橡胶着色剂的选择

作者：Tim Miller（Akrochem）

欢迎访问e展厅 展厅 4 涂料/油墨/染料展厅 涂料, 油墨, 颜料, 染料, 色漆, ... 大多数橡胶产品都着色为黑色、灰色或是白色。这些都是非彩色颜色。此外，还有彩色颜色包括如红色、蓝色、黄色、绿色、棕色、粉红色等彩色。橡胶产品不仅可以通过各色颜料混合物来进行着色，也可以使用一些非主流色的特定颜料如橘红色、绿色和粉红色来进行着色。本文将主要讨论色素颜料及其匹配技术。 色彩 关于颜料色素的选择问题，选用何种恰当合适的色彩颜料取决于先前描述过的加工要求和产品的最终用途，其中后者更为重要。必须考虑下列因素： 抗褪色能力（由阳光，受热或天然时效等因素所引起）；抗渗色性；以及对基本胶料的老化特性的有害影响（避免含铜或锰的色彩）。另外，因为有色橡胶产品必须参与市场竞争，为降低硫化橡胶产品的每磅色彩成本，就需要精挑细选出最经济的色素，以达到所需要的结果。有两种颜料色素可选 — 无机颜料和有机颜料。 无机颜料 氧化铁类、铅颜料（比如铬黄）、群青蓝、氧化铬和镉类颜料都是通常使用的种类。氧化铁类包括红色、黄色、棕色和褐色，它们都会产生暗色光。建议使用合成氧化铁。它们都可作为具比重大的相当不错的粉末。在选择氧化铁时必须注意，因为有些等级的氧化铁含有杂质，如铜 — 会加速硫化橡胶产品的老化。 群青蓝颜料可产生从带绿光到带红光的一系列蓝色。这些色素具有优越的热稳定性和耐光性。但并不耐酸，因酸会限制它们的许多室外应用以及任何含有果汁等的室内应用。群青蓝在橡胶中的最大用途就是给白色橡胶化合物调色，就如同清洗白色汗衫会用到发蓝处理一样。使用群青蓝会产生完全色光，就可能会形成亮色。 氧化铬绿能提供一种蓝青色光，这种颜色具有良好的耐热能力和耐光牢度。它的比重很大。 铅颜料包括众多铬酸盐黄颜料和钼酸盐橙颜料。它们都能形成具良好耐热能力和耐光牢度的明亮色彩，但它们是含铅化合物，且其中的粉尘能闪烁并燃烧。 在使用硫磺硫化的化合物中，任何湿气都可能引起硫化铅斑点。现在大多数情况下已被有机颜料所取代。 镉类颜料只是用于对牢度特性有特定要求的专业应用中。这种颜料通常被作为改良色散和手感的基础。但它们比重大且价值昂贵，而且镉也是一种重金属，橡胶化合物应避免使用这种材料。 所有的无机颜料的着色能力都较弱。它们的使用量通常是化合物重量的２％到５％。正常情况下，无机物比有机物更容易色散且粉尘较少，这都是因为它们的粒径更大且比重更大的缘故。尽管如此，所有颜色涂料还是有粉尘，生产前必须要注意预防。 有机颜料 使用有机颜料是因为它们可形成亮丽吸引人的颜色的色光，可以通过选择合适的颜料或混合颜料即可达到对某些特定橡胶产品的技术要求。 从美学的角度看，同无机颜料可形成暗色相反的是，使用有机颜料可产生明亮色彩。这个原因带动了在橡胶复合物中大量使用有机颜料。但大多数有机颜料所产生的抗热性，耐光性和渗色等特性都不如无机颜料。实际上，它们的优越之处就在于生成产品更加漂亮的外观。 有机颜料的单位成本比无机颜料贵重得多，但它们也更有效果。尽管如此，使用有机颜料自然很花费用。附表以化学种类和色彩指数值的方式列举了橡胶化合物中通常使用的有机颜料的种类。这些数据显示了包括热稳定性、光稳定性、耐皂性和直接水蒸气硫化能力等主要技术特性。 有机红色颜料 红色可能是最受欢迎的颜色。因为红色有机颜料的化学特性，它也可能是最麻烦的颜色。在为橡胶产品着色时，通常使用的有机颜料有8种（见表）。它们分别是：永久红2B；吡唑啉酮红；硫红；喹丫啶酮红；萘酚红；立索尔宝红；淀红C和立索尔大红。 永久红2B是使用最广泛的一种，它包括钡盐和钙盐。钡盐可形成橙色红，而钙盐可形成微粒蓝色红光。两种盐的混合可形成多种色光，它们都是很深的亮色且具有相当不错的耐色渗能力。它们的热稳定性和光稳定性也很不错，实际上，在176℃温度以上的时候，它们开始褪色。 吡唑啉酮红可形成一种介于钡盐和钙盐的2种色光之间的色光。吡唑啉酮红的不同类型会形成不同的色光，但这些色光之间又无明显差异。吡唑啉酮红明亮、干净、透明，是一种纯粹的有机颜料而不是盐。它们的热稳定性和光稳定性与2B红大致相当。吡唑啉酮红这种有机颜料可用于与食物有接触的橡胶产品。这在Federal Register的177.2600节，标题21的第一章中“可重复使用的橡胶产品”中有所记述。它比2B红要贵重许多，但在对色光有特定要求，需要更好的抗渗色性或医疗用途中使用它则是有必要的。 技术上而言，硫红是一种性能优越，价格昂贵的颜料。多用于混合颜料中，只是为了求得特殊色光时才使用它。 喹丫啶酮红的技术特性相当优越。实际上，它们的价格大致是每磅20美元以上。此种颜料可用于与食物产生接触的橡胶产品。这在Federal Register的1772600节，标题21的第一章中“可重复使用的橡胶产品”中有所记述。 色酚红的不同盐可形成橙色红、蓝色红等不同色光。和永久红2B类似，它是一种昂贵的颜料。 立索尔宝红、金光红Ｃ和立索尔大红都是较低成本的颜料。过去曾大量使用这3种颜料。实际上，它们的技术特性相对较差，随着人们越来越强调注重橡胶产品的质量和使用寿命，这3种颜料用得越来越少了。 生产挤压式、模制及压延式有色橡胶产品的生产商们首选用橡胶色彩母体混合料的形式。多数情况下，这些母体混合料在一个高分子粘合剂中以近似50%的色彩颜料用量下产生。它们的用量大致上是化合物总重量的1%到3%。吡唑啉酮红和永久红2B颜料很难分散，因此强力推荐使用这两种颜料的橡胶彩色母体混合料。 有机橙色颜料 有机橙色颜料中有2种主要的类型：联茴香胺和联苯胺橙。联茴香胺可形成干净的略带红色的色光，而联苯胺橙可形成的色光则是黄色。它们都具有很好的不褪色特性，其中联苯胺橙的耐光牢度更出色些。表中有它们的相关数据，这２种颜料和之前讨论过的红色颜料比，分散更为容易，但橡胶色彩母体混合料的使用更为普遍。其浓度和用法同红色母体混合料相同。 联苯胺黄 这些颜料可形成明亮的、干净的黄色色光。依分子的取代程度不同，有４种主要的等级。它们是：AAA、AAOT、AAMX和AAOA。它们是以不褪色性从低到高的顺序排列的，如表所示。这些颜料被认为是有机色彩颜料中最容易分散的。实际上，母体混合料法被广泛使用，其特性与前所述颜色的特性相同。 酞菁蓝 它是蓝色橡胶产品的首选色素。有多种色光，其中红色色光（RS）在橡胶中应用最多。同时，它的热稳定性也是最差的，因此在使用这种酞菁蓝时必须考虑硫化温度。非结晶等级的色光红色不明显，但热稳定性更好。绿色光酞菁蓝的强度相当弱，但热稳定性很好，且比其它等级都昂贵。酞菁蓝颜料很难分散，应该用于橡胶色彩母体混合料形式或是色彩膏剂形式。其橡胶色彩母体混合料的特性同其它颜色类似。 酞菁绿 这种颜料可产生几种色光，有略带黄色的绿色光，略带蓝色的绿色光。虽然许多绿色橡胶产品是以黄、蓝或绿的混合方法制成，但酞菁绿是绿色产品中用最广泛的单品种色彩颜料。酞菁绿的所有色光都具有良好的技术特性且难以分散。同样地，建议使用母体混合料法，其特性与其它颜色的特性类似。 色彩匹配 实际上，很少有橡胶产品是由一种颜料制得，无论是无机颜料或是有机颜料。橡胶制品的最终颜色是由产品的买家或销售者认可的特定色彩匹配而成的。因此，色彩匹配成为成功的橡胶产品生产中的主要要求。而且有色产品都和时尚有关，商家或买家总是要求有新色彩。 对于色彩的混合，混合体中会有无机颜料和有机颜料。必须在人工光源下和日光源下评估匹配的效果。新技术甚至能提供几种不同的人工光。这种匹配由一位技巧熟练的实验室工作人员操作，用他的双眼和知识技能以达到最佳的匹配效果。 如今，色彩计算机已发展到可由图示来决定橡胶化合物的色彩的程度了。其实，在合适的程序下，一台色彩计算机甚至能协助色彩师选择恰当的颜料及其使用量。实际上，至少在作者的经历中，仍然是以肉眼方式做出最后的决定。 在橡胶产品必须匹配完全不同物品的情况下，有可能会得到某种匹配，其特点是：在一种光源下，外观完美；而在另一种光源下，则显得完全不同。此种匹配能否被接受取决于应用场合的光源了，尤其是顾客所用的特定测试程序。 当某项匹配在技术上不可能实现时，色彩师必须调整工作及原材料以尽可能在不同的测试条件下达成匹配任务，这通常需要3种或更多的色素，并要仔细调整其中混合物的成分。调整二氧化钛的种类和用量是很重要的。 结论和总括：总之，概括以上所言：无机颜料以低成本可为橡胶化合物提供不错的耐热性，耐光性和抗渗色性等。这些着色剂多作为粉末颜料，用量是化合物总重的２％到５％。所产生的色光不太明亮和干净。 要得到更明亮、更干净的色彩，就必须使用有机颜料。它们着色能力更强，单位成本也更昂贵。有机颜料的热稳定性，耐光性及抗渗色性等都不如无机颜料，而且它们使用起来费用较贵。 一般而言，有机颜料在橡胶化合物中难以分散，应用起来粉尘较多，实际上通常作为橡胶色彩母体混合料。这种提前分散的形式解决了粉尘问题，极大地改善了最终产品的色彩统一性，使着色剂称重和处理起来更为容易。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/6/2006)