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Les pigments plastiques sont des produits industriels. Ils sont utilisés pour colorer les plastiques et fabriquer des produits en plastique avec des couleurs spécifiques. Le pigment plastique doit présenter de bonnes propriétés de couleur, une résistance à la chaleur et une dispersion facile. Afin d'augmenter la valeur des produits en plastique, des exigences plus élevées sont mises en avant, depuis la beauté uniquement jusqu'à la stabilité, les performances et la sécurité élevées des produits colorés. Par conséquent, les colorants plastiques doivent avoir de bonnes propriétés pour les produits en plastique, telles que la résistance aux intempéries, la résistance à la migration, l'absence de toxicité, la résistance chimique, etc.
Poudre de mica
Pigment thermochromique
Pigments photochromiques
Poudre de perle
Poudre qui brille dans le noir
Poudre de caméléon
Pigment réfléchissant
Dioxyde de titanePigment
1. Pigments organiques pour plastiques
Les pigments organiques sont fabriqués à partir de composés organiques. Ils ont une bonne transparence et stabilité des couleurs. Pour les produits en plastique, ils sont destinés à la teinture et à l'amélioration des couleurs, comme les gobelets en plastique transparent et les boîtiers d'appareils électroménagers. Les pigments organiques courants comprennent : les pigments azoïques, les pigments de phtalocyanine, les pigments d'anthraquinone, le noir de carbone, etc.
2. Pigments inorganiques pour plastiques
Les pigments inorganiques sont fabriqués à partir de composés inorganiques. Ils ont un pouvoir couvrant élevé et une résistance à la lumière élevée. Ils sont généralement plus brillants que les pigments organiques, mais relativement transparents. Pour les produits en plastique, ils sont destinés à la teinture et à l'amélioration de la résistance à la lumière, comme les pots de fleurs et les casques de vélo. Les pigments inorganiques courants comprennent les pigments d'oxyde de fer, les pigments acides et alcalins, le dioxyde de titane, etc.
3. Pigments métalliques pour plastiques
Les pigments métalliques sont généralement fabriqués à partir de feuilles ou de feuilles métalliques. Ils ont un lustre doux distinctif et une forte sensation métallique. Pour les produits en plastique, ils sont destinés à une sensation métallique, comme les carrosseries de voitures et les coques de téléphones portables. Les pigments métalliques courants comprennent la poudre d'aluminium, la poudre de bronze, la poudre de cuivre, etc.
4. pigments nacrés pour les plastiques
Les pigments nacrés sont constitués de mica, de silice, etc. Ils ont un effet nacré unique et une bonne transparence. Pour les produits en plastique, ils ont un aspect nacré, comme les plastiques durs colorés et les porte-clés. Les pigments nacrés courants comprennent les pigments nacrés aluminium-argent, les pigments nacrés rouge doré, etc.
En bref, les pigments appropriés pour les produits en plastique doivent être sélectionnés en fonction de leur variété, de leurs performances, de leur application, de leur couleur et d'autres facteurs. Seuls quelques pigments sont présentés ici pour les produits en plastique. D'autres pigments sont également facultatifs.
I. Coloration sèche
Les matières plastiques brutes sont colorées en les mélangeant directement avec de la poudre de pigment plastique (pigment ou colorant) et une quantité appropriée de poudre d'additif. C’est ce qu’on appelle la coloration sèche.
La coloration sèche présente les avantages d’une bonne dispersion et d’un faible coût. Le montant peut être déterminé selon les besoins pour faciliter la préparation. La coloration à sec n'implique aucun travail ni matériel dans l'utilisation de colorant, de pâte colorante et autres, elle présente donc un faible coût et aucune restriction de volume pour l'acheteur et le vendeur. Ses défauts incluent la contamination par la poussière lors du transport, du stockage, du pesage et du mélange, affectant l'environnement de travail et la santé des opérateurs.
II. Coloration avec colorant en pâte (pâte de couleur)
Dans la méthode de coloration en pâte, le colorant et l'additif liquide (plastifiant ou résine) sont généralement mélangés et broyés en pâte. Ensuite, la pâte est mélangée uniformément avec du plastique, comme de la pâte vinylique et de la peinture.
Les avantages de la coloration avec un colorant en pâte (pâte colorée) sont une bonne dispersion, sans contamination par la poussière. Ses inconvénients incluent des difficultés de consommation de colorant et un coût élevé.
III. Coloration avec un mélange maître de couleurs
Pour le mélange maître de couleur, le pigment de la couleur correspondante est d'abord préparé, puis mélangé avec le support du mélange maître en proportion dans la formule. Ensuite, le chauffage, la plastification, l'agitation et le cisaillement sont effectués à travers le granulateur. Enfin, les particules de pigment sont entièrement combinées avec des particules de résine porteuse, pour former des particules équivalentes en taille aux particules de résine. Les particules sont ensuite utilisées pour fabriquer des produits en plastique. Seule une petite quantité de mélange maître de couleur (1 % à 4 %) est nécessaire pour la coloration de la résine.
Par rapport à la coloration sèche, la coloration par mélange maître présente les avantages apparents suivants : réduction de la pollution environnementale causée par la poudre de couleur volante ; chaque changement de couleur, sans nettoyage particulier de la trémie de l'extrudeuse ; et une stabilité de formule stable, garantissant que deux lots successifs de mélanges maîtres de couleurs de la même qualité sont relativement stables.
Les inconvénients de la coloration des mélanges maîtres incluent des coûts élevés et un ajustement rigide des quantités. Si un mélange maître de couleur à base de poudre nacrée, de phosphore, de poudre lumineuse et d'autres poudres de couleur est utilisé pour la coloration du plastique, l'effet de coloration sera environ 10 % inférieur à celui de l'utilisation directe d'un colorant plastique. De plus, des rayures et des joints en forme de ruisseau sont susceptibles de se produire sur les produits moulés par injection.
Les pigments de couleur plastique sont rarement utilisés dans les produits en plastique. Bien que les pigments plastiques soient moins utilisés que les produits ignifuges, ils ont un certain impact sur les propriétés des produits. Certains colorants peuvent avoir un effet néfaste sur les produits ignifuges. L’impact des pigments plastiques sur les propriétés des matériaux réside principalement dans les six aspects suivants.
1. Impact sur les propriétés électriques
Les pigments inorganiques ont généralement de mauvaises propriétés électriques. S'ils sont utilisés comme colorants pour les câbles en PVC et PE, leurs propriétés électriques doivent être prises en compte. En particulier, les câbles en PVC ont une mauvaise isolation électrique, les pigments ont donc un plus grand impact sur eux et des colorants ayant de meilleures propriétés électriques doivent être utilisés.
2. Impact des ions métalliques dans les pigments sur la décomposition thermique oxydante de la résine
Les colorants contenant du cuivre, du fer et d’autres métaux faciliteront grandement l’oxydation thermique des plastiques. Par exemple, les molécules de PP contiennent beaucoup d’atomes de carbone tertiaires, elles sont donc très sensibles aux ions cuivre. Ils seront rapidement décomposés en présence d'ions cuivre dans les pigments.
3. Impact sur les propriétés de cristallisation
Si des pigments plastiques sont ajoutés aux produits en plastique, en particulier des pigments organiques, la formation de polymère sera affectée dans le processus de production, notamment en termes de quantité et de taille. Les pigments n'ont aucun impact sur les propriétés mécaniques. Mais ils augmenteront le taux de retrait, notamment dans les grands conteneurs.
4. Impact de certains pigments plastiques sur la protection contre la lumière
Certains pigments plastiques peuvent améliorer considérablement la stabilité à la lumière et la résistance aux intempéries des produits en plastique. Par exemple, le noir de carbone n’est pas seulement un pigment noir principal, mais aussi un stabilisateur de lumière. Il a un bon effet de protection contre les rayons UV.
5. Impact sur les propriétés mécaniques
Si les particules de pigment plastique sont grosses, une dispersion inégale réduira la résistance aux chocs. La proportion de particules de pigment plastique doit être inférieure à 1 %. De plus, les fines particules doivent être réparties uniformément dans les produits afin de réduire leur impact sur les propriétés mécaniques des produits.
I. Traitement chimique
Les méthodes de traitement chimique des pigments comprennent : le traitement par solvant, l’inversion de phase eau-huile, l’inversion de phase eau-gaz et le traitement à l’acide inorganique.
II. Traitement au solvant
Cela s'applique principalement aux pigments azoïques. Les pigments grossiers (poudre ou pâte) sont mélangés avec des solvants organiques appropriés à une certaine température pendant un certain temps, pour améliorer la résistance à la chaleur, la résistance à la lumière, la résistance aux solvants et le pouvoir couvrant. L'utilisation de solvant dépend de la structure chimique du pigment. Par exemple, les molécules de pigments azoïques contiennent de la benzimidone. Les particules de pigment brut sont dures et ont un faible pouvoir colorant. Si des solvants alcalins tels que le DMF (diméthylformamide) sont utilisés, les propriétés des pigments seront considérablement améliorées.
III. Inversion de phase eau-huile
Généralement, les pigments sont préparés par séchage et broyage du système eau-pigment. Le caractère lipophile et hydrophobe des pigments organiques est utilisé dans le processus de fabrication. Les particules de pigment dispersées dans l'eau sont agitées à grande vitesse, puis mélangées avec le polymère organique insoluble dans l'eau (phase huileuse). Les particules de pigment sont progressivement transformées de l'eau en huile. Ensuite, une petite quantité d’humidité contenue dans l’huile est évaporée pour obtenir la pâte huileuse. Les particules de couleur sont préparées par agitation et cisaillement à grande vitesse. Grâce à l'extrusion et à l'inversion de phase, les pigments ont une dispersibilité, une luminosité et un pouvoir colorant élevés.
IV. Inversion de phase eau-gaz
Un gaz inerte est soufflé dans le pigment dispersé dans l'eau. Il sera absorbé par le pigment. Ou bien, le pigment sera absorbé sur la surface des petites bulles. La mousse flottera alors à la surface du liquide. Les grosses particules couleront au fond. Des pigments mous peuvent être obtenus en séparant la mousse flottante et en séchant les particules. Grâce à l'inversion du gaz avec le gaz, les pigments auront une plus grande dispersibilité.
V. Traitement aux acides inorganiques
L'acide sulfurique est souvent utilisé dans le traitement des acides inorganiques. Le traitement à l'acide inorganique est divisé en dissolution acide, réduction en pâte acide et broyage acide. Il est principalement appliqué pour préparer des pigments de phtalocyanine de cuivre.
VI. Traitement physique
La principale méthode de traitement physique est le meulage et le cisaillement mécaniques.
La poudre de pigment plastique contenant des particules trop petites est traitée avec des solvants pour améliorer encore la cristallisation. Les pigments dont les particules sont trop grosses doivent être broyés pour réduire la condensation et augmenter la dispersion.
En fonction des propriétés de dispersion des pigments, il est nécessaire de tamiser la poudre. Les pigments sont tamisés mécaniquement (80 à 400 mailles) après broyage ou cisaillement pour garantir la cohérence de la taille des particules de la poudre de couleur, augmenter considérablement la dispersion de la poudre de pigment plastique et réduire les taches de couleur, les traces et les rayures sur les produits en plastique. Les fils cassés sont réduits voire évités lors de la coloration des non-tissés.
1. Résistance à la lumière des pigments plastiques
La résistance à la lumière des pigments affecte directement la décoloration des plastiques. La résistance à la lumière (solidité) des pigments est donc un indicateur important. En cas de mauvaise résistance à la lumière, les plastiques se décolorent rapidement à l’usage. Pour les pigments plastiques extérieurs, la résistance à la lumière doit être de niveau 6 ou supérieur et de préférence de niveau 7 ou 8. Pour les pigments plastiques intérieurs, la résistance à la lumière doit être de niveau 4 ou 5.
2. Résistance thermique des pigments plastiques
La stabilité thermique des pigments fait référence au degré de perte de poids thermique, de décoloration et d'évanouissement des pigments à la température de traitement. Les pigments inorganiques composés d'oxyde métallique et de sel ont une stabilité thermique et une résistance à la chaleur élevées. Les pigments organiques changent dans leur structure moléculaire et se décomposent peu à une certaine température. En particulier pour les produits PP, PA et PET traités à une température supérieure à 280 ℃, il convient d'attacher de l'importance à la résistance thermique des pigments. De plus, le temps de tolérance à la chaleur des pigments doit être pris en compte, généralement 4 à 10 minutes.
3. Résistance à l'oxydation des pigments plastiques
Certains pigments organiques présentent une dégradation macromoléculaire ou d'autres modifications et s'estompent progressivement après oxydation. Cela implique une oxydation à haute température de traitement et une oxydation en présence d'oxydants puissants (tels que le chromate dans le jaune de chrome). Si les laques de couleur et les pigments azoïques sont mélangés avec du jaune de chrome, le rouge s'estompera progressivement.
4. Résistance aux acides et aux alcalis des pigments plastiques
La décoloration des produits en plastique colorés est liée à la résistance chimique (résistance aux acides et aux alcalis et résistance à l’oxydo-réduction) des colorants. Par exemple, le rouge de chrome de molybdène est résistant aux acides dilués, mais sensible aux alcalis. Le jaune de cadmium n'est pas résistant aux acides. Les deux pigments et la résine phénolique ont de forts effets réducteurs sur certains colorants. Ils peuvent grandement affecter la résistance à la chaleur et aux intempéries des colorants, entraînant une décoloration.
1. Coloration sèche: La poudre de pigment plastique est directement mélangée aux plastiques. Le pigment est uniformément dispersé dans les plastiques par fusion. Cette méthode peu coûteuse s’applique à l’extrusion par fusion, au moulage sous pression et au moulage par soufflage.
2. Coloration humide: le pigment est transformé en poudre et mélangé au solvant. Ensuite, le colorant est pulvérisé ou appliqué uniformément sur les surfaces en plastique. Cette méthode a des effets de coloration plus fins et s'applique au moulage par injection, au moulage par soufflage de film, etc.
3. Teinture: Le colorant dissous est mélangé aux plastiques. Le pigment est ensuite infiltré dans les plastiques par trempage ou absorption. Cette méthode s'applique au traitement des plastiques ou des fibres amorphes.
4. Pré-teinture: Le colorant est ajouté aux particules de plastique avant la fabrication des produits en plastique. Après granulation, chauffage et moulage par fusion, des particules de plastique de couleur uniforme peuvent être produites. Ils peuvent être directement utilisés dans la transformation des produits en plastique. Cette méthode s'applique à la production à grande échelle. Cela peut améliorer l’efficacité de la production et la stabilité de la qualité du produit.
En plus des méthodes courantes de coloration du plastique ci-dessus, il existe des méthodes de coloration spéciales, telles que la coloration par pyrolyse électrique et la coloration par irradiation par faisceau d'électrons. Ces méthodes sont souvent adoptées dans des conditions d’équipement et de processus spéciales. Ils sont applicables aux produits en plastique présentant des exigences particulières.
I. Mélange d'essai
II. Correspondance des couleurs
III. Moulage par injection/réglage fin
Généralement, 600 g de résine sont utilisés. Selon la proportion dans la formule, la poudre colorée et la résine sont mélangées uniformément. Ensuite, des échantillons sont réalisés avec la presse à injecter. Une fois les échantillons complètement refroidis, leurs couleurs sont comparées et analysées. En fonction de la teinte, de l'obscurité et de la luminosité des échantillons de couleurs, la quantité de poudre colorée est ajustée et testée à plusieurs reprises pour répondre aux exigences de couleur (si la couleur est testée via un ordinateur, l'analyse des données peut être effectuée sur la base des écarts de L, a et b).
Une variété de pigments peuvent être utilisés dans le polypropylène, notamment des pigments organiques, des pigments inorganiques, des poudres de pigments, etc. Les pigments appropriés doivent être sélectionnés en fonction des besoins pour la stabilité et la durabilité de la couleur.
Le design a connu une mise à jour continue et une richesse dans sa méthode, qui sera attribuée à l'influence de l'art moderne, au développement de nouveaux matériaux.
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Quel pigment est utilisé dans les plastiques ?
Parc industriel Kingchroma, Minqing Raod, rue Longhua, district de Longhua, ville de Shenzhen, province du Guangdong, Chine
