淺述塑料著色方法及褪色因素

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，不必對擠出機(jī)料斗進(jìn)行特別的清洗、針對性強(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，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，塑料制品表面常常會出現(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)量的色漿對工藝與原料品質(zhì)的要求較高，其成本會比色母、色粉都高；添加量大的時候螺桿可能會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；存放時間較長時，會發(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存，相對色母節(jié)省四分之三的倉儲空間。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、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)等級要求是一個重要指標(biāo)，耐光等級差，制品在使用中會很快褪色。耐候制品選用的耐光等級應(yīng)不低于六級，更好選用七、八級，室內(nèi)制品可選四、五級。

載體樹脂的耐光性能對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，在選著色劑時一方面要注重顏料的耐熱度，一方面要考慮顏料的耐熱時間，通常要求耐熱時間為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，但對堿敏感，鎘黃不耐酸，這二種顏料和酚醛樹脂對某些著色劑起強(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)行綜合評定后才可選用。