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色母的基本知識
來源:中國纖維網 添加人:service4 添加時間:2019-6-14

    

一、什么是色母?

色母又名色種,色母(Color Master Batch)是一種新型高分子材料專用著色劑,亦稱顏料制備物(Pigment Preparation)。它由顏料或染料、載體和添加劑三種基本要素所組成,是把超常量的顏料或染料均勻地載附于樹脂之中而得到的聚集體,可稱顏料濃縮物(Pigment Concentration),所以他的著色力高于顏料本身。簡單一點說色母是一種把超常量的顏料或染料均勻載附于樹脂之中而制得的聚集體。
 
二、色母的基本成分有哪些?

色母的基本成分為:

1. 顏料或染料
 
顏料又分為有機顏料與無機顏料
常用的有機顏料有:酞菁紅、酞菁藍、酞菁綠、耐曬大紅、大分子紅、大分子黃、永固黃、永固紫、偶氮紅等
 
常用的無機顏料有:鎘紅、鎘黃、鈦白粉、炭黑、氧化鐵紅、氧化鐵黃等

2. 載體

是色母粒的基體。專用色母一般選擇與制品樹脂相同的樹脂作為載體,兩者的相容性最好,但同時也要考慮載體的流動性。

3. 分散劑

促使顏料均勻分散并不再凝聚,分散劑的熔點應比樹脂低,與樹脂有良好的相容性,和顏料有較好的親和力。最常用的分散劑為:聚乙烯低分子蠟、硬脂酸鹽。

4. 添加劑
 
如阻燃、增亮、抗菌、抗靜電、抗氧化等品種,除非客戶提出要求,一般情況下色母中并不含有上述添加劑。

三、色母分哪些品種和等級?

色母的分類方法 常用的有以下幾種:

按載體分類:如PE色母、PP色母、ABS色母、PVC色母、EVA色母等

按用途分類:如注射色母、吹塑色母、紡絲色母等

各品種又可分為不同的等級,如:

1.高級注射色母:
  
用于化妝品包裝盒、玩具、電器外殼及其它高級制品。

2.普通注射色母:
  
用于一般日用塑料制品、工業容器等。

3.高級吹膜色母:
  
用于超薄制品的吹塑著色。

4.普通吹膜色母:
  
用于一般包裝袋、編織袋的吹塑著色。

5.紡絲色母:
  
用于紡織纖維紡絲著色,色母顏料顆粒細,濃度高,著色力強,耐熱、耐光性好。

6.低級色母:
  
用于制造對顏色品質要求不高的低級產品,如垃圾桶、低級容器等。

7、專用色母:

是根據用戶指定的用于制品的塑料品種,選用相同的塑料作為載體所制造的色母。如PP色母、ABS色母分別選用PP、ABS作為載體。
通用色母:也用某種樹脂(往往是低熔點的PE)作為載體,但它可以適用于除其載體樹脂之外的其它樹脂的著色。

8、通用色母

通用色母相對來說比較簡單方便,但缺點較多,建議用戶選用專用色母。
專用色母的耐熱等級一般是與用于制品的塑料相適應的,在正常溫度下,可以放心使用。唯在下述情況下會引起不同程度的變色,一是溫度超出了正常范圍,一是停機時間過長。

9、色母著色與造粒著色相比具有以下優點:

9.1.著色和制品加工一次完成,避免造粒著色對塑料的加熱過程,對保護塑料制品的品質有好處。

9.2.使塑料制品的生產工藝最簡化。

9.3.可節省大量電能

四、為什么要使用色母?

使用色母具有以下優點:

1. 使顏料在制品中具有更好的分散性:

色母是把超常量的顏料均勻載附于樹脂之中而制得的聚集體。

色母生產過程中須對顏料進行細化處理,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,加熱熔融后顏料顆料能很好地分散于制品塑料中。

2. 有利于保持顏料的化學穩定性:

直接使用顏料的話,由于在貯存和使用過程中顏料直接接觸空氣,顏料會發生吸水、氧化等現象,而做成色母后,由于樹脂載體將顏料和空氣、水分隔離,可以使顏料的品質長期不變。

3. 保證制品顏色的穩定:
色母顆粒與樹脂顆粒相近,在計量上更方便準確,混合時不會粘附于容器上,與樹脂的混合也較均勻,因此可以保證添加量的穩定,從而保證制品顏色的穩定。

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

5.保持環境的潔凈,不沾污器皿:

6.工序簡單,轉色容易,節省時間和原材料:
   
由于顏料在貯存和使用過程中直接接觸空氣,于是會發生吸潮、氧化、結團等現象,直接使用會在塑膠產品表面出現色點,色相發暗、顏色容易褪變,并且在混合時造成塵土飛楊,影響操作人員的健康。而色母粒在生產過程中經過機械加工,對顏料進行了細化處理,把顏料和樹脂載體、分散劑充份混煉,使顏料與空氣、水分隔離,從而增強了顏料的耐候性、提高了顏料的分散性和著色力,色相光亮。由于色母粒與樹脂顆粒形狀相近,所以在計量上更方便準確,混合時不會粘附于容器上,因此節省了清潔容器和機器的時間以及清機所用的原材料。
 
五、使用色母的注意事項:

1、怎樣使用色母?

色母的使用非常簡單,只需按規定的配比與樹脂顆粒混合,手工拌和即可。

在設備的操作中應注意以下問題 :

1.1.注塑機或擠出機混煉腔一般有多個溫度區域,其中靠近落料口的那段溫度應略高一些,這是為了使色母進入混煉腔后迅速熔化,與塑料樹脂盡快混合均勻,這樣有利于色母顏料在制品中處于良好分散狀態。

1.2.將注塑機適當施加背壓,這樣可以提高螺桿的混煉效果,有利顏料的分散,施加背壓的副作用是使注塑速度有所放慢。

1.3.將擠出機的模頭溫度適當提高,可以增加制品的光亮度。

2、怎樣確定色母的使用比例?
確定色母使用比例的依據,是要獲得滿意的著色效果。只要制品表面色調均勻,沒有條紋和斑點,就可以認可。七色鹿色母的使用比例可按下文選用:

1:100    除非設備的混煉性非常好,否則容易出現顏料分散不均勻的現象,七色鹿公司一般不建議客戶使用這一比例。
   
但是,一些客戶因價格壓力,特別希望使用這一比例的色母,七色鹿公司為客戶著想,也較多地生產這樣低比例的濃縮色母,而且顏料的分散性一般也能達到要求。
   
1:50 用于著色要求一般的塑料制品,PE、PP色母較多使用這一比例
  
1:33--1:25 用于著色要求較高的PO類制品,著色要求較低或一般的ABS制品
   
1:20 用于高級塑料制品,包括PO、ABS,可廣泛用于注塑、吹塑、紡絲等工藝
   
1:20以上 一般用于高級化妝品容器著色,較多地用于小型注塑機

3、如何計算色母的使用成本?

計算色母著色的成本時應扣除色母本身的重量。

舉例如下:100公斤塑料樹脂中加入2公斤色母,這時候總重量已經為102公斤,假設樹脂價格為10元/公斤,色母價格為20元/公斤,

則102公斤塑料制品中因使用色母而增加的成本為:
    2公斤×(20元/公斤-10元/公斤)=20元

換算成每100公斤塑料制品中因使用色母而增加的成本為:
    20元/102公斤×100公斤=19.61元

4、使用色母會增加產品成本嗎?

多數情況下是這樣的。但在有些情況下,使用色母著色反而比使用色粉著色經濟,原因是配色師可以通過幾種較低價格顏料的組合來達到較高價格顏料的著色效果。

還要考慮以下兩種現象:
  
1.在很多情況下,塑料制品廠家在用色粉配色時選用的顏料并不是最經濟的,而由于對顏料不夠熟悉,配色時反復試驗,造成人力和材料的浪費則非常普遍。使用色母則不存在這個問題。
  
2.用色母著色的產品和用色粉著色的產品其檔次是完全不一樣的,其售價也要高出一些,高出的售價往往高于使用色母所增加的成本,所以色母反而能創造"利潤"。從這個角度講,在有些情況下,使用色母著色比使用色粉著色要來得"經濟"。

5、色母在使用前需要烘干嗎?

色母一般情況下不需要烘干,可以直接使用,但是,ABS和NY色母除外,它們應按常規工藝進行烘干。

色母的保存期限有多長?

色母可以長期保存。

色母中的顏料分散固定于載體樹脂中,處于封閉狀態,即使長期貯存其品質也不會變化。但應當貯存于干燥、陰涼的環境中

6、可不可以用幾種不同的色母配制顏色?

七色鹿公司經常用幾種色母為小用量客戶配制特定的顏色

但在沒有公司技術人員指導的情況下,客戶不可自作主張將幾種色母配合使用,更不可將不同公司生產的色母混合使用,以免不相容而造成損失。
使用色母會影響產品的其它性能嗎?

有些顏料對制品的阻燃效果有影響。使用于阻燃產品時,應向色母生產廠家指出。

模具對色母的使用有無影響?

為了充分顯示色母的著色效果,模具必須具有相應的品質,尤其是表面必須十分光潔。

六、色母的常見缺陷

1、在陽光照射下,制品中有條紋狀的顏料帶

這個問題需從塑料物理機械性能和塑料成型工藝兩個方面考慮:

1.1注塑設備的溫度沒有控制好,色母進入混煉腔后不能與樹脂充分混合。

1.2注塑機沒有加一定的背壓,螺桿的混煉效果不好。

1.3色母的分散性不好或樹脂塑化不好。
   
工藝方面可作如下調試:

1.將混煉腔靠落料口部分的溫度稍加提高   2.給注塑機施加一定背壓。
   
如經以上調試仍不見好,則可能是色母、樹脂的分散性或匹配問題,應與色母粒制造廠商聯系解決。

2、使用某種色母后,制品顯得較易破裂

這可能是由于生產廠家所選用的分散劑或助劑質量不好造成的擴散互溶不良,影響制品的物理機械性能。

3、按色母說明書上的比例使用后,顏色過深(過淺)

這個問題雖然簡單,卻存在著很多可能性,具體為:

3.1.色母未經認真試色,顏料過少或過多

3.2.使用時計量不準確,國內企業尤其是中小企業隨意計量的現象大量存在

3.3.色母與樹脂的匹配存在問題,這可能是色母的載體選擇不當,也可能是廠家隨意改變樹脂品種

3.4.機器溫度不當,色母在機器中停留時間過長

處理程序:首先檢查樹脂品種是否與色母匹配、計量是否準確,其次調整機器溫度或轉速,如仍存在問題應向色母粒生產廠家聯系。

4、同樣的色母、樹脂和配方,不同的注塑機注出的產品為何顏色有深淺?

這往往是注塑機的原因引起的。不同的注塑機因制造、使用時間或保養狀況的不同,造成機械狀態的差別,特別是加熱原件與料筒的緊貼程度的差別,使色母在料筒里的分散狀態也不一樣,上述現象就會出現。

5、換另一種牌子的樹脂后,同樣的色母和配方,顏色卻發生了變化,這是為什么?

不同牌號的樹脂其密度和熔融指數會有差別,因此樹脂的性能會有差別,與色母的相容性也會有差別,從而發生顏色變化,一般說來,只要其密度和熔融指數相差不大,那么顏色的差別也不會太大,可以通過調整色母的用量來較正顏色。

6、色母在儲存過程中發生顏料遷移現象是否會影響制品的質量?
有些色母的顏料含量(或染料)很高,在這種情況下,發生遷移現象屬于正常。尤其是加入染料的色母,會發生嚴重的遷移現象。但這不影響制品的質量,因為色母注射成制品后,顏料在制品中處于正常的顯色濃度。

7、為什么有的注射制品光澤不好?
有以下多種可能:

7.1.注塑機的噴嘴溫度過低

7.2.注塑機的模具光潔度不好

7.3.制品成型周期過長

7.4.色母中所含鈦白粉過多

7.5.色母的分散不好

8、一段時間后,有的塑料制品的會發生褪色現象。
生產廠家所采用基本顏料質量不好,發生漂移現象。

9、為什么ABS色母特別容易出現色差異?
各國生產的不同牌號ABS色差較大,即使同一牌號的ABS,每批批號也可能存在色差,使用色母著色后當然也會出現色差。這是由于ABS的特性引起的,在國際上還沒有徹底的解決辦法。但是,這種色差一般是不嚴重的。

用戶在使用ABS色母時,必須注意ABS的這一特性
 
七、附錄:顏料的性能

1.耐熱性
    PVC、PE的顏料耐溫 160-180攝氏度
    ABS、PS的顏料耐溫 250-280攝氏度
    PP 、PA、 PET的顏料耐溫 280度以上
   
一般要求顏料的耐熱時間為4-10分鐘,通常,使用溫度越高,耐熱時間越短。酞青藍顏料耐溫325攝氏度,10分鐘變色
   
2、遷移性
顏料的耐遷移性是指:著色塑料制品與其他固、液、氣等狀態,物質長期接觸或者在某種特定環境下工作,有可能和上述物質發生物理和化學作用,表現為顏料從塑料內部遷移到制品的自由表面上,或遷移到相鄰的塑料或溶劑中。
    耐遷移性評級標準
    1級 2級 3級 4級 5級
    嚴重遷移顯著遷移有遷移輕微遷移無遷移
   
3.無機顏料大部分具有良好的耐光性。
   
4.耐候性是指顏料在大自然的條件下的顏色穩定性。
   
5.鈦白粉分為:銳鈦型(A)鈦白粉金紅石型(R)鈦白粉
    鈦白粉可提高遮蓋力,耐候性,抗褪色性等~~~
    鈦白粉濃度低時,PP的白度隨其含量的增加速度提高,當濃度超過1.5%時,白度不再上升,從1%-8%,白度緊提高2.8%,這說明超出一定濃度范圍后,增加鈦白粉用量并不能提高白度。為了進一步提高白度,可采用熒光增白劑,只用很少量的熒光增白劑即可顯著提高鈦白粉的著色力。
   
二氧化鈦,別名:鈦白粉
   
鈦白粉可使塑料有效地散射可見光而賦予白度、亮度、不透明度。
   
PP\\ ABS中鈦白粉濃度為1% ; PVC中為4%;隨著鈦白粉用量的增加,其遮蓋力逐漸提高,當濃度大于8%時趨于平衡。
   
一般情況下,鈦白粉顆粒越細,其著色力越高,遮蓋力越強。
   
6.鎘黃著色力較強,耐光、耐候性優良,不遷移、不滲色(有毒顏料)。本品可作為塑料的黃色著色劑,其顏色鮮艷,耐光性、耐熱性優良、耐溶劑性、耐水性和耐堿性亦好,但不耐酸、著色、遮蓋力不太高。

7.群青有增白和調色的作用,它能清除白色制品中的黃色色光。

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