)合。在使用時(shí),按一定的比例置于待加工的樹脂中,相容性明顯優(yōu)于色粉著色。
缺點(diǎn)
分散性較差,由于添加量少,塑料制品的加工時(shí)間短,受擠出機(jī)螺桿長徑比的限制,色母分散性往往不如色粉。成本偏高,多了一次制造過程,染色成本高于色粉著色;對(duì)色母的性能要求偏高,色母中的載體與需著色樹脂的性能有差異時(shí),塑料制品表面常常會(huì)出現(xiàn)未分散點(diǎn)、色斑、花紋,所以,色母的使用因其相容性及分散性而受到限制。
3、色漿著色
色漿是由顏料和填充料分散在漆料內(nèi)而成的半制品。依照用途進(jìn)行分類,可分為涂料色漿、膠帶色漿,造紙色漿、紡織色漿、機(jī)械色漿、玩具色漿、乳膠制品色漿等。
優(yōu)點(diǎn)
使用方便,可以直接投入加工工藝中用于成型和板材著色;一般情況下,耐高溫性能好,存儲(chǔ)便利,無沉淀;可減少色粉使用中的粉塵污染問題,也可以解決色母粒在相容性和分散性上的不足,色漿在使用中容易控制使用投入量,減少色差,提高著色力和色澤光亮度;環(huán)保型符合歐盟 REACH等法規(guī)要求
缺點(diǎn)
目前,色漿發(fā)展的更大制約為國產(chǎn)色漿的生產(chǎn)工藝上,高質(zhì)量的色漿對(duì)工藝與原料品質(zhì)的要求較高,其成本會(huì)比色母、色粉都高;添加量大的時(shí)候螺桿可能會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象;存放時(shí)間較長時(shí),會(huì)發(fā)生沉淀,使用前需攪拌為佳。
4、色油著色
色油是一種無樹脂載體的液態(tài)顏料濃縮物。目前,色油在我國主要使用在瓶胚上。
優(yōu)點(diǎn)
低添加比例,通常透明系列 0.1~0.5%,珠光/實(shí)色系列0.3~3.0%;的分散性,顏色更加均勻一致,色彩更艷麗,產(chǎn)品具有更高光澤;顏色穩(wěn)定,降低著色瑕疵;物料只經(jīng)過一次高溫過程,保持原料樹脂物理性能不受影響;更佳的庫存管理,只需要很小的空間就能完成色油的儲(chǔ)存,相對(duì)色母節(jié)省四分之三的倉儲(chǔ)空間。減少整體庫存和營運(yùn)資金的壓力;色油添加設(shè)備簡單,成本低,換色過程簡單快速,提高生產(chǎn)調(diào)度的自由度,節(jié)省人員工時(shí)、機(jī)器以及能源損;適用于所有的聚烯烴(如 PP/PE),聚苯乙烯樹脂(PS),PET樹脂及其他工程樹脂。
缺點(diǎn)
不能在色油中添加抗靜電劑,導(dǎo)致產(chǎn)品在貨架或儲(chǔ)存中不能防塵;色油類產(chǎn)品貨架周期比色母產(chǎn)品短;色油需要專用的色油添加設(shè)備,即色油計(jì)量泵才能將色油供應(yīng)給注塑機(jī)臺(tái)生產(chǎn)出所要顏色的產(chǎn)品。
褪色因素
塑料著色制品受多種因素影響會(huì)發(fā)生褪色。塑料著色制品的褪色與色粉的耐光性、抗氧性、耐熱性、耐酸堿性以及所用樹脂的特性有關(guān)。下面是對(duì)塑料著色發(fā)生褪色因素的詳細(xì)分析:
1、耐光性
著色劑的耐光性直接影響制品的褪色,受強(qiáng)光照射的室外制品,所用著色劑的耐光(耐曬)等級(jí)要求是一個(gè)重要指標(biāo),耐光等級(jí)差,制品在使用中會(huì)很快褪色。耐候制品選用的耐光等級(jí)應(yīng)不低于六級(jí),更好選用七、八級(jí),室內(nèi)制品可選四、五級(jí)。
載體樹脂的耐光性能對(duì)顏色的變化也有較大影響,紫外線引發(fā)的樹脂照射后其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化出現(xiàn)褪色。在母料中加入紫外線吸收劑等光穩(wěn)定劑,可提高著色劑和著色塑料制品的耐光性能。
2、耐熱性
顏料的熱穩(wěn)定性是指在加工溫度下顏料熱失重、變色、褪色的程度。無機(jī)顏料的成份為金屬氧化物、鹽類,熱穩(wěn)定性好,耐熱性能高。而有機(jī)化合物的顏料則在一定溫度下會(huì)發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化和少量分解。特別是PP、PA、PET制品,加工溫度在280℃以上,在選著色劑時(shí)一方面要注重顏料的耐熱度,一方面要考慮顏料的耐熱時(shí)間,通常要求耐熱時(shí)間為4-10min。
3、抗氧化性
某些有機(jī)顏料在氧化后發(fā)生大分子的降解或發(fā)生其他變化而逐漸褪色,此過程一是加工中的高溫氧化,二是遇強(qiáng)氧化劑(如鉻黃中的鉻酸根)發(fā)生的氧化。色淀、偶氮顏料與鉻黃混合使用后,紅色會(huì)逐漸減退。
4、耐酸堿性
著色塑料制品的褪色和著色劑的耐化學(xué)品性(耐酸堿性、耐氧化還原性)有關(guān)。如鉬鉻紅耐稀酸,但對(duì)堿敏感,鎘黃不耐酸,這二種顏料和酚醛樹脂對(duì)某些著色劑起強(qiáng)還原作用,嚴(yán)重影響著色劑的耐熱性、耐候性并發(fā)生褪色。
針對(duì)塑料著色制品的褪色,應(yīng)根據(jù)塑料制品的加工條件和使用要求,對(duì)所需顏料、染料、表面活性劑、分散劑、載體樹脂和防老化助劑的上述性能進(jìn)行綜合評(píng)定后才可選用。