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色浆在聚氨酯中的应用   (2016/6/1 22:09:29)  发表博文

  色浆,作为聚氨酯行业中一种重要的助剂,逐渐受到人们的关注。本文综述了色浆 在聚氨酯工业中的应用状况及其对聚氨酯产品的影响。

  一、色浆在聚氨酯材料中的作用:

  众所周知 ,聚氨酯已逐渐成为人们日常生活中不可或缺的塑料材料。我们生活在一个五彩缤纷的世界,人类对颜色的需求再加上聚氨酯材料本身具有优越的染色性能,使得颜色在聚氨酯工业中得到广泛的应用。总的说来,在聚氨酯材料中加入色浆主要有如下功能:

  制造出各种人们所需颜色的制品。如通过添加不同的色浆可生产出各种色彩的聚氨酯鞋 底、鞋垫、玩具、密封圈、胶辊、弹性体、合成革等。

  在PU仿木家具中加入与家具面漆颜 色相一至的的色浆,可以掩饰因家具在运输及使用过程中因掉漆而出现的“露白”现象,从而增加了产品档次及其市场竞争力。

  利用不的颜色区分不同密度和不同功 能的聚氨酯海绵。可通过不同颜色和深度代表不同的密度,或阻燃性海绵,或抗静电海绵等。

  掩饰”聚氨酯材料的变黄现象。大 部分聚氨酯材料是以芳香族二异氰酸酯TDI、MDI和PAPI为主要原料制得,芳香族氨酯基的存在使得 聚氨酯在长期日光照射发生黄变。为了减轻变色除了添加昂贵的稳定剂外,也可以在一定程度上通过添加适当的棕色、红色、黄色和黑色来掩饰聚氨酯的变黄现象,使得聚氨酯制品的变黄现象不明显或不易察觉,从而将负面效果降低至最低点。

  常用色浆的分类及使用方法:

  目市面上常见的色浆主要分为两大类即分散型色浆和反应型色浆: 分散型色浆:分散型色浆即我们通 常使用的添加型色浆,一般是将有机或无机(染)颜料分散于聚氨酯多元醇中制成。一般来说,有机的颜(染)料具有良好的分散性、着色力强,着色后聚氨酯制品颜色比较鲜艳,价格较高;无机颜料的耐光及耐温性能好,但颜色不如有机颜料鲜艳,价格便宜。 反应型色浆:是一类色素分子被连接在多羟基树酯上的染料,在泡沫塑料生产过程中可与异氰酸酯反应,因此染色均匀、坚牢,可以制取深色的泡沫塑料, 这是分散型颜料所不能及的。由于这类染料含有一定数量的羟基,要配方设计中应考虑这些羟基对异氰酸酯的需要。但这类反应型色浆的价格往往是分散型色浆的几倍。

  总的来说色浆的使用方法通常是按一定的必例(通常不超过3%)添加到聚氨酯多元 醇组分中,根据添加工艺的不同可分为人工混合及自动混合两大类: 人工混合,是一种传统的添加色浆的方法,是按一定的比例将色浆和其他助剂一起 添加到多元醇中在混合桶内搅拌均匀后与异氰酸酯组分混合。这种方法的优点是设备投资少,操作简单。缺点是如果色浆使用的比重较大的钛白粉或氧化铁等无机颜料时极极易在混合桶内发生分层,造成制品的颜色不均匀,也很容易堵塞输送管线与喷咀。另外如果产品的花色比较多,换色比较困难,需要用大量的人力物力来清洗混合桶。 自动混合,是一种较先进的添加色浆的方法,它是将色浆作为“第三组分”单独放 置在一个桶内,通过计量泵将色浆输送到混合头与多元醇组分及异氰酸酯组分混合。这种方法就解决了前种工艺的不足,能够生产出高质量的聚氨酯产品。本工艺的缺点是设备投资大;另外这种工艺对色浆粘度要求较高,对于高粘度的“色膏”而言,就不适合这种工艺。

  聚氨酯色浆粘度对加工成型的影响: 粘度是流体的主要物理特性,它是对流体具有的抗拒流动的内部阻力的量度,也 称为内摩擦力系数。它以对流体施加的外力与产生流动速度的比值表示。牛顿液体的粘度不随剪切速率的变化而变化;非牛顿液体的粘度值是随着剪切速率的不同而不同。 粘度是色浆类产品的一个重要指标,对色浆产品来说最适宜的粘度区间范围是 2000-3000mpa.s。因为经验表明这个粘度范围的色浆流动性、分散最为稳定,适合人工操作和机头混合。如果粘度太高,分散难度大,较易产生流纹,且只能用于人工操作,操作困难。如果粘度太低,产品的流动性不稳定,在用于机头混合时难以进行精确的计量,会产生色差,甚至会产生流纹和色点。

  细度对色浆性能的影响: 细度也称研磨细度,是色浆的重要的内在质量之一,对色浆的展色性能、流动稳 定性及储存稳定性等均有很大的影响。颗粒细、分散程度好的色浆,其颜色能较好地被润湿,色浆的展色性好,光泽好,且色浆在储存过程中颜料不易发生沉淀、结块等现象,提高了储存稳定性。 对于聚氨酯工业来说,色浆最理想的细度范围是达到15um以下,如果是细度太 大,颜料颗粒在产品的发泡过程中,会产生“成核”的作用,从而影响泡孔的结构。同时制品的表面也会粗糙,另外由于色浆展色性差而增加了添加量。

 色浆含水率及羟值对聚氨酯产品性能的影响: 众所周知,聚氨酯制品在生产过程中对配方的计算是严格按照公式来计算出来 的。如果是色浆的羟值,特别是含水率过高势必对产品的配方产生影响,从而影响制品的性能。如果色浆的羟值能够控制在50以下,含水率在0.8%以下,如果色浆的添加量控制在多元醇的3%以内,它们对配方的影响可以忽略不计。

  色浆对聚氨酯发泡过程及产品质量的其它影响: 正常情况下,一种质量较好的色浆是不会对发泡过程产生影响的。除了上述几种 情况外,在色浆的生产过程中为了能将颜料分散开,通常会加入一些促进分散的表面活性剂,有些表面活性剂特别是有机硅类的活性剂对聚氨酯的发泡影响较大,会造成塌泡、收缩、甚至开裂等现象。 有些颜料的生产过程中是通过强酸或强碱处理工序的,如果这些颜料中残余强酸 或强碱处理不净,势必会影响产品的发泡速度或熟化速度。 有些厂家为了降低产品的成本,在色浆在大量的添加碳酸钙、滑石粉等填料,过 多的添加这些填料不仅会影响产品的外观,会造成产品的表面粗糙,而且会影响产品的泡孔结构,甚至会造成塌泡。另外添加填料也加大了计量泵和输送管线的磨损,同时也会堵塞虑网和喷咀。

  环境保护及健康安全对聚氨酯色浆的要求; 随着聚氨酯工业的不断发展及人们生活水平的不断提高,聚氨酯产品已经成为了 人们日常生活中的一个重要组成部分。然而由于有些染料及颜料中含有铅Pb、镉Cd、锑Sb、锡Sn、硒Se及六价铬(Cr+6)等重金属成分,这些物质对人体是有害的,所以在制鞋、鞋垫、玩具、家具等行业是限制含有这些物质的。 增塑剂也是色浆中常用的一种原材料,随着时间的推移,这种物质会慢慢从制品中逸出,进入空气、土壤、水源乃至食物。增塑剂对环境污染和人类的健康危害,是人们长期关注的课题。许多报告认为,长期接触某些苯二甲酸酯类增塑剂能够引起皮肤过敏和生产刺激反应,或可能损害肝脏、肾脏、甚至能够影响妇女的生育能力。因此许多国家都规定了聚氨酯产品中的允许增塑剂存在的最低值,在某些行业将其规定为违禁物质。 色浆在聚氨酯产品生产中只是占很小的比例,但是因为色浆的使用不当确会造 成相当大的损失和浪费。如何提高产品的品质,降低不合格品率,是每一个聚氨酯生产厂家面临的挑战。正是如此,选择一种高品质的色浆,为您成功开拓新市场,减少生产成本,提高产品质量,从而提高市场竟争力提供了有力的保障。

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关键词:色浆 
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