尼龙PA66、PA6等如何选择着色剂

2019-11-11 819

尼龙着色剂分为两大类：颜料和染料，其中颜料分为无机颜料和有机颜料。由于尼龙的特性对着色剂有特殊要求，今天我们主要来看下如何选择尼龙用着色剂。

1.关于尼龙

（1）尼龙的特性
尼龙具有很高的机械强度, 软化点高、耐热、磨擦系数低、耐磨损、自润滑性、吸震性和消音性; 耐油、耐弱酸、耐碱和一般溶剂; 电绝缘性好、有自熄性; 无毒、无臭、耐候性好; 但染色性不佳。
（2）尼龙的主要应用
聚酰胺主要用途之一是用于合成纤维, 其最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维。因聚酰胺无毒, 可用来作为医用缝线。
由于聚酰胺具有安全、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性, 因此越来越多地应用于代替铜等金属, 在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。
在工业上尼龙大量用来制造帘子线、工业用布、缆绳、传送带、帐篷、渔网等。

在国防工业上作为降落伞及其他军用织物首选材料。

2.着色剂的分类及性能对比

着色剂分为两大类：颜料和染料，其中颜料分为无机颜料和有机颜料。它们之间性能对比可看下表：

着色剂	有机颜料	无机颜料	染料
定义	有机颜料的特点是存在发色基团，通过选择吸收可见光能从基态激发到激发态，因而使分子产生互补色调。	主要成分为无机物的颜料。几乎所有的无机颜料，是化合物，常常是复杂的混合物	染料能够吸收、透射某些波长的光，而不散射任何一种光的化合物。是透明的
热稳定性	良	优	良
光稳定性	良	优	良
着色力	高	低	非常高
相对密度	低	较大	低
耐溶剂性	良	优	较差
遮盖力	良	优	/
颜色鲜艳度	良	差	优
毒性	小	大	/
色谱齐全性	齐全	不齐全	/
价格	高	低	/
耐迁移性	良	高	差

3.尼龙用着色剂需具备的性能
（1）耐热耐晒性：
迄今已有许多有机颜料、无机颜料和溶剂染料均能用于大部分热塑性工程塑料的着色。
树脂加工温度及对着色剂的要求：

树脂	加工温度( ℃)	对粉剂的要求
低密度聚乙烯	150 - 220	坚牢度优良, 不迁移
高密度聚乙烯	160 - 230	耐热稳定性高, 不迁移
聚氯乙烯	180 - 250	分散性好坚牢, 耐酸
聚丙烯	230 - 280	耐热, 分散性好
聚苯乙烯	180 - 240	坚牢, 溶解性好
ABS	230 - 310	耐热, 分散性好
聚碳酸酯	150 - 200	耐热, 分散性好, 不含水
聚氨酯	210 - 270	耐光, 耐酸, 耐还原
聚甲基丙烯酸甲酯	200 - 230	坚牢, 耐热, 不迁移
聚酰胺	270 - 290	耐热, 不含水, 分散性好
聚酯	270 - 290	耐热, 不迁移不呈酸碱性

从表中可以看出，聚酰胺的加工温度很高，所用的着色剂需要有很高的耐热性，就塑料用有机颜料而言, 除了对其热稳定性有一定要求外, 还需要有较好的耐晒牢度。不少有机颜料对聚酰胺熔融物的性能会产生明显的负作用,因此用于聚酰胺着色的有机颜料有一定限制。
    （2）化学稳定性：
着色剂与树脂两者不应发生化学反应, 不应促进树脂分解。对于高活性树脂如聚酰胺树脂( PA) ，其熔融状态显示还原性, 容易使着色剂改变颜色，因此, 只有少数着色剂可供选择。
    （3）耐迁移性：
着色剂的迁移主要有三种类型:
        a. 溶剂抽出, 即在水和有机溶剂中渗色;
        b.接触迁移, 造成相邻的物体污染;
        c.表面喷霜, 在加热时, 着色剂在聚合物中的溶解度较大, 而常温下, 着色剂的溶解度较小。

一般来说, 无机颜料在聚合物中的分散是非均相的, 不会产生喷霜现象; 而有机颜料在聚合物和其他有机物中都有不同程度的溶解, 比较容易发生迁移。

（4）着色力：

着色力大小决定了为达到目标颜色的着色剂的用量。一般来说, 着色力随着着色剂粒径的减小而增加。有机颜料的着色力比无机颜料高, 当彩色颜料与白色颜料并用时, 着色力可以得到显著提高。
（5）分散性：
着色剂在聚合物中只有以微小的粒子状态均匀分散, 才能有良好的着色效果。颜料含很多聚集粒子, 须用高剪切力打碎大聚集体, 形成小聚体, 从而达到要求。

4.尼龙如何选择着色剂

结合尼龙用着色剂需满足的特性及几种着色剂的性能对比表格来看：
无机颜料的耐光、耐气候、耐迁移、耐化学品等性能比有机颜料优越, 普遍适用于塑料, 但颜色强度及亮度差得多。当要求良好色泽时, 优先选用有机颜料。另外无机颜料反射指数高, 常用于不透明制品。
有机颜料与无机颜料相比, 显示出高着色强度及鲜艳度。PA加工温度较高, 对颜料的耐热稳定性要求也较高, 同时PA树脂熔融时显示极强的还原性, 使得很多塑料用有机颜料不适合用在尼龙中。
目前适用于尼龙的有机颜料, 特别是浅色品种,还有一定欠缺, 还需深入研究，所以要配比较鲜艳的颜色只能选择染料。
染料，可以在水、油或有机溶剂中溶解的着色剂，染料一般都是有机化合物。染料的优点是色泽鲜艳, 色彩夺目, 色谱齐全, 但缺点是耐热性、耐候性、耐溶剂性皆差, 在塑料加工温度下或较高的温度使用过程中易分解变色。虽然染料的耐温性比较差，但在尼龙中经过高温后颜色会最终稳定下来，还是能达到一定鲜度。此外，目前也开发出耐高温的染料，以满足需求。
染料是纤维、织物等纺织品主要着色剂, 在塑料是应用较少, 主要用在光学塑料制品中, 可以使透明塑料保持较好的透明性。

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