[材料科学]着色剂.ppt

着色剂 1.概念 2.着色剂的分类 3.着色原理 4.着色剂的应用 5.发展前景 1 概念 着色剂：任何可以使物质显现设计需要颜色的物质都称为着色剂。 2 着色剂的分类 2.1 按种类分类 着色剂按种类分可分为颜料和染料。 颜料：不溶于水，为塑料主要着色剂，它们呈微小颗粒分散于塑料，借遮盖作用而着色。根据其化学组成分为无机和有机颜料两大类。 无机颜料：耐热、耐光、耐溶剂性优良，原料易得，制造简便，价格低廉，但使塑料制品透度下降，色光不鲜亮，相对密度也大。 有机颜料：特性介于无机颜料和有机染料之间，耐热、耐光和分散性均不及无机颜料，但色彩鲜艳。 染料：可溶于水、油、有机溶剂，分子内一般都含有发色基团和助色基团，具有强烈的着色力，色泽鲜艳，色谱齐全，主要用于纺织印染，在塑料中着色应用很少，原因是耐热性、耐光性、耐溶剂性差，即在塑料的加工温度下易分解；制品使用过程中容易渗出、迁移导致串色等。使用于纺织印染中的水溶性或反应性染料不适用于塑料着色；仅油溶性、醇溶性染料可考虑使用。如耐热性要求不高时，可用偶氮染料等。 2.2 按其形态分类 粉状着色剂：将着色剂研磨成细粉后，不加处理，直接用于着色。这种着色剂成本低，但分散性较差，易造成污染和配料不准，适用于薄膜、管材、零件一类制品以干混法挤出拉塑，适用于PE、PS、PP、ABS、PC等。 糊或膏状着色剂：把着色剂分散在增塑剂等挥发性有机液体中制成糊或膏状物，分散性好，无飞散污染，但需多次研磨，用于薄膜、建材、电线、人造革、片材、泡沫、零件板材等制品，以挤出、注射、压延、浇注方法生产，常用于聚氨酯、环苯有机玻璃等。 浓色母料：将着色剂以高浓度分散在聚合物中经研磨成细粉后再用于着色，分散性好，但使用时仍有飞散污染。用于以PE、PP树脂为原料的，以挤出压延法生产的薄膜、管材、电线、纤维、片材等塑料制品。 粒状着色剂：将着色剂分散在聚合物中，经混炼制成粒状物，分散好、质量好、无飞散，且使用方便，但增加工序和塑料受热。用于以PE、PP、PC树脂为原料，以挤出注射法生产的零件及日用品。 2.3 按化学结构分类 着色剂按结构分类分为无机和有机两大类。无机颜料热稳定性、光稳定性优良，价格低，但着色力相对差，相对密度大；有机颜料着色力高、色泽鲜艳、色谱齐全、相对密度小，缺点为耐热性、耐候性和遮盖力方面不如无机颜料。 2.3.1 无机颜料 无机颜料是传统塑料着色剂，尽管其着色力 差，但是其耐热性、耐候性、耐迁移性优越，且 价格低廉；尽管其含有重金属，毒性问题导致用 途受到限制，但在塑料着色领域中仍占据重要的 地位。按化学结构分，无机着色剂主要有以下 几类：金属氧化物，如二氧化钛、三氧化二铬、 氧化铁、氧化锌、氧化锑等；炭黑；金属硫化 物，如硫化镉、硫化汞等；铬酸盐，如铬黄和铬 橙。 二氧化钛是目前用量最大的塑料着色剂。纳 米级超细二氧化钛不仅起到着色作用还可以起到 杀菌作用。二氧化钛的分散性较差，一般采用有 机处理剂对其表面进行一定处理，有机处理剂一 般选用三乙醇胺、山梨糖醇、甘露糖醇、聚乙二 醇、聚丙二醇、烷基氯硅烷、酯类化合物、脂肪 酸类化合物等。 炭黑是用量仅次于二氧化钛的塑料着色剂。 炭黑按加工方法分类，品种繁多，用作颜料一般 被称为“色素炭黑”。近年来，开发应用了气相 法白炭黑，其具有许多优异性能，倍受关注。炭 黑不仅具有着色性能，还具有优良的耐候性和抗 热氧化作用。正确选用炭黑还可以提高聚合物的 导电性能和绝缘性能。 炭黑 2.3.2有机颜料 不溶性偶氮颜料尤其是结构比较复杂的单、双偶氮颜料，分子中含有多个极性取代基，如甲基、硝基、卤素、酰胺基等，或者杂环取代基，如苯并咪唑啉酮基团以及偶氮缩合类颜料。色谱范围主要为黄色、橙色和红色，尤其是以3，3—二氯联苯胺为原料生产出一些有机颜料适用于多种塑料的着色剂，并具有良好的应用性能。 色淀类颜料 主要是少数萘酚磺酸(羧酸)类 红色色淀颜料，由于分子极性较大，有较好的热 稳定性和高的着色力，可以用于加工成型温度中 等的树脂着色。 酞青类颜料 其具有优异的耐热、耐光和耐候 性能，高着色力及耐迁移性能，而且价格低廉。 主要有酞青蓝和酞青绿2种，色谱单调，但其用于 高密度聚乙烯大型制品会引起变形和变脆。 2.3.3无机-有机复合型颜料 无机颜料和有机颜料各有优缺点，因此，在工业生产中可以将某些无机颜料作核，通过有机颜料进行包覆处理，制备出“无机一有机”复合型颜料。例如在钼铬红的粒子表面包覆偶氮型颜料，具有良好的耐热、耐气候性，