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。
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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。
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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:
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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:
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:
(1) 溶剂抽出,即在水和有机溶剂中渗色;
(2) 接触迁移,造成相邻的物体污染;
(3) 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。
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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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