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仿木纹塑料异型材的着色技术专家姓名：王耀类别：论文广东东莞恒彩塑胶颜料厂梁新龙重庆新美鱼博洋塑钢型材有限公司王耀【摘要】：本文通过对(PVC-U)通体仿木纹异型材的色母制备、型材配方设计、生产工艺控制等几个方面的阐述来总结归纳仿木纹塑料异型材的着色技术。【关键词】：仿木纹塑料异型材配方着色生产工艺【Abstract】:Heterotypematerialcolormotherpreparation,sectionbarformuladesign,theproductivetechnologywaitsforthemainbodyofabooktosumuptheplasticheterotypematerialtintingtechnologysumminguplettersmodelledafteracopygraincomingseveralaspectexpoundingunderthecontrolofbyimitatinggrainfacetoface(PVC-U).【Keywords】:Material,formula,tinting,producelettersmodelledafteracopygrain,plasticheterotypehandicraft前言：随着门窗行业的日益发展和创新,人们生活水平的提高，以及审美观念的升华，塑料门窗正以多姿多彩的面孔呈现在人们的面前。目前彩色塑料异型材有覆膜、共挤、喷涂和通体(含木纹)这几种生产方式。即将出版的彩色塑料异型材标准中也分别对这几种型材作了要求。作为通体着色是这四种塑料异型材中最简便的一种生产工艺，之前也是在耐候性方面最具争议的一种塑料异型材，但因其加工简便，物美价廉而倍受广大用户的青睐。标准中四种塑料异型材的老化时间都是6000小时，也是有道理的，而且有很多厂家生产的通体塑料异型材的老化时间已经达到了这一标准，这无疑是对通体彩色塑料异型材的一种肯定。虽然前面行业内同仁有不少这方面的文章和介绍，本文好象有重复描述之嫌。这里旨在让人们重新认识通体型材的性能特点，走出以前那种“…通体型材不能应用于建筑外窗…”的误区。下面以仿木纹塑料异型材为例，就色母的制备、型材配方设计以及整个生产工艺作具体描述。一、色母粒的制备一般的型材厂很少有自己来制备色母粒，都是通过专业的生产色母粒的厂家来提供,这就存在以下几个问题：㈠、载体的选用：载体的选择一般采用型材厂家提供的成熟配方料加颜料（或染料）以及其他助剂进行混合用锥双或单螺杆进行造粒。但多数色母粒厂家的设备是平行双螺杆，其剪切热很高，长径比很大，用PVC料作载体进行造粒是行不通的，那就势必要选用其他原料作载体，这种原料必须是耐高温高压的，而且要跟PVC的相溶性好，例如：PMMA、SAN等（见表一）。表一不同热塑性塑料的可混性标准PSHIPSSAN共聚物ABSPAPCPMMAPOMPVCPPLDPEHDPEPBT标准PSHIPS1SAN共聚物66ABS661PA5466PC65226PMMA441161POM6665665PVC66236516PP666666666LDPE6666666666HDPE66666666661PBT666551666666PET5565516666666说明：可混性由1降到6，1为相溶，6为不相溶㈡、颜料的选用：在整个配方体系中，颜料的选择是关键性的。1.着色剂的分类着色剂从形态上分，有液态和固态，固态又分粉末状和颗粒状，其都可用于(PVC-U)等热塑性塑料和树脂。从化学结构上分，有无机着色剂和有机着色剂。其中无机着色剂又分无机颜料和无机染料；有机着色剂又分有机颜料和有机染料。2.颜料、染料的构成及其需要满足的要求.从广义上讲,着色剂不溶于聚合物则定义为颜料；而着色剂溶于聚合物则定义为染料。无机染料不能用于聚合物着色。个别颜料或染料在溶于或不溶于聚合物这个问题上没有明确的区分（见表二、三）。表二应用于PVC着色的有机颜料颜色种类色调例（染料索引C.I.Pigment）应用性能附注色牢度耐迁移性着色强度耐光性热稳定性价格使用情况单偶氮黄、橙、红黄1,黄3低差优差差低不推荐单偶氮色淀橙、红、紫红红48:2,红53:1中好优淡色差好中广泛应用双偶氮黄、橙黄12,黄17中差优淡色差好中通用缩合偶氮黄、橙、红黄93,红144高好优较差好高通用奎诺酞酮黄、橙黄138,黄139中/高中/高中通用酞青蓝、绿蓝15,绿7最高好高优好中通用异吲哚啉酮黄、橙、红黄109,红180高好一般优好高通用喹吖啶酮紫、红紫19,红192较高好高优好高通用二恶嗪紫、橙紫23,橙59高好高优好昂贵通用蒽醌、瓮黄、橙、红、蓝、紫黄108,橙43,红197,蓝64一般高优较好高通用硫靛、瓮红、栗、紫红87,红88中一般高优较好高增塑PVC苝、苝四酸、瓮红、橙红29,橙27高好高优好高通用表三应用于PVC着色的无机颜料颜色颜料名称化学品种类亮度不透明性耐光性热稳定性抵抗同可反应的聚合物反应的性能耐迁移性耐酸性耐碱性耐硫化物污染性耐候性着色力经济性深色浅色白色二氧化钛（R）OXHVHVHVHVHH-VHVHVHVHVHVHVHVH二氧化钛（L）OXHHVHVHVHVHVHVHVHVHMHH氧化锌OXVHLVHVHVHVLVHVLMVHMLL氧化锑OXVHVLVHVHVHVHVHHHVHHVLVL硫化锌MSVHMVPVHVHVLVHLMVHLLL绿色氧化铬OXVLLVHVHVHVHVHVHVHVHVHVLL氢氧化铬OXMTVHVHVHVHVHVHVHVHVHVLL氧化铁黄（天然）OXVLVHVHVHL/MVLVHL-MVHVHLVLH氧化铁黄（合成）OXVLVHVHVHHHVHVHVHVHVHLH黄色天然黄土（赭石）OXVLVHVHVHLVLVHL-MVHVHVLVLH铬黄MSHHMHMHHVHLLVLMLH镉的硫化物MSHHHLHHVHLHVHVHLL钛酸镍MSHVHVHVHVHVHVHVHVHVHVHVLVL橙色钼（铬）橙MSVHVHHHVHHVHLLVLMLH硫代硒化镉MSVHHVHMVHVHVHLHVHHLL（硫化）汞镉MSHHVHMVHVHVHLHVHL-MLM红色氧化铁红（合成）OXVLVHVHVHVHVHVHVHVHVHVHLH紫红色硫代硒化镉和硒化镉MSHHVHMVHVHVHLHVHVHLL硫代硒化汞和硒化汞MSHHHL-MVHVHVHLHVHMHLM矿物紫MSMHMHMVHVHVHHLVHLVLVL蓝群青蓝MSVHMHRVHVLVHVLVHVHVLVLL钴蓝MSMLVHVHVHVHVHVHVHVHVHVLVL棕黄氧化铁棕OXVLHVHVHHHVHHVHVHVHLVH煅黄土OXLTVHVHHHVHVHVHVHVHLVH黑炭黑，槽黑，炉黑，灯黑EVLVHVHVHVHVHVHVHVHVHVHVHVH骨黑EVLLRRRVLVHVHVHVHLLL氧化铁黑OXVLVLVHVHHHVHHVHVHHVLH注：H，高；L，低；M，中等的，适当的；V，很；T，透明的；R，在PVC中有活性；OX，氧化物；MS，金属盐；E，元素。大多数的无机颜料是由金属氧化物经高温煅烧固相反应的产物或者纯金属,温度可耐700～900℃。有机颜料则是由偶氮类或非偶氮类物质组成,非偶氮类又称杂环颜料。2.1.对颜料的要求：(1).高遮盖力；(2).良好的分散性；(3).优良的热稳定性；(4).高着色力；(5).良好的耐光牢度和耐候性；(6).无迁移性；(7).无毒。有机颜料的着色力和色彩的明亮度比无机颜料高,无机颜料通常有些暗淡；有机颜料的分散性不是很好,而无机颜料的分散性却较好；有机颜料能部分相溶于聚合物树脂,而无机颜料则完全不溶；有机颜料的耐热性和耐光牢度有限,有时很低,而无机颜料则表现为很好。2.2.对染料的要求：(1).高热稳定性；(2).高着色力；(3).良好的耐光牢度和耐候性；(4).可溶性好；(5).无升华(挥发)；(6).无迁移性；(7).无毒染料的化学结构跟有机颜料非常相似,染料的耐热性取决于它在聚合物树脂中的浓度,其耐热性通常高于相似化学结构的颜料,但用染料着色的聚合物户外应用大多存在颜色迁移现象。3.应用于(PVC-U)聚氯乙烯塑料异型材的着色剂需具备的特性3.1.化学稳定性与国际标准一样,着色剂的供应商首先要检测颜料的耐酸(HCl、H2SO4、HNO3)性,耐碱(NaOH、NaCO3)性以及染料的耐过氧化性。PVC树脂包括具有CH2CHCl重复单元的均聚物和含有若干不饱和单体的聚氯乙烯共聚物.PVC的玻璃化温度为80℃,分解温度140℃,加工温度160℃～200℃。虽然配方中添加稳定剂等各种助剂来减缓或阻止PVC的分解化过程,但在混料和挤出时还是有一部分HCl气体和水分挥发,会与着色剂中的个别颜料或染料产生反应造成变色现象。3.2．耐迁移性（1）喷霜。塑料制品溶解的颜料或染料从制品内部迁移至表面，并重新结晶的现象称为喷霜。根据定义，颜料是完全不溶于塑料的，只有染料才能溶于塑料发生喷霜现象。而实际上有机颜料也能部分溶于塑料，因此也会出现喷霜。（2）渗色。两种方式发生：一种方式是当塑料制品中含有增塑剂时，由于许多有机颜料可部分溶于增塑剂，因此可以观察到渗色现象。但是，门窗用（PVC-U）塑料异型材都是未经增塑的，所以不会出现渗色现象。另一种方式是塑料制品本身不含增塑剂，但会与溶剂或含增塑剂的塑料接触，溶剂或增塑剂会部分溶解表层的有机颜料或染料，产生渗色。3.3．热稳定性着色剂的热稳定性取决于：（1）着色剂的化学性质；（2）晶体结构；（3）着色剂在塑料材料中的有效浓度；（4）混料工艺，挤出工艺。如：温度参数和停留时间；（5）添加剂的影响。如：填料、稳定剂等煅烧型无机颜料的热稳定性，远远高于塑料材料本身的热稳定性，一般在700～900℃之间。热稳定性还取决于着色剂在塑料中的有效浓度，有机颜料的热稳定性随颜料浓度的减少而降低。着色剂中有可能含有填料、增塑剂、分散剂、稳定剂、抗氧化剂等，所有这些组分都是非化学惰性的，它们中的任何一种都会影响到着色剂和塑料的热稳定性。任何聚合物树脂（有机物质）的退色过程，实际上是温度乘以停留时间的函数。热混时间和物料在挤出机料筒中的停留时间都会对颜色造成影响。还有，热流道结构中的不良设计是引起退色的主要原因，压缩比的大小，会引起难以计算和控制的摩擦热，过高的温度会导致有机着色剂和塑料本身的热损伤。比如螺杆间隙，剪切能力和模具（口模）流道的设计等。3.4．耐光牢度/耐候性材料耐光牢度的定义是：给定颜料（或染料）与聚合物体系暴露于日光中保持其初始颜色值的能量。耐候性的定义是：太阳辐射与大气条件同时或交替作用于材料上时产生的影响，这些条件有湿度（雨水）、大气中的氧及工业废气。简而言之，耐候性就是耐光牢度加湿度，因为湿度通常是最重要的大气参数，耐光牢度及耐候性对所处气候具有很强的依赖性，气候随地域不同差别很大。如我国的新疆和深圳的紫外线辐射指数很高，化工城市的酸雨几率很大等。除了几种无机颜料之外，其他的着色剂都会由于辐射使色光发生一些变化。光和气候（湿度）的综合影响对有机颜料（或染料）和聚合物损伤更快。有的有机着色剂有很好的耐光牢度，但耐候性却不够好。有两种方法可以测定耐光牢度/耐候性：潮湿或干燥条件下，在户外试验场进行自然辐射。潮湿或干燥条件下，在实验室进行人工辐射。（模拟户外气候条件）耐光牢度及耐候性取决于：（1）着色剂的化学性质；（2）晶型改变（有机颜料）；（3）着色剂浓度（有机颜料或染料）；（4）添加剂，如：填料、稳定剂、阻燃剂等；（5）加工参数，如：混料、挤出；（6）辐射强度和持续时间；（7）温度影响；（8）所处环境的大气条件。大多数无机颜料的耐光牢度/耐候性是非常优异的，能达到7～8级。耐光牢度对着色剂浓度（饱和度）的依赖性极为简单，在高浓度的情况下，当许多单个分子的显色作用被破坏或因光的影响未被着色时，在视觉上并不产生明显的色差。但在浓度低时，每个单分子的破坏都会造成总的显色分子的减少，因而就会在视