色母粒的研究与现状

色母粒的研究与进展

摘要：近年来, 随着我国经济的不断发展, 色母粒行业有了迅速的发展, 人们对色母粒的需求也日益增加，本文主要阐述了塑料着色的原因以及常用的着色方法，概括了色母粒着色的优势与不足，描述了色母粒的组成，种类以及研究进展，并概述了塑料配色的方法

关键字：色母粒，着色，配色，进展

1. 引言

母粒制造是一个位于合成树脂下游，塑料制品上游的中间环节。这样一个位于产业链中间的行业，必然有其独有的特性。比如说它的分类就是一个问题，它到底应该划归为塑料原料还是塑料制品就在制定标准时遇到了争执。从表观看，色母粒接近于合成树脂，但从本质说，色母粒是以合成树脂为载体、以少量低分子蜡为分散剂、承载一定量颜料，经过典型的塑料加工过程得到的一个未稀释至最终浓度、未加工成最后形状的塑料半成品。正是这种半成品形式的存在，为塑料加工、化纤加工以致橡胶加工业提供了极大的方便。首先，由于色母粒的存在，下游加工厂变得非常清洁，没有了粉尘污染; 其次，简化了下游企业的技术流程，运用色母料技术可以直接做成各种颜色的制品; 尤其是对于化纤行业，称为原液着色的色母粒技术，可将合成纤维直接纺成彩色丝，避免了后染整工艺，对节能减排、环境保护意义非凡。色母粒技术现在已经扩展为功能母粒技术，与聚合物改性料行业一起，成为了合成树脂与制品加工之间的中间产业。

2 塑料着色的必要性

塑料着色是使着色剂高度分散或溶于塑料中, 给予塑料以色彩和特殊光学

性能的过程。它不仅能美化制品、提高了商品价值获得标识效果, 而且可以改善塑料制品的应用性能( 耐候性、强度、硬度等), 或赋予塑料制品某些特殊功能, 如促进作物生长, 具有导电性等。但着色也会给塑料带来一些不良影响, 如韧性降低、加速光老化和热降解等[1]。因此, 塑料着色必须根据塑料种类特性、选择适宜的颜(染) 料品种、相应的添加剂和着色方法, 以保持或进一步改善其应用性能。

3.常用着色方法及特点

塑料着色剂的种类，以其物理形态共分为四种：粉状着色剂—色粉；糊状着色剂—色浆；液状着色剂；固状着色剂—色母[2]。其中，广泛应用的是粉状着色剂（色粉）和固状着色剂（色母粒）。

3.1 色粉着色法

直接用色粉（颜料或染料）添加适量粉状助剂对塑料粒子进行着色的方法，又称干法着色。其优点是分散性好、成本低，可小批量操作。由于它省却了其它着色剂，如色母、色浆等加工过程中人力物力的消耗，因而成本低，买卖双方不受量的限制。制造色母不可能做1～2kg，但色粉可以根据需要任意指定质量，配制十分方便。使用色粉着色，与其它造粒着色相比，加工的树脂少经历一次降解过程，有利于减少塑料制品的老化，增加其使用寿命。

但最大缺点是颜料在运输、仓储、称量、混和过程中会飞扬，产生污染，严重影响工作环境。另外挤出机的料斗不易清洗。其次，使用色粉着色，由于颜料粉均匀分布在需着色的树脂中，所以其分散性较好，这个结论只能针对注塑产品，特别是厚壁产品而言，对于吹膜、纺丝类产品则另当别论。因为色粉一般都没进行过预处理，当其混于树脂后，仅靠从挤出机进料口、螺杆、至出料口这么一段距离以及这么短的塑化混合时间，要使颜料粉的分子与被着色的颜料分子很好地携起手来——充分结合，是完全不能保证的，会有“夹生”现象产生。但这种“夹生”现象在厚壁产品中会被掩盖掉，在吹膜、纺丝产品中就显而易见。所以后者的着色方法仍以色母为主。

3.2 色浆着色法

色浆是由颜料或颜料和填充料分散在漆料内而成的半制品。以纯油为胶粘剂的称油性色浆。以树脂漆料为胶粘剂的称树脂色浆。以水为介质添加表面活性剂分散而成的颜填料浆称为水性色浆。由于漆料种类很多，色浆种类也很多。为了使颜料等更好地分散在漆料中，往往在制造过程中，加少量的表面活性剂，加环烷酸锌等

传统的色浆着色是利用颜料粉直接加到涂料中，或有些涂料厂家自己简单的把颜料制成浆料，然后加到涂料中对涂料进行着色。这样做存在一定的弊端：如颜色的重现性不好，着色不均匀，由于没有专业的技术和工艺，颜料颗粒比较粗，着色力不高，污染严重，加到涂料中，涂料成膜后耐光性、耐侯性差，容易褪色、粉化等。

3.3液状着色剂法

液状着色剂是将着色剂以高浓度分散于有机液体中而形成，这种色料分散性好，使用方便，但不便于运输和贮存，长期静置可能产生沉淀或分层。因此，在实际应用中使用较少。

3.4色母粒着色法

所谓色母粒，即采用某种工艺与相应设备，在助剂的作用下，将颜料（或染料）混入载体，通过加热、塑化、搅拌、剪切作用，最终使颜料粉的分子与载体树脂的分子充分地结合起来，再制成与树脂颗粒相似大小的颗粒。我们将这种

高浓度着色剂称为色母粒，其作用与“糖精”相似，使用时，只需在要着色的树脂中添加较小的比例（1％～4％），就能达到着色树脂的目的。

与色粉着色相比，色母粒着色有以下明显的优点：

（1）改善了由于色粉飞扬带来的环境污染问题，使用过程中换色容易，不必对挤出机料斗进行特别的清洗，倍感方便。

（2）针对性强，配色正确。由于色母制造工厂在制造过程中已针对适用树脂的性能，合理地选择了颜料（染料）、助剂、加工设备、加工工艺，对生产过程中不同批号的色粉可能带来的色差，及时进行修正、补色，出厂时再进行检验，因此，可以保证相同牌号的色母，前后两批颜色保持相对的稳定。

（3）与成批树脂干法染色造粒后再去制塑件相比，使用色母可以减少塑料制品经二次加工后所造成的树脂性能老化，有利于塑料制品使用寿命的提高。

使用色母粒最大的优点是：在加工过程中，颜料在助剂的作用下，色母粒经过充分混炼与载体树脂完全结合。在使用时，按一定的比例置于待加工的树脂中，色母很快地发挥作用。

当然，色母粒着色也有其局限性，由于添加量少，塑料制品的加工时间短，受挤出机螺杆长径比的限制，色母分散性往往不如色粉。多了一次制造过程，染色成本也必定高于色粉着色。色母中的载体与需着色树脂的性能有差异时，塑料制品表面常常会出现未分散点、色斑、花纹，所以，色母的使用因其相容性及分散性而受到限制。

4. 塑料配色方方法

塑料的配色是塑料着色中的关键，只有配好颜色，才能制备出色泽适宜的产品。在配色过程中，首先要弄清制品的应用要求，并根据塑料材料的着色性能，选择适用的着色剂。在选色时技术人员应严格检查可用颜料的颜色、着色力、分散性、性能、加工均衡稳定性、混合性和成本等方面后，便可选择出使用的颜料，初步确定用量。选色和配色效果的好坏，除依赖于技术人员的专业技术知识外，还要求技术人员有健全的视觉功能。同时要依赖于高技术含量的配色仪器及设备。

4.1．配色程序

配色是着色的重要环节之一，配色首选是进行初步配方的设计，然后就是对初步配方进行调整，使之适合于规模生产，且保证塑料制品颜色的均匀一致性。

4.2. 配色方法

4.2.1目测配色

一个有经验的配色人员，在配色之前，必须对他所需要的着色剂有比较清晰的概念。要掌握着色剂混用着色的一般规律，还应对所用的着色剂的性能，如色