顏料在塑料中的分散作用

主講人：劉世銳顏料在塑料中的分散一。顏料分散的意義二。顏料的分散理論三。顏料的潤(rùn)濕和細(xì)化四。常用塑料著色方法五。顏料分散的主要設(shè)備一、概念：分散兩層含義：（1）被分散介質(zhì)在體積上的減小和統(tǒng)一過(guò)程；（2）被分散介質(zhì)在空間分布上的均勻過(guò)程。對(duì)于樹脂中的顏料來(lái)說(shuō)，就是大的顆粒破碎成為小的顆粒并最終統(tǒng)一在某一尺度范圍內(nèi)，同時(shí)這些顆粒在樹脂基體中均勻分布。顏料分散的關(guān)鍵：顏料的充分細(xì)化分散性

1、影響因素：粒徑大小、比表面積、表面自由能、表面電荷、PH、極性、表面吸附狀態(tài)；

2、分散、團(tuán)聚、最低能量原理、有機(jī)物包膜劑

3、分散性的好壞不僅影響鈦白粉的消色力、遮蓋力、吸油量，而且也影響光澤和耐候性；

俗話說(shuō)：物以類集，人以群分；門當(dāng)戶對(duì)。專業(yè)謂之：相似相溶原理。建筑涂料用鈦白粉必須從特有的憎水性改為親水性。水性、油性涂料與塑料因其自身性質(zhì)的不同，不可共用。而分散劑與涂料的其它顏填料、助劑相親相愛—配伍性。

概念：著色力(消色力）

顏料著色能力和效率的度量，當(dāng)兩種顏料使被著色物獲得相同顏色時(shí)，用量少的著色力高。二氧化鈦與另一種顏料混合后，能夠得到混合物顯示它本身顏料的能力。對(duì)于二氧化鈦，它與一深色顏料混合后，混合物的顏色越淺，表示它的消色力越強(qiáng)。

消色力的影響因素：消色力的大小與它的散射能力和折射率有關(guān)；粒子的大小、形狀、結(jié)構(gòu)和粒度分布對(duì)消色力有明顯的影響，消色力隨著粒度的減小和粒度的均勻性的增加而增大；鈦白粉的消色力還與制備條件有關(guān)。顏料的分散對(duì)制品外觀的影響顏料的分散直接影響著色制品的外觀（斑點(diǎn)、條痕、光澤、色澤及透明度）；分散得好，其平均粒徑小，比表面積大，對(duì)光線的作用就強(qiáng)，著色制品的外觀就會(huì)顯得均勻、細(xì)膩、色斑少、色差小。同時(shí)可降低成本。顏料的分散對(duì)著色制品質(zhì)量的影響顏料粒徑與著色力的關(guān)系

粒徑現(xiàn)象大于30μm斑點(diǎn)、條痕10~30μm無(wú)光澤小于5μm可滿足一般制品小于1μm纖維、超薄薄膜一般情況下，顏料粒徑越小，著色力越高。例如，偶氮顏料粒子直徑在0.1μm、酞菁顏料粒徑在0.05μm時(shí)，具有最高的著色力。二。顏料分散理論顏料分散前的形態(tài)

原生顆粒、凝聚體、團(tuán)聚體顏料的分散過(guò)程

使用潤(rùn)濕劑潤(rùn)濕；顏料的粉碎和細(xì)化；細(xì)化后的穩(wěn)定化混合分散原生顆粒（primaryparticle）：

以單晶、塊狀、球形或微晶組成的大晶體形式存在。

凝聚體（aggregates）：

由原生顆粒表面彼此吸附而成。團(tuán)聚體（agglomerates）：

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。

顏料的分散細(xì)化，是將團(tuán)聚體粉碎、細(xì)化的過(guò)程。顏料生產(chǎn)過(guò)程示意圖

一般商品顏料顆粒粒徑為250μm-750μm顏料的分散過(guò)程

顏料的分散，第一步是使用潤(rùn)濕劑潤(rùn)濕顏料，使顏料之間的凝聚力減小，便于第二步顏料的粉碎和細(xì)化。粉碎細(xì)化后的顏料進(jìn)一步做包覆處理，降低新形成的界面表面能，以便在進(jìn)一步加工時(shí)，不致于使顏料產(chǎn)生再凝聚現(xiàn)象，第三步細(xì)化后的顏料在熔體中能均勻分散，由此，顏料的分散過(guò)程可以分為三步：潤(rùn)濕、細(xì)化和細(xì)化后的穩(wěn)定化混合分散。

三。顏料的潤(rùn)濕和細(xì)化顏料的潤(rùn)濕顏料的細(xì)化（粉碎）

細(xì)化的基本方法：干混法、液體剪切法和熔體剪切法。

顏料的潤(rùn)濕

顏料的分散首先要進(jìn)行潤(rùn)濕，潤(rùn)濕過(guò)程是用潤(rùn)濕劑（表面處理劑）潤(rùn)濕、包覆顏料表面。

“潤(rùn)濕”視頻介紹（巴斯夫）顏料的細(xì)化（粉碎）顏料的細(xì)化是將團(tuán)聚體顆粒破碎，它主要依靠顏料顆粒之間的自由運(yùn)動(dòng)（沖擊應(yīng)力）和顏料團(tuán)聚體通過(guò)周圍介質(zhì)的應(yīng)力（剪切應(yīng)力）來(lái)完成。細(xì)化的基本方法有以下三種：干混法、液體剪切法和熔體剪切法。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中是將這幾種方法聯(lián)合使用，更有利于發(fā)揮每種方法的優(yōu)點(diǎn)。

1.干混著色：又浮染、粉狀著色和純顏料著色，可以生產(chǎn)普通塑料制品。它簡(jiǎn)化造粒工序直接用注塑、擠出等加工方法生產(chǎn)著色制品，避免因造粒加熱使樹脂產(chǎn)生降解。

2.干顏料混合物著色：當(dāng)使用分散性差別很大的顏料時(shí)，及塑料加工廠家進(jìn)行配色感到困難時(shí)，就可以使用顏料供應(yīng)廠家提供的粉狀配色顏料混合物。

3.糊狀混合物著色：是使用三輥研磨機(jī)和捏合機(jī)等混合和混煉設(shè)備，并使用增塑劑、多元醇等液體載體把顏料研磨成糊狀的顏料色漿。

4.顏料混合物：是顏料的濃縮物，且經(jīng)過(guò)細(xì)化充分分散至樹脂或分散劑中。四、常用塑料著色方法五、顏料分散的主要設(shè)備捏合機(jī)：主要用于高粘度物質(zhì)之混合分散Branetali混合機(jī)：主要用于各種粘度乳液的混合和分離高速分散劑：是顏料分散設(shè)備中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種三輥研磨機(jī)：主要用于揮發(fā)性低的涂料的加工球磨機(jī)：主要用于生產(chǎn)揮發(fā)性涂料及各種油墨、液體著色劑和配置色漿料等砂磨機(jī)：主要用于揮發(fā)性涂料及各種油墨的加工和液體著色劑、乳膠漆等的生產(chǎn)膠體磨：是一種無(wú)介質(zhì)的分散設(shè)備，由轉(zhuǎn)子和定子組成高速混合機(jī)：主要用于干摻和粉體樹脂的混合和分散連續(xù)混合器：是一種轉(zhuǎn)子式混合器，主要用于部分物質(zhì)的配料及在塑料中摻入各種纖維在液體介質(zhì)中達(dá)到高品質(zhì)分散的方法載體的選擇其對(duì)顏料及研磨表面皆有良好的潤(rùn)濕性；‘粘性’配合方法，即在依賴粒子互相撞擊的加工法中選用低粘性，而在依賴經(jīng)由液體層的剪切力的加工法則選擇高粘性；在加工的條件下和顏料間可化學(xué)相容。選擇適量的顏料和添加劑，以在機(jī)器中有恰當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)。用熔體剪切法達(dá)到高品質(zhì)分散的方法樹脂的選擇

1.對(duì)顏料和研磨表面皆有良好的潤(rùn)濕性。高粘著強(qiáng)度。粘度受溫度的影響很小。在加工條件下和顏料間化學(xué)相容。和基料樹脂流動(dòng)性