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巨发·技术知识 | 用于塑料的[金属氧化物混相颜料]分散的方法

发表人:jufapigment发表时间:2020-05-18
      金属氧化物混相颜料  mixed metal oxide pigments(MMO)是以各种金属氧化物或金属盐类化合物为主要原材料经高温固相化学合成的干粉状无机着色颜料,包括钛铬棕、钛镍黄、钴蓝、钴绿、铁铬黑、锰铁黑、铜铬黑、锌铁黄、铁锌铬棕及铋黄等。


       我们把已湿润的颜料颗粒,分散到大量树脂基体中去,形成永久性的颗粒分离叫分散。保持分散稳定,就是保持颗粒分离,颜料颗粒表面吸附助剂及分散剂形成一个缓冲层而阻止颗粒接近。在无机械分离作用力下,分散剂从颗粒空隙的一端进入,被置换的气体从另一端排出。颜料如聚集紧密(其间隙直径小),分散剂粘度大时,则颜料阻碍分散剂渗入颗粒,所以,如无机械分离,润湿进度很慢,而且仅能达到一定的限度。为完成润湿过程,必须使新暴露的颜料表面与分散剂接触。常用的研磨就是利用机械力所能提供的使较大聚集体颗粒破裂的手段,使每个颗粒表面受到润湿,颜料颗粒进入大量分散剂中实行永久分离。



     颜料的分散方法大致有下列三种:干混合法、融体剪切法和液体研磨法。    
     干混合法:是指颜料与树脂由低到高速强度下混合,颜料分散主要通过冲击研磨而实现的,其主要设备有高低速混合机;
     融体剪切法:是指在捏合作用下,通过熔化树脂传递大剪切应力;
     液体研磨法:则是指通过液态载体的冲击式剪切力来分散颜料。


       目前,市场上能比较好地解决颜料分散性的产品主要有以下几种商品形式:预分散颜料色片、浆状颜料和色母粒三种。除此之外,还有一些如色砂、色饼、色膏等针对性很强的产品。
       色片:是由专业生产厂家将颜料加工成颜料色片(Pigmented chips,Color chips)。所谓颜料色片,也称固体色浆、色粒、干片、切片、预分散颜料,指的是颜料和指定载体树脂的固态均匀混合物,也就是预分散在树脂中的高浓度颜料。预分散颜料色片中的颜料含量比较高,根据体系的不同,一般可以在50-70%之间,载体树脂的含量比例在30-50%左右,某些如硝化棉(N/C)体系的颜料色片品种还含有环保的增塑剂。预分散颜料色片,等同于给油墨制造商按比例配制好的颜料和树脂,它可以被直接装入油墨配方,也可以先按色浆的要求先分散成半成品——色浆,再以色浆加入调墨油的形式混合制成油墨。由于预分散颜料可以很容易地在高速分散机上进行分散,其分散细度完全可以满足一般油墨的要求。由此可见,易分散性是它的最大优势。如果对油墨产品的细度要求很高,或者说要求有纳米级效果,可以对半成品色浆进行一次快速砂磨处理,得到的色浆性能可以用“极好的巅峰状态”来形容,不管是色泽、光泽和亮度都是无与伦比的。预分散颜料的市场推广应用,有一个价格因素在制约。笔者一直希望其能进行大规模的商品化生产,从源头上降低成本。如能和颜料生产厂家一起研究开发,不仅能从原材料成本上控制,更能从技术、服务上得到长足进展。


    色浆:是由颜料生产厂直接制成浆状颜料(色浆,Color paste),由油墨、涂料生产厂在生产时直接加入配方使用,从而可以省却费时费力的研磨作业工序,得到效果比较满意的产品。典型意义上的浆状颜料(色浆)是指颜料生产厂将颜料湿滤饼,采取脱水步骤后,把颜料分散到各种基料中去,制成一种色浆。一般有机颜料比重小,色浆的颜料含量也较低;而无机颜料的比重大,则可达到较高的颜料含量。浆状颜料可保持颜料沉淀时的颗粒尺寸,特点是细度好、色泽也较鲜明、着色力也较高。


      色母粒:色母粒(Color Master Batch)是指颜料按20%-80%的比例经研磨或双螺杆挤出均匀地分散到树脂中而制得的颜色颗粒,美国称之为颜料浓缩物(Pigment Concentration)或颜料制备物(Pigment Preparation)。它具有着色效果优越、便于自动计量和运输、节约能源、无粉尘、无污染等优点,在塑料等材料的着色中应用普遍。这其中,载体是色母粒的重要组成部分,其作用是增强颜料与要着色的树脂之间的亲和力和提高着色组分与树脂的分散与混合。用茂金属催化法合成的树脂作载体能大大提高颜料在色母粒中的协同效应和分散性。由于颜料在色母粒中分散性提高,更可获得一个更均一的相,因此,可以做到颜料用量更少,却能同时保持高着色质量效果。这是因为茂金属催化法合成的树脂与Z-N催化法合成的树脂不同,茂金属催化法合成的树脂作载体能制备高浓度的色粒,颜料含量更可达80%。除此之外,色母粒中用茂金属催化法合成的树脂作载体,不仅会使着色容易,还能使色母粒产生美观感,而且对着色产品的力学性能也有改善,这是因为颜料分散好以后,结晶性可以提高,得到的制品的耐应力、开裂性能相应提高。


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