工程塑料應(yīng)用2009年,第37卷,第11期納米CaCO3對高濃度聚烯烴色母粒色彩性能的影響武鵬郭婷喬輝吳立峰(北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,北京100029)摘要將納米CaCO3加入到有機藍顏料的漿料中經(jīng)充分攪拌、干燥制備高濃度聚烯烴色母粒。利用測色儀測定用色母粒制成的薄膜和樣板的著色力和遮蓋力,研究納米CaCO3對色母粒色彩性能的影響。結(jié)果表明,在不改變被著色制品色彩性能的前提下,納米CaCO3可以替代部分顏料,最大替代比例可達到30%。在色母粒濃度為50%時,納米CaCO3替代顏料的效果較好。當納米CaCO3替代比例為l5%時,所得制品的色彩性能與純有機藍顏料色母粒最為接近關(guān)鍵詞納米碳酸鈣色母粒色彩性能分散性色母粒亦稱為顏料濃縮物,是目前塑料著色最1.3試樣制備常用的原料。它是指顏料按20%~80%比例經(jīng)研先將納米CaCO3按一定比例加入到顏料漿料磨或雙螺杄擠岀均勻地分散到樹脂中而制得的顏色中,髙速攪拌Ⅰh,經(jīng)抽濾干燥后粉碎。將含有不同顆粒。制備高濃度色母粒時,必須保證顏料具有比例納米CaCO3的顏料使用雙輥筒煉塑機制備色母較好的分散性。粒。雙輥筒煉塑機溫度保持在105℃左右,先加人文獻[2-4]報道在顏料為干粉狀態(tài)下混入納樹脂混合2-3min,待樹脂均勻分散在雙輥上后加米CaCO3、納米BSO制成低濃度色母粒(顏料濃度入分散劑,3min左右后加入顏料,8min左右后收為20%)時,納米CaCO3、納米BaSO4不但不會影響料進行造粒。其中色母粒的濃度分別為30%(1”)、被著色制品的色彩性能,反而可以提高顏料的分散40%(2”)、50%(3”)。具體配方如表1所示。性將制好的色母粒加人到150gPE中吹膜,使薄筆者嘗試將納米CaCO3加人到漿料狀態(tài)的顏料表1制備色母粒的實驗配方中,將這種預(yù)混合好的顏料添加到聚乙烯(PE)中制編號PE分散劑顏料CaCO3備成高濃度聚烯烴色母粒,并研究了納米CaCO3對28.1.5色母粒色彩性能的影響。1實驗部分25.51.1原材料22.57.5PE:1F7B,北京燕化石油化工股份有限公司聚丙烯(PP):K1008,北京燕化石油化工股份有限公司;聚乙烯蠟:LPE-4[F],北京化工大學(xué)精細化工廠32納米CaCO3:姜湖偉翔超微材料有限公司有機藍顏料:C.I.PB15:3,上海捷虹顏料化工0的000000000090000o0000o000000n000集團工貿(mào)發(fā)展有限公司。47.51.2主要儀器及設(shè)備7.5雙輥筒煉塑機:SK-160B型,上海橡膠機械廠;擠出吹膜機組:PID651型,德國 Brabender公37.512.5中國煤化工35CNMHG、10%、15%、20%、25%主塑機:PH0型,廣東泓利機器有限公司;30%的顏料。分光光度計:722型,上海精密儀器廠;積分球式測色儀: Color5型,愛色麗有限公司。收稿日期:2009-08-11武鵬,等:納米CaCO3對高濃度聚烯烴色母粒色彩性能的影響膜制品中顏料和納米CaCO3總含量為1%;或加人到150gP中注射樣板,使樣板制品中顏料和納米CaCO3總含量為0.4%。試樣制備工藝流程如圖1860所示。載體樹脂煦30擠出吹膜顏料雙輥造粒分散劑注射樣板750圖1試樣制備工藝流程波長/nm1.4性能測試使用分光光度計對所制備的薄膜制品進行透過率、遮蓋率測試;并直接用測色儀對注射成型的樣板進行著色力、反射率測試。2結(jié)果與討論色彩性能是色母粒有別于其它功能母粒的最重要的性能,可以通過研究其制品的遮蓋力、反射率、波長/nmL、a’、b值及色差等指標對色彩性能作出較為全(b)面的評價。2.1納米CaCO3對薄膜透過率的影響透過率反映薄膜的透光能力,透過率越大,薄膜的透光能力越強,薄膜中顏料的遮蓋力就越低;反之,透過率越小,薄膜中顏料的遮蓋力就越高。圖2示出納米CaCO3替代不同比例顏料對薄膜透過率的波長/影響。由圖2a可知,在色母粒濃度為30%、納米0;2-5%;3-10%;4-15%;5-20%;6-25%;7-30%CaCO3替代比例為25%時薄膜的透過率與有機藍膜(即不添加納米CaCO3時制成的薄膜)的透過率比圖2納米CaCO3替代不同比例顏料對薄膜透過率的影響較接近,其它替代比例時透過率均髙于有機藍膜由圖2b可知,在色母粒濃度為40%時,除納米CaCO3替代比例為25%、30%的薄膜透過率略高于有機藍膜的透過率,其它替代比例下薄膜透過率曲線與有機藍膜的透過率曲線的重合性均較好。由圖2c可知,相比于低濃度色母粒,在色母粒濃度為50%時,所有替代比例下薄膜的透過率均十替代比例/%分接近有機藍膜的透過率,重合性最好。圖3納米CaCO3替代不同比例顏料對薄膜光密度值的影響2.2納米CaCO3對薄膜遮蓋力的影響由圖3可知,在色母粒濃度為30%時,添加不對于色母粒來說,顏料的分散水平是影響遮蓋同比例的納米CaCO3后薄膜的光密度值與有機藍膜力的主要因素。將薄膜的透過率換算成標準膜厚的光密度值相比均有不同程度下降。而在色母粒濃(0.02mm)的光密度值,用光密度值可以表征遮蓋度為40%時,除替代比例為25%、30%外,在其它替力的大小,這也從另一個角度反映了混合顏料的分代比中國煤化工幾藍膜相比均有不同散情況。顏料分散越均勻、粒子越細小光密度值越程度CNMHG時在替代比例為大,反之越小。10%、15%、25%卜溥膜的光密度值與有機藍膜的光圖3示出在最大吸收波長620mm下添加納米密度值基本接近;在替代比例為20%、30%下薄膜CaCO3替代不同比例顏料對薄膜光密度值的影響。的光密度值則有一定提高。工程塑料應(yīng)用2009年,第37卷,第11期2.3納米CaCO3對樣板反射率的影響示明度,a’、b表示色度坐標,+a·為紅色方向,圖4示出納米CaCO3替代不同比例顏料對樣板a為綠色方向;+b為黃色方向,-b為藍色方反射率的影響。向。可以利用L’、a、b·3個數(shù)值來表示色母粒的色彩性能。表2示出納米CaCO3替代不同比例顏料樣板的L、a·、b·值。水丶瓣茶兇表2納米CaCO3替代不同比例顏料樣板的L、a‘、b·值編號替代比例/%027.3419.3227.08波長/m400248855619.9819.4319,9819.7727.551527.3927.643806507502527.367.67波長/mm20.5427.4520.431027,6220.e10丶鹽區(qū)2027,427.8620.8527.8650450550650750由表2可知,添加不同比例的納米CaCO3后,大波長/nn部分替代比例下樣板的色彩參數(shù)b·值與有機藍樣1-0;2-5%;3-10%;4-15%;5-20%;6-25%;7-30%板相比出現(xiàn)不同程度下降。這表明加入納米CaCO替代藍色顏料后,雖然藍色顏料含量減少,但制品色圖4納米CaCO3替代不同比例顏料對樣板反射率的影響由圖4a可知,在色母粒濃度為30%、納米板在藍色色相方向(-b方向)不僅沒有減弱,反而CaCO3替代比例為30%時,樣板的反射率曲線與有增強,說明顏料的著色效果有一定提高。機藍樣板(即不添加納米CaCO3時制成的樣板)的(2)對樣板色差的影響反射率曲線最為接近。按照色差公式,計算出的兩個樣品間的色差由圖4b可知,在色母粒濃度為40%、納米△E5可以反映兩個不同的色刺激在大腦中產(chǎn)生的CaCO3替代比例為15%時,樣板的反射率曲線與有顏色感覺上的差別。圖5示出納米CaCO替代不同機藍樣板的反射率曲線最為接近。比例顏料對樣板色差的影響。由圖4c可知,相比于低濃度色母粒,在色母粒濃度為50%時,除替代比例30%外其它替代比例下樣板的反射率曲線與有機藍樣板的反射率曲線的重合性較好。中國煤化工2.4納米CaCO3對樣板色彩性能的影響CNMHG(1)對L’、a、b值的影響CIEL‘a(chǎn)‘b·色空間是由L’、a和b·構(gòu)成的直替代比例/%角坐標系。當一種顏色用L’、a、b表示時,L表圖5納米CaCO3替代不同比例顏料對樣板色差的影響武鵬,等:納米CaCO3對高濃度聚烯烴色母粒色彩性能的影響25由圖5可以看出,只有在色母粒濃度為50%、3結(jié)論納米CaCO3替代比例為30%時,樣板的色差值較(1)在保證制品色彩性能不變的前提下,可以大。在其它不同色母粒濃度和替代比例下樣板與有在顏料的漿料中加入納米CaCO3以替代部分顏料機藍樣板相比色差值均小于1。當色母粒濃度為在一定程度上降低生產(chǎn)成本,納米CaCO3的替代比50%、納米CaCO3替代比例為15%、20%時,色差僅例可達到30%。為0.2。(2)當納米CaCO3替代比例為15%時,所得制當兩種顏色色差值小于3時,不會在人的視覺品的透過率、遮蓋力、反射率及色彩參數(shù)基本不變。上產(chǎn)生顏色差別,滿足塑料著色的要求,因此用納米(3)當色母粒濃度為50%時,納米CaCO3的替CaCO3替代一定量的顏料不會影響塑料制品的色彩代效果較低濃度色母粒要更好。性能綜上所述,使用納米CaCO3可以節(jié)省部分顏料,參考文獻1]吳立峰喬輝顏料在塑料著色中的應(yīng)用和測試[M].北京:化且對著色效果不產(chǎn)生影響。部分顏料被納米CaCO3學(xué)工業(yè)出版社,2005:1代替,降低了被著色體系中顏料濃度,而且納米[2]黃瑤,喬輝,孔國良,等,納米CaCO3對聚烯烴色母粒色彩性能CaCO3的折射率小于顏料,所以正常情況下制品的的影響[門]中國塑料,2007,21(8):56-61著色力會降低。然而,試驗結(jié)果表明,納米CaCO3對3]羅璐喬輝吳立峰等兩種BS0,在ABS黃色母粒中應(yīng)用性體系中顏料粒子起到了阻隔的作用,減小了顏料的能的研究[J].塑料,2009,38(2):38-41團聚,一定程度上改善了顏料的分散性,使得體系中[4]寧濤喬輝吳立峰等納米BaSO和納米CaCO3對色母粒色彩性能的影響[J].工程塑料應(yīng)用,2008,36(10):32-36的顏料有效濃度并未降低甚至有所增加,這可一定5RS顏色技術(shù)原理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:程度地彌補因顏料濃度降低而引起的著色力下降。EFFECT OF NANO-CaCO, ON COLOR PROPERTIES OF HIGH CONCENTRATIONPOLYOLEFINE MASTERBATCHWu Peng, Guo Ting, Qiao Hui, Wu LifengCollege of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Bejing 100029, China)ABSTRACT Nano-CaCO, was added to the slurry of pigment, and high concentration polyolefine masterbatdrying. The effect of nano-CaCO, substituting different amount of pigment on the color properties of polyolefine masterbatch was studiedby measuring the covering power and the tinctorial power using color photometer. The results showed that up to 30% of the pigmentcould be substituted by nano-CaCO, without affecting the properites of the product, especially the color properties. The effect of substituting pigment was best when the concentration of masterbatch was 50%. The color properties were nearly the same as those of pureyolefine masterbatch when the dosage of nano-CaCO, was 15%KEYWORDS nano-CaCO3, masterbatch, color property, dispersion《工程塑料應(yīng)用》雜志開設(shè)“技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作”、“企業(yè)風采”欄目為做好廣大作者、讀者單位最新科研成果及新產(chǎn)品新技術(shù)的推廣服務(wù),《工程塑料應(yīng)用》雜志和“工程塑料網(wǎng)”(wwwepal973.com)網(wǎng)站已開設(shè)“技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作”欄目,以方便買賣雙方的有效交流與溝通。欄目內(nèi)容可涉及科研成果及專利技術(shù)的轉(zhuǎn)讓,公司新產(chǎn)品新技術(shù)簡介等方面。另外,為了全方位宣傳塑料行業(yè)精英企事業(yè)單位形象,《工程塑料應(yīng)用》雜志增設(shè)企業(yè)風采”欄目。報道內(nèi)容主要是企業(yè)發(fā)展歷史、企業(yè)文化、企業(yè)管理、研發(fā)創(chuàng)新能力新產(chǎn)品發(fā)布、攻關(guān)項目介紹,人物專訪等。來稿字數(shù)控制在5000字以內(nèi),可以附帶圖片。《工程塑料應(yīng)用》為中文核心期刊,是中國工程塑料工業(yè)協(xié)會會刊,國內(nèi)外公開發(fā)行,屢獲國家期刊獎,是中國塑料行業(yè)的權(quán)威媒體知名度高,發(fā)行量大。可確保您發(fā)布的信息有足夠的瀏覽量中國煤化工歡迎各有關(guān)企事業(yè)單位踴躍投稿!投稿時請加蓋單位公章。具體CNMHG地址:濟南市108信箱雜志社(250031)電話:0531-8587805785878278傳真:0531-8594735585878057E-ml:epa@epal973.com5947355@163.com