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    产品应用

    A-1 分散剂TAS-A在塑料着色中的应用

    2015-11-19 00:00:00 来源:未知 作者:admin 点击:

    分散剂TAS-A在塑料着色中的应用研究 编号:2A-6

    周健 江苏技术师范学院应用材料研究所 213001

    万林庆 常州改性塑料厂有限公司 213002

    侯元春 苏州兴泰国光化学助剂有限公司215132

    摘要:本文采用塑料分散剂TAS-A与颜料共混应用于聚丙烯塑料着色。叙述了分散剂在塑料着色中的基本机理。通过分散剂TAS-A用量变化,观察颜料对聚丙烯塑料着色效果的影响。实验结果表明,塑料分散剂TAS-A可部分取代颜料,降低颜料用量,降低塑料着色成本,提高经济效益,同时有利于颜料均匀分散于塑料中,提高塑料制品的外观质量。

    关键词:颜料 分散剂 塑料 聚丙烯

    由于塑料材料具有许多优越的独特性能,因此其用途日益广泛。根据塑料制品的用途不同,塑料制品常常需要赋予各种不同的颜色,塑料通过着色可以满足塑料制品不同用途的需要。采用塑料分散剂与颜料进行机械混合,对颜料在塑料中均匀分散和制品外观质量提高非常重要。笔者采用塑料分散剂TAS-A与常用的几种颜料进行机械混合,分别用于聚丙烯塑料进行着色处理,按照GB250-1995(评定变色用灰色样卡)和GB7921(均匀色空间和色差公式)分别测定着色塑料的变色程度和着色塑料的总色差。

    1.实验部分

    11基本原料

    聚炳烯(ppF401,齐鲁石化公司;分散剂TAS-A ,苏州兴泰国光化学助剂有限公司;铁蓝 103,山东蓬莱新光颜料化工有限公司;4382酞青蓝BGS,常熟万佳颜料厂;永固紫RL, 南通龙腾化工有限公司;5319酞青绿G,常熟万佳颜料厂;耐晒红BBM, 杭州百合化工有限公司;永固红F3RK,杭州百合化工有限公司。

    1. 2主要设备及仪器

    高速混合机,SHR-10A,张家港市意利机械有限公司;挤出机SJ-45B,上海挤出机厂;注塑机BOLE125/80A-I,宁波双马机械厂;分光光度计Minolta-3600d,日本;高分辨光学显微镜E600型,日本尼康公司

    13 塑料色板加工

    分散剂TSA-A与颜料机械混合:将分散剂TAS-A与选定颜料按不同的配比进行机械混合,使分散剂均匀地分散于颜料中。

    塑料色板加工:将分散剂与颜料混合物按不同的比例与PP在高速捏合机中进行共混,用该共混料用单螺杆挤出机挤出造粒,得到着色PP粒料。将着色PP粒料放入注射成型机成型塑料色板(5cm×9cm)。

    挤出造粒工艺参数:Ⅰ区:85~100℃,Ⅱ区:160~180℃,Ⅲ区:180~200。Ⅳ区:190~200。

    螺杆转速:4060r/min。

    注射工艺参数:

    注射温度:Ⅰ区:85~100,Ⅱ区:160~180,Ⅲ区:180~200。

    注射压力:6~7MPa。

    14 塑料色板测试项目及测试标准

    141 塑料色板变色程度的测定:按GB250-1995《评定变色用灰色样卡》测定。

    142 塑料色板总色差的测定:按GB7921-1997《均匀色空间和色差公式》测定。

    15 分散剂TSA-A在颜料分散于塑料中的基本原理

    根据德国标准协会(German Standard Organization)命名法,将颜料颗粒状态可分为:原生颗粒(Primary Particle)、凝聚体(aggregates)和团聚体(agglomerates)。原生颗粒以单晶微粒存在,为原料的最小结构单元,凝聚体由原生颗粒表面彼此吸附而成,是界面相邻的单晶微粒的组成物,团聚体由原生颗?;蚰厶迨杷傻淖楹?,或者是这两者在边、角上相互吸附而成的混合物。颜料颗粒的大小对塑料着色效果具有决定性意义,只有将颜料颗粒粉碎成凝聚体大小时,才能提高着色强度、色调、光泽、遮盖力等[1]。

    分散剂TAS-A与颜料混合,通过物理作用可降低颜料凝聚体间的化学作用和物理作用,减少颜料团聚体的形式存在。分散剂TAS-A具有表面活性剂的作用,其分子由亲水性极性基团(酰氨基-CONH-、酯基-COO-)和亲油性的非极性基团(脂肪链R)两部分组成。分散剂TAS-A的熔点为67℃,在塑料成型加工温度下熔化后能均匀地包覆在颜料颗粒的表面,降低颜料颗粒的表面张力,有助于颜料分散体系的稳定,保证颜料颗粒在塑料中充分发挥着色作用[2]。

    2.结果与讨论

    配方中,未加分散剂TSA-A的塑料色板作为标样,加分散剂TSA-A的塑料色板与之对比,按照GB250-1995(平定变色用灰色样卡)和GB7921(均匀色空间和色差公式)分别测定着色塑料的变色程度和着色塑料的总色差。

    22测试结果

    按上述配方和塑料色板制作过程,制得18种塑料色板。按照国际照明协会制定的统一国际标准(CIE颜色系统)——L*a*b*色空间,测试塑料色板的变色程度和总色差。

    221铁蓝103色板测试结果

    该色板为接受标准(CIELAB-D65/10)。

     

    23  分散剂TAS-A对上述几种颜料在塑料PP着色中的影响

    由表2至表13中的ΔH*、Δc*、Δa*、Δb*数据可见,当分散剂TAS

    -A替代颜料的8%10%时,对着色塑料的彩度Δc*、色相角ΔH*有所不同程度的增加。这可能是由于分散剂TAS-A对塑料制品有增加表面光泽的作用,通过光学作用,而产生较强的光反射作用。但分散剂TAS-A取代部分颜料后,对多数塑料着色制品的明度ΔL* 稍有下降。由于分散剂TAS-A的价格与一般颜料相比低50~90%,所以分散剂TAS-A取代部分颜料后,可明显降低颜料的使用成本提高经济效益,同时可以提高塑料制品的外观质量。

    24  分散剂TAS-A在着色塑料中的微观结构分析

    本次实验分散剂和颜料总量为0.5%,分散剂TAS-A与颜料配比分别按0∶100、8∶92、10∶90的比例配合,分别制作实验配方表一中六种颜料的塑料色板,使用高分辨光学显微镜观察和定性各色板的微观结构。

     

    a-10#配方试样;b—11#配方试样;c—12##配方试样

    图3分散剂TAS-A和酞青绿G配合着色PP试样微观结构照片

    由图1、图2、图3可见,分散剂TAS-A分别与颜料永固紫、酞青蓝、酞青绿按上述比例混合后着色PP塑料,随着分散剂TAS-A用量的增大,PP着色塑料的微观结构明显好转,颜料团聚结构明显减少,着色混合结构趋于均一。分散剂TAS-A与铁蓝103、耐晒红BBN、永固红F3RK混合后着色PP塑料也有同样效果。

    3.结论

    1. 分散剂TAS-A与颜料配合使用,能降低颜料用量,同时提高着色塑料制品的鲜艳程度,降低塑料着色成本。分散剂TAS-A与颜料比为(8~10:(90~92)。

    2. 分散剂TAS-A与颜料并用,有利于颜料以凝聚体状态均匀分散于塑料制品,使塑料着色混合结构更加均一。

    3. 分散剂T

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