1、分散劑HX-A在顏料工業(yè)中的應(yīng)用研究摘要：本文采用塑料分散劑HX-A與顏料共混應(yīng)用于聚丙烯塑料著色。敘述了分散劑在塑料著色中的基本機(jī)理。通過(guò)分散劑HX-A用量變化，觀察顏料對(duì)聚丙烯塑料著色效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，塑料分散劑HX-A可部分取代顏料，降低顏料用量，降低塑料著色成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)有利于顏料均勻分散于塑料中，提高塑料制品的外觀質(zhì)量。關(guān)鍵詞：顏料 分散劑 塑料 聚丙烯 由于塑料材料具有許多優(yōu)越的獨(dú)特性能，因此其用途日益廣泛。根據(jù)塑料制品的用途不同，塑料制品常常需要賦予各種不同的顏色，塑料通過(guò)著色可以滿足塑料制品不同用途的需要。采用塑料分散劑與顏料進(jìn)行機(jī)械混合，對(duì)顏料在塑料中均勻分

2、散和制品外觀質(zhì)量提高非常重要。筆者采用塑料分散劑HX-A與常用的幾種顏料進(jìn)行機(jī)械混合，分別用于聚丙烯塑料進(jìn)行著色處理，按照GB250-1995（評(píng)定變色用灰色樣卡）和GB7921（均勻色空間和色差公式）分別測(cè)定著色塑料的變色程度和著色塑料的總色差。1實(shí)驗(yàn)部分11基本原料聚炳烯（pp）F401，齊魯石化公司；分散劑HX-A ，青島賽諾新材料有限公司；鐵藍(lán)103,山東蓬萊新光顏料化工有限公司；4382酞青藍(lán)BGS,常熟萬(wàn)佳顏料廠；永固紫RL, 南通龍騰化工有限公司；5319酞青綠G,常熟萬(wàn)佳顏料廠；耐曬紅BBM, 杭州百合化工有限公司；永固紅F3RK,杭州百合化工有限公司。1 2主要設(shè)備及儀器高速

3、混合機(jī)，SHR-10A，張家港市意利機(jī)械有限公司；擠出機(jī)SJ-45B，上海擠出機(jī)廠；注塑機(jī)BOLE125/80A-I，寧波雙馬機(jī)械廠；分光光度計(jì)Minolta-3600d，日本；高分辨光學(xué)顯微鏡E600型，日本尼康公司 13 塑料色板加工分散劑HX-A與顏料機(jī)械混合：將分散劑HX-A與選定顏料按不同的配比進(jìn)行機(jī)械混合，使分散劑均勻地分散于顏料中。塑料色板加工：將分散劑與顏料混合物按不同的比例與PP在高速捏合機(jī)中進(jìn)行共混，用該共混料用單螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到著色PP粒料。將著色PP粒料放入注射成型機(jī)成型塑料色板（5cm×9cm）。擠出造粒工藝參數(shù)：區(qū)：85100，區(qū)：160180，區(qū)

4、：180200。區(qū)：190200。螺桿轉(zhuǎn)速：4060r/min。注射工藝參數(shù)：注射溫度：區(qū)：85100，區(qū)：160180，區(qū)：180200。注射壓力：67MPa。14 塑料色板測(cè)試項(xiàng)目及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)141 塑料色板變色程度的測(cè)定：按GB250-1995評(píng)定變色用灰色樣卡測(cè)定。142 塑料色板總色差的測(cè)定：按GB7921-1997均勻色空間和色差公式測(cè)定。15 分散劑HX-A在顏料分散于塑料中的基本原理根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（German Standard Organization）命名法，將顏料顆粒狀態(tài)可分為：原生顆粒（Primary Particle）、凝聚體（aggregates）和團(tuán)聚體（aggl

5、omerates）。原生顆粒以單晶微粒存在，為原料的最小結(jié)構(gòu)單元，凝聚體由原生顆粒表面彼此吸附而成，是界面相鄰的單晶微粒的組成物,團(tuán)聚體由原生顆?；蚰垠w疏松的組合，或者是這兩者在邊、角上相互吸附而成的混合物。顏料顆粒的大小對(duì)塑料著色效果具有決定性意義，只有將顏料顆粒粉碎成凝聚體大小時(shí)，才能提高著色強(qiáng)度、色調(diào)、光澤、遮蓋力等1。分散劑HX-A與顏料混合，通過(guò)物理作用可降低顏料凝聚體間的化學(xué)作用和物理作用，減少顏料團(tuán)聚體的形式存在。分散劑HX-A具有表面活性劑的作用，其分子由親水性極性基團(tuán)（酰氨基-CONH-、酯基-COO-）和親油性的非極性基團(tuán)（脂肪鏈R）兩部分組成。分散劑HX-A的熔點(diǎn)為67

6、，在塑料成型加工溫度下熔化后能均勻地包覆在顏料顆粒的表面，降低顏料顆粒的表面張力，有助于顏料分散體系的穩(wěn)定，保證顏料顆粒在塑料中充分發(fā)揮著色作用2。2結(jié)果與討論2 1實(shí)驗(yàn)配方 表1 實(shí)驗(yàn)配方編號(hào)原料123456789101112131415161718PP100100100100100100100100100100100100100100100100100100HX-A00.040.0500.040.0500.040.0500.040.0500.040.0500.040.05鐵藍(lán)1030.50.460.45酞青藍(lán)BGS0.50.460.45永固紫RL0.50.460.45酞青綠G0.50.46

7、0.45耐曬紅BBM0.50.460.45永固紅F3RK0.50.460.45配方中，未加分散劑HX-A的塑料色板作為標(biāo)樣，加分散劑HX-A的塑料色板與之對(duì)比，按照GB250-1995（平定變色用灰色樣卡）和GB7921（均勻色空間和色差公式）分別測(cè)定著色塑料的變色程度和著色塑料的總色差。22測(cè)試結(jié)果按上述配方和塑料色板制作過(guò)程，制得18種塑料色板。按照國(guó)際照明協(xié)會(huì)制定的統(tǒng)一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（CIE顏色系統(tǒng)）L*a*b*色空間，測(cè)試塑料色板的變色程度和總色差。221鐵藍(lán)103色板測(cè)試結(jié)果該色板為接受標(biāo)準(zhǔn)（CIELAB-D65/10）。表2 鐵藍(lán)103色板CIELAB測(cè)試結(jié)果編號(hào)a*b*L*c*h*10

8、.78-25.730.425.727121.42-29.731.929.82723-0.12-30.632.930.6269表3 鐵藍(lán)103色板總色差測(cè)試結(jié)果編號(hào)EH*c*L*a*b*CMC（2：1）24.380.48偏藍(lán)紅4.10偏艷0.47偏淺0.64-4.082.4235.57-0.96偏綠藍(lán)4.88偏艷0.51偏淺-0.90-4.893.16222 4382酞青藍(lán)BGS色板測(cè)試結(jié)果該色板接受標(biāo)準(zhǔn)CIELAB-F2/10。表4 4382酞青藍(lán)BGS色板CIELAB測(cè)試結(jié)果編號(hào)a*b*L*c*h*4-10.9-28.935.530.92495-12.4-29.636.332.12476-1

9、3.4-30.13733.0245表5 4382酞青藍(lán)BGS色板總色差測(cè)試結(jié)果樣品名EH*c*L*a*b*CMC（21）51.60-0.68偏綠藍(lán)1.34偏艷0.53深淺近似-0.90-1.210.8662.84-1.10偏綠藍(lán)2.42偏艷0.99偏淺-1.50-2.201.51223 永固紫RL色板測(cè)試結(jié)果該色板接受標(biāo)準(zhǔn)CIELAB-A/10。表6 永固紫RL色板CIELAB測(cè)試結(jié)果樣品名a*b*L*c*h*75.98-9.0926.510.830385.20-7.4826.19.1130497.08-10.625.912.7303表7 永固紫RL色板總色差測(cè)試結(jié)果編號(hào)EH*c*L*a*b*

10、CMC（2：1）MI81.600.36偏黃-1.52偏灰-0.35深淺近似-0.271.541.450.4991.60-0.02偏藍(lán)0.51偏艷-0.54深淺近似0.55-1.411.380.58224 5319酞青綠G 色板測(cè)試結(jié)果該色板接受標(biāo)準(zhǔn)（CIELAB-D65/10）。表8 5319酞青綠G色板CIELAB測(cè)試結(jié)果編號(hào)a*b*L*c*h*10-49.213.546.651.016411-49.313.746.051.216412-49.113.845.451.0164表9 5319酞青綠G色板總色差測(cè)試結(jié)果編號(hào)EH*c*L*a*b*CMC（2：1）110.58-0.08色相近似0.1

11、1艷度近似-0.56深淺近似-0.090.100.27121.23-0.25色相近似-0.01艷度近似-1.20偏深0.070.240.59225 耐曬紅BBM色板測(cè)試結(jié)果該色板接受標(biāo)準(zhǔn)（CIELAB-D65/10）。表10 耐曬紅BBM色板CIELAB測(cè)試結(jié)果編號(hào)a*b*L*c*h*1334.318.537.339.028.31435.018.437.439.627.71534.918.637.939.528.0表11 耐曬紅BBM色板總色差測(cè)試結(jié)果編號(hào)EH*c*L*a*b*CMC（2：1）140.69-0.42偏紅0.54艷度近似0.07深淺近似0.67-0.120.42150.78-0.

12、17色相近似0.51艷度近似0.56深淺近似0.530.090.40226 永固紅F3RK色板測(cè)試結(jié)果該色板接受標(biāo)準(zhǔn)（CIELAB-D65/10）。表12 永固紅F3RK色板CIELAB測(cè)試結(jié)果編號(hào)a*b*L*c*h*1639.420.537.844.527.51741.322.738.547.128.71840.922.438.746.628.6表13 永固紅F3RK色板總色差測(cè)試結(jié)果編號(hào)EH*c*L*a*b*CMC（2：1）172.930.99偏紅黃1.66偏艷0.72偏淺1.872.131.38182.550.90偏紅黃0.19偏艷0.95偏淺1.501.831.2423 分散劑HX-A

13、對(duì)上述幾種顏料在塑料PP著色中的影響由表2至表13中的H*、c*、a*、b*數(shù)據(jù)可見，當(dāng)分散劑HX-A替代顏料的8%和10%時(shí)，對(duì)著色塑料的彩度c*、色相角H*有所不同程度的增加。這可能是由于分散劑HX-A對(duì)塑料制品有增加表面光澤的作用，通過(guò)光學(xué)作用，而產(chǎn)生較強(qiáng)的光反射作用。但分散劑HX-A取代部分顏料后，對(duì)多數(shù)塑料著色制品的明度L* 稍有下降。由于分散劑HX-A的價(jià)格與一般顏料相比低5090%，所以分散劑HX-A取代部分顏料后，可明顯降低顏料的使用成本提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可以提高塑料制品的外觀質(zhì)量。24 分散劑HX-A在著色塑料中的微觀結(jié)構(gòu)分析本次實(shí)驗(yàn)分散劑和顏料總量為0.5%,分散劑HX-A

14、與顏料配比分別按0100、892、1090的比例配合，分別制作實(shí)驗(yàn)配方表一中六種顏料的塑料色板，使用高分辨光學(xué)顯微鏡觀察和定性各色板的微觀結(jié)構(gòu)。（a） （b） （c）a-4#配方試樣；b5#配方試樣；c6#配方試樣圖1分散劑HX-A和酞青藍(lán)BGS配合著色PP試樣微觀結(jié)構(gòu)照片（a） （b） （c）a7#配方試樣；b8#配方試樣；c9#配方試樣圖2分散劑HX-A和永固紫RL配合著色PP試樣微觀結(jié)構(gòu)照片（a） （b） （c）a-10#配方試樣；b11#配方試樣；c12#配方試樣圖3分散劑HX-A和酞青綠G配合著色PP試樣微觀結(jié)構(gòu)照片由圖1、圖2、圖3可見，分散劑HX-A分別與顏料永固紫、酞青藍(lán)、酞青綠按上述比例混合后著色PP塑料，隨著分散劑HX-A用量的增大，PP著色塑料的微觀結(jié)構(gòu)明顯好轉(zhuǎn)