Pigmenty do tworzyw sztucznych - Zastosowanie pigmentów do tworzyw sztucznych w 2024 roku

1. Pigmenty organiczne do tworzyw sztucznych

Pigmenty organiczne powstają ze związków organicznych. Mają dobrą przezroczystość i stabilność kolorów. W przypadku wyrobów z tworzyw sztucznych służą do barwienia i wzmacniania koloru, np. przezroczystych kubków plastikowych i obudów urządzeń gospodarstwa domowego. Typowe pigmenty organiczne obejmują: pigmenty azowe, pigmenty ftalocyjaninowe, pigmenty antrachinonowe, sadzę itp.

2. Pigmenty nieorganiczne do tworzyw sztucznych

Pigmenty nieorganiczne powstają ze związków nieorganicznych. Mają wysoką siłę krycia i odporność na działanie światła. Są zwykle jaśniejsze niż pigmenty organiczne, ale stosunkowo przezroczyste. W przypadku wyrobów z tworzyw sztucznych służą one do barwienia i zwiększania odporności na światło, np. doniczki i kaski rowerowe. Typowe pigmenty nieorganiczne obejmują pigmenty tlenku żelaza, pigmenty kwasowe i zasadowe, dwutlenek tytanu itp.

3. Pigmenty metaliczne do tworzyw sztucznych

Pigmenty metaliczne są zwykle wykonane z blach lub folii. Mają charakterystyczny miękki połysk i mocne metaliczne wrażenie. W przypadku produktów z tworzyw sztucznych mają one metaliczny wygląd, np. karoserie samochodowe i obudowy telefonów komórkowych. Typowe pigmenty metaliczne obejmują proszek aluminiowy, proszek brązu, proszek miedzi itp.

4.Pigmenty perłowe do tworzyw sztucznych

Pigmenty perłowe są wykonane z miki, krzemionki i tym podobnych. Mają wyjątkowy efekt perłowy i dobrą przezroczystość. W przypadku produktów z tworzyw sztucznych mają one charakter perłowy, np. kolorowe twarde tworzywa sztuczne i breloczki do kluczy. Typowe pigmenty perłowe obejmują pigmenty aluminiowo-srebrne perłowe, złoto-czerwone pigmenty perłowe itp.

Krótko mówiąc, odpowiednie pigmenty do wyrobów z tworzyw sztucznych należy dobierać na podstawie odmiany, wydajności, zastosowania, koloru i innych czynników. Wprowadza się tu tylko niektóre pigmenty do wyrobów z tworzyw sztucznych. Inne pigmenty są również opcjonalne.

I. Farbowanie na sucho

Surowe tworzywa sztuczne barwi się poprzez bezpośrednie zmieszanie z plastycznym proszkiem pigmentowym (pigmentem lub barwnikiem) i odpowiednią ilością dodatku w postaci proszku. Nazywa się to farbowaniem na sucho.

Barwienie na sucho ma zalety dobrej dyspersji i niskiego kosztu. Ilość można ustalić według potrzeb, aby ułatwić przygotowanie. Barwienie na sucho nie wymaga pracy ani materiałów przy użyciu barwników, past kolorowych i innych, dlatego charakteryzuje się niskim kosztem i brakiem ograniczeń ilościowych dla kupującego i sprzedającego. Do jego wad zalicza się zanieczyszczenie pyłem podczas transportu, przechowywania, ważenia i mieszania, wpływające na środowisko pracy i zdrowie operatorów.

II. Koloryzacja za pomocą barwnika w paście (pasta kolorowa)
W metodzie barwienia pastą barwnik i płynny dodatek (plastyfikator lub żywica) są zwykle mieszane i mielone na pastę. Następnie pastę miesza się równomiernie z tworzywami sztucznymi, takimi jak pasta winylowa i farbą.
Zaletami barwienia pastą barwnikową (pastą kolorową) jest dobra dyspersja, brak zanieczyszczeń pyłowych. Do jego wad należą trudności w zużyciu barwnika i wysoki koszt.

III. Kolorowanie za pomocą przedmieszki kolorowej
W przypadku przedmieszki kolorowej najpierw przygotowuje się pigment o odpowiednim kolorze, a następnie miesza się go z nośnikiem przedmieszki proporcjonalnie do receptury. Następnie przez granulator przeprowadza się ogrzewanie, uplastycznianie, mieszanie i ścinanie. Na koniec cząstki pigmentu są w pełni łączone z cząstkami żywicy nośnej, tworząc cząstki o wielkości odpowiadającej cząstkom żywicy. Następnie cząstki wykorzystuje się do produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych. Do barwienia żywicy wymagana jest jedynie niewielka ilość przedmieszki kolorowej (1% do 4%).

W porównaniu z farbowaniem na sucho, barwienie przedmieszki ma następujące oczywiste zalety: zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska spowodowanego przez latający proszek barwiący; każdorazowa zmiana koloru, bez specjalnego czyszczenia leja ekstrudera; i stabilną stabilność receptury, zapewniającą, że dwie kolejne partie kolorowych przedmieszek tego samego gatunku są stosunkowo stabilne.

Wadami barwienia przedmieszek są wysokie koszty i nieelastyczne dostosowywanie ilości. Jeśli do barwienia tworzyw sztucznych zostanie użyta przedmieszka kolorowa z proszku perłowego, fosforu, proszku świetlistego i innego proszku kolorowego, efekt barwienia będzie o około 10% niższy niż w przypadku bezpośredniego użycia barwnika do tworzyw sztucznych. Ponadto na produktach formowanych wtryskowo mogą wystąpić strumieniowe paski i połączenia.

Plastikowy pigment barwny jest rzadko stosowany w produktach z tworzyw sztucznych. Chociaż pigmenty plastyczne są stosowane rzadziej niż środki zmniejszające palność, mają one pewien wpływ na właściwości produktów. Niektóre barwniki mogą niekorzystnie wpływać na środki zmniejszające palność. Wpływ pigmentów plastycznych na właściwości materiału opiera się głównie na sześciu następujących aspektach.

1. Wpływ na właściwości elektryczne

Pigmenty nieorganiczne mają zwykle słabe właściwości elektryczne. Jeżeli stosuje się je jako barwniki do kabli PVC i PE, należy wziąć pod uwagę ich właściwości elektryczne. W szczególności kable PVC mają słabą izolację elektryczną, dlatego pigmenty mają na nie większy wpływ i należy stosować barwniki o lepszych właściwościach elektrycznych.

2. Wpływ jonów metali w pigmentach na termiczny rozkład utleniający żywicy

Barwniki zawierające miedź, żelazo i inne metale znacznie ułatwią utlenianie termiczne tworzyw sztucznych. Na przykład cząsteczki PP zawierają dużo trzeciorzędowych atomów węgla, dlatego są bardzo wrażliwe na jony miedzi. Ulegną szybkiemu rozkładowi w obecności jonów miedzi w pigmentach.

3. Wpływ na właściwości krystalizacyjne

Dodanie pigmentów plastikowych do wyrobów z tworzyw sztucznych, zwłaszcza pigmentów organicznych, będzie miało wpływ na tworzenie się polimeru w procesie produkcyjnym, np. na jego ilość i wielkość. Pigmenty nie mają wpływu na właściwości mechaniczne. Ale zwiększą stopień skurczu, szczególnie w dużych pojemnikach.

4. Działanie ekranujące na światło niektórych pigmentów plastikowych

Niektóre pigmenty z tworzyw sztucznych mogą znacznie poprawić stabilność światła i odporność na warunki atmosferyczne produktów z tworzyw sztucznych. Na przykład sadza jest nie tylko głównym czarnym pigmentem, ale także stabilizatorem światła. Dobrze chroni przed promieniami UV.

5. Wpływ na właściwości mechaniczne

Jeśli cząstki pigmentu z tworzywa sztucznego są duże, nierównomierne rozproszenie zmniejszy udarność. Udział cząstek pigmentu plastycznego powinien być mniejszy niż 1%. Ponadto drobne cząstki powinny być równomiernie rozmieszczone w produktach, aby zmniejszyć wpływ na właściwości mechaniczne produktów.

I. Obróbka chemiczna

Metody chemicznego przetwarzania pigmentów obejmują: obróbkę rozpuszczalnikiem, inwersję fazy woda-olej, inwersję fazy woda-gaz i obróbkę kwasem nieorganicznym.

II. Leczenie rozpuszczalnikiem

Dotyczy to głównie pigmentów azowych. Grube pigmenty (proszek lub pasta) miesza się przez pewien czas z odpowiednimi rozpuszczalnikami organicznymi w określonej temperaturze, aby poprawić odporność na ciepło, odporność na światło, odporność na rozpuszczalniki i siłę krycia. Użycie rozpuszczalnika zależy od budowy chemicznej pigmentu. Na przykład cząsteczki pigmentów azowych zawierają benzimidon. Surowe cząstki pigmentu są twarde i mają niską siłę barwienia. Jeśli zastosuje się rozpuszczalniki alkaliczne, takie jak DMF (dimetyloformamid), właściwości pigmentów ulegną znacznej poprawie.

III. Inwersja fazy wodno-olejowej

Generalnie pigmenty wytwarza się poprzez suszenie i mielenie układu wodno-pigmentowego. W procesie produkcyjnym wykorzystuje się lipofilowość i hydrofobowość pigmentów organicznych. Cząstki pigmentu zdyspergowane w wodzie miesza się z dużą prędkością, a następnie miesza z nierozpuszczalnym w wodzie polimerem organicznym (faza olejowa). Cząsteczki pigmentu stopniowo przekształcają się z wody w olej. Następnie odparowuje się niewielką ilość wilgoci zawartej w oleju, otrzymując oleistą pastę. Cząsteczki barwnika wytwarza się poprzez szybkie mieszanie i ścinanie. Dzięki wytłaczaniu i inwersji faz pigmenty charakteryzują się wysoką dyspergowalnością, jasnością i siłą barwienia.

IV. Inwersja fazy wodno-gazowej

Do pigmentu rozproszonego w wodzie wdmuchuje się gaz obojętny. Zostanie wchłonięty przez pigment. Lub pigment zostanie wchłonięty na powierzchni małych pęcherzyków. Następnie piana będzie unosić się na powierzchni cieczy. Większe cząstki opadną na dno. Miękkie pigmenty można otrzymać poprzez oddzielenie pływającej pianki i wysuszenie cząstek. Dzięki inwersji gazu za pomocą gazu pigmenty będą miały większą zdolność do dyspergowania.

V. Obróbka kwasami nieorganicznymi

Kwas siarkowy jest często stosowany w leczeniu kwasami nieorganicznymi. Obróbkę kwasem nieorganicznym dzieli się na rozpuszczanie kwasu, roztwarzanie kwasu i mielenie kwasu. Stosowany jest głównie do wytwarzania pigmentów ftalocyjaninowych miedzi.

VI. Leczenie fizyczne

Główną metodą obróbki fizycznej jest mechaniczne szlifowanie i ścinanie.

Plastikowy proszek pigmentowy o zbyt małych cząstkach poddaje się działaniu rozpuszczalników w celu dalszego wzmocnienia krystalizacji. Pigmenty o zbyt dużych cząstkach należy rozdrobnić, aby zmniejszyć kondensację i zwiększyć dyspersję.

W zależności od właściwości dyspersyjnych pigmentów konieczne jest przesianie proszku. Pigmenty są przesiewane mechanicznie (80-400 mesh) po zmieleniu lub ścinaniu, aby zapewnić spójność wielkości cząstek kolorowego proszku, znacznie zwiększyć dyspersję proszku pigmentu z tworzywa sztucznego oraz zmniejszyć kolorowe plamy, ślady i paski na produktach z tworzyw sztucznych. Podczas barwienia włóknin zmniejsza się ilość pękniętych przędz, a nawet można ich uniknąć.