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產品應用

A-1 分散劑TAS-A在塑料著色中的應用

2015-11-19 00:00:00 來源:未知 作者:admin 點擊:

分散劑TAS-A在塑料著色中的應用研究 編號:2A-6

周健 江蘇技術師范學院應用材料研究所 213001

萬林慶 常州改性塑料廠有限公司 213002

侯元春 蘇州興泰國光化學助劑有限公司215132

摘要:本文采用塑料分散劑TAS-A與顏料共混應用于聚丙烯塑料著色。敘述了分散劑在塑料著色中的基本機理。通過分散劑TAS-A用量變化,觀察顏料對聚丙烯塑料著色效果的影響。實驗結果表明,塑料分散劑TAS-A可部分取代顏料,降低顏料用量,降低塑料著色成本,提高經濟效益,同時有利于顏料均勻分散于塑料中,提高塑料制品的外觀質量。

關鍵詞:顏料 分散劑 塑料 聚丙烯

由于塑料材料具有許多優越的獨特性能,因此其用途日益廣泛。根據塑料制品的用途不同,塑料制品常常需要賦予各種不同的顏色,塑料通過著色可以滿足塑料制品不同用途的需要。采用塑料分散劑與顏料進行機械混合,對顏料在塑料中均勻分散和制品外觀質量提高非常重要。筆者采用塑料分散劑TAS-A與常用的幾種顏料進行機械混合,分別用于聚丙烯塑料進行著色處理,按照GB250-1995(評定變色用灰色樣卡)和GB7921(均勻色空間和色差公式)分別測定著色塑料的變色程度和著色塑料的總色差。

1.實驗部分

11基本原料

聚炳烯(ppF401,齊魯石化公司;分散劑TAS-A ,蘇州興泰國光化學助劑有限公司;鐵藍 103,山東蓬萊新光顏料化工有限公司;4382酞青藍BGS,常熟萬佳顏料廠;永固紫RL, 南通龍騰化工有限公司;5319酞青綠G,常熟萬佳顏料廠;耐曬紅BBM, 杭州百合化工有限公司;永固紅F3RK,杭州百合化工有限公司。

1. 2主要設備及儀器

高速混合機,SHR-10A,張家港市意利機械有限公司;擠出機SJ-45B,上海擠出機廠;注塑機BOLE125/80A-I,寧波雙馬機械廠;分光光度計Minolta-3600d,日本;高分辨光學顯微鏡E600型,日本尼康公司

13 塑料色板加工

分散劑TSA-A與顏料機械混合:將分散劑TAS-A與選定顏料按不同的配比進行機械混合,使分散劑均勻地分散于顏料中。

塑料色板加工:將分散劑與顏料混合物按不同的比例與PP在高速捏合機中進行共混,用該共混料用單螺桿擠出機擠出造粒,得到著色PP粒料。將著色PP粒料放入注射成型機成型塑料色板(5cm×9cm)。

擠出造粒工藝參數:Ⅰ區:85~100℃,Ⅱ區:160~180℃,Ⅲ區:180~200。Ⅳ區:190~200。

螺桿轉速:4060r/min。

注射工藝參數:

注射溫度:Ⅰ區:85~100,Ⅱ區:160~180,Ⅲ區:180~200。

注射壓力:6~7MPa。

14 塑料色板測試項目及測試標準

141 塑料色板變色程度的測定:按GB250-1995《評定變色用灰色樣卡》測定。

142 塑料色板總色差的測定:按GB7921-1997《均勻色空間和色差公式》測定。

15 分散劑TSA-A在顏料分散于塑料中的基本原理

根據德國標準協會(German Standard Organization)命名法,將顏料顆粒狀態可分為:原生顆粒(Primary Particle)、凝聚體(aggregates)和團聚體(agglomerates)。原生顆粒以單晶微粒存在,為原料的最小結構單元,凝聚體由原生顆粒表面彼此吸附而成,是界面相鄰的單晶微粒的組成物,團聚體由原生顆?;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。顏料顆粒的大小對塑料著色效果具有決定性意義,只有將顏料顆粒粉碎成凝聚體大小時,才能提高著色強度、色調、光澤、遮蓋力等[1]。

分散劑TAS-A與顏料混合,通過物理作用可降低顏料凝聚體間的化學作用和物理作用,減少顏料團聚體的形式存在。分散劑TAS-A具有表面活性劑的作用,其分子由親水性極性基團(酰氨基-CONH-、酯基-COO-)和親油性的非極性基團(脂肪鏈R)兩部分組成。分散劑TAS-A的熔點為67℃,在塑料成型加工溫度下熔化后能均勻地包覆在顏料顆粒的表面,降低顏料顆粒的表面張力,有助于顏料分散體系的穩定,保證顏料顆粒在塑料中充分發揮著色作用[2]。

2.結果與討論

配方中,未加分散劑TSA-A的塑料色板作為標樣,加分散劑TSA-A的塑料色板與之對比,按照GB250-1995(平定變色用灰色樣卡)和GB7921(均勻色空間和色差公式)分別測定著色塑料的變色程度和著色塑料的總色差。

22測試結果

按上述配方和塑料色板制作過程,制得18種塑料色板。按照國際照明協會制定的統一國際標準(CIE顏色系統)——L*a*b*色空間,測試塑料色板的變色程度和總色差。

221鐵藍103色板測試結果

該色板為接受標準(CIELAB-D65/10)。

 

23  分散劑TAS-A對上述幾種顏料在塑料PP著色中的影響

由表2至表13中的ΔH*、Δc*、Δa*、Δb*數據可見,當分散劑TAS

-A替代顏料的8%10%時,對著色塑料的彩度Δc*、色相角ΔH*有所不同程度的增加。這可能是由于分散劑TAS-A對塑料制品有增加表面光澤的作用,通過光學作用,而產生較強的光反射作用。但分散劑TAS-A取代部分顏料后,對多數塑料著色制品的明度ΔL* 稍有下降。由于分散劑TAS-A的價格與一般顏料相比低50~90%,所以分散劑TAS-A取代部分顏料后,可明顯降低顏料的使用成本提高經濟效益,同時可以提高塑料制品的外觀質量。

24  分散劑TAS-A在著色塑料中的微觀結構分析

本次實驗分散劑和顏料總量為0.5%,分散劑TAS-A與顏料配比分別按0∶100、8∶92、10∶90的比例配合,分別制作實驗配方表一中六種顏料的塑料色板,使用高分辨光學顯微鏡觀察和定性各色板的微觀結構。

 

a-10#配方試樣;b—11#配方試樣;c—12##配方試樣

圖3分散劑TAS-A和酞青綠G配合著色PP試樣微觀結構照片

由圖1、圖2、圖3可見,分散劑TAS-A分別與顏料永固紫、酞青藍、酞青綠按上述比例混合后著色PP塑料,隨著分散劑TAS-A用量的增大,PP著色塑料的微觀結構明顯好轉,顏料團聚結構明顯減少,著色混合結構趨于均一。分散劑TAS-A與鐵藍103、耐曬紅BBN、永固紅F3RK混合后著色PP塑料也有同樣效果。

3.結論

1. 分散劑TAS-A與顏料配合使用,能降低顏料用量,同時提高著色塑料制品的鮮艷程度,降低塑料著色成本。分散劑TAS-A與顏料比為(8~10:(90~92)。

2. 分散劑TAS-A與顏料并用,有利于顏料以凝聚體狀態均勻分散于塑料制品,使塑料著色混合結構更加均一。

3. 分散劑T

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