Zastosowanie pigmentów organicznych w tworzywach sztucznych i żywicach

Żywica syntetyczna i plastik stały się ważnymi sektorami przemysłu, dostarczając ludziom różne włókna syntetyczne, lekkie produkty przemysłowe i specjalne materiały funkcjonalne. Wraz z rozwojem przemysłu żywic syntetycznych, tworzyw sztucznych i włókien syntetycznych zapotrzebowanie na barwniki rośnie z roku na rok. Ponadto, zgodnie z charakterystyką różnych kolorowych przedmiotów, procesem barwienia i warunkami przetwarzania, jakość pigmentów organicznych jako barwników jest aktualizowana do wyższych wymagań; wewnętrzna jakość i właściwości aplikacyjne barwników bezpośrednio wpłynęły na wygląd żywic, tworzyw sztucznych i włókien syntetycznych. Jednym z ważnych czynników w wydajności aplikacji (takich jak odporność na warunki atmosferyczne, wytrzymałość itp.).

1. Wymagania dotyczące działania barwników w tworzywach sztucznych i żywicach
Pigment organiczny lub pigment nieorganiczny stosowany do barwienia tworzyw sztucznych musi mieć pożądany kolor, wysoką wytrzymałość i jaskrawość koloru, dobrą przezroczystość lub siłę krycia, a także mieć różne właściwości aplikacji, jak opisano poniżej.
1 Doskonała stabilność cieplna jest jednym z ważnych wskaźników jako barwnik z tworzywa sztucznego.
Barwnik ma doskonałą odporność na ciepło i może zapobiegać zmianie koloru w wyniku rozkładu lub zmiany postaci kryształu podczas ogrzewania. W szczególności w przypadku niektórych żywic wymagających wyższych temperatur formowania, takich jak poliester i poliwęglan, należy wybrać barwniki o wysokiej stabilności termicznej.
2 Doskonała odporność na migrację, brak zjawiska rozpylania.
Ze względu na różne siły wiązania między cząsteczkami barwnika a żywicą, cząsteczki pigmentu dodatków, takich jak plastyfikatory i inne środki pomocnicze, mogą migrować z wnętrza żywicy na wolną powierzchnię lub do sąsiednich tworzyw sztucznych. Ta migracja jest związana ze strukturą molekularną żywicy, sztywnością i szczelnością łańcucha molekularnego, a także z polarnością, wielkością cząsteczki, rozpuszczalnością i właściwościami sublimacji cząsteczki pigmentu. Barwne tworzywo sztuczne zwykle kontaktuje się z białym tworzywem sztucznym (takim jak PVC) w temperaturze 80 ° C i 0,98 MPa przez 24 godziny, a jego odporność na migrację ocenia się na podstawie stopnia migracji na białym plastiku.
3 Dobra kompatybilność z żywicą i łatwa dyspersja.
Barwnik nie powinien reagować ze składnikiem z tworzywa sztucznego ani być rozkładany przez resztkowe katalizatory lub substancje pomocnicze w plastiku, aby wpłynąć na jakość kolorowego wyrobu. Barwnik powinien charakteryzować się doskonałą dyspergowalnością, drobnym rozmiarem cząstek i skoncentrowanym rozkładem, a także łatwą do uzyskania zadowalającą żywością i połyskiem.
4 Pigmenty organiczne stosowane do barwienia plastikowych produktów zewnętrznych powinny charakteryzować się doskonałą odpornością na światło i warunki atmosferyczne.
Dlatego, chociaż pigment nieorganiczny ma doskonałą odporność na światło, odporność na warunki atmosferyczne, odporność na ciepło i odporność na migrację, a koszt jest niski, ponieważ kolor nie jest bardzo jasny, różnorodność jest niewielka, chromatogram jest niepełny, siła barwienia jest niska, a kilka odmian to sole metali ciężkich, a toksyczność jest stosunkowo niska. Duże, o ograniczonej barwieniu z tworzywa sztucznego, dlatego stosuje się więcej pigmentów organicznych.

2, główny rodzaj struktury barwnika z tworzywa sztucznego
Istnieją dwa rodzaje barwników do barwienia tworzyw sztucznych: jeden to barwnik rozpuszczalnikowy lub kilka barwników dyspersyjnych, które są barwione przez infiltrację i rozpuszczanie w żywicy, takiej jak polistyren; drugi to pigment, w tym pigmenty nieorganiczne i pigmenty organiczne. Oba są nierozpuszczalne w żywicy i są zabarwione drobnymi cząsteczkami.
Pigmenty organiczne stały się ważnymi barwnikami do tworzyw sztucznych i żywic ze względu na ich szeroką gamę, jasny kolor, wysoką siłę barwienia i doskonałą wydajność aplikacji. W zależności od różnych rodzajów struktur pigmenty odpowiednie do barwienia tworzywami sztucznymi obejmują następujące typy.
1 nierozpuszczalny pigment azowy
Odmiany odpowiednie do barwienia tworzyw sztucznych to głównie pojedyncze i podwójne pigmenty azowe o złożonej strukturze, zwykle pigmenty monoazowe o prostej strukturze, małej masie cząsteczkowej i pigmenty azowe kondensacyjne. Zakres chromatogramów obejmuje głównie pigmenty żółte, pomarańczowe i czerwone. . Odmiany te nadają się do barwienia różnych tworzyw sztucznych i mają dobre właściwości aplikacyjne. Reprezentatywne odmiany, takie jak azowe pigmenty kondensacyjne, CI Pigment Yellow 93, 94, 95, CI Pigment Red 144, 166, 242 itd., Benzimidazolone pigmenty, CI Pigment Yellow 151, 154, 180 i CI Pigment Brown 23 itp. Pigmenty heterocykliczne takie jak Pigment Yellow 139, 147 i inne odmiany.
2 pigmenty jeziorne
Głównie czerwony pigment z jeziora naftolosulfonowego (kwas karboksylowy), z powodu dużej polarności molekularnej, umiarkowanej masy cząsteczkowej, dobrej stabilności termicznej i wysokiej wytrzymałości barwienia, reprezentujący odmiany, takie jak CI Pigment Red 48: 2, 53: 1, 151 i inne odmiany.
3 pigmenty ftalocyjaninowe
Ze względu na doskonałą odporność na ciepło, odporność na światło, odporność na warunki atmosferyczne, wysoką siłę barwienia i odporność na migrację nadaje się do barwienia różnego rodzaju żywic i tworzyw sztucznych. Chromatogram jest tylko niebieski i zielony. Reprezentatywne odmiany to CI Pigment Blue 15, 15: 1 (stabilny typ), 15: 3 (typ ß), 15: 6 (typ ε) i CI Pigment Green 7, 36 i tak dalej.
4 pierścień heterocykliczny i skondensowany keton pierścieniowy
Takie pigmenty obejmują chinakrydony, dioksazyny, izoindolinony, pochodne antrachinonu, 1,4-diketopirolopirol (DPP), ketony indolowe i kompleksy metali. Klasa pigmentów.

3. Zabarwienie głównej żywicy i tworzywa sztucznego
Barwienie żywicy z tworzywa sztucznego obejmuje mieszanie żywicy, tworzywa sztucznego bezpośrednio z barwnikiem oraz proces barwienia żywicy w procesie barwienia żywicy, który jest barwiony przed przetworzeniem żywicy we włókno. Obie techniki barwienia wymagają od pigmentu doskonałej stabilności termicznej i dobrej dyspergowalności. Łączne cząstki pigmentu nie powinny przekraczać 2 ~ 3 μm. Grube cząstki niekorzystnie wpływają na wytrzymałość włókna na rozciąganie, a nawet powodują jego pękanie. Bardziej korzystne jest stosowanie preparatu żywicznego pigmentu zamiast pigmentu proszkowego. Metodę barwienia pastą żywiczną można zaklasyfikować do przędzenia w stanie stopionym, przędzenia na mokro i suszenia na sucho. Na przykład, w przypadku przędzenia ze stopu, żywicę termoplastyczną, taką jak poliester, poliamid, polipropylen itp., Topi się w wytłaczarce, wytłacza przez otwór do przędzenia, a następnie chłodzi i zestala.
Dlatego pigment organiczny jako barwnik nie może ulegać znaczącej zmianie koloru w temperaturze przędzenia, a nośnik zastosowany do przygotowania pigmentu powinien być identyczny lub podobny do pigmentowanego polimeru.
W ostatnich latach na rynku wprowadzono kilka nowych heterocyklicznych pigmentów organicznych, a różne żywice, takie jak polichlorek winylu (PVC), poliester (PET), żywica ABS, nylon i poliwęglan, można dobierać zgodnie z wymaganiami zastosowania. Różnorodność.

1. Barwnik z żywicy PVC
PCW jest ważną klasą materiałów termoplastycznych, które są stosowane w szerokim zakresie zastosowań, w tym w niskich i wysokiej klasy specjalnych wymaganiach dotyczących wydajności, takich jak materiały budowlane, samochody, drzwi i okna. Ze względu na niską temperaturę przetwarzania do barwienia można stosować różne rodzaje pigmentów organicznych. Jednak w zależności od warunków przetwarzania i końcowego zastosowania kolorowego produktu, istnieją konkretne wybory dla barwnika i należy spełnić następujące cechy aplikacji.
Gdy PCW jest barwiony, powstałe zjawisko kwitnienia można uznać za częściowe rozpuszczenie pigmentu organicznego jako barwnika w temperaturze przetwarzania i rekrystalizację pigmentu w temperaturze pokojowej. Zjawisko to jest spowodowane inną polidekstrozą. Istnieje również w środku; zwłaszcza miękki materiał PCV zwiększy rozpuszczalność barwnika ze względu na obecność plastyfikatora (zmiękczacza), co powoduje zjawisko bardziej intensywnego kwitnienia, i można zauważyć, że zwiększenie temperatury przetwarzania spowoduje znaczące kwitnienie. Jest to bezpośrednio związane z ich wzrostem rozpuszczalności pigmentu w tej temperaturze.

2. zabarwienie żywicy poli (węglowodorowej) (PO)
Poliolefiny (poliolefiny) są szeroką gamą szeroko stosowanych, wysokowydajnych tworzyw sztucznych, które można podzielić na trzy kategorie na podstawie monomeru oraz gęstości lub ciśnienia podczas przetwarzania; a, polietylen niskiej gęstości (LDPE) lub polietylen wysokociśnieniowy, odpowiednia temperatura przetwarzania wynosi 160 ~ 260 ° C; b, polietylen o dużej gęstości (HDPE) lub polietylen niskociśnieniowy, odpowiednia temperatura przetwarzania wynosi 180 ~ 300 ° C; polipropylen (PP), temperatura przetwarzania wynosi 220 ~ 300 ° C.
Zasadniczo pigmenty organiczne częściej migrują w żywicach LDPE, HDPE i PP. Tendencja do migracji obejmuje upuszczanie i rozpylanie, co jest bardziej wyraźne wraz ze wzrostem wskaźnika stopu i zmniejszeniem masy cząsteczkowej polimeru.
Gdy niektóre pigmenty organiczne są barwione w polietylenowych tworzywach sztucznych, mogą powodować deformację lub kurczenie się plastikowych produktów. Przyczynę można uznać za środek zarodkujący jako środek barwiący w celu promowania krystalizacji tworzyw sztucznych, co powoduje naprężenia w tworzywach sztucznych. Gdy pigment jest anizotropią przypominającą igłę lub pręt, bardziej prawdopodobne jest wyrównanie w kierunku przepływu żywicy, co powoduje duże zjawisko skurczu, a kulisty krystaliczny pigment organiczny lub pigment nieorganiczny wykazuje mały skurcz formierski. Ponadto ważna jest zdolność do dyspergowania pigmentu w polidyspersji, zwłaszcza film lub rozdmuchiwany film i proces barwienia w stanie stopionym. Dlatego morfologia preparatu pigmentu lub koncentratu pigmentu jest często stosowana w celu poprawy właściwości dyspersji; wybrane pigmenty to głównie struktury heterocykliczne i jeziora fenolowe.

3. zabarwienie przezroczystej żywicy, takiej jak polistyren
W oparciu o tworzywa termoplastyczne plus polistyren (PS), kopolimer styren-akrylonitryl (SAN), polimetakrylan metylu (PMMA), poliwęglan (PC) itp. Mają wysoką twardość, utwardzane termicznie Żywica termoplastyczna ma doskonałą przezroczystość. W celu utrzymania pierwotnej przezroczystości barwionego wyrobu, oprócz zabarwienia powyższych pigmentów, bardziej korzystne jest stosowanie barwnika rozpuszczalnikowego (SDSolventDyes) i barwnika dyspersyjnego (Dis.D.) o wysokiej rozpuszczalności. Podczas barwienia rozpuszcza się w tworzywie sztucznym, tworząc stabilny roztwór molekularny o dużej sile zabarwienia.
A, dobra stabilność cieplna, aby zapewnić, że kolor i siła barwienia nie zmieniają się w temperaturze przetwarzania;
B, doskonała odporność na światło i warunki atmosferyczne, szczególnie w przypadku produktów do farbowania na zewnątrz;
C, nierozpuszczalny w wodzie, aby zapobiec krwawieniu z plastyfikowanych tworzyw sztucznych;
D, wskaźniki toksyczności powinny spełniać wymagania
E. Barwnik musi mieć wystarczającą charakterystykę rozpuszczalności w rozpuszczalniku organicznym, co jest ważnym czynnikiem dla uzyskania przezroczystego efektu barwienia.

4. zabarwienie żywicy poliamidowej (nylonowej)
Jako środek barwiący poliamidu można zastosować pigment organiczny, a także barwnik rozpuszczalny w polimerze, przy czym zabarwienie pigmentu organicznego można z grubsza podzielić na dwa różne rodzaje środków barwiących, jak pokazano poniżej.
Obowiązujące ogólne odmiany CIPY147 PY 150 PR 149PR 177 PV 23
Doskonała wydajność PY192 PG 7
W przypadku żywic poliestrowych (w tym PET i PBT) pigmenty mogą być pigmentowane, ale więcej pigmentowanych jest barwnikami rozpuszczonymi w polimerze (tj. Barwnikami rozpuszczonymi), z których niektóre są odpowiednie do barwienia PET, takie jak PY138, PY147 (odpowiednio chinoksany, aminoguanidyny i chlorowane kondensaty) oraz PR214 i PR242 są odpowiednie do barwienia poliestru.
Barwienie żywicy ABS jest również głównie barwnikiem rozpuszczalnikowym, który nie tylko ma dobrą przezroczystość, ale także ma dobrą odporność na światło i może być stosowany z pigmentami nieorganicznymi w celu uzyskania nieprzezroczystych kolorowych produktów. Powszechnie stosowanymi barwnikami rozpuszczalnikowymi są SY93, SO60, SR111, SR135, SB104 oraz SG104 i SG3.
Poliuretan (PUR, poliuretan) jest szeroko stosowany w materiałach ze sztucznej skóry. Można go dodawać z plastyfikatorami w celu poprawy jego właściwości miękkości, takich jak PVC. Jednocześnie PUR stosuje się w powłokach tkanin, takich jak toluen, keton metyloetylowy, DMF, THF, izopropanol. / mieszanina toluenu itp., więc barwnik należy wybrać jako właściwość odporną na rozpuszczalniki, to znaczy pigment nierozpuszczalny w powyższym rozpuszczalniku, w przeciwnym razie łatwo wywołać migrację; jednocześnie, gdy wytwarzana jest pianka poliuretanowa, barwnik powinien mieć wystarczającą stabilność. .