1顏料著色技巧是什么？

  顏色的作用不僅僅是悅目，它還能使人賞心、傳遞情感，

影響產品的定位和消費偏好。同時顏色還是個化學變量，

不僅影響塑料產品的外觀，而且還能影響塑料產品的功能、

加工和成本。對塑料進行著色時，塑料加工企業需要了解顏色是如何分布在塑料中的，

還需要懂得如何利用好經驗豐富的顏色供應商所能提供的幫助。

   掌握好基本的顏色化學知識。著色人員選用能以分子水平

（就像糖溶解于熱水中一樣）溶解并分散于聚合物中的染料；

或者是必須分散在聚合物基體中的不溶性固體，即顏料。

染料更容易獲得鮮亮透明的顏色，同時也是透明樹枝著色最好的手段。

固態顏料比較適合深層次的、飽和的、半透明著色。近幾年，由于限制使用某些金屬，

如鎘或鉛的鉻酸雨，越來越多的用戶選擇使用有機染料或顏料，

選擇無機顏料是精細碾碎的金屬復合物，具有優異的耐光性能，但是擁有不好的色強度、

著色密度，光強度和色度不如有機顏料。常用的無機顏料有鐵、

鈦和鈷的氧化物：無機鹽的復合物，如群青藍；

鋅、鋇和鈰的硫化物或硫酸鹽。從另一方面看，

有機顏料是反應器合成的有機分子精細碾碎顆粒。根據其基本化學結構和功能基團的不同，

顏料的光學和溫度穩定性可以有很寬的變化范圍。

有機顏料的類型有很多，在此不一一列舉，而且她們的顏色選擇范圍很寬。

其中許多具有很高級別的亮度和著色強度。顆粒大小不同，透明性越差，著色強度也越低。

 對于給定的應用領域，使用什么類型的顏料主要由聚合物的基礎結構確定。

即使是相似聚合物，如果是由不同公司或世界其他地區生產的，

它們的基礎顏料也可能會有所不同，因此對于著色劑的反應也會不同。

例如，在北美生產的聚碳酸酯中使用效果很好的某種特定顏色，

到了產地為歐洲或亞洲的材料上就可能得到完全不同的結果。

聚合物的分子結構決定的它的加工性能，相應也會影響顏色的選擇。

例如聚丙烯等結晶樹枝，由于它是有序區域和無序區域的混合結構，

這使光線朝著不同方向折射，最終呈現出白色半透明外觀。

無定形樹枝（非晶型）幾乎是完全的無序結構，

因此光線能直線穿過。這就是這些材料透明的原因。一般來說，

透明性很高的顏色只可能出現在無定形樹枝中。

結晶樹枝的熔點非常突出，發生相轉變、溶化為低黏度前，

需要大量吸收能量（熱）。由于這樣的原因，

與其他材料相比，結晶聚合物使用的顏料需要更高的熱穩定性。

通常情況下，會建議使用高溫穩定性能更好地無機顏料。

同時，這解釋了為什么再生料與新樹枝共混時，顏色會改變。

因為再生料中的顏料有更長的熱歷史，因而出現了降解。

在另一方面，無定形樹脂都有一個玻璃化轉變溫度，高于該值，

樹脂開始軟化直到它們的熔融黏度低到可以流動。

無定形樹脂具有比結晶樹脂更為顯著的自由體積，因此更容易接受染料，

保持其溶液狀態，

不會出現表明噴霜或模具積垢。

著色劑的選擇和最終的性能還取決于塑料樹脂是否為均聚物

（包括單一聚合化和物）或共聚物，這涉及兩類反應不同的化學結構。

均聚物可以是結晶型的或者是無定形的，而合適的著色劑仍然能均勻在整個樹脂中。

在另一方面，共聚物可以是無規共聚物（均一相）或者嵌段共聚物，

它們分隔成兩類化學結構的聚集體。例如，ABS、HIPS和丙烯酸類等沖擊改性材料中含有交聯橡膠粒子。

著色劑不能深入到橡膠相中，在整個增韌樹脂中橡膠的任何輕微改變，

都能使之呈現出極白的外觀。超韌尼龍等橡膠合金的尼龍和橡膠之間含有完全不同的化學結構，

因此，它們難以著色，可用的選擇有限。樹脂的溶解性（氫原子鍵結的方式和材料的極性）

會影響染料在聚合物中的分布情況。溶于聚苯乙烯和ABS的染料會慢慢向尼龍的表面遷移。

同時顏料也會溶于相反的樹脂中。結果，如果某一種染料用于塑料著色，它于樹脂的相容性非常重要

。樹脂的折射率是需要考慮的另一要素，它表示光通過聚合物時彎曲的角度。脂肪族樹脂

（聚乙烯、聚丙烯和EVA等）的折射率低，而芳香族樹脂（聚苯乙烯、聚碳酸酯、PSU、PET等）

的折射率高。為了提高沖擊強度或耐化學性能，不同折射率的樹脂混合在一起時，l例如，

光線不沿著一條通路行進，因此它呈現出散射狀，使材料看上去為白色透明的外觀。此外，了解樹脂的著色能力也同樣需要。

顏料的反應活性會明顯降低聚合物的穩定性。如二氧化鈦會降低聚酯和聚碳酸酯的熱穩定性能，

鐵鹽會降低聚氯乙烯的熱穩定性能。二氧化鈦選擇不當會降低聚乙烯的紫外穩定性能。

同樣，聚合物端基的反應活性會改變某些著色劑的化學性能，造成顏色變化。例如，酰胺會影響含氯或含溴顏料胡性能，

而酸酐類會劣化翁顏料的金屬鹽。任何情況下都應該優先考慮樹脂的功能性，

接著才是圍繞該應用領域的色彩。對性能和加工的影響著色劑會影響塑料部件的物理性能。

顏料顆?？梢猿洚斁酆衔锘w重的空隙，形成撕裂點，或者造成界面黏結性能下降。

例如，無機著色劑實際上會產生玻纖增強的槽口。所有上述情況會在許多應用領域中限制材料的拉伸、

伸長和沖擊性能。舉例來說，適合戶外耐候應用的最好的顏料事實上最有可能最大程度的劣化這些性能。

但是，顏料和配方選擇得當能夠限制這些下降的效果也不顯著，一般不超過10%，

活動鉸鏈需要良好的韌性和取向相結合的綜合性能，著色劑會嚴重影響它的性能。

硬質空隙會降低鉸鏈的彎曲壽命。如果母粒供應商預見到會出現韌性問題，

那么可以在載體樹脂的配方設計中增加韌性劑來彌補該損失。許多情況下，甚至可以提高抗沖性能。

某些顏料、染料和樹脂的結合會產生所謂的光柔化現象，其中產品因暴露在陽光下失去強度和柔韌性能。

聚烯烴中使用無涂層的二氧化鈦或鐵鹽以及聚碳酸酯中使用標準涂層的二氧化鈦，都屬于挑戰性很高的應用領域。

一些“敏感性”樹脂的熱穩定性還會受到痕量金屬的劣化，這種痕量金屬常見于金屬絡合染料、

色淀顏料、非合成的無機顏料等。在聚甲醛中使用群青藍是特別需要關注的情況，

此外，還包括在ABS中使用錳紫、在聚氯乙烯中使用氧化鐵。為了獲得最佳的配方，

最好的方法是首先考慮光穩定性或熱穩定性，其次，如果需要，妥善處理好顏色問題。

著色劑的流變性能常常會到出現問題時才進行研究。但是此時的配方和加工改變成本都會非常高。

因此，考慮某些顏色相關材料對樹脂熔體黏度的影響非常重要。例如，

炭黑和碳酸鈣的高密結構會使之像填料一樣，并增加其熔體黏度。溶劑型染料會降低粘度，類似液態顏料中使用的某些載體。

造成聚合物降解反應的任何顏料和助劑，與文中反應性內容部分討論的一樣，

也會降低材料的粘度，另一個需要考慮的要素是加工溫度。如果需要在高溫或高剪切條件下加工一種材料，

最好的方法是避免使用高溫穩定性差的著色劑，如價格低廉的鹽類顏料。顏色胡褪色，

有時造成制品中淺色或深色的斑紋，或對聚合物造成不利的反應，降低最終產品重要的力學性能。

停留時間也是一相關問題。即使加工溫度看上去對著色劑來說不高，暴露時間過長

（由于使用容量太大的大型機筒）也會造成相同的降解效果。如果重新回用邊角料再生料，增加的熱歷史會造成褪色。

作為一項基本規則，價格較為適中的有機顏料趨向于穩定性下降，

因此價格最低的配方不可能是最穩定的配方，同時，任何原材料都會影響產品的收縮和翹曲率。舉例來說，

常用的酞青藍都含有能提高聚丙烯等半結晶樹脂成核的結晶結構，同時也會造成不希望出現的收縮。

計算機模擬的熔體流動圖可以預測結果，因此要注意在綠色制品和白色制品尺寸不一致前，調整配方。

顏料可以影響樹脂重新升溫、保熱或傳熱的方式。例如，

炭黑能夠快速吸收熱量并很好的進行傳導，而陶瓷（混合型金屬氧化物）傾向于長時間保持熱量，

特殊的等級反射熱量。鋁類顏料傳熱效果非常好。所有這些效果都會影響周期時間、制品尺寸以及焊接等二次加工。

如果根據天然（未著色）樹脂獲得的周期時間進行試驗并應用，

由于著色劑造成的導熱變化生產會變得無力可圖。提前考慮顏色在產品開發過程后期，考慮使用顏色，

那么成本會明顯增加。在減少加工設計和成型加工之前，除非顏色和助劑在設計工藝早期同時考慮，

否則不可能實現塑料產品價值的最大化。試著通過簡單購買一個價格較低的著色劑來降低成本無疑是自找麻煩。

另一方面，與經驗豐富的著色劑供應商進行簡單的交流可以更順利地進行加工，

避免出現問題。供應商可以引領您設計出穩定還節約的配方。為了盡可能早地將顏色引入產品開發過程，

建議加工企業以及他們的客戶利用好大型顏色供應商的顏色咨詢服務的優勢。實驗室分析、

流體模擬以及性能測試能確定失敗的風險，因此可以在制定資源成本承諾錢，避免失敗的風險。