塑料色母料的制備一、母料簡(jiǎn)介

1、母料的定義：含有高百分比劑量助劑的塑料混合物。通常是由30~70%的助劑與70~30%的載體樹(shù)脂經(jīng)混合造粒而制成的濃縮物。2、生產(chǎn)方法：先將待加入樹(shù)脂的助劑加入特定的載體中制成粒料，然后含有高濃度助劑的粒料加入樹(shù)脂中。第2頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天母料簡(jiǎn)介

3、使用母料的優(yōu)點(diǎn)：①簡(jiǎn)化配方實(shí)施中復(fù)雜的混合及造成粒工序，便于使用和操作；②生產(chǎn)環(huán)境清潔，大大改善勞動(dòng)條件，有利于保護(hù)工人身體健康；③提高助劑的分散均勻程度，使助劑能充分發(fā)揮其性能。④有利于助劑的銷售和運(yùn)輸。第3頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天簡(jiǎn)介母料

4、母料的分類：填充母料色母料改性母料以填料為主，降低成本并適當(dāng)提高制品性能母料由著色劑、載體及分散劑組成；可降低著色劑的用量，提高顏色的均勻性阻燃母料降解母料長(zhǎng)壽母料香味母料等第4頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、簡(jiǎn)介色母料1、定義：色母料是把超常量的顏料均勻的載附于樹(shù)脂之中而得到的塑料顆粒。一種高濃縮、高效能的顏色配制品。2、發(fā)展史：國(guó)外從20世紀(jì)70年代開(kāi)始采用色母料著色；中國(guó)從1975年開(kāi)始色母粒的研究。3、現(xiàn)狀：目前已具有相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)能力，并得到廣泛的應(yīng)用。

第5頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天色母料簡(jiǎn)介4、組成：母料核、分散層及載體層著色劑的選擇

著色劑分無(wú)機(jī)顏料、有機(jī)顏料及染料。著色劑加入量一般占母料質(zhì)量的15～40％左右。載體的選擇

載體加入量約為母料的30～70％。分散劑的選擇

分散劑一方面促進(jìn)著色劑在載體中的分散；另一方面提高母料的加工流動(dòng)性。用量可在15份左右。第6頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天5、色母料的分類專用色母料：指的是載體與樹(shù)脂相容范圍小，只與一種或兩種基體樹(shù)脂相容，而與大部分樹(shù)脂不相容或著相容性不好的一類著色母料。萬(wàn)能色母料

色母料適用范圍廣，幾乎適用所有樹(shù)脂的著色。（1）有機(jī)載體萬(wàn)能母料這類母料往往選擇一種能和所有樹(shù)脂相容的載體，或者選擇兩種或兩種以上相容范圍不同的載體復(fù)合適用。（2）無(wú)載體萬(wàn)能母料

這類母料又稱為著色晶，無(wú)載體，能與所有樹(shù)脂相容，適用于所有塑料的著色。第7頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

1.使顏料在制品中具有更好的分散性。色母生產(chǎn)過(guò)程中須對(duì)顏料進(jìn)行細(xì)化處理，以提高顏料的分散性和著色力。專用色母的載體與制品的塑料品種相同，具有良好的匹配性，加熱熔融后顏料顆粒能很好地分散于制品塑料中。

2.有利于保持顏料的化學(xué)穩(wěn)定性。直接使用顏料的話，由于在貯存和使用過(guò)程中顏料直接接觸空氣，顏料會(huì)發(fā)生吸水、氧化等現(xiàn)象，而做成色母后，由于樹(shù)脂載體將顏料和空氣、水分隔離，可以使顏料的品質(zhì)長(zhǎng)期不變。

3.保證制品顏色的穩(wěn)定。色母顆粒與樹(shù)脂顆粒相近，在計(jì)量上更方便準(zhǔn)確，混合時(shí)不會(huì)粘附于容器上，與樹(shù)脂的混合也較均勻，因此可以保證添加量的穩(wěn)定，從而保證制品顏色的穩(wěn)定。

4.保護(hù)操作人員的健康。顏料一般是粉狀，添加和混合時(shí)容易飛揚(yáng)，被人體吸入后將影響操作人員的健康。

5.保持環(huán)境的潔凈

6.使用方便6、使用色母的優(yōu)點(diǎn)第8頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天7、色母料的市場(chǎng)需求狀況及現(xiàn)狀

我國(guó)有330家生產(chǎn)色母的企業(yè)，其中塑料級(jí)色母廠已經(jīng)達(dá)到了300家。我國(guó)色母年生產(chǎn)能力在1000噸以上的企業(yè)有將近50家，全國(guó)色母生產(chǎn)能力為每年30萬(wàn)噸，2001年我國(guó)色母的需求量不到12萬(wàn)噸。生產(chǎn)能力嚴(yán)重過(guò)剩，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)色母粒行業(yè)普遍開(kāi)工不足，除新建生產(chǎn)裝置增速過(guò)快，產(chǎn)品訂單不足等因素外；其中重要因素是國(guó)產(chǎn)色母粒產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，品種不全，通用型產(chǎn)品占很大比重，而高濃度和超高濃度、多功能性色母及細(xì)旦纖維用色母所占比重較少。反觀色母技術(shù)水平較高的國(guó)家，顏料、分散劑等原材料品種齊全，已形成了系列化和專業(yè)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。第9頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天8、色母總的發(fā)展趨勢(shì)與建議

色母向顏料高濃度方向發(fā)展以降低最終產(chǎn)品的著色成本，色母與添加劑相結(jié)合開(kāi)發(fā)多功能的產(chǎn)品是色母今后的發(fā)展方向。我國(guó)塑料行業(yè)的快速發(fā)展必將帶動(dòng)色母行業(yè)的發(fā)展，色母產(chǎn)品具有廣闊的應(yīng)用前景。針對(duì)現(xiàn)在生產(chǎn)現(xiàn)狀，我提出以下建議：（1）國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)聯(lián)合上游企業(yè)和科研究院校開(kāi)發(fā)適于色母應(yīng)用的顏料和分散劑，增加產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，使色母產(chǎn)品向高質(zhì)量方向發(fā)展。第10頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天色母總的發(fā)展趨勢(shì)與建議

（2）色母生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分利用色母專業(yè)委員會(huì)提供的信息，加強(qiáng)溝通和合作，制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，凈化市場(chǎng)，使競(jìng)爭(zhēng)變得有序，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

（3）市場(chǎng)對(duì)色母需求的特征表現(xiàn)為高度的分散化和專門化，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行細(xì)化，拓寬色母產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)多功能和高技術(shù)含量的色母產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的需要。

第11頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、色母料配方舉例1、炭黑色母料炭黑：一般選用高色素炭黑或混氣炭黑，添加量為３０％～６０％主分散劑：應(yīng)為低溶度、低熔體粘度，與載體樹(shù)脂和被著色樹(shù)脂有良好的相容性，添加量為１５％。如：聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硬脂酸鹽等。輔助分散劑：１０號(hào)白油、磷酸三苯脂、ＤＯＰ等。添加量為5%。載體樹(shù)脂：選用熔體指數(shù)為10~30的LDPE和LLDPE的共混物為最好。第12頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天色母料配方舉例潤(rùn)滑劑：可用石蠟、硬脂酸、硬脂酸鋅等，添加量為1%左右?？寡鮿褐骺寡鮿?010添加0.1%~0.2%，輔助抗氧劑DLTP添加量0.2%~0.4%。還可以添加0.5%量的硅烷偶聯(lián)劑等，先進(jìn)行預(yù)處理為好。炭黑色母料采用干法生產(chǎn)，先高溫混合，再低溫粉碎，這樣使炭黑分散均勻、細(xì)化、穩(wěn)定，最后用雙螺桿擠出機(jī)上塑煉擠條、牽引、冷卻、干燥、切粒而成。第13頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天色母的配方設(shè)計(jì)1、例如PE、PP色母料配方為：

黃色時(shí)（顏料：分散劑：載體樹(shù)脂為3~1:1~3:6）

紅色時(shí)（顏料：分散劑：載體樹(shù)脂為3~1：3~5:4）2.例如紅色PS、ABS色母料時(shí)顏料：分散劑：載體樹(shù)脂為2~1：1~2：７第14頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、色母料造粒設(shè)備目前我國(guó)生產(chǎn)母粒的設(shè)備僅限于一些小型平行雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)，產(chǎn)量較低。而且對(duì)于一些功能母粒、小分子量高填充母粒，在普通的雙螺桿、單螺桿擠出機(jī)上很難加工第15頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、色母料造粒主機(jī)

（1）塑料熱煉混合機(jī)

混合室總?cè)莘e

200L

一次投料量

65kg

電機(jī)功率

30/42kW

槳葉轉(zhuǎn)速

650/1300r/min

（2）X(S)M-80（6-60）密閉式煉塑機(jī)

密煉室總?cè)莘e

76L

密煉室工作容積

52L

后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

6~60r/min

驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率

355kW

第16頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、色母料造粒主機(jī)（3）SWSZ-140雙錐喂料裝置

螺桿直徑

大頭

Ф400mm

小頭

Ф144mm

螺桿轉(zhuǎn)速

1.5~15r/min

驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率

30kW

最大擠出量（LDPE）

900kg/h（4）SJW-200×6單螺桿塑料喂料擠出機(jī)

螺桿直徑

Ф200mm

螺桿長(zhǎng)徑比

6:1

螺桿轉(zhuǎn)速

高速檔

10~60r/min

低速檔

6~36r/min

驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率

100kW

最大擠出量（LDPE）

900kg/h

第17頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、色母料造粒輔機(jī)

（1）換網(wǎng)裝置（滑板式液壓換網(wǎng)）

換網(wǎng)油泵電機(jī)功率

5.5kW

加熱方式

鑄鋁加熱器

（2）造粒機(jī)頭

?？字睆?/p>

Ф2.5mm

?？讛?shù)

230個(gè)

加熱方式

鑄鋁加熱器

（3）水環(huán)切粒機(jī)

電機(jī)功率

5.5kW（交流變頻）

切刀轉(zhuǎn)速

100~1000r/min

第18頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、色母料造粒輔機(jī)

（4）振動(dòng)篩

滿足900kg/h的產(chǎn)量

（5）沸騰干燥器

空氣加熱器功率

75kW

風(fēng)機(jī)功率

18.5kW

第19頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、色母的生產(chǎn)工藝

色母的制造方法有四種：油墨法、沖洗法、捏合法和金屬皂法。

1.油墨法

油墨法是在色母生產(chǎn)中采用油墨色漿的生產(chǎn)方法，即采用PE蠟、白油、液體石蠟，通過(guò)三輥研磨，在顏料表面包覆一層低分子保護(hù)層，其流程如下：細(xì)色漿三輥研磨機(jī)粗色漿攪拌機(jī)顏料分散劑載體樹(shù)脂分散劑烘干載體樹(shù)脂預(yù)分散顏料二輥塑煉機(jī)二輥塑練機(jī)擠出機(jī)油墨法生產(chǎn)的色母主要靠三輥研磨機(jī)的剪切作用，使色漿中的顏料顆粒團(tuán)聚體打開(kāi)，生成原生顆粒色母色母第20頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

2.沖洗法

沖洗法是顏料、水和分散劑通過(guò)研磨，使顏料顆粒小于1μm，并通過(guò)相位轉(zhuǎn)移法，使顏料轉(zhuǎn)入油相，然后干燥制得色母粒。轉(zhuǎn)相時(shí)還需要用有機(jī)溶劑，以及相應(yīng)的溶劑回收裝置，其工藝流程如下:顏料分散劑水砂磨機(jī)細(xì)色漿載體樹(shù)脂水分散劑轉(zhuǎn)相槽有機(jī)溶劑蒸發(fā)濃色物料水洗槽水干燥機(jī)預(yù)分散顏料載體樹(shù)脂擠出機(jī)色母溶劑回收第21頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

3.捏合法

捏合法是將顏料和油溶性載體摻混后，利用顏料親油這一特點(diǎn)，通過(guò)捏合使顏料從水相沖洗進(jìn)入油相，同時(shí)由油性載體將顏料表面包覆，使顏料分散穩(wěn)定，防止顏料凝聚。其工藝流程如下：顏料分散劑水砂磨機(jī)聚乙烯蠟?zāi)蠛蠙C(jī)白油攪拌機(jī)濃色物料二輥開(kāi)煉機(jī)色母載體樹(shù)脂第22頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

4.金屬皂法

金屬皂法是將顏料經(jīng)過(guò)研磨后粒度達(dá)到1μm左右，并在一定溫度下加入皂液，使每個(gè)顏料顆粒表面層均勻地被皂液所潤(rùn)濕，形成一層皂化液，當(dāng)金屬鹽溶液加入后與在顏料表面的皂化層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成一層金屬皂的保護(hù)層(一般為硬脂酸鎂），使經(jīng)磨細(xì)后的顏料顆粒不會(huì)引起絮凝現(xiàn)象，保持一定細(xì)度。這種方法不僅可以制得色母，還可制得預(yù)處理料。其工藝流程如下：除上述方法外，成型加工廠也可利用高速混合機(jī)和高效配料雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)色母料。顏料分散劑水砂磨機(jī)細(xì)色漿預(yù)分散半成品顏料吸濾烘干載體樹(shù)脂擠出機(jī)預(yù)分散顏料色母合成皂液金屬鹽第23頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天六、色母料的制備1、色母料的預(yù)分散：制造色母料的技術(shù)的關(guān)鍵是對(duì)顏料進(jìn)行預(yù)分散。顏色預(yù)分散的目的是使顏料在加工過(guò)程中呈現(xiàn)為細(xì)微、穩(wěn)定而均勻的1~20um的顆粒。實(shí)現(xiàn)顏料分散的方法：固體干混研磨法、液體法、熔體剪切法這種分散處理理論上有三個(gè)步驟:首先初始潤(rùn)濕，第二步是細(xì)化，第三步是通過(guò)加入一定量的活性劑或者處理劑。注：詳細(xì)見(jiàn)《塑料混合及設(shè)備》中國(guó)輕工業(yè)出版社第24頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天色母料的制備2、色母料的制備方法

a、雙螺桿擠出機(jī)配料混合生產(chǎn)色母料法

b、轉(zhuǎn)相法

c、單螺桿擠出機(jī)一階擠出法第25頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天色母料的制備1、雙螺桿擠出機(jī)配料混合生產(chǎn)色母料法加工步驟：A、熱塑性聚合物、顏料和添加劑的計(jì)量加入B、聚合物的熔融C、揮發(fā)組分的排除D、視需要對(duì)母