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橡膠著色劑

著色劑是橡膠助劑的一類,其功能是使橡膠制品獲得所需之色澤。為了達(dá)到一定的力學(xué)性能,通常在膠料中添加炭黑。實(shí)際上,炭黑既是補(bǔ)強(qiáng)劑也是著色劑,只是通常人們看重前者,而忽略后者。人們對(duì)炭黑作為黑色著色劑早已習(xí)以為常,而且黑色制品對(duì)色澤的要求也相對(duì)較低,這是因?yàn)樗鼈兒苌俅嬖谏?、色斑等質(zhì)量問題,所以,較少受到關(guān)注。但對(duì)于淺色、彩色橡膠制品(例如淺色膠鞋、文體用品及日常生活用品)來說,選用合適的著色劑是提高產(chǎn)品外觀美和整體質(zhì)量的關(guān)鍵,因此,普遍受到重視。著色劑的使用還涉及到產(chǎn)品的標(biāo)志識(shí)別。例如,綠色對(duì)軍品,紅色對(duì)急救都具有專用的標(biāo)志性含義。除此之外,橡膠著色劑還能附帶起老化防護(hù)作用,通過吸收光輻射,提高制品的抗老化性能。

     作為橡膠助劑的一類,橡膠著色劑首先應(yīng)該滿足產(chǎn)品使用功能方面的要求,它大致包括以下幾方面:

1.鮮艷性  著色劑對(duì)外來光線具有較高的反射能力,讓產(chǎn)品充分顯示出明快、光亮的視覺感。使用著色劑的橡膠制品一般都要求色彩鮮艷,而有些著色劑(如三氧化二鐵)在鮮艷度方面是達(dá)不到這一要求的。使用后色澤暗淡,因此,只適用于內(nèi)胎、純膠管等非生活用品。

2.有一定的抗外界因素影響能力,其中包括抗光曬、抗溫度變化、抗遷移、抗水滲出,以防止和抵御外來因素對(duì)產(chǎn)品色澤穩(wěn)定性的損害,從而長(zhǎng)期保持產(chǎn)品的外觀。

1)耐曬性

有些著色劑雖然外表鮮艷,但經(jīng)不起日照,例如,立德粉光曬后會(huì)泛黃,因此切忌單獨(dú)配用,須添加少量群青調(diào)節(jié)。

2)熱穩(wěn)定性

有些著色劑遇熱后分解,或與其他成分反應(yīng)而出現(xiàn)色澤變異。受熱有的發(fā)生在生產(chǎn)過程(如硫化階段)中,有的則出現(xiàn)于使用階段。

3)非污染性

在硫化中著色劑因受熱分解與其他物質(zhì)反應(yīng)生成有害物質(zhì),為了不污染環(huán)境要求著色劑不產(chǎn)生這類分解物。

4)抗水滲性

橡膠制品在硫化階段會(huì)接觸到水蒸氣,而在使用過程中也難免與水分接觸。因此,要求著色劑能抗水滲透,以保持色彩牢度。

3.符合著色專用性能指標(biāo)在著色劑和被著色體(橡膠)之間的互動(dòng)上,應(yīng)該考慮兩個(gè)專

項(xiàng)性能:

1)著色率(tintingstrength

所謂著色率是指單位(無論質(zhì)量或體積單位)著色劑能遮蓋被著色對(duì)象(例如橡膠)的相對(duì)值。這個(gè)值越高,表明著色率越強(qiáng),或意味著著色效果越好。通常,著色率的高低取決于著色劑的化學(xué)組成和化學(xué)結(jié)構(gòu),跟粉體的細(xì)度(粒徑)密切相關(guān)。粒徑越小,著色率越高。這可以用來解釋為什么色素炭黑(粒徑10nm)用于著黑色時(shí),其效果大大超過高耐磨炭黑(HAF,粒徑29nm)。總之,著色劑的粒子越細(xì),其著色率也越高,著色效果越好,所需的著色劑用量越少。部分著色劑比較昂貴,所以,高著色率有助于降低成本。

2)遮蓋力(coveringforce

遮蓋力是反映著色劑著色能力的另一尺度,即對(duì)橡膠底色(天然橡膠為棕色)的覆蓋能力。它應(yīng)該被看成是有否著色效果的先決條件。遮蓋力的大小不僅取決于著色劑固有的特性,也在很大程度上與分散度(細(xì)度)有關(guān)。對(duì)某一特定的著色劑而言,其細(xì)度為500目時(shí)的遮蓋力大大超過300目時(shí)的遮蓋力。以炭黑為例,色素炭黑的粒徑為10納米,而高耐磨炭黑為29納米,所以,兩者的著色效果大相徑庭。遮蓋力的大小還取決于材料的折光指數(shù)。通常,著色劑的折光指數(shù)與橡膠折光指數(shù)相差越大,反射作用越強(qiáng),遮蓋效果也越好。如鈦白粉的折光指數(shù)為2.55-2.7,立德粉為2.0,都超過橡膠的折光指數(shù),所以,遮蓋力良好,適宜于作為打底材料使用。同理,輕質(zhì)碳酸鈣的折光指數(shù)為1.5-1.6,與橡膠的折光指數(shù)十分接近,它的遮蓋力就十分有限。

    人們習(xí)慣上把著色劑分為無機(jī)和有機(jī)兩大類。由于特性和色澤不同,它們又可分成許多品種。這兩類的通性如下:

1)無機(jī)類

    大多有較好的耐熱性和耐溶劑性。使用較多的品種有二氧化鈦(鈦白粉)、立德粉(鋅鋇白),后者因遮蓋率強(qiáng),常用來遮蓋橡膠的底色,為其他著色劑的著色奠定基礎(chǔ),所以,在淺色制品中常被使用。群青常被用于抑制立德粉的泛黃傾向(加入1份即可)。被作為無機(jī)類著色劑使用的品種還有鉻黃、氧化鐵紅、鎘黃等。從總體來看,無機(jī)類著色劑的色澤鮮艷度較差,而價(jià)格相對(duì)低廉,因此,它們較多地被用于非生活類橡膠產(chǎn)品。

2)有機(jī)類

   品種較多,化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。同一結(jié)構(gòu)的同質(zhì)異形體往往會(huì)有不同的色彩。各類有機(jī)著色劑中以偶氮類和酞青類品種最多。橡膠中常用的有永固黃(黃色)、永固紅、立索爾紅(以上為紅色)、華藍(lán)(藍(lán)色)及酞青綠(綠色)等。

來源:橡膠技術(shù)李秀權(quán)工作室