顏料分散前的形態(tài),通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程得到的原始顏料稱(chēng)為濕濾餅,還需進(jìn)一步商品化處理,包括粉碎和干燥等過(guò)程。在干燥過(guò)程中,較細(xì)的顏料顆粒會(huì)產(chǎn)生凝聚,使其粒徑較原始顆粒大許多倍,因而不能直接用于著色,必須要進(jìn)行分散處理。顏料的質(zhì)量,除了色光、著色力、遮蓋力、各種耐性等性能要求以外,分散性或易研磨性是一項(xiàng)很重要的指標(biāo)。顏料的分散性直接關(guān)系到所生產(chǎn)的油墨和涂料的色強(qiáng)、細(xì)度、光澤度等重要的質(zhì)量指標(biāo),分散效果好的還可以縮短生產(chǎn)涂料時(shí)的研磨工時(shí)。

(一)顏料的分散
一般商品顏料顆粒是指比團(tuán)聚體還大的粒子,粒徑在250μm至750μm(相當(dāng)于通過(guò)60至200目篩)。根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(German Standard Organization)命名法,認(rèn)為顏料顆粒狀態(tài)可分為:原生顆粒、凝聚體和團(tuán)聚體。原生顆粒(German Standard Organization)是單晶、塊狀、球形或微晶組成的大晶體形式存在;凝聚體(Aggregates)是由原生顆粒表面彼此吸附而成;團(tuán)聚體(Agglomerates)是由原生顆粒或凝聚體疏松的組合,或者是這兩者在邊、角上相互吸附而成的混合物。
作為使用者來(lái)講,任何商品形式的顏料都要求容易均勻分散,能制成持久穩(wěn)定、無(wú)凝聚、無(wú)沉降的懸浮物料。上世紀(jì)七十年代以來(lái),顏料的加工處理技術(shù)已有很大發(fā)展,包括顏料顆粒的表面處理和顆粒的晶相調(diào)整等,但還不能滿足使用者對(duì)其的要求。
一般情況下,顏料的分散過(guò)程可以分為三步:潤(rùn)濕→細(xì)化→穩(wěn)定化混合分散。**步是使用潤(rùn)濕劑潤(rùn)濕顏料,使顏料之間的凝聚力減小,便于**步顏料的粉碎和細(xì)化。粉碎細(xì)化后的顏料進(jìn)一步再做包覆處理,由于顏料經(jīng)分散細(xì)分后,粒徑減小,表面積增大,顏料表面自由能也增加,造成細(xì)化的顏料不穩(wěn)定性。所以,當(dāng)機(jī)械研磨能去除以后,顏料粒會(huì)再凝集起來(lái)。為此,在顏料研磨后形成新的表面時(shí),在其表面應(yīng)吸附一層包覆層,使顏料的表面能降低。當(dāng)帶有包覆層顏料的結(jié)合體再度碰撞就不會(huì)凝聚起來(lái)。降低新形成的接口表面能,以便在進(jìn)一步加工時(shí),不至于使顏料產(chǎn)生再凝聚現(xiàn)象。第三步是將細(xì)化后的顏料在熔體中能均勻分散。由于細(xì)化了的顏料表面積增加,進(jìn)而表面能提高,導(dǎo)致顏料的穩(wěn)定性降低,顏料之間就容易相互凝聚起來(lái),從而使表面能降低至穩(wěn)定的狀態(tài)。由于吸附了一層包覆層,也使能量下降,比之前的狀態(tài)要穩(wěn)定,所以達(dá)到了顏料細(xì)化的目的。
(二)顏料分散的辦法
大體上講,顏料的分散方法大致有下列三種:干混合法、融體剪切法和液體研磨法。干混合法是指顏料與樹(shù)脂由低到高速?gòu)?qiáng)度下混合,顏料分散主要通過(guò)沖擊研磨而實(shí)現(xiàn)的,其主要設(shè)備有高低速混合機(jī);融體剪切法是指在捏合作用下,通過(guò)熔化樹(shù)脂傳遞大剪切應(yīng)力;液體研磨法則是指通過(guò)液態(tài)載體的沖擊式剪切力來(lái)分散顏料。
目前,市場(chǎng)上能比較好地解決顏料分散性的產(chǎn)品主要有以下幾種商品形式:預(yù)分散顏料色片、漿狀顏料和色母粒等三種。除此之外,還有一些如色餅、色膏等針對(duì)性很強(qiáng)的產(chǎn)品。
一是由專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家將顏料加工成顏料色片(Pigmented chips,Color chips)。所謂顏料色片,也稱(chēng)固體色漿、色粒、干片、切片、預(yù)分散顏料,指的是顏料和指定載體樹(shù)脂的固態(tài)均勻混合物,也就是預(yù)分散在樹(shù)脂中的高濃度顏料。預(yù)分散顏料色片中的顏料含量比較高,根據(jù)體系的不同,一般可以在50-70%之間,載體樹(shù)脂的含量比例在30-50%左右,某些如硝化棉(N/C)體系的顏料色片品種還含有環(huán)保的增塑劑。預(yù)分散顏料色片,等同于給油墨制造商按比例配制好的顏料和樹(shù)脂,它可以被直接裝入油墨配方,也可以先按色漿的要求先分散成半成品——色漿,再以色漿加入調(diào)墨油的形式混合制成油墨。由于預(yù)分散顏料可以很容易地在高速分散機(jī)上進(jìn)行分散,其分散細(xì)度完全可以滿足一般油墨的要求。由此可見(jiàn),易分散性是它的*大優(yōu)勢(shì)。如果對(duì)油墨產(chǎn)品的細(xì)度要求很高,或者說(shuō)要求有納米級(jí)效果,可以對(duì)半成品色漿進(jìn)行一次快速砂磨處理,得到的色漿性能可以用“極好的**狀態(tài)”來(lái)形容,不管是色澤、光澤和亮度都是****的。預(yù)分散顏料的市場(chǎng)推廣應(yīng)用,有一個(gè)價(jià)格因素在制約。筆者一直希望其能進(jìn)行大規(guī)模的商品化生產(chǎn),從源頭上降低成本。如能和顏料生產(chǎn)廠家一起研究開(kāi)發(fā),不僅能從原材料成本上控制,更能從技術(shù)、服務(wù)上得到長(zhǎng)足進(jìn)展。
二是由顏料生產(chǎn)廠直接制成漿狀顏料(色漿,Color paste),由油墨、涂料生產(chǎn)廠在生產(chǎn)時(shí)直接加入配方使用,從而可以省卻費(fèi)時(shí)費(fèi)力的研磨作業(yè)工序,得到效果比較滿意的產(chǎn)品。典型意義上的漿狀顏料(色漿)是指顏料生產(chǎn)廠將顏料濕濾餅,采取脫水步驟后,把顏料分散到各種基料中去,制成一種色漿。一般有機(jī)顏料比重小,色漿的顏料含量也較低;而無(wú)機(jī)顏料的比重大,則可達(dá)到較高的顏料含量。漿狀顏料可保持顏料沉淀時(shí)的顆粒尺寸,特點(diǎn)是細(xì)度好、色澤也較鮮明、著色力也較高。
三是色母粒。色母粒(Color Master Batch)是指顏料按20%-80%的比例經(jīng)研磨或雙螺桿擠出均勻地分散到樹(shù)脂中而制得的顏色顆粒,美國(guó)稱(chēng)之為顏料濃縮物(Pigment Concentration)或顏料制備物(Pigment Preparation)。它具有著色效果優(yōu)越、便于自動(dòng)計(jì)量和運(yùn)輸、節(jié)約能源、無(wú)粉塵、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),在[wiki]塑料[/wiki]等材料的著色中應(yīng)用普遍。這其中,載體是色母粒的重要組成部分,其作用是增強(qiáng)顏料與要著色的樹(shù)脂之間的親和力和提高著色組分與樹(shù)脂的分散與混合。用茂金屬催化法合成的樹(shù)脂作載體能大大提高顏料在色母粒中的協(xié)同效應(yīng)和分散性。由于顏料在色母粒中分散性提高,更可獲得一個(gè)更均一的相,因此,可以做到顏料用量更少,卻能同時(shí)保持高著色質(zhì)量效果。這是因?yàn)槊饘俅呋ê铣傻臉?shù)脂與Z-N催化法合成的樹(shù)脂不同,茂金屬催化法合成的樹(shù)脂作載體能制備高濃度的色粒,顏料含量更可達(dá)80%。除此之外,色母粒中用茂金屬催化法合成的樹(shù)脂作載體,不僅會(huì)使著色容易,還能使色母粒產(chǎn)生美觀感,而且對(duì)著色產(chǎn)品的力學(xué)性能也有改善,這是因?yàn)轭伭戏稚⒑靡院?,結(jié)晶性可以提高,得到的制品的耐應(yīng)力、開(kāi)裂性能相應(yīng)提高。
(三)顏料色片的生產(chǎn)與前景
1、生產(chǎn)顏料色片的主要方法
目前主要的通用方法有混煉法和擠水法。前者主要是將顏料和纖維素、增塑劑、穩(wěn)定劑和樹(shù)脂等混合后,在加熱的混煉機(jī)上進(jìn)行熔融混煉,直至均勻,然后拉成片狀,冷卻后,以粉碎機(jī)粉碎成預(yù)分散顏料色片。擠水法生產(chǎn),則是通過(guò)對(duì)顏料濾餅和纖維素、增塑劑、穩(wěn)定劑及樹(shù)脂等混合后擠壓,直至均勻,再將其進(jìn)行脫水后處理,拉成片狀,粉碎成顏料色片。
2、顏料色片的生產(chǎn)設(shè)備
主要的設(shè)備是開(kāi)放式煉塑機(jī),也稱(chēng)二輥機(jī)。它通過(guò)兩個(gè)具有一定速度差的轉(zhuǎn)動(dòng)輥筒對(duì)物料進(jìn)行混合、塑化。兩輥相向旋轉(zhuǎn)使物料在輥筒隙間受到強(qiáng)烈的擠壓和剪切,從而達(dá)到顏料分散和混合均勻,混煉均勻出片后,冷卻切粒即可。一般影響開(kāi)煉機(jī)塑化質(zhì)量的因素主要有:輥筒的溫度、輥筒間距、前后輥筒速度、物料堆放量及混煉次數(shù)。該設(shè)備用于小型生產(chǎn)的較多,也有廠商用于生產(chǎn)色母粒和碳酸鈣填充母粒。
3、顏料色片的發(fā)展方向
顏料色片的發(fā)展,和高性能的顏料發(fā)展一直是同步的。性能的**性、應(yīng)用時(shí)的持久性和對(duì)供應(yīng)鏈中所有部分高附加值的經(jīng)濟(jì)性是當(dāng)今**有機(jī)顏料的發(fā)展方向。比如,顏料紫23(PV23),也被稱(chēng)為咔唑紫,它也許是僅次于酞菁藍(lán)或酞菁綠顏料的可以用于世界上幾乎所有用途的*重要的高性能顏料之一。顏料紫23呈現(xiàn)紫紅的顏色,其特點(diǎn)是具有非常高的著色力,****的鮮亮色澤,以及在幾乎所有塑料中很好的耐光性和耐熱性。
在橙色與紅**澤區(qū)域中,*有名*流行的高性能顏料有喹吖啶、二萘嵌苯、索蘭士林亮橙、二酮基吡咯并吡咯顏料,它們具有優(yōu)異的耐光性和耐候性、高度熱穩(wěn)定性和令人滿意的抗色移性。高性能顏料中杰出的一類(lèi)是酞菁藍(lán)和酞菁綠一類(lèi),它們具有優(yōu)異的整體耐受性能以及熱穩(wěn)定性和色遷移穩(wěn)定性。
在涂料、油墨的生產(chǎn)中,分散是一個(gè)復(fù)雜且耗費(fèi)成本的過(guò)程。誰(shuí)都希望在簡(jiǎn)化步驟的同時(shí),能得到可重復(fù)生產(chǎn)的高色強(qiáng)度和高質(zhì)量。在使用無(wú)機(jī)顏料的領(lǐng)域中,顏料色片很好地解決了性能不穩(wěn)定、色濃度差、研磨費(fèi)時(shí)等難題。顏料的易分散化是需求者*希望獲得的特性,如奶粉和速溶咖啡的出現(xiàn),只要攪拌就會(huì)很容易地分散于媒體中的顏料,是使用者*為理想的狀態(tài)??梢圆豢鋸埖卣f(shuō),由于顏料色片的出現(xiàn)和表面處理的工業(yè)化發(fā)展,加上新型分散劑的開(kāi)發(fā)和分散機(jī)的進(jìn)步,顏料的分散變得比往年更加地容易了。本身,粉體顏料飛散所致粉塵污染,從作業(yè)環(huán)境來(lái)看絕不是一件好事,所以,通過(guò)顏料的珠粒化、顆?;?、片狀化及添加飛散防止劑等手段,使得非飛散性且容易計(jì)量的顏料得以普及,這也是顏料色片生存和發(fā)展的土壤。
今后隨著使用者需求的多樣化,逐漸需要以多品種、少批量生產(chǎn)來(lái)迎合市場(chǎng)。由于多品種、少批量生產(chǎn)一定會(huì)提高制品的成本,所以,由特定顏料色片制造商集中生產(chǎn)顏料色片制品,各油墨制造商以自己的品牌和銷(xiāo)售途徑提供給需求者的方**日趨增加,這是大勢(shì)所趨。
4、顏料色片在開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售過(guò)程中的幾個(gè)問(wèn)題
(1)印刷油墨工業(yè)在需要其性能時(shí)會(huì)采用**有機(jī)顏料。就好比用紅122來(lái)替代光穩(wěn)定性不夠的顏料紅57;在需要降低銅含量時(shí),用顏料藍(lán)16和藍(lán)79來(lái)替代顏料藍(lán)15。這也就要求顏料色片生產(chǎn)廠家時(shí)時(shí)刻刻踏準(zhǔn)節(jié)奏,及時(shí)推出適合市場(chǎng)的新產(chǎn)品。業(yè)內(nèi)有學(xué)者指出,未來(lái)有機(jī)顏料的發(fā)展趨勢(shì)無(wú)怪乎以下幾個(gè)方面:新型化學(xué)結(jié)構(gòu)的有機(jī)顏料、金屬絡(luò)鹽顏料、偶合(Co-coupling)偶氮顏料、固溶體顏料、粒度分布調(diào)整顏料、結(jié)晶形調(diào)整顏料、顏料改質(zhì)劑,這同時(shí)也是給顏料色片指明了一條道路。
(2)當(dāng)然,我們也不希望看到一窩蜂地上顏料色片生產(chǎn)線,畢竟這是只有在制造中**油墨時(shí)油墨生產(chǎn)商才會(huì)考慮的。省工省時(shí)、性能超群是一點(diǎn)不假,但國(guó)內(nèi)真正能理解的還是不多,推廣應(yīng)用起來(lái)還是有一定的困難。許多新開(kāi)業(yè)的顏料色片生產(chǎn)廠家開(kāi)工率不足,就是很好的一個(gè)說(shuō)明。
有句俗話:中國(guó)人想要的一定貴,中國(guó)人能做的一定便宜。我們不希望這句話在顏料色片生產(chǎn)領(lǐng)域也一樣的應(yīng)驗(yàn)。在低層次地領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng),只會(huì)對(duì)這個(gè)行業(yè)產(chǎn)生*負(fù)面的影響。圖一時(shí)之利的后果大家一定都明白。
從有外資背景的珠海芳迪亞(Frontier printing inks Zhuhai)1996年建廠開(kāi)始,雖然國(guó)內(nèi)對(duì)顏料色片的研究開(kāi)發(fā)已有近10年的歷史,由于一直以國(guó)外市場(chǎng)為主要的終端客戶(hù),在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有形成潮流之勢(shì)。 星星之火,可以燎原。
從筆者淺顯地經(jīng)驗(yàn)來(lái)講,我國(guó)顏料色片工業(yè)可用一句話概括:發(fā)展快、差距小、前景廣。顏料色片在國(guó)外發(fā)展也只不過(guò)幾十年的歷史,中國(guó)改革開(kāi)放使我國(guó)顏料色片工業(yè)一起步就緊跟世界發(fā)展的潮流。芳迪亞全套引進(jìn)了世界先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù),進(jìn)口質(zhì)量?jī)?yōu)異的顏料和分散劑,可以生產(chǎn)世界**水平的顏料色片。因此可以說(shuō)中國(guó)顏料色片工業(yè)水平與世界水平差距不大。然而中國(guó)與外國(guó)顏料色片工業(yè)不同,國(guó)外顏料色片工業(yè)由極少數(shù)的幾個(gè)跨國(guó)公司壟斷生產(chǎn),反觀國(guó)內(nèi),我國(guó)顏料色片生產(chǎn)還沒(méi)有形成凝聚的核心力量。相反由于中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)不力,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則不齊全,導(dǎo)致顏料色片生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的誕生,特別在珠三角,質(zhì)量參差不齊,給油墨業(yè)內(nèi)客戶(hù)造成中國(guó)顏料色片整體水平不高的錯(cuò)覺(jué)。加上眾多廠家參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),一定會(huì)導(dǎo)致顏料色片價(jià)格不斷振蕩向下,以致于投資中國(guó)的國(guó)外公司也不得不參于顏料色片價(jià)格大戰(zhàn)。對(duì)使用者而言,色片不同于一般的生活資料,并非越便宜越好,他們要求的是質(zhì)量性?xún)r(jià)比優(yōu)異的產(chǎn)品,一味地在價(jià)格上做文章,是非長(zhǎng)久之計(jì)。
隨著顏料色片行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,中國(guó)顏料色片工業(yè)將被迫進(jìn)入調(diào)整,其必將按照世界發(fā)展規(guī)律運(yùn)行,一場(chǎng)真正的較量也將會(huì)烽煙四起。
(四)色漿的生產(chǎn)和前景
1、漿狀顏料的品種
一種顏料可以同多種基料配成含不同基料的色漿,反而言之,多種顏料又可以同一種基料配成色譜齊全的各種色漿,由此可見(jiàn),每一種基料可以形成一個(gè)系列。如以中油度豆油醇酸樹(shù)脂為例,可以配成黑、黃、桔黃、紅、紫紅、紅紫、藍(lán)、綠等各類(lèi)漿狀顏料,其中黃、紅、藍(lán)的大類(lèi),又可以選用不同色相、不同耐性的顏料品種,形成一類(lèi)含有接近20個(gè)的漿狀顏料品種。
配制漿狀顏料的基料,除了上述的中油度醇酸樹(shù)脂以外,也可以是短油度醇酸樹(shù)脂、長(zhǎng)油度的亞麻油醇酸樹(shù)脂、不干性短油醇酸樹(shù)脂、熱塑性丙烯酸樹(shù)脂以及增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、烴類(lèi)的氯化物等溶劑,甚至有加入非離子型表面活性劑的水。所選用的顏料有碳黑、異吲哚啉黃、透明氧化鐵黃、單偶氮黃、偶氮紅、苝紅、鐵藍(lán)、α穩(wěn)定性型酞菁藍(lán)、β型酞菁藍(lán)、酞菁綠、二噁嗪紫等耐性高的品種。為了解決粉塵飛揚(yáng),也有把在生產(chǎn)或使用中易造成職業(yè)中毒的有毒顏料品種如鉛鉻黃、鉬鉻紅、鋅鉻黃、鉻酸鍶等制成色漿,從而解決車(chē)間的勞動(dòng)保護(hù)問(wèn)題。實(shí)際上幾乎所有的顏料品種都可能制成色漿,因此漿狀顏料開(kāi)發(fā)的空間是很大的。
漿狀顏料除用于水性涂料以外,也用于溶劑型油漆行業(yè)、橡膠行業(yè),以及化纖著色、塑料行業(yè)等。各種用途有其特殊的要求,如水漿鈦白已用于造紙行業(yè),由于其使用方便、可用槽車(chē)運(yùn)輸、成本低,已推廣到其它造紙用的填充料生產(chǎn)中。
2、漿狀顏料的生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)述
漿狀顏料的生產(chǎn)要用顏料擠水的工藝,即顏料在沉淀之后經(jīng)過(guò)吸濾或壓濾的工序,先形成含顏料份在20—80%的顏料濾餅,不經(jīng)過(guò)干燥直接使顏料顆粒表面 從水相轉(zhuǎn)向非水相。顏料擠水的工藝就是將顏料濾餅加入至非水相的基料如油、溶劑、樹(shù)脂等中,在捏和機(jī)中進(jìn)行捏和,直至基料進(jìn)入顏料顆粒表面成為厚漿,而將水排出在厚漿之外。大量的排出水可以?xún)A出,剩余的水分可在真空條件下在50攝氏度左右全部排出。有些顏料的親水性較強(qiáng),可以通過(guò)適當(dāng)添加一些表面活性劑,來(lái)幫助排水。
捏和機(jī)屬一類(lèi)通用機(jī)械,有一對(duì)強(qiáng)力的Z字體的臥式攪拌漿,因物料的粘性大,轉(zhuǎn)速不能太快,功率消耗也較高。捏和機(jī)里有傾角的裝置,可以及時(shí)傾出所排出的水分,并有密封蓋,可以抽真空,有夾套可供加熱。捏和機(jī)的物料容積一般為2立方米的,也有達(dá)到4立方米的大型機(jī)。
制成的漿狀顏料需經(jīng)過(guò)測(cè)試,確定顏料份、水分含量,并在類(lèi)似捏和機(jī)的混和設(shè)備中添加定量的基料,使包裝前的漿狀顏料,其顏料含量在規(guī)定范圍之內(nèi),合格后進(jìn)行包裝。捏和機(jī)械設(shè)備龐大,添置不易,所以又有其它的擠水設(shè)備出現(xiàn),如采用排水槽、排水鍋等設(shè)備,也能制成漿狀顏料,但排水效率不及捏和機(jī)。
有些昂貴的有機(jī)顏料以異丙醇作為顏料含水濾餅的洗滌劑,等水分全部進(jìn)入溶劑中,則含溶劑的顏料濾餅就可直接分散到樹(shù)脂基料之中,洗滌用的含水溶劑可經(jīng)過(guò)分餾而回收再用。此外,也可直接以超微細(xì)度的粉末顏料,加入到高粘度的基料中,經(jīng)過(guò)高速攪拌,制成漿狀顏料。所有的這些,說(shuō)明制造漿狀顏料的工藝,還在不斷改進(jìn)發(fā)展之中。如采用高速分散、以及高效新型的分散設(shè)備,有可能制出低成本、高質(zhì)量的漿狀顏料。
3、漿狀顏料生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的前景
漿狀顏料是顏料生產(chǎn)廠家深加工后的一種商品化產(chǎn)品。由于易于分散,節(jié)約了油墨、涂料生產(chǎn)廠的研磨時(shí)間和生產(chǎn)成本,理應(yīng)能受到涂料等行業(yè)的歡迎。但到當(dāng)前為止,除了鋁粉漿以外,市場(chǎng)上供應(yīng)的漿狀料****,有些漿狀顏料是以干粉顏料在砂磨機(jī)加工分散成厚的色漿,而非以顏料濾餅的擠水工藝制成。
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)日趨成熟的形熱下,涂料廠對(duì)顏料廠產(chǎn)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇,只有高質(zhì)量的產(chǎn)品才會(huì)有銷(xiāo)路。為了開(kāi)發(fā)適銷(xiāo)對(duì)路的產(chǎn)品,顏料廠家應(yīng)盡快把開(kāi)發(fā)漿狀顏料安排到開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的議事日程上來(lái)。
漿狀顏料雖非新生事物,但發(fā)展的空間應(yīng)該說(shuō)不小,特別是在有毒有害含有重金屬的無(wú)機(jī)顏料,如鉛鉻黃、鉬鉻紅、鋅鉻黃等,應(yīng)盡快制漿狀商品,以避免在生產(chǎn)和使用中出現(xiàn)的員工中毒現(xiàn)象。漿狀顏料,的確可以說(shuō)是一項(xiàng)具有方向性的措施。除了水性涂料可用漿狀顏料外,溶劑型油漆行業(yè)也需要漿狀顏為,只要把相應(yīng)的基料換成各類(lèi)調(diào)漆油即可。此外,橡膠行業(yè)也可用漿狀顏料著色,塑料行業(yè)用含有相應(yīng)用增塑劑的漿狀顏料會(huì)非常方便,將成為必不可少的著色劑。因此,漿狀顏料的發(fā)展前景是很廣闊的。
4、漿狀顏料開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)方面
漿狀顏料的品種繁多,每種基料可自成系列,如無(wú)現(xiàn)代化的科學(xué)管理方法跟上去,很難制成客戶(hù)滿意的品種。漿狀顏料的保存期又短于粉狀顏料,在銷(xiāo)售環(huán)節(jié)上也要縮短保存期,保管上也因含有易燃物品(如油類(lèi)、溶劑、樹(shù)脂等),有防火的要求。所以對(duì)出口不利,*好是在國(guó)內(nèi)對(duì)口使用。
漿狀顏料應(yīng)制定出合理的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),如含顏料的百分比,顏料、基料的品種也應(yīng)向客戶(hù)清楚交代。各項(xiàng)指標(biāo)如著色力、遮蓋力及各種耐性指標(biāo)應(yīng)達(dá)到或超過(guò)原粉狀顏料的指標(biāo),絕不容許粗制濫造,使客戶(hù)上當(dāng),砸了漿狀顏料的牌子。再說(shuō)生產(chǎn)了不合格的漿狀顏料,銷(xiāo)不出去,長(zhǎng)期堆放在倉(cāng)庫(kù)中,必然會(huì)變質(zhì)報(bào)廢,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。為了開(kāi)發(fā)客戶(hù)需要的對(duì)路產(chǎn)品,顏料技術(shù)人員也應(yīng)熟悉涂料及有關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù),使產(chǎn)品在出廠之前就能做 好多項(xiàng)應(yīng)用試驗(yàn),以充實(shí)的資料向客戶(hù)推薦,在聽(tīng)取客戶(hù)的意見(jiàn)前提下,不斷改進(jìn)產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量,根據(jù)客戶(hù)的需要繼續(xù)開(kāi)發(fā)新的品種,保證客戶(hù)能滿意,同時(shí)也使自己產(chǎn)品的銷(xiāo)路有保證。
(五)色母粒的生產(chǎn)和前景
1、制造和使用色母粒的優(yōu)勢(shì)
(1)使添加劑具有良好的分散狀態(tài)。許多添加劑必須均勻分散于樹(shù)脂中,才能顯示它的功效。因此有些添加劑在使用前要進(jìn)行預(yù)處理——即分散處理。例如顏料,它在塑料中顯色,完全是依靠它的顆粒表面對(duì)可見(jiàn)光選擇性吸收與反射的效應(yīng)。因此顏料的顆粒大小,就對(duì)塑料著色力起了很大的影響。又例如紫外線吸收劑,若加入到塑料制品中不能很好分散,就不會(huì)有理想的紫外線吸收效果,必須增大添加量,則將會(huì)引起成本的增加。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的顏料或添加劑,它在儲(chǔ)存中會(huì)因吸收水分而絮凝,使著色力和效力下降。因此,必須分散固定于載體樹(shù)脂中制作成母粒,就可以保持顏料配色的穩(wěn)定,使添加劑保持效能的*大發(fā)揮。
(2)保持添加劑的化學(xué)穩(wěn)定性。有些添加劑直接與空氣長(zhǎng)期接觸,會(huì)發(fā)生氧化、吸潮等問(wèn)題。因此做成母??梢云鸬狡焚|(zhì)的長(zhǎng)期保持作用。因?yàn)闃?shù)脂基本起到了將它和空氣、水分隔離的作用。
(3)保持正確穩(wěn)定的添加量。從加工工藝上來(lái)說(shuō),粉末狀的添加劑和樹(shù)脂因兩者顆粒相差較大,因此常常發(fā)生添加量不均勻的現(xiàn)象。而母粒與樹(shù)脂顆粒直徑相近,因此添加量可以保持穩(wěn)定。
(4)添加工藝方便,保持環(huán)境清潔,有利于生產(chǎn)高品質(zhì)的制品。

2、色母粒的組成
色母粒是一種高濃并高效的顏料配制品。即采用特殊處理技術(shù)將顏料高濃度均勻穩(wěn)定的散在載體樹(shù)脂中。一般而言色母粒的主要組成為著色劑,分散劑,載體三大部分。
(1)著色劑:顧名思義這是色母粒*主要的組成部分。聚烯烴(俗稱(chēng)軟膠)色母粒采用著色劑是顏料。根據(jù)用途不同選擇各種不同性能顏料,其中包括有機(jī)顏料和無(wú)機(jī)顏料。
工程塑料(俗稱(chēng)硬膠)色母粒可采用溶劑染料和部分**有機(jī)顏料及部分耐高溫的無(wú)機(jī)顏料。一般來(lái)說(shuō)染料不可用于聚烯烴著色,否則會(huì)引起嚴(yán)重遷移,如要使用必須非常慎重并注意控制用量。
(2)分散劑:分散劑主要對(duì)顏料表面進(jìn)行潤(rùn)濕,有利于顏料進(jìn)一步分散,并穩(wěn)定在樹(shù)脂中。同時(shí)它必須與樹(shù)脂相溶性好,不影響著色產(chǎn)品品質(zhì)。軟膠分散劑一般采用低分子聚乙烯,硬脂酸鋅等。硬膠色母粒分散劑一般采用有極性低分子量聚乙烯,硬脂酸鎂等。
(3)載體:載體是使顏料均勻分布并使色母粒呈顆粒狀。選擇載體需考慮與被著色樹(shù)脂的相容性,還要考慮色母粒應(yīng)有良好分散性。因此載體的流動(dòng)性應(yīng)大于被著色樹(shù)脂,同時(shí)被著色后不影響產(chǎn)品質(zhì)量。一般載體樹(shù)脂可采用分子量低于被著色樹(shù)脂同類(lèi)聚合物。
有的色母粒為了特殊需求,其組成還有一些添加劑。為了提高色母粒的耐熱性,耐曬性可加入抗氧劑1010,DLTP ,264等。為了提高色母粒的耐光性,耐老化性,可加入抗紫外劑,如UV531,UV326等。
3、主要的生產(chǎn)工藝
根據(jù)顏料分散的基本理論應(yīng)運(yùn)而生各種色母粒加工設(shè)備和生產(chǎn)工藝。主要解決顏料的潤(rùn)濕,分散,分散穩(wěn)定性。其追求目標(biāo)是高質(zhì)量,高產(chǎn)量,低能耗,低成本。對(duì)林林總總的加工工藝概括而言主要為干法生產(chǎn)工藝法和濕法生產(chǎn)工藝法。
干法生產(chǎn)工藝法主要是利用助劑對(duì)顏料表面進(jìn)行處理,利用樹(shù)脂熔體粘度對(duì)顏料進(jìn)行剪切,分散,混煉的穩(wěn)定化處理。目前*典型的是高速混合機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)配套加工工藝以及密煉機(jī)加工工藝。
濕法生產(chǎn)工藝法則是利用介質(zhì)(溶劑和水)采用機(jī)械力將顏料進(jìn)行超細(xì)分散及表面潤(rùn)濕處理。利用顏料親油的特性,采用轉(zhuǎn)相技術(shù)將顏料轉(zhuǎn)入分散劑相并穩(wěn)定化。目前*典型為捏和轉(zhuǎn)相法和三輥油墨法。
捏合沖洗法為引進(jìn)瑞士汽巴嘉基公司(CIBA)濕法工藝流程,其生產(chǎn)原理:以水為介質(zhì),將顏料聚乙烯臘和表面活性劑在一定轉(zhuǎn)速、溫度、PH值,使已分散的顏料從水相轉(zhuǎn)入油相,并被聚乙烯臘包覆,形成0.1至3mm粒子。北京某樹(shù)脂研究所全套引進(jìn)了流水線及生產(chǎn)技術(shù)后并成功采用國(guó)產(chǎn)顏料。采用該工藝流程生產(chǎn)半制品------顏料預(yù)分散料供應(yīng)上市,取得良好經(jīng)濟(jì)效益。該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好,主要用于PP纖維紡絲色母,相對(duì)成本較高。
熔體剪切法就是通過(guò)樹(shù)脂傳遞高剪切應(yīng)力,從而達(dá)到分散目的的方法。通常塑料在其接近軟化點(diǎn)時(shí),能產(chǎn)生很大的內(nèi)部剪切應(yīng)力。密煉機(jī)工藝就是采用上述原理。其兩個(gè)轉(zhuǎn)子呈羽翼形,當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)子相向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可使物料上下和左右翻滾進(jìn)行混煉,并使物料產(chǎn)生大的摩擦力。剪切力使顏料凝聚體被切割、拉開(kāi)和分散。由于混煉時(shí),上頂栓落下,密閉加壓,從而使物料混合均勻。熔融剪切分散的好壞與能否產(chǎn)生合適的剪切力有關(guān),而剪切力大小是與聚合物的粘度成正比,聚合物的粘度又直接取決于加工溫度,因此選擇合適溫度直接影響顏料分散的好壞其產(chǎn)品質(zhì)量與比能(消耗電壓/產(chǎn)出量)和剪切速率(螺桿與密煉室*小間隙/螺桿*大線速度)有關(guān)。該工藝*適用于碳黑母粒生產(chǎn)。世界*大黑色母粒生產(chǎn)廠如美國(guó)卡博特公司(CABOT)就采用該工藝路線。
4、色母粒的發(fā)展方向
我國(guó)塑料行業(yè)的快速發(fā)展必將帶動(dòng)色母粒行業(yè)的發(fā)展,色母粒產(chǎn)品具有廣闊的應(yīng)用前景。色母粒向顏料高濃度方向發(fā)展以降低*終產(chǎn)品的著色成本,色母粒與添加劑相結(jié)合開(kāi)發(fā)多功能的產(chǎn)品是色母粒今后的發(fā)展方向。針對(duì)該產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀,色母粒行業(yè)協(xié)會(huì)擬提出以下建議:
(1)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)聯(lián)合上游企業(yè)和科研究院校開(kāi)發(fā)適于色母粒應(yīng)用的顏料和分散劑,增加產(chǎn)品品種,提高產(chǎn)品的技術(shù)含量,使色母粒產(chǎn)品向高質(zhì)量方向發(fā)展。
(2)色母粒生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分利用色母粒專(zhuān)業(yè)委員會(huì)提供的信息,加強(qiáng)溝通和合作,制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),凈化市場(chǎng),使競(jìng)爭(zhēng)變得有序,促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。
(3)市場(chǎng)對(duì)色母粒需求的特征表現(xiàn)為高度的分散化和專(zhuān)門(mén)化,生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行細(xì)化,拓寬色母粒產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)多功能和高技術(shù)含量的色母粒產(chǎn)品,以滿足市場(chǎng)的需要。
(4)中國(guó)融入WTO以后,國(guó)外企業(yè)紛紛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),這些企業(yè)在為我國(guó)色母粒行業(yè)注入新活力的同時(shí)也加劇了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng),國(guó)內(nèi)企業(yè)只有不斷完善自我,不斷**,在提高產(chǎn)品的技術(shù)含量上下功夫,才能在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。
有業(yè)內(nèi)專(zhuān)家不客氣地指出,目前國(guó)內(nèi)色母粒行業(yè)開(kāi)工不足,其原因在于,除新建生產(chǎn)裝置增速過(guò)快,產(chǎn)品訂單不足等市場(chǎng)客觀因素外,還有一重要的主觀因素,即國(guó)產(chǎn)色母粒產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,品種不全,通用型產(chǎn)品占據(jù)很大比重,而高濃度和超高濃度、多功能性色母粒和細(xì)纖維用色母粒所占比重較少。反觀色母粒技術(shù)水平較高的國(guó)外,顏料、分散劑等原材料品種齊全,已形成了系列化和專(zhuān)業(yè)公產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。所以,我國(guó)色母粒生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)苦練內(nèi)功,拓寬現(xiàn)有原材料和輔助原材料的應(yīng)用范圍,開(kāi)發(fā)高技術(shù)含量的色母粒產(chǎn)品,這是國(guó)內(nèi)色母粒生產(chǎn)企業(yè)擺脫發(fā)展困境的有效途徑。
(六)小結(jié)
未來(lái)顏料分散將朝著多功能化、高顏料含量和高技術(shù)含量方向發(fā)展。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)提高產(chǎn)品的技術(shù)含量,使其產(chǎn)品向高質(zhì)量方向發(fā)展,盡快多開(kāi)發(fā)新品,拓寬應(yīng)用領(lǐng)域,使多功能和高技術(shù)含量的顏料預(yù)分散顏料產(chǎn)品全力滿足市場(chǎng)的需要,滿足國(guó)內(nèi)所有下游。