塑料色母料的制备课件

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1、一、母料简介一、母料简介1、母料的定义：、母料的定义：含有高百分比剂量助剂的含有高百分比剂量助剂的塑料混合物。通常是由塑料混合物。通常是由3070%的助剂与的助剂与7030%的载体树脂经混合造粒而制成的浓的载体树脂经混合造粒而制成的浓缩物。缩物。2、生产方法：、生产方法：先将待先将待加入树脂的助剂加加入树脂的助剂加入特定的载体中制入特定的载体中制成粒料，然后含有成粒料，然后含有高浓度助剂的粒料高浓度助剂的粒料加入树脂中。加入树脂中。母料简介母料简介3、使用母料的优点：、使用母料的优点：简化配方实施中复杂的混简化配方实施中复杂的混合及造成粒工序，便于使用合及造成粒工序，便于使用和操作；和操作；生

2、产环境清洁，大大改善劳动条件，有利于生产环境清洁，大大改善劳动条件，有利于保护工人身体健康；保护工人身体健康；提高助剂的分散均匀程度，使助剂能充分发提高助剂的分散均匀程度，使助剂能充分发挥其性能。挥其性能。有利于助剂的销售和运输。有利于助剂的销售和运输。简介母料简介母料4、母料的分类：、母料的分类：填充母料填充母料色母料色母料改性母料改性母料以填料为主，降低成本以填料为主，降低成本并适当提高制品性能并适当提高制品性能母母料料由着色剂、载体及分散剂由着色剂、载体及分散剂组成；可降低着色剂的用组成；可降低着色剂的用量，提高颜色的均匀性量，提高颜色的均匀性阻燃母料阻燃母料降解母料降解母料长寿母料长寿

3、母料香味母料等香味母料等二、简介色母料二、简介色母料n1、定义：、定义：色母料是把超常量的颜料均匀的载附于色母料是把超常量的颜料均匀的载附于树脂之中而得到的塑料颗粒。一种树脂之中而得到的塑料颗粒。一种高浓缩、高效高浓缩、高效能能的颜色配制品。的颜色配制品。n2、发展史：、发展史：国外从国外从20世纪世纪70年代开始采用色母年代开始采用色母料着色；中国从料着色；中国从1975年开始色母粒的研究。年开始色母粒的研究。n3、现状：、现状：目前已具有相当目前已具有相当的生产能力，并得到广泛的的生产能力，并得到广泛的应用。应用。色母料简介色母料简介4 4、组成：、组成：母料核、分散层及载体层母料核、分散

4、层及载体层着色剂的选择着色剂的选择 着色剂分无机颜料、有机颜料及染料。着色剂分无机颜料、有机颜料及染料。着色剂加入量一般占母料质量的着色剂加入量一般占母料质量的1540左右。左右。载体的选择载体的选择 载体加入量约为母料的载体加入量约为母料的3070。分散剂的选择分散剂的选择 分散剂一方面促进着色剂在载体中的分散；分散剂一方面促进着色剂在载体中的分散；另一方面提高母料的加工流动性。用量可在另一方面提高母料的加工流动性。用量可在15份左右。份左右。5、色母料的分类、色母料的分类专用色母料：专用色母料：指的是载体与树脂相容范围小，只与一种或两指的是载体与树脂相容范围小，只与一种或两种基体树脂相容，

5、而与大部分树脂不相容或着相容性不好的种基体树脂相容，而与大部分树脂不相容或着相容性不好的一类着色母料。一类着色母料。万能色母料万能色母料 色母料适用范围广，几乎适用所有树脂的着色。色母料适用范围广，几乎适用所有树脂的着色。（1 1）有机载体万能母料）有机载体万能母料这类母料往往选择一种能和所有树这类母料往往选择一种能和所有树脂相容的载体，或者选择两种或两种以上相容范围不同的脂相容的载体，或者选择两种或两种以上相容范围不同的载体复合适用。载体复合适用。（2）无载体万能母料）无载体万能母料这类母料又称为这类母料又称为着色晶着色晶，无载体，能与所有树脂相容，适，无载体，能与所有树脂相容，适用于所有塑

6、料的着色。用于所有塑料的着色。n1.使颜料在制品中具有更好的分散性。使颜料在制品中具有更好的分散性。色母生产过程中须色母生产过程中须对颜料进行细化处理，以提高颜料的分散性和着色力。专对颜料进行细化处理，以提高颜料的分散性和着色力。专用色母的载体与制品的塑料品种相同，具有良好的匹配性，用色母的载体与制品的塑料品种相同，具有良好的匹配性，加热熔融后颜料颗粒能很好地分散于制品塑料中。加热熔融后颜料颗粒能很好地分散于制品塑料中。n2.有利于保持颜料的化学稳定性。有利于保持颜料的化学稳定性。直接使用颜料的话，直接使用颜料的话，由于在贮存和使用过程中颜料直接接触空气，颜料会发生由于在贮存和使用过程中颜料直

7、接接触空气，颜料会发生吸水、氧化等现象，而做成色母后，由于树脂载体将颜料吸水、氧化等现象，而做成色母后，由于树脂载体将颜料和空气、水分隔离，可以使颜料的品质长期不变。和空气、水分隔离，可以使颜料的品质长期不变。n3.保证制品颜色的稳定。保证制品颜色的稳定。色母颗粒与树脂颗粒相近，在色母颗粒与树脂颗粒相近，在计量上更方便准确，混合时不会粘附于容器上，与树脂的计量上更方便准确，混合时不会粘附于容器上，与树脂的混合也较均匀，因此可以保证添加量的稳定，从而保证制混合也较均匀，因此可以保证添加量的稳定，从而保证制品颜色的稳定。品颜色的稳定。n4.保护操作人员的健康。保护操作人员的健康。颜料一般是粉状，添

8、加和混合颜料一般是粉状，添加和混合时容易飞扬，被人体吸入后将影响操作人员的健康。时容易飞扬，被人体吸入后将影响操作人员的健康。n5.保持环境的洁净保持环境的洁净n6.使用方便使用方便6、使用色母的优点、使用色母的优点7、色母料的市场需求状况及现状、色母料的市场需求状况及现状n我国有我国有330家生产色母的企业，其中塑料级色母厂已家生产色母的企业，其中塑料级色母厂已经达到了经达到了300家。家。n我国色母年生产能力在我国色母年生产能力在1000吨以上的企业有将近吨以上的企业有将近50家，全国色母生产能力为每年家，全国色母生产能力为每年30万吨，万吨，2001年我国色年我国色母的需求量不到母的需求

9、量不到12万吨。生产能力严重过剩，导致国内万吨。生产能力严重过剩，导致国内色母粒行业普遍开工不足，除新建生产装置增速过快，色母粒行业普遍开工不足，除新建生产装置增速过快，产品订单不足等因素外；其中重要因素是产品订单不足等因素外；其中重要因素是国产国产色母粒色母粒产产品结构单一，品种不全，通用型产品占很大比重，而高品结构单一，品种不全，通用型产品占很大比重，而高浓度和超高浓度、多功能性色母及细旦纤维用色母浓度和超高浓度、多功能性色母及细旦纤维用色母所占所占比重较比重较少少。反观色母技术水平较高的国家，颜料、分散。反观色母技术水平较高的国家，颜料、分散剂等原材料品种齐全，已形成了系列化和专业化产品

10、结剂等原材料品种齐全，已形成了系列化和专业化产品结构。构。8、色母、色母总的发展趋势与建议总的发展趋势与建议n色母向颜料色母向颜料高浓度高浓度方向发展以降低最终产方向发展以降低最终产品的着色成本，品的着色成本，色母与添加剂相结合开发多色母与添加剂相结合开发多功能的产品功能的产品是色母今后的发展方向。是色母今后的发展方向。n我国塑料行业的快速发展必将带动色母行我国塑料行业的快速发展必将带动色母行业的发展，色母产品具有广阔的应用前景。业的发展，色母产品具有广阔的应用前景。n针对现在生产现状，我提出针对现在生产现状，我提出以下建议：以下建议：（1）国内生产企业应联合上游企业和科）国内生产企业应联合上

11、游企业和科研究院校开发适于色母应用的颜料和分散剂，研究院校开发适于色母应用的颜料和分散剂，增加产品品种，提高产品的技术含量，使色增加产品品种，提高产品的技术含量，使色母产品向高质量方向发展。母产品向高质量方向发展。色母色母总的发展趋势与建议总的发展趋势与建议（2）色母生产企业）色母生产企业应充分利用色母专业委应充分利用色母专业委员会提供的信息，加强员会提供的信息，加强沟通和合作，制订行业沟通和合作，制订行业标准，净化市场，使竞标准，净化市场，使竞争变得有序，促进行业争变得有序，促进行业健康发展。健康发展。（3）市场对色母需求的）市场对色母需求的特征表现为高度的分特征表现为高度的分散化和专门化，

12、生产散化和专门化，生产企业应对市场需求进企业应对市场需求进行细化，拓宽色母产行细化，拓宽色母产品的应用领域，开发品的应用领域，开发多功能和高技术含量多功能和高技术含量的色母产品，以满足的色母产品，以满足市场的需要。市场的需要。三、色母料配方举例三、色母料配方举例n1、炭黑色母料、炭黑色母料n炭黑：炭黑：一般选用高色素炭黑或混气炭黑，添加量为一般选用高色素炭黑或混气炭黑，添加量为n主分散剂：主分散剂：应为低溶度、低熔体粘度，与载体树脂和被应为低溶度、低熔体粘度，与载体树脂和被着色树脂有良好的相容性，添加量为。如：聚乙着色树脂有良好的相容性，添加量为。如：聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸盐等。烯蜡、聚丙

13、烯蜡、硬脂酸盐等。n辅助分散剂：辅助分散剂：号白油、磷酸三苯脂、等。添号白油、磷酸三苯脂、等。添加量为加量为5%。n载体树脂：载体树脂：选用熔体指数为选用熔体指数为1030的的LDPE和和LLDPE的共的共混物为最好。混物为最好。色母料配方举例色母料配方举例n润滑剂：润滑剂：可用石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌等，添加量为可用石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌等，添加量为1%左右。左右。n抗氧剂：抗氧剂：主抗氧剂主抗氧剂1010添加添加0.1%0.2%，辅助抗氧剂，辅助抗氧剂DLTP添加量添加量0.2%0.4%。n还可以添加还可以添加0.5%量的硅烷偶联剂量的硅烷偶联剂等，先进行预处理为好。等，先进行预处理为好。n

14、炭黑色母料采用干法生产，先高温混合，再低温炭黑色母料采用干法生产，先高温混合，再低温粉碎，这样使炭黑分散均匀、细化、稳定，最后粉碎，这样使炭黑分散均匀、细化、稳定，最后用双螺杆挤出机上塑炼挤条、牵引、冷却、干燥、用双螺杆挤出机上塑炼挤条、牵引、冷却、干燥、切粒而成。切粒而成。色母的配方设计色母的配方设计n1、例如、例如PE、PP色母料配方为：色母料配方为：n黄色时黄色时（颜料：分散剂：载体树脂为（颜料：分散剂：载体树脂为31:13:6）n红色时红色时（颜料：分散剂：载体树脂为（颜料：分散剂：载体树脂为31：35:4）n2.例如红色例如红色PS、ABS色母料时色母料时n颜料：分散剂：载体树脂为颜

15、料：分散剂：载体树脂为21：12：四、色母料造粒设备四、色母料造粒设备n目前我国生产母粒的设备仅限于一些目前我国生产母粒的设备仅限于一些小型小型平行双螺杆挤出机、单螺杆挤出机平行双螺杆挤出机、单螺杆挤出机，产量，产量较低。而且对于一些功能母粒、小分子量较低。而且对于一些功能母粒、小分子量高填充母粒，在普通的双螺杆、单螺杆挤高填充母粒，在普通的双螺杆、单螺杆挤出机上很难加工出机上很难加工1、色母料造粒主机、色母料造粒主机n（1）塑料热炼混合机）塑料热炼混合机混合室总容积混合室总容积200L一次投料量一次投料量65kg电机功率电机功率30/42kW桨叶转速桨叶转速650/1300r/min（2）X

16、(S)M-80（6-60）密闭式炼塑机）密闭式炼塑机密炼室总容积密炼室总容积76L密炼室工作容积密炼室工作容积52L后转子转速后转子转速660r/min驱动电机功率驱动电机功率355kW1、色母料造粒主机、色母料造粒主机（3）SWSZ-140双锥喂料装置双锥喂料装置螺杆直径螺杆直径大头大头400mm小头小头144mm螺杆转速螺杆转速1.515r/min驱动电机功率驱动电机功率30kW最大挤出量（最大挤出量（LDPE）900kg/hn（4）SJW-2006单螺杆塑料喂料挤出机单螺杆塑料喂料挤出机螺杆直径螺杆直径200mm螺杆长径比螺杆长径比6:1螺杆转速螺杆转速高速档高速档1060r/min低速

17、档低速档636r/min驱动电机功率驱动电机功率100kW最大挤出量（最大挤出量（LDPE）900kg/h2、色母料造粒辅机、色母料造粒辅机n（1）换网装置（滑板式液压换网）换网装置（滑板式液压换网）换网油泵电机功率换网油泵电机功率5.5kW加热方式加热方式铸铝加热器铸铝加热器n（2）造粒机头）造粒机头模孔直径模孔直径2.5mm模孔数模孔数230个个加热方式加热方式铸铝加热器铸铝加热器n（3）水环切粒机）水环切粒机电机功率电机功率5.5kW（交流变（交流变频）频）切刀转速切刀转速1001000r/min2、色母料造粒辅机、色母料造粒辅机n（4）振动筛）振动筛满足满足900kg/h的产量的产量n

18、（5）沸腾干燥器）沸腾干燥器空气加热器功率空气加热器功率75kW风机功率风机功率18.5kW五、色母的生产工艺色母的生产工艺色母的制造方法有四种：油墨法、冲洗法、捏合法和金属皂法色母的制造方法有四种：油墨法、冲洗法、捏合法和金属皂法。1.油墨法油墨法油墨法是在色母生产中采用油墨色浆的生产方法，即采用油墨法是在色母生产中采用油墨色浆的生产方法，即采用PE蜡、白蜡、白油、液体石蜡，通过三辊研磨，在颜料表面包覆一层低分子保护层，其油、液体石蜡，通过三辊研磨，在颜料表面包覆一层低分子保护层，其流程如下：流程如下：细色浆细色浆三辊三辊研磨机研磨机粗色浆粗色浆搅拌机搅拌机颜料颜料分散剂分散剂载体载体树脂树

19、脂分分散剂散剂烘干烘干载体载体树脂树脂预分预分散颜料散颜料二辊塑二辊塑炼机炼机二辊二辊塑练机塑练机挤挤出机出机油墨法生产的色母主要靠三辊研磨机的剪切作用，使色浆中的颜料颗粒团聚体打油墨法生产的色母主要靠三辊研磨机的剪切作用，使色浆中的颜料颗粒团聚体打开，生成原生颗粒开，生成原生颗粒色母色母色母色母2.冲洗法冲洗法冲洗法是颜料、水和分散剂通过研磨，使颜料颗粒小于冲洗法是颜料、水和分散剂通过研磨，使颜料颗粒小于1m，并通过相位转移法，使颜料转入油相，然后干燥制得色母粒。，并通过相位转移法，使颜料转入油相，然后干燥制得色母粒。转相时还需要用有机溶剂，以及相应的溶剂回收装置，其工艺流转相时还需要用有机

20、溶剂，以及相应的溶剂回收装置，其工艺流程如下程如下:颜料颜料分散剂分散剂水水砂磨机砂磨机细细色浆色浆载体树脂载体树脂水分散剂水分散剂转相槽转相槽有机有机溶剂溶剂蒸发蒸发浓色浓色物料物料水洗水洗槽槽水水干燥干燥机机预分散颜料预分散颜料载体树脂载体树脂挤出机挤出机色母色母溶剂溶剂回收回收3.捏合法捏合法捏合法是将颜料和油溶性载体掺混后，利用颜料亲油这一特点，捏合法是将颜料和油溶性载体掺混后，利用颜料亲油这一特点，通过捏合使颜料从水相冲洗进入油相，同时由油性载体将颜料表面通过捏合使颜料从水相冲洗进入油相，同时由油性载体将颜料表面包覆，使颜料分散稳定，防止颜料凝聚。其工艺流程如下：包覆，使颜料分散稳定

21、，防止颜料凝聚。其工艺流程如下：颜料颜料分散剂分散剂水水砂磨机砂磨机聚乙聚乙烯蜡烯蜡捏合机捏合机白油白油搅拌机搅拌机浓色浓色物料物料二辊二辊开炼机开炼机色母色母载体树脂载体树脂4.金属皂法金属皂法金属皂法是将颜料经过研磨后粒度达到金属皂法是将颜料经过研磨后粒度达到1m左右，并在一定温度左右，并在一定温度下加入皂液，使每个颜料颗粒表面层均匀地被皂液所润湿，形成一下加入皂液，使每个颜料颗粒表面层均匀地被皂液所润湿，形成一层皂化液，当金属盐溶液加入后与在颜料表面的皂化层发生化学反层皂化液，当金属盐溶液加入后与在颜料表面的皂化层发生化学反应而生成一层金属皂的保护层应而生成一层金属皂的保护层(一般为硬脂

22、酸镁），使经磨细后的一般为硬脂酸镁），使经磨细后的颜料颗粒不会引起絮凝现象，保持一定细度。这种方法不仅可以制颜料颗粒不会引起絮凝现象，保持一定细度。这种方法不仅可以制得色母，还可制得预处理料。其工艺流程如下：得色母，还可制得预处理料。其工艺流程如下：除上述方法外，成型加工厂也可利用高速混合机和高效配料双螺杆除上述方法外，成型加工厂也可利用高速混合机和高效配料双螺杆挤出机生产色母料。挤出机生产色母料。颜料颜料分散剂分散剂水水砂磨砂磨机机细色细色浆浆预分散预分散半成品半成品颜料颜料吸滤吸滤烘干烘干载体载体树脂树脂挤出挤出机机预分散预分散颜料颜料色母色母合成皂液合成皂液金属盐金属盐六、色母料的制备六

23、、色母料的制备n1、色母料的预分散：、色母料的预分散：制造色母料的技术的关键是对颜料制造色母料的技术的关键是对颜料进行预分散。颜色预分散的目的是使颜料在加工过程中呈进行预分散。颜色预分散的目的是使颜料在加工过程中呈现为细微、稳定而均匀的现为细微、稳定而均匀的120um的颗粒。的颗粒。n实现颜料分散的方法：固体干混研磨法、液体法、熔实现颜料分散的方法：固体干混研磨法、液体法、熔体剪切法体剪切法n这种分散处理理论上有三个步骤这种分散处理理论上有三个步骤:首先初始润湿，第二步首先初始润湿，第二步是细化，第三步是通过加入一定量的活性剂或者处理剂。是细化，第三步是通过加入一定量的活性剂或者处理剂。n注：

24、详细见注：详细见塑料混合及设备塑料混合及设备中国轻工业出版社中国轻工业出版社色母料的制备色母料的制备n2、色母料的制备方法、色母料的制备方法na、双螺杆挤出机配料混合生产色母料法、双螺杆挤出机配料混合生产色母料法nb、转相法、转相法nc、单螺杆挤出机一阶挤出法、单螺杆挤出机一阶挤出法色母料的制备色母料的制备1、双螺杆挤出机配料混合生产色母料法加工步骤、双螺杆挤出机配料混合生产色母料法加工步骤：nA、热塑性聚合物、颜料和添加剂的计量加入、热塑性聚合物、颜料和添加剂的计量加入nB、聚合物的熔融、聚合物的熔融nC、挥发组分的排除挥发组分的排除nD、视需要对母料熔体过滤视需要对母料熔体过滤nE、造粒造

25、粒优点：因其机械结构特点，可实现良好的优点：因其机械结构特点，可实现良好的分散混合和分布分散混合和分布混合。混合。载体、颜料、载体、颜料、分散剂、润分散剂、润湿剂湿剂混合物混合物颜料与载颜料与载体充分混合体充分混合液液磨球机研磨磨球机研磨转向剂转向剂 转向槽转向槽预分散体预分散体颜料颜料色母料色母料双螺杆挤出双螺杆挤出载体树脂载体树脂色母料的制备色母料的制备2：转相法：转相法色母料的制备色母料的制备3.单螺杆挤出机一阶挤出法单螺杆挤出机一阶挤出法注：适于级别低的色母料注：适于级别低的色母料载体载体树脂、颜料树脂、颜料等添加剂等添加剂混合料混合料色母料色母料预混机预混预混机预混单螺杆（特殊螺杆）挤单螺杆（特殊螺杆）挤出机造粒出机造粒七、色母料的检测七、色母料的检测n1、着色力和色光检验、着色力和色光检验n2、细度测定、细度测定n3、色母料分散性测定、色母料分散性测定n4、耐热性的测定、耐热性的测定n5、耐光牢度和耐候性测定、耐光牢度和耐候性测定n色母料的标准还可以用：着色强度（色母料的标准还可以用：着色强度（%）、色差、）、色差、含水量、耐迁移性、耐热性、色点、分散度等表含水量、耐迁移性、耐热性、色点、分散度等表示。示。n注：详见注：详见塑料新型加工助剂应用技术塑料新型加工助剂应用技术中国石化出版社中国石化出版社