塑料著(zhù)色是塑料工業(yè)中不可缺少的一個(gè)組成部分，其重要意義是美化產(chǎn)品；第二個(gè)重要用途是標識作用，通過(guò)著(zhù)色取得標識效果，具有實(shí)用價(jià)值。
此外，塑料著(zhù)色還可賦予塑料多種功能，比如提高塑料耐光性、耐氣候性、導電性和抗靜電作用等等。
一、顏料及染料
塑料用著(zhù)色劑主要由顏料及染料組成。
染料
染料是可溶于大多數溶劑和被染色介質(zhì)的有機合成化學(xué)品。它的特點(diǎn)是透明度好、著(zhù)色力高、密度小。主要適合用于工程塑料（ABS、HIPS、PET、尼龍6等），由于染料一般分子結構小，如用于聚烯烴著(zhù)色會(huì )發(fā)生遷移。
顏料
顏料是不能溶于普通溶劑的著(zhù)色劑。與染料相反，顏料與它所需的著(zhù)色材料沒(méi)有親和力。
顏料是通過(guò)其顆粒分散于被著(zhù)色材料中，而使該材料產(chǎn)生顏色的。由于顏料具有不溶解性，所以為獲得理想著(zhù)色性能，需要用機械方法將顏料均勻分散于塑料之中，主要適合用于PVC及聚烯烴塑料著(zhù)色，其中有些品種也可用于工程塑料著(zhù)色。
顏料又可分為無(wú)機顏料和有機顏料。
無(wú)機顏料通常是金屬的氧化物、硫化物和硫酸鹽、鉻酸鹽、鉬酸鹽等鹽類(lèi)以及炭黑。這一類(lèi)顏料不溶于普通溶劑和塑料，它們的熱穩定性和光穩定性一般比有機顏料優(yōu)良。
在塑料的加工溫度范圍內，除鉛鹽、鉻黃和鎘橙以外，其他無(wú)機顏料都是很穩定的，但其著(zhù)色力較有機顏料差。無(wú)機顏料的相對密度較大，一般為2.5-5.0 。
無(wú)機顏料通常是金屬的氧化物、硫化物和硫酸鹽、鉻酸鹽、鉬酸鹽等鹽類(lèi)以及炭黑。
這一類(lèi)顏料不溶于普通溶劑和塑料，它們的熱穩定性和光穩定性一般比有機顏料優(yōu)良。
在塑料的加工溫度范圍內，除鉛鹽、鉻黃和鎘橙以外，其他無(wú)機顏料都是很穩定的，但其著(zhù)色力較有機顏料差。
從性能上比較，雖然有機顏料在耐熱性、耐曬性和遮蓋力方面不如無(wú)機顏料，但具有相對密度小、吸油量大、色澤鮮艷和色譜齊全的優(yōu)點(diǎn)。
下表列出了無(wú)機顏料、有機顏料以及染料的一般特性。
二、了解顏料的命名
在塑料著(zhù)色時(shí)，使用者僅知顏料的商品名，如永固紅F5R、2BP紅和耐曬艷紅等。實(shí)際上，上述三種商品是相同分子結構、不同叫法的同一種顏料。為把商品統一歸類(lèi)，提出了染料索引（Color Index,C.I.）的概念。例如，瑞士Ciba公司色母粒樣本上的產(chǎn)品表示如下：
顏料分散的意義
為了使塑料著(zhù)色均勻，必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件：顏料顆粒充分細化；均勻地分布到塑料中（混和）。這里指的是細化分散是將顏料的凝聚體或團聚體破碎，并使其粒徑減至最小的過(guò)程。
一般，顏料的均勻分布并不困難，關(guān)鍵在于分散。顏料的分散不僅影響著(zhù)色制品的外觀(guān)（斑點(diǎn)、條痕、光澤、色澤及透明度）、加工性，也直接影響著(zhù)色制品的質(zhì)量，如強度、伸長(cháng)率、耐老化性和電阻率等。
例如圖2、圖3所示，隨著(zhù)顏料粒徑增大，制品的沖擊強度和伸長(cháng)率下降。
顏料分散后的粒徑多大為宜，可用下述數據加以說(shuō)明。
•顏料粒徑大于30μm，制品表面產(chǎn)生斑點(diǎn)、條痕；
•10-30μm，制品表面無(wú)光澤；
•粒徑小于5μm時(shí)，對于一般制品，可以滿(mǎn)足使用，但是對要求嚴格的產(chǎn)品，也會(huì )影響其力學(xué)性能、電性能及加工性；
•對于纖維（單根絲直徑為20-30μm）和超薄薄膜（小于10μm），則顏料粒徑應小于1μm。
一般情況下，顏料粒徑愈細，它的著(zhù)色力愈高。
下表為群青顏料的粒徑和著(zhù)色力的關(guān)系（以原始未處理群青的著(zhù)色力為100％）
下圖為顏料粒徑和著(zhù)色力的關(guān)系（圖中所示，當粒子尺寸在某一值時(shí)，有一極大值）。
此外，偶氮顏料粒子直徑在0.1μm、酞菁顏料粒徑在0.05μm時(shí)，具有最高的著(zhù)色力。
三、典型配方介紹
通用色母
80年代初，香港佳能公司推出“萬(wàn)能色母粒”這一色母粒相對于專(zhuān)用色母而言，適用范圍比較廣，尤其能用于多種工程塑料的著(zhù)色。
通用色母粒與專(zhuān)用色母粒的主要區別在于：
通用色母粒的載體可以適用多種樹(shù)脂的著(zhù)色，其載體可采用低分子聚乙烯蠟、EVA、K樹(shù)脂、金屬皂類(lèi)，也可以將上述兩種或三種載體復配組成。要求顏料的含量盡可能提高（甚至高達60%-70%，專(zhuān)用色母粒為20%-30%），因此色母粒用量盡可能小，以避免和著(zhù)色樹(shù)脂的不相容性。
一般通用色母粒在注塑產(chǎn)品中使用量?jì)H是1% 。由于它用量少，所以該注塑制品內所含不同樹(shù)脂含量更少，當然它對塑料制品的影響可以忽略不計。具體生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單簡(jiǎn)述如下：為了更好地適用極性和非極性樹(shù)脂，通常添加少量EVA。
黑白色母配方
A、選用TiO2四個(gè)配方
配方一
TiO2 BA01－01 400G（40％）
立德粉（鋅鋇白）B302 300G（30％）
增白劑KSN 0.2G（0.02％）
硬脂酸YA- Ⅱ-200型 30G（3％）
硬脂酸鈣 9.8G（0.98％）
LLDPE2433天津 MI＝33 100G（10％）
LDPEQ400(2F4B MI=4) 160G（16％）
*配比3％
配方二
（1）鈦白粉BA01－01 690G 69％
（2）酞菁藍ICI.Ultranvawine N.P.B Blue RS-6
0.6G 0.06％
（3）熒光增白劑KSN 0.6G 0.06％
（4）硬脂酰鈣 10G 1％
（5）硬脂酸YA－Ⅱ－200型 30G 3％
（6）20PE Q400 268.8G/1000G 26.88％
*吹膜用4％
配方三
（1）鈦白粉 200G 70％
（2）熒光增白劑KSN 0.2G 0.02％
（3）光亮劑EBS~油酸酰胺TAS－2A
25G 2.5％
（4）LLDPE 2433 150G 15％
（5) LDPE Q400 124.8G/1Kg 12.48％
* 4％吹膜
配方四
TiO2 62.7%
LDPE(1F7B) 18.4%
LLDPE (7042) 4.6%
PE蠟 12%
油酸酰胺 2.3%
*雙螺桿
145 ℃ 160℃ 170℃ 180℃ 190℃ 200℃ 195℃
要求：TiO2 含量63% MIR=7.5左右
分散性、開(kāi)口性、熱封性、印刷性
B、通用白色母
PEwax 22%(乳山)
TiO2 64%(攀剛101)
硬酯酸鋅 10%
C.B.鎘紅等 2%
少量白油，高攪然后進(jìn)入三輥單螺桿
配比1：100
打ABS無(wú)問(wèn)題 PP洗衣桶（MI=35）有條紋（白色）
原因：PEwax太多，因此往往會(huì )造成先熔化而產(chǎn)生條紋；改后： PEwax降至15% ，打PP無(wú)問(wèn)題。選用LLDPE較好，剪切力較大，易分散。
C、黑色色母配方
1)C.B. Cabot N234 45%
2)Pewax 北京化工大學(xué) 12%
3)LLDPE MI=20 43%
白色涂覆膜母粒
白色涂覆膜母粒主要用于方便面等復合膜的涂覆，其主要參考組成為：
二氧化鈦（R型為主） D50%-70%；
低分子量聚乙烯蠟 2%-5%；
聚乙烯（1C7A） 20%-30%；
偶聯(lián)劑適量；
CaCO3 5%;
其他適量。
四、填充母粒
常用聚乙烯制品填充母粒參考配方如下：
LDPE 10 鈦酸酯偶聯(lián)劑TTS 1
LLDPE 10 低分子量聚乙烯蠟 4
HDPE 5 硬脂酸 2
CaCO3 75
根據用戶(hù)要求，母粒添加量為2-30份
五、降溫母粒
降溫母粒過(guò)去主要用于聚丙烯紡絲時(shí)，因當時(shí)使用的聚丙烯樹(shù)脂分子量較高、粘度高，紡絲時(shí)溫度高達300以上才能正常生產(chǎn)，這樣容易使助劑、顏料等分解（目前已有生產(chǎn)紡絲專(zhuān)用的高熔體指數聚丙烯樹(shù)脂）。
所謂降溫母粒，則是可使聚丙烯分子量降低的功能母粒，一般可降低聚丙烯紡絲溫度30-50℃。改善了紡絲工藝。
降溫母粒采用的助劑是過(guò)氧化物。常用引發(fā)劑A。即二叔丁基過(guò)氧化物(DTBP)。它為微黃色透明液體。沸點(diǎn)110 ℃。燃點(diǎn)182 ℃。分解溫度:193 ℃(半衰期1min)126 ℃(半衰期10h)。
降溫母粒參考配方如下：
PP樹(shù)脂(MI=3) 100 抗氧劑 0.3
DTBP 3 分散劑 1
制得的降溫母粒在紡絲中添加0.5%-5%
產(chǎn)生降溫母粒的關(guān)鍵在于擠出溫度的控制，以使過(guò)氧化物基本未分解。
目前母該粒主要用于擴大聚丙烯的應用范圍，如聚丙烯大型薄壁制品(如洗衣機桶)，以改善其流動(dòng)性能。
六、阻燃母粒
隨著(zhù)塑料制品的迅速發(fā)展，塑料在建筑、交通運輸、電子、電器、煤礦等方面應用越來(lái)越廣泛，因此阻燃問(wèn)題已引起社會(huì )的普遍關(guān)注。
塑料中常用阻燃劑有以下幾種：
①無(wú)機類(lèi)阻燃劑，氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻等；
②有機類(lèi)阻燃劑，十溴聯(lián)苯醚（DBDPO)是一種含溴量高的添加型阻燃劑，應用面很廣，可用于PE/PP/PS/PETABS等，缺點(diǎn)是耐候性較差。此外，還有八溴聯(lián)苯醚（BDDP)/六溴聯(lián)苯醚等；
③其他阻燃劑，氯化石蠟、紅磷等。
阻燃劑選擇應注意以下事項：
①不同阻燃劑相互搭配使用，以發(fā)揮協(xié)同作用；
②阻燃劑與母粒中的其他助劑不發(fā)生化學(xué)反應，與樹(shù)脂相容性好；
③熱穩定性能優(yōu)良。
阻燃母粒的參考配方：
載體樹(shù)脂（HDPE) 100
阻燃劑（十溴聯(lián)苯醚） 40
輔助抗氧劑（DLTP) 0.2
協(xié)同阻燃劑（三氧化二銻） 40
分散劑（低分子量聚乙烯蠟） 1
主抗氧劑（1010） 0.1
潤滑劑（硬脂酸） 1
七、夜光顏料
夜光顏料實(shí)際上是一種超長(cháng)余輝發(fā)光粉，它經(jīng)自然光、燈光、紫外光等光線(xiàn)照射后能夠儲存能量，并且有較強發(fā)光亮度，是一種新型發(fā)光材料。
這種發(fā)光材料在照射光源消失后能夠持續不斷地以可見(jiàn)光的形式在一段時(shí)間內釋放貯存的能量，它是一種稀土鋁酸鹽，其應用價(jià)值大大超過(guò)傳統的硫化鋅發(fā)光粉。
與傳統的硫化鋅發(fā)光粉相比，主要有以下特點(diǎn)：
①余輝時(shí)間長(cháng)，吸收普通可見(jiàn)光（如燈光、自然光）10-30min，達到飽和狀態(tài)時(shí)，在無(wú)光源下可持續發(fā)光12h以上。
②起始放光亮度高。
③無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染，不含任何放射性元素。
④性能穩定，循環(huán)使用壽命長(cháng)達10年以上。
夜光顏料使用時(shí)注意事項如下：
①使用量一般為10％－20％，用量越大，光亮度越大，并持久。
②硬度較大，避免直接和設備接觸，以免磨損設備，并導致發(fā)光強度降低。
③如要添加顏（染）料著(zhù)色時(shí)，要謹慎選用，以免降低發(fā)光強度。
發(fā)光顏料主要用于發(fā)光標志，如制成發(fā)光PE條帶，可廣泛應用于工廠(chǎng)、賓館、飯店、輪船、火車(chē)、地下停車(chē)場(chǎng)，公路交通等方面，制成各種標識或緊急安全標志，使用方便并安全可靠。
八、大理石花紋母粒
大理石花紋母粒產(chǎn)生大理石狀花紋的原理是，母粒中的載體樹(shù)脂和著(zhù)色樹(shù)脂是兩種不相容且熔點(diǎn)、粘度有差異的樹(shù)脂，在成型加工時(shí)因分散不均及加工的流動(dòng)痕跡所造成條紋和波紋狀，呈現如大理石的花紋。一般大理石花紋母粒有黑、白、咖啡三色，而著(zhù)色樹(shù)脂顏色應和母粒色差較大，才能形成明顯的大理石紋理。
市面上出售的大理石花紋母粒分PP用和ABS用兩種，據分析其組成如下：PP用母粒載體為尼龍或聚酯，兩者的熔點(diǎn)為220－230℃；ABS用母粒載體聚酯，熔點(diǎn)為257 ℃。其產(chǎn)品主要用作裝飾材料，使其有大理石花紋的感覺(jué)。
九、雙向拉伸母粒
市場(chǎng)上的面包、糖果、冷飲、冰淇淋等的包裝大都采用珠光薄膜，但其生產(chǎn)時(shí)所采用的母粒中并非采用珠光粉，而是含高度干燥的天然碳酸鈣均勻地分布在聚丙烯（PP）中，其使用配比為母粒：PP=1:7。
擠出過(guò)程中碳酸鈣微小顆粒均勻分布，并在雙向拉伸過(guò)程中，形成極細微孔洞，使薄膜變成不透明之乳白色，因而密度由0.906g/cm3降低至0.650g/cm3，該特殊的白色不透明膜，因其較粗糙表面較PP具有良好的印刷性能。
十、纖維花點(diǎn)顏料
纖維花點(diǎn)顏料實(shí)際上是一種有色纖維切斷至一定長(cháng)度制作而成的顏料，該纖維材料主要是粘膠或聚丙烯腈纖維。它們無(wú)熔點(diǎn)，且分解溫度大于300 ℃，因此可在塑料制品成型中不熔融，不分解而形成均勻的纖維狀有色的花點(diǎn)狀。
纖維花點(diǎn)顏料的生產(chǎn)過(guò)程大致為，先將粘膠（或聚丙烯腈）纖維用耐高溫染料進(jìn)行染色處理，然后切斷，加入分散劑處理，即得纖維花點(diǎn)纖維。最后也可按色母粒生產(chǎn)方法制成纖維花點(diǎn)顏料母粒。
纖維花點(diǎn)顏料主要用于裝飾材料、玩具、電視機、電話(huà)機殼等，表面呈現微細有色纖維狀的花紋，較傳統的顏料著(zhù)色別具一格。
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