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著色劑分為兩大類:顏料和染料,其中顏料分為無機顏料和有機顏料。由於尼龍的特性對著色劑有特殊要求,今天我們主要來看下如何選擇尼龍用著色劑。
1、關於尼龍
1、尼龍的特性
尼龍具有很高的機械強度, 軟化點高、耐熱、磨擦係數低、耐磨損、自潤滑性、吸震性和消音性; 耐油、耐弱酸、耐鹼和一般溶劑; 電絕緣性好、有自熄性; 無毒、無臭、耐候性好; 但染色性不佳。
2、尼龍的主要應用
聚醯胺主要用途之一是用於合成纖維, 其最突出的優點是耐磨性高於其他所有纖維。因聚醯胺無毒, 可用來作為醫用縫線。
由於聚醯胺具有安全、質輕、優良的機械強度、耐磨性及較好的耐腐蝕性, 因此越來越多地應用於代替銅等金屬, 在機械、化工、儀表、汽車等工業中製造軸承、齒輪、泵葉及其他零件。
在工業上尼龍大量用來製造簾子線、工業用布、纜繩、傳送帶、帳篷、漁網等。
在國防工業上作為降落傘及其他軍用織物首選材料。
2、著色劑的分類及效能對比
著色劑分為兩大類:顏料和染料,其中顏料分為無機顏料和有機顏料。它們之間效能對比可看下錶:
3、尼龍用著色劑需具備的效能
01、耐熱耐曬性
迄今已有許多有機顏料、無機顏料和溶劑染料均能用於大部分熱塑性工程塑膠的著色。
樹脂加工溫度及對著色劑的要求:
從表中可以看出,聚醯胺的加工溫度很高,所用的著色劑需要有很高的耐熱性,就塑膠用有機顏料而言, 除了對其熱穩定性有一定要求外, 還需要有較好的耐曬牢度。不少有機顏料對聚醯胺熔融物的效能會產生明顯的負作用,因此用於聚醯胺著色的有機顏料有一定限制。
02、化學穩定性
著色劑與樹脂兩者不應發生化學反應, 不應促進樹脂分解。對於高活性樹脂如聚醯胺樹脂( PA) ,其熔融狀態顯示還原性, 容易使著色劑改變顏色,因此, 只有少數著色劑可供選擇。
03、耐遷移性
著色劑的遷移主要有三種類型:
溶劑抽出, 即在水和有機溶劑中滲色;
接觸遷移, 造成相鄰的物體汙染;
表面噴霜, 在加熱時, 著色劑在聚合物中的溶解度較大, 而常溫下, 著色劑的溶解度較小。
一般來說, 無機顏料在聚合物中的分散是非均相的, 不會產生噴霜現象; 而有機顏料在聚合物和其他有機物中都有不同程度的溶解, 比較容易發生遷移。
04、著色力
著色力大小決定了為達到目標顏色的著色劑的用量。一般來說, 著色力隨著著色劑粒徑的減小而增加。有機顏料的著色力比無機顏料高, 當彩色顏料與白色顏料並用時, 著色力可以得到顯著提高。
05、分散性
著色劑在聚合物中只有以微小的粒子狀態均勻分散, 才能有良好的著色效果。顏料含很多聚集粒子, 須用高剪下力打碎大聚集體, 形成小聚體, 從而達到要求。
4、尼龍如何選擇著色劑?
結合尼龍用著色劑需滿足的特性及幾種著色劑的效能對比表格來看:
無機顏料的耐光、耐氣候、耐遷移、耐化學品等效能比有機顏料優越, 普遍適用於塑膠, 但顏色強度及亮度差得多。當要求良好色澤時, 優先選用有機顏料。另外無機顏料反射指數高, 常用於不透明製品。
有機顏料與無機顏料相比, 顯示出高著色強度及鮮豔度。PA加工溫度較高, 對顏料的耐熱穩定性要求也較高, 同時PA樹脂熔融時顯示極強的還原性, 使得很多塑膠用有機顏料不適合用在尼龍中。
目前適用於尼龍的有機顏料, 特別是淺色品種,還有一定欠缺, 還需深入研究,所以要配比較鮮豔的顏色只能選擇染料。
染料,可以在水、油或有機溶劑中溶解的著色劑,染料一般都是有機化合物。染料的優點是色澤鮮豔, 色彩奪目, 色譜齊全, 但缺點是耐熱性、耐候性、耐溶劑性皆差, 在塑膠加工溫度下或較高的溫度使用過程中易分解變色。雖然染料的耐溫性比較差,但在尼龍中經過高溫後顏色會最終穩定下來,還是能達到一定鮮度。此外,目前也開發出耐高溫的染料,以滿足需求。
染料是纖維、織物等紡織品主要著色劑, 在塑膠是應用較少, 主要用在光學塑膠製品中, 可以使透明塑膠保持較好的透明性。