色母粒整理未完成.pdf

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1、色母粒 概述/色母粒 由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂，经良好分散而成的塑料着色剂，其所选用的树脂对着色剂具有良好润湿和分散作用，并且与被着色材料具有良好的相容性。外文名 masterbatch/color masterbatch/master batch 中文名 色母粒/色母/色种 制 作 颜料+载体+添加剂 用 途 塑料着色剂 制 备 树脂和大量颜料配制成 发展历程/色母粒 色母粒是 20 世纪 60 年代开发的一种塑料、纤维的着色新产品，它是把颜料超常量均匀的载附于树脂中而制得的聚合物的复合物。色母粒主要组成为着色剂、载体、分散剂三部分。据相关资料获悉，亚洲地区的其他国家对色母粒的年均

2、需求增长率约 7%9%，可我国对色母粒的年均需求增长率为 20%左右。预计中国将成为色母粒需求量增长最快的市场。特别是彩色和添加母粒，我国要依赖进口。我国已成了亚洲地区色母粒市场的最大生产国和消耗国。我国有 330家生产色母粒的企业，其中塑料级色母粒厂已经达到了 300家，纤维级色母粒厂为 30 家，这些色母粒生产厂主要分布在福建、广东、山东、浙江、江苏、上海、辽宁、天津、北京、河北等省市。我国色母粒年生产能力在 1000吨以上的企业有将近 50 家，全国色母粒生产能力为每年 30 万吨，2001年我国色母粒的需求量不到 12 万吨。生产能力严重过剩，导致国内色母粒行业普遍开工不足，除新建生产

3、装置增速过快，产品订单不足等因素外；其中重要因素是国产色母粒产品结构单一，品种不全，通用型产品占很大比重，而高浓度和超高浓度、多功能性色母粒及细旦纤维用色母粒所占比重较少。反观色母粒技术水平较高的国家，颜料、分散剂等原材料品种齐全，已形成了系列化和专业化产品结构。在品种开发方面，我国色母粒生产厂家已经开发出了纤维用色母粒、薄膜用色母粒、电线电缆用色母粒、聚烯烃色母粒、PVC色母粒、注塑制品用色母粒。有关专家认为，未来色母粒将朝着多功能化、高颜色含量和高技术含量方向发展，色母粒的发展伴随着对生产技术的提高。基本成分/色母粒 1.颜料或染料 颜料又分为有机颜料与无机颜料 常用的有机颜料有：酞菁红、

4、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、偶氮红等常用的无机颜料有：镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等 2.载体 是色母粒的基体。专用色母一般选择与制品树脂相同的树脂作为载体，两者的相容性最好，但同时也要考虑载体的流动性。3.分散剂 促使颜料均匀分散并不再凝聚，分散剂的熔点应比树脂低，与树脂有良好的相容性，和颜料有较好的亲和力。最常用的分散剂为：聚乙烯低分子蜡、硬脂酸盐。4.添加剂 如阻燃、增亮、抗菌、抗静电、抗氧化等品种，除非客户提出要求，一般情况下色母中并不含有上述添加剂。优点/色母粒 1.使颜料在制品中具有更好的分散性 色母生产过程中须对颜料进行细化处理，

5、以提高颜料的分散性和着色力。专用色母的载体与制品的塑料品种相同，具有良好的匹配性，加热熔融后颜料颗粒能很好地分散于制品塑料中。2.有利于保持颜料的化学稳定性 直接使用颜料的话，由于在贮存和使用过程中颜料直接接触空气，颜料会发生吸水、氧化等现象，而做成色母后，由于树脂载体将颜料和空气、水分隔离，可以使颜料的品质长期不变。3.保证制品颜色的稳定 色母颗粒与树脂颗粒相近，在计量上更方便准确，混合时不会粘附于容器上，与树脂的混合也较均匀，因此可以保证添加量的稳定，从而保证制品颜色的稳定。4.保护操作人员的健康 颜料一般是粉状，添加和混合时容易飞扬，被人体吸入后将影响操作人员的健康。5.保持环境的洁净

6、6.使用方便 生产工艺流程/色母粒 色母粒料生产的工艺流程有四种方法：（1）油墨法：顾名思义，是在色母粒生产中采用油墨色浆的生产方法，即通过三辊研磨，在颜料表面包覆一层低分子保护层。研磨后的细色浆再和载体树脂混合，然后通过二辊塑炼机（也叫双辊开炼机）进行塑化，最后通过单螺杆或双螺杆挤出机进行造粒。其流程如下：配料搅拌粗色浆三辊研磨细色浆二辊塑炼挤出造粒（2）冲洗法：是颜料、水和分散剂通过砂磨，使颜料颗粒小于 1m，并通过相转移法，使颜料转入油相，然后干燥制得色母粒。转相时需要用有机溶剂，以及相应的溶剂回收装置。其流程如下图：细色浆冲洗 蒸发浓缩料干燥加入载体挤出造粒（3）捏合法：是将颜料和油性

7、载体掺混后，利用颜料亲油这一特点，通过捏合使颜料从水相冲洗进入油相。同时又由油性载体将颜料表面包覆，使颜料分散稳定，防止颜料凝聚。（4）金属皂法：是颜料经过研磨后粒度达到 1m 左右，并在一定温度下加入皂液，使每个颜料颗粒表面层均匀地被皂液所润湿，形成一层皂化液，当金属盐溶液加入后与在颜料表面的皂化层化学反应而生成一层金属皂的保护层（硬脂酸镁），这样就使经磨细后的颜料颗粒不会引起絮凝现象，而保护一定的细度。分类/色母粒 色母的分类方法 常用的有以下几种：按载体分类：如 PE 色母、PP 色母、ABS 色母、PVC 色母、EVA 色母等 按用途分类：如注射色母、吹塑色母、纺丝色母等。各品种又可分

8、为不同的等级，如：1.高级注射色母 用于化妆品包装盒、玩具、电器外壳及其它高级制品。2.普通注射色母 用于一般日用塑料制品、工业容器等。3.高级吹膜色母 用于超薄制品的吹塑着色。4.普通吹膜色母 用于一般包装袋、编织袋的吹塑着色。5.纺丝色母 用于纺织纤维纺丝着色，色母颜料颗粒细，浓度高，着色力强，耐热、耐光性好。6.低级色母 用于制造对颜色品质要求不高的低级产品，如垃圾桶、低级容器等。性能/色母粒 丙纶是一种纯粹的碳氢化合物,分子链中含有叔碳原子,受热,受光后在叔碳原子处分子易裂解,使丙纶品质变坏,所以要求制成的色母粒在高温纺丝中易于扩散,不损坏纤维品质,不使纤维褪色,有优良的耐光、耐磨、抗

9、溶剂性，经受得起严格的纺丝牵伸。（1）耐热性色母粒所选用的颜料，最基本的要求经得起聚丙烯纤维生产过程中的温度，保持其性能的稳定。耐温温度一般要求为 270280以上。（2）分散性色母粒用颜料应分散性优良，而且在色母粒中要分散均匀，且使用的分散剂不会降低丙纶纤维的品质。否则不能生产出品质好的原液着色纤维，运行也不稳定，在牵伸纤维时易断裂或产生异常纤维。（3）光亮度丙纶原液着色有多种用途，其中用于床罩基布及针织物，要求明亮的色调。因有机颜料比较明亮鲜艳，且容易上色，故凡使用于上述用途的需使用有机颜料。（4）耐光性在光的作用下有些颜料有光敏作用，使着色纤维褪色和脆损，而颜料的耐光性基本上与其化学结构

10、有关，所以在制作色母粒时要充分注意颜料的耐光性，耐光性的颜料需要使用时，可以考虑添加紫外线吸收剂。（5）稳定性色母粒中使用的颜料，对着色丙纶纤维要有优良的稳定性。意即着色纤维聚合物经长时间接触热、光或经受高温时颜料不会与纤维反应，形成新的化学基团使聚合物性能绛低。所以色母粒中应选用尽可能纯的颜料，不含铁、铜、铅等盐的杂质，保证着色丙纶纤维的物理性能优良。（6）耐水性、耐干洗性、耐油性、着色丙纶纤维制品在使用过和中难免要经过水洗或溶剂干洗，要接触到油剂，特别是用于地毯时，所以其使用的着色剂要有良好的耐水洗性、耐干洗性、耐油性。常见问题、解决办法/色母粒 1、流延膜呈网状结构产生原因：颜料含量太高

11、，颜料耐热性不佳，色母粒中有水分。解决办法：适当降低各区温度，色母粒需干燥，选择颜料着色强度高，选择耐热性好的颜料，加强吹风，适当提高水温。2、流延膜遮盖力不好产生原因：膜中钛白含量低解决办法：增加色母粒用量，提高色母粒中钛白粉含量，采用 R 型钛白。3、流延膜上有色点产生原因：颜料分散性不好解决办法：选用分散性好的颜料，加强颜料研磨。4、加工时有烟产生原因：色母粒中挥发物多解决办法：降低挤出温度，选用耐高温分散剂。1、片材呈云雾状产生原因：色母料在片材中分散不匀，加工温度低，树脂机关温度过高。解决办法：提高料筒温度，提高模唇温度，降低料筒温度，降低模唇温度，提高色母料分散性。2、片材有纵向条

12、纹产生原因：原料或色母料有杂质，模唇内有杂质。解决办法：加强过滤。3、片材内有气泡产生原因：原料或色母料有水分，加工温度过高。解决办法：降低加工温度，原料和色母料干燥。色母料在中空成型应用中出现问题及其解决办法 1、有色差产生原因：色母料分散不佳吹塑空气压力不足，色母料耐热性不佳。解决办法：提高气源压力，适当降低各区温度，提高色母料载体 MI，采用耐热性好的颜料。2、有色点产生原因：色母料分散性不佳，树脂塑化不好。解决办法：提高过滤网细度，提高成型温度，提高颜料分散性。色母料用于模压发泡制品出现问题及其解决办法 1、色泽浅产生原因：颜料含量低，颜料耐热性不佳。解决办法：增加色母料颜料含量，选符

13、合耐 180，30min 的颜料。2、气孔产生原因：颜料颗粒大，原料有杂质，色母中有杂质，载体不相容。解决办法：逐一检查原料，提高颜料分散性，色母制造中加强过滤，换相容树脂。3、发泡尺寸不稳定产生原因：颜料晶型结构解决办法：增加发泡剂用量，提高发泡温度，改用颜料新品种。色母料引起注塑的问题及其解决办法 1、光泽不好产生原因：喷嘴外温度低，成型周期长，色母料中钛白粉多，色母料中颜料分散性差。解决办法：提高喷嘴温度，缩短成型周期。减少色母料中钛白粉，提高色母料中颜料分散性。2、色泽不均产生原因：料缸温度高，成型周期长和树脂相容性不好。解决办法：降低料缸温度，采用相容性好的载体 无纺布生产/色母粒

14、纺粘法无纺布是无纺布行业中发展最快的品种，占无纺布总产量的左右。以聚丙烯为原料的纺粘法无纺产品广泛应用于医用材料、卫生材料、家具用布、地毯基布、装饰材料、防护材料、汽车工业等方面。聚丙烯是一种纯线型的饱和碳氢高聚物，大分子上不含极性基团和活性基团，具有高度的化学稳定性。聚丙烯纤维结晶度高、结构致密、疏水性强，这些特点使得聚丙烯难以提供染色席位，染料分子无法或难以扩散到其内部。因此，为了提高聚丙烯无纺布的实用性和美观性，在生产中采用色母粒纺前染色法。本文就色母粒的选用对纺粘法无纺布生产的影响进行分析。色母粒的成分选用色母粒是指颜料按的比例经研磨或双螺杆挤出机均匀地分散到树脂中而制得的颜色颗粒，具

15、有着色效果优良，便于自动计量和运输，节约能源，无粒尘、无污染等优点。国际色母粒市场集中在美国、西欧、日本等，我国色母粒生产厂家主 要分布在广东、浙江、江苏、山东、北京、上海等省市。在纺粘法聚丙烯生产中，色母粒的成分选用主要从以下几个方面考虑。1、颜料：颜料是色母粒中的主要成分，主要有无机颜料和有机颜料两大类。无机颜料一般为金属氧化物、硫化物或金属盐，具有较好的耐光性和耐气候性，这对于抗光性较差的聚丙烯树脂来说意义重大。其缺点是粒径较大；有机颜料具有着色力强、分散性好、色泽鲜艳等优点，但其在光照下往往会引起饱和度下降，易造成着色成品褪色，建议选用粒径合适的无机颜料。颜料的耐热性是指在生产或使用温

16、度下颜料的颜色或性能发生变化的温度，要求其耐热性在 250左右，此时有色制品色差小；同时所选颜料耐迁移性要级，耐光性级，与聚丙烯树脂具 有较好的相容性，与其他添加剂的协同性好，在纺丝 加工过程中着色牢固；对于医疗和妇婴用品，颜料中不能含用危害健康的重金属成分，如镉、铅、汞等。颜料粒径大小直接影响颜料的分散程度和成品性能，若颜料粒径过小，比表面积大，表面自由能就会较大，易聚积成团，造成其在聚丙烯树脂中分散不匀；若颜料粒径偏大，则会在生产中堵塞过滤板和喷丝板，使纤维在拉伸时毛丝和断头现象增多，甚至会使树脂或助剂由于停留时间过长而造成热分解，影响纤维的物理机械性能。一般颜料颗粒平均粒径控 制在之间。

17、2、载体：载体是色母粒的基体，可使色母粒呈颗粒状，占色母粒的，载体应与颜料具有较好的亲 和力和相容性，选择载体时要考虑与被着色树脂的 相容性及其对着色体系其它性能的影响。由于纺粘法的纺丝速度较大，对载体的分子量及其分布的要求较为严格，建议选用熔融指数为 2010min左右的茂金属催化剂合成的聚丙烯。采用茂金属催化剂合成的聚丙烯，其分子量分布系数，可以有效地提高颜料在色母粒中的协和性和分散性，成品着色牢固，美感增强，物理机械性能提高，可以制备成颜料含量为 80的高浓度色母粒，降低生产成本。3、分散剂：分散剂能够包裹于颜料颗粒表面，减小颜料的 表面自由能，将颜料分散成细微、稳定的颗粒而均匀 地分布

18、在熔体中，并在加工过程中不发生团聚。通常要求分散剂和颜料具有较好的亲和力，与载体具有较好的相容性。从经济效益和实用性上讲，建议选用聚丙烯蜡作为分散剂，其软化点高，分子量分布窄，无异味，可以显著提高母粒的着色能力，降低色差，减少纺丝中断丝、滴丝现象。最常使用的分散剂有粉末状、片状等。普通蜡的颗粒明显大于颜料颗粒，对颜料颗粒的包裹不均匀，建议选用微粉蜡。微粉蜡的颗粒尺寸与颜料尺寸接近，蜡粉粒子填充在颜料粒子间可以使颜料粒子保持一定距离并提供润湿作用，能够显著改善颜料的分散性。4、色母粒的加人量：色母粒的加入量直接影响纺丝工艺和产品的染 色效果。加入量少，染色深度不够或染色不匀，加入量过多，会形成人

19、为杂质，增加了纺丝难度。同时由 于色母粒的熔点较常规切片低，灰度高，从而使熔体 粘度发生变化，可纺性变差，丝条拉伸性能下降。实 践表明，当加入量在时，成品上染好，可纺性较好。5、色母粒的混人位置：色母粒毕竟与常规切片的品质指标有所差异，为了减少色母粒的热分解，有条件的厂家，色母粒的加热熔融应单独采用个专用的小螺杆，并通过计量装置与大螺杆中的熔体直接混合后进入熔体过滤 器。6、其它方面：为了减少成品的色差，在生产中还要注意以下的环节。（）建立每种色母粒在某一配比下的标准样 本，按照标准样本的配比对进厂混合后的色母粒进 行打样检验，并与标准样本对照；（）对进厂的同品种、同批号的色母粒进行混合，对同

20、品种、不同批号的色母粒也要进行混合；（）在色母粒进入螺杆前，要尽量去除颗粒过 大和过小的色母粒，以保证其在螺杆中熔融均匀和完全；（）在生产一个色号时中途尽量不要更换色母 粒批号。色母料 Trends in the European masterbatch sector Global companies are dominating the European thermoplastic masterbatch industry according to a new industry study from Applied Market Information.The sector is domin

21、ated by five key players A.Schulman followed by Ampacet Clariant Cabot and PolyOne which together accounted for nearly 60 of all masterbatch production in Europe in 2002 the AMI report says.They illustrate the increasingly global nature of the masterbatch business as all operate plants outside Europ

22、e as well as having extensive manufacturing facilities within the continent itself.Of these Clariant is selected as probably the most international with operations in 50 countries.Clariant Masterbatches opens Vietnam plant Clariant Masterbatches has opened a masterbatch facility and colour matching

23、laboratory in Vietnam Singapore Industrial Park in the vicinity of Ho Chi Minh City Vietnam.The plant entered full production in December 2003 producing small-order masterbatches and dry colorants.The company expects further expansion in the near future.The new site which employs 12 staff is designe

24、d to serve the local plastics processors in and around both Ho Chi Minh City where 75 of Vietnams plastics industry is concentrated and Hanoi with a further 20.The company already has a representative sales office in each of these cities which will support the new site.For the past ten years Clarian

25、t Masterbatches has supported the area from its Thailand and Singapore locations.The company has completed an extensive renovation of an existing industrial space to include 1000 m2 of production warehouse quality assurance laboratory offices and meeting areas.A wholly owned venture of Clariant the

26、new site represents the latest move in its strategic growth plan for the Asia/Pacific area.Clariant Masterbatches facilities in Thailand and Singapore have been in operation in the region for more than 25 years.With this new facility customers in the area will benefit from increased service onsite product quality control and local technical support comments Gary Fielding Clariant Masterbatches Head ofAsia/Pacific Region.