Anwendung von organischen Pigmenten in Kunststoffen und Harzen

Kunstharze und Kunststoffe haben sich zu wichtigen Industriezweigen entwickelt und versorgen die Menschen mit verschiedenen Kunstfasern, leichten Industrieprodukten und speziellen Funktionsmaterialien. Mit der Entwicklung der Kunstharz-, Kunststoff- und Kunstfaserindustrie steigt die Nachfrage nach Färbemitteln von Jahr zu Jahr. Darüber hinaus wird die Qualität von organischen Pigmenten als Färbemittel entsprechend den Eigenschaften von verschiedenfarbigen Gegenständen, dem Färbeverfahren und den Verarbeitungsbedingungen an höhere Anforderungen angepasst. Die Qualität und die Anwendungseigenschaften von Farbmitteln haben das Aussehen von Harzen, Kunststoffen und synthetischen Fasern direkt beeinflusst. Einer der wichtigsten Faktoren für die Anwendungsleistung (z. B. Wetterbeständigkeit, Festigkeit usw.).

1. Anforderungen an die Leistung von Farbmitteln in Kunststoffen und Harzen
Das organische oder anorganische Pigment, das zum Einfärben von Kunststoffen verwendet wird, muss eine gewünschte Farbe, eine hohe Farbstärke und Lebendigkeit, eine gute Transparenz oder ein gutes Deckvermögen sowie verschiedene Anwendungseigenschaften aufweisen, wie nachstehend beschrieben.
1 Hervorragende Hitzebeständigkeit ist einer der wichtigsten Indikatoren als Kunststofffarbstoff.
Das Färbemittel weist eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit auf und kann eine Farbänderung aufgrund einer Zersetzung oder einer Änderung der Kristallform beim Erhitzen verhindern. Insbesondere für einige Harze, die höhere Formtemperaturen erfordern, wie Polyester und Polycarbonat, sollten Färbemittel mit hoher thermischer Stabilität ausgewählt werden.
2 Hervorragende Migrationsbeständigkeit, kein Sprühphänomen.
Aufgrund der unterschiedlichen Bindungskräfte zwischen den Farbstoffmolekülen und dem Harz können Pigmentmoleküle von Additiven wie Weichmachern und anderen Hilfsstoffen aus dem Inneren des Harzes auf die freie Oberfläche oder in benachbarte Kunststoffe wandern. Diese Wanderung hängt mit der Molekülstruktur des Harzes, der Steifheit und Enge der Molekülkette sowie mit der Polarität, der Molekülgröße, der Auflösung und den Sublimationseigenschaften des Pigmentmoleküls zusammen. Der färbende Kunststoff wird normalerweise bei 80 ° C und 0,98 MPa für 24 Stunden mit einem weißen Kunststoff (wie PVC) in Kontakt gebracht, und seine Migrationsbeständigkeit wird gemäß seinem Migrationsgrad auf weißem Kunststoff bewertet.
3 Gute Harzverträglichkeit und leichte Dispergierbarkeit.
Das Färbemittel sollte nicht mit der Kunststoffkomponente reagieren oder durch restliche Katalysatoren oder Hilfsstoffe im Kunststoff zersetzt werden, um die Qualität des gefärbten Gegenstandes zu beeinträchtigen. Das Färbemittel sollte eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit, feine Teilchengröße und konzentrierte Verteilung aufweisen und leicht eine zufriedenstellende Lebendigkeit und einen zufriedenstellenden Glanz erzielen.
4 Die zum Einfärben von Kunststoffprodukten für den Außenbereich verwendeten organischen Pigmente sollten eine hervorragende Licht- und Wetterechtheit aufweisen.
Obwohl das anorganische Pigment eine ausgezeichnete Lichtbeständigkeit, Wetterbeständigkeit, Wärmebeständigkeit und Migrationsbeständigkeit aufweist und die Kosten niedrig sind, ist daher die Vielfalt gering, da die Farbe nicht sehr hell ist, das Chromatogramm unvollständig ist und die Farbstärke gering ist. und verschiedene Sorten sind Schwermetallsalze, und die Toxizität ist relativ gering. Große, in der Kunststofffärbung limitierte, daher werden mehr organische Pigmente eingesetzt.

2, die Hauptstrukturart des Plastikfarbstoffs
Es gibt zwei Arten von Farbmitteln zum Einfärben von Kunststoffen: eine ist ein Lösungsmittelfarbstoff oder einige Dispersionsfarbstoffe, die durch Infiltration und Auflösung in einem Harz wie Polystyrol eingefärbt werden; das andere ist ein Pigment, einschließlich anorganischer Pigmente und organischer Pigmente. Beide sind im Harz unlöslich und durch feine Partikel gefärbt.
Organische Pigmente haben sich aufgrund ihrer Vielfalt, ihrer hellen Farbe, ihrer hohen Farbstärke und ihres hervorragenden Auftragverhaltens zu wichtigen Farbmitteln für Kunststoffe und Harze entwickelt. Pigmente, die zum Einfärben mit Kunststoffen geeignet sind, umfassen je nach Art ihrer Struktur die folgenden Typen.
1 unlösliches Azopigment
Die zur Einfärbung von Kunststoffen geeigneten Sorten sind hauptsächlich Einfach- und Doppelazopigmente mit komplexer Struktur, üblicherweise Monoazopigmente mit einfacher Struktur, niedrigem Molekulargewicht und Azokondensationspigmente. Der Chromatogrammbereich umfasst hauptsächlich gelbe, orange und rote Pigmente. . Diese Sorten eignen sich zum Einfärben verschiedenster Kunststoffe und haben gute anwendungstechnische Eigenschaften. Repräsentative Sorten wie Azokondensationspigmente, CI Pigment Yellow 93, 94, 95, CI Pigment Red 144, 166, 242 usw., Benzimidazolonpigmente, CI Pigment Yellow 151, 154, 180 und CI Pigment Brown 23 usw. Heterocyclische Pigmente wie Pigment Yellow 139, 147 und andere Sorten.
2 Seepigmente
Hauptsächlich Naphtholsulfonsäure (Carbonsäure) rotes Lackpigment, aufgrund der großen Molekularpolarität, des moderaten Molekulargewichts, der guten thermischen Stabilität und der hohen Tönungsstärke, das Sorten wie CI Pigment Red 48: 2, 53: 1, 151 und andere Sorten darstellt.
3 Phthalocyaninpigmente
Aufgrund seiner hervorragenden Wärmebeständigkeit, Lichtechtheit, Wetterechtheit, hohen Farbstärke und Migrationsbeständigkeit eignet es sich zum Einfärben verschiedener Arten von Harzen und Kunststoffen. Das Chromatogramm ist nur blau und grün. Repräsentative Sorten sind CI Pigment Blue 15, 15: 1 (stabiler a-Typ), 15: 3 (ß-Typ), 15: 6 (ε-Typ) und CI Pigment Green 7, 36 und so weiter.
4 heterocyclischer Ring und kondensiertes Ringketon
Solche Pigmente umfassen Chinacridone, Dioxazine, Isoindolinone, Anthrachinonderivate, 1,4-Diketopyrrolopyrrol (DPP), Indolketone und Metallkomplexe. Eine Klasse von Pigmenten.

3. Einfärbung von Hauptharz und Kunststoff
Das Färben des Harzkunststoffs umfasst das Mischen des Harzes, des Kunststoffs direkt mit dem Färbemittel und des Harzfärbeverfahrens durch das Harzfärbeverfahren, das gefärbt wird, bevor das Harz zu einer Faser verarbeitet wird. Bei beiden Färbetechniken muss das Pigment eine ausgezeichnete Wärmestabilität und gute Dispergierbarkeit aufweisen. Die aggregierten Partikel des Pigments sollten 2 ~ 3 μm nicht überschreiten. Die groben Partikel beeinträchtigen die Zugfestigkeit der Faser und verursachen sogar einen Bruch. Es ist bevorzugter, eine Harzzubereitung eines Pigments anstelle eines Pulverpigments zu verwenden. Das Harzpasten-Färbeverfahren kann in Schmelzspinnen, Nassspinnen und Trockenspinnen klassifiziert werden. Zum Beispiel wird im Falle des Schmelzspinnens ein thermoplastisches Harz wie Polyester, Polyamid, Polypropylen oder dergleichen in einem Extruder geschmolzen, durch ein Spinnloch extrudiert und dann abgekühlt und verfestigt.
Daher darf das organische Pigment als Färbemittel bei der Spinntemperatur keine signifikante Farbänderung erfahren, und der für die Pigmentherstellung verwendete Träger sollte mit dem pigmentierten Polymer identisch oder ähnlich sein.
In den letzten Jahren wurden einige neue heterocyclische organische Pigmente auf den Markt gebracht, und verschiedene Harze wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyester (PET), ABS-Harz, Nylon und Polycarbonat können gemäß den Anwendungsanforderungen ausgewählt werden. Vielfalt.

1. PVC-Harzfarbstoff
PVC ist eine wichtige Klasse von Thermoplasten, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich niedriger und hoher spezieller Leistungsanforderungen wie Baumaterialien, Automobilen, Türen und Fenstern. Aufgrund der niedrigen Verarbeitungstemperatur können verschiedene Arten von organischen Pigmenten zum Färben verwendet werden. Abhängig von den Verarbeitungsbedingungen und der Endanwendung des gefärbten Produkts gibt es jedoch spezielle Auswahlmöglichkeiten für das Färbemittel, und die folgenden Anwendungseigenschaften sollten erfüllt sein.
Wenn das PVC gefärbt ist, kann das resultierende Ausblühphänomen als eine teilweise Auflösung des organischen Pigments als Färbemittel bei der Verarbeitungstemperatur und eine Rekristallisation des Pigments bei Raumtemperatur angesehen werden. Dieses Phänomen wird durch andere Polydextrose verursacht. Es existiert auch in der Mitte; Insbesondere das weiche PVC-Material erhöht die Löslichkeit des Färbemittels aufgrund des Vorhandenseins eines Weichmachers (Weichmachers), was zu einem stärkeren Ausblühphänomen führt, und es ist ersichtlich, dass eine Erhöhung der Verarbeitungstemperatur zu einem deutlichen Ausblühen führt. Es hängt direkt mit ihrer Zunahme der Pigmentlöslichkeit bei dieser Temperatur zusammen.

2. Färbung von Poly (kohlenwasserstoff) (PO) harz
Polyolefine (Polyolefine) sind eine breite Palette von weit verbreiteten Hochleistungskunststoffen, die je nach Monomer und Dichte oder Druck während der Verarbeitung in drei Kategorien eingeteilt werden können. a) Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) oder Hochdruckpolyethylen, die entsprechende Verarbeitungstemperatur beträgt 160 bis 260 ° C; b) Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder Niederdruckpolyethylen, die entsprechende Verarbeitungstemperatur beträgt 180 bis 300 ° C; Polypropylen (PP), Verarbeitungstemperatur beträgt 220 ~ 300 ° C.
Im Allgemeinen ist es wahrscheinlicher, dass organische Pigmente in LDPE-, HDPE- und PP-Harzen migrieren. Die Neigung zur Migration umfasst Ausbluten und Sprühen, was mit zunehmendem Schmelzindex und abnehmendem Molekulargewicht des Polymers stärker ist.
Wenn einige organische Pigmente in Polyethylenkunststoffen gefärbt sind, können sie eine Verformung oder ein plastisches Schrumpfen von Kunststoffprodukten verursachen. Der Grund kann als Keimbildner als Färbemittel angesehen werden, um die Kristallisation von Kunststoffen zu fördern, was zu Spannungen in Kunststoffen führt. Wenn das Pigment eine nadelartige oder stäbchenförmige Anisotropie aufweist, ist es wahrscheinlicher, dass es sich in der Fließrichtung des Harzes ausrichtet, was zu einem großen Schrumpfungsphänomen führt, und das kugelförmige kristalline organische Pigment oder das anorganische Pigment zeigt eine geringe Formschrumpfung. Darüber hinaus ist die Dispergierbarkeit des Pigments in der Polydisperse wichtig, insbesondere die Folie oder Blasfolie und das Schmelzspinnfärbeverfahren. Daher wird häufig die Morphologie der Pigmentzubereitung oder des Pigmentkonzentrats verwendet, um die Dispersionseigenschaft zu verbessern; Die ausgewählten Pigmente sind meist heterocyclische Strukturen und phenolische Seen.

3. Färbung von transparentem Harz wie Polystyrol
Auf Basis von Thermoplasten plus Polystyrol (PS), Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC) usw. hohe Härte, einsatzgehärtet Das thermoplastische Harz weist eine hervorragende Transparenz auf. Um die ursprüngliche Transparenz des gefärbten Gegenstandes zusätzlich zur Färbung der obigen Pigmente aufrechtzuerhalten, ist es bevorzugter, einen Lösungsmittelfarbstoff (SDSolventDyes) und einen Dispersionsfarbstoff (Dis.D.) mit hoher Löslichkeit zu verwenden. Es wird während des Färbevorgangs in Kunststoff gelöst, um eine stabile molekulare Lösung mit hoher Farbstärke zu bilden.
A, gute Wärmestabilität, um sicherzustellen, dass sich die Farbe und die Farbstärke bei der Verarbeitungstemperatur nicht ändern;
B, ausgezeichnete Licht- und Wetterechtheit, insbesondere für Farbprodukte für den Außenbereich;
C, unlöslich in Wasser, um das Ausbluten von plastifizierten Kunststoffen zu verhindern;
D, Toxizitätsindikatoren sollten die Anforderungen erfüllen
E. Der Farbstoff muss ausreichende Löslichkeitseigenschaften in einem organischen Lösungsmittel aufweisen, was ein wichtiger Faktor für die Erzielung eines transparenten Färbungseffekts ist.

4. Färbung von Polyamid (Nylon) -Harz
Als Färbemittel des Polyamids kann ein organisches Pigment verwendet werden, und ein polymerlöslicher Farbstoff kann ebenfalls ausgewählt werden, wobei die Färbung durch das organische Pigment grob in zwei verschiedene Färbemittelklassen eingeteilt werden kann, wie nachstehend gezeigt.
Anwendbare allgemeine Sorten CIPY147 PY 150 PR 149PR 177 PV 23
Hervorragende Leistung PY192 PG 7
Für Polyesterharze (einschließlich PET und PBT) können Pigmente pigmentiert werden, aber mehr werden mit polymergelösten Farbstoffen (dh gelösten Farbstoffen) pigmentiert, von denen einige für die PET-Färbung geeignet sind, wie z PY138, PY147 (jeweils Chinoxane, Aminoguanidine und chlorierte Kondensate) und PR214 und PR242 sind zur Polyesterfärbung geeignet.
Die Färbung von ABS-Harz ist meistens auch ein Lösungsmittelfarbstoff, der nicht nur eine gute Transparenz, sondern auch eine gute Lichtechtheit aufweist und mit anorganischen Pigmenten verwendet werden kann, um opake gefärbte Produkte zu erhalten. Üblicherweise verwendete Lösungsmittelfarbstoffe sind SY93, SO60, SR111, SR135, SB104 und SG104 und SG3.
Polyurethan (PUR, Polyurethan) ist in Kunstledermaterialien weit verbreitet. Es kann mit Weichmachern versetzt werden, um seine Weichheitseigenschaften wie PVC zu verbessern. Gleichzeitig wird PUR in Gewebebeschichtungen wie Toluol, Methylethylketon, DMF, THF, Isopropanol eingesetzt. / Toluolgemisch usw., so sollte das Färbemittel als lösungsmittelbeständige Eigenschaft ausgewählt werden, d. h. das Pigment, das in dem obigen Lösungsmittel unlöslich ist, da es sonst leicht zu einer Migration kommt; Gleichzeitig sollte der Farbstoff bei der Herstellung des Polyurethanschaums eine ausreichende Stabilität aufweisen. .