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塑料色粉、色母對抗氧劑和光穩定劑效能影響

文章出處:責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2014-04-08 10:48:00【

  豐富而靚麗的色彩是塑料產品個性化的重要特徵之一。塑料著色劑若與抗氧劑、光穩定劑配合不當,既可導致著色塑料制品過早褪色或變色,又會加快著色塑料制品的光、氧老化速度,促使制品的外觀和物理機械性能損壞,提前失去原有功能和使用價值。改變塑料材料色澤、同時賦予塑料制品靚麗外觀的顏料或染料均可稱為塑料著色劑。由於著色劑分子中所含化學元素種類不同、化學結構不同,塑料著色劑產品不僅用途、著色力、遮蓋力、著色持久性或牢固性、耐候性、耐化學品性、毒性等主要性能存在顯著差異,而且對著色塑料制品的加工成型性、加工過程的熱氧穩定性、使用過程的光、氧穩定性能產生一定影響。著色劑對抗氧劑、光穩定劑效能的影響。

  對抗氧劑效能的影響

  鉻黃是不透明的無機著色劑,可用於聚烯烴、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂等熱塑性塑料,其著色力強、遮蓋性好,耐水和耐溶劑性優良。但因鉻黃是鉻酸鉛或鹼式鉻酸鉛同硫酸鉛組成的含鉛化合物,與含硫抗氧劑DLTP、DSTP、1035、300等共享,在塑料加工的高溫條件下會發生化學反應,生成黑色硫化鉛,影響塑料制品的外觀,也會大幅度削弱抗氧劑的防熱氧老化效能。因此,含鉻著色劑不能與含硫抗氧劑共享。

  聚丙烯分子鏈中含有叔碳原子,極易受氧引發而分解,在加工、儲存和應用過程中必須使用抗氧劑進行防老化保護。在著色聚丙烯中,某些著色劑會與低分子受阻酚抗氧劑發生化學反應,從而削弱抗氧劑的作用。部分著色劑對聚丙烯中低分子酚類抗氧劑的效能影響可分為三類:

  嚴重影響:槽法炭黑、單偶氮紅3B、喹吖啶酮品紅、酞菁藍、氧化鐵黃棕;

  中等影響:酞菁綠、爐法炭黑、群青、氧化鉻綠;

  稍有影響:鎘黃、(硫化)汞鎘紅、金紅石型二氧化鈦。

  碳黑是可用於多種塑料材料及制品,且用量大的黑色著色劑,又可作為塑料材料的光穩定劑。碳黑除在聚丙烯中對某些酚類抗氧劑的效能有削弱作用外,在低壓聚乙烯中也可與抗氧劑BHT發生作用,使BHT幾乎完全失去效能,同時碳黑自身的光穩定作用也大幅度減弱。添加1%槽法碳黑和0.1%BHT的低壓聚乙烯薄片的戶外暴露壽命,僅為單一添加1%槽法碳黑的低壓聚乙烯薄片的戶外暴露壽命的40%左右。對聚乙烯、聚丙烯等塑料材料,選用碳黑為著色劑或光穩定劑時,必須選用適當的抗氧劑。否則,不但降低抗氧劑的效能,也會降低著色塑料制品的戶外光穩定性能。

  鈦白粉和珠光粉在某些樹脂中與單酚抗氧劑BHT共享時,會使白色制品變黃而引發產品質量問題。

  對光穩定劑效能的影響

  著色劑對著色塑料制品中光穩定劑效能的影響主要有兩方面作用。一是著色劑含銅、錳、鎳等重金屬元素或雜質,具有光活性、光敏性,催化并加快塑料材料的光老化速度。含有游離銅和雜質的酞菁藍會促使聚丙烯光老化;氧化鐵紅可使聚丙烯中苯并三唑、二苯甲酮、有機鎳鹽光穩定劑的效能下降20%以上;對於聚乙烯,二氧化鈦、群青、氧化鉻綠、鈷綠、鐵紅等著色劑的使用,會加劇光老化。二是某些分子結構的著色劑可與光穩定劑發生作用,直接削弱光穩定劑的效能。酸性著色劑可使受阻胺光穩定劑失效;在聚丙烯中,偶氮紅、黃可與受阻胺光穩定劑發生作用,偶氮縮合紅BR、偶氮縮合黃3G可使受阻胺光穩定劑效能分別下降25%和50%左右。

  不同著色劑對含苯并三唑的高壓聚乙烯薄膜的光穩定性的影響

  為不同著色劑對含有苯并三唑類光穩定劑(UV-328)的高壓聚乙烯光穩定性的影響??梢钥闯?,桔鉻黃明顯提高高壓聚乙烯的光穩定性,酞菁綠和群青略有提高或無多大影響,而鎘黃則降低了高壓聚乙烯的光穩定性。

  只有自然氣候試驗的數據和結果,才真正對著色塑料制品的實際應用具有指導意義,但自然氣候試驗的時間周期較長,有時甚至二、三年。因此,前四項試驗的綜合評價結果,基本可以確定著色劑在著色塑料制品的加工與應用過程對光、氧穩定性能的增強與削弱作用。

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