几种荧光颜料在塑料中分散性和耐热性的比较

摘要：比较了国内几种不同颜色的荧光颜料在塑料中的分散性和耐热性，发现进口K系列颜料的分散性和耐热性优于国产AX、FH系列颜料，随着温度的提高，颜料的分散性有所改善；大部分进口K系列颜料本身的耐热性及其在塑料中的耐热性优于国产AX、FH系列，而国产FH绿色荧光颜料的耐热性优于进口K系列的同颜色产品。万客化工在线M/k @:\XE*d

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荧光颜料与一般颜料不同，它可将吸收的部分光(包括紫外线)转变成波长更长且与正常反射光色调相近的光即荧光。这种荧光加上正常的反射光使荧光颜料的颜色特别明亮和鲜艳。有关荧光颜料的报道很少研究其性能，笔者重点研究了国内外一些荧光颜料的分散性能和耐热性能。颜料的分散性及其与树脂的相容性是影响塑料性能的关键因素，同时，颜料的耐热性直接影响到其在塑料中的应用。对于颜料的耐热性，可以对颜料本身及其在塑料中的耐热性分别进行测定。颜料于粉的耐热性可用热重(TO)分析仪测定，颜料在塑料中的耐热性可通过观察颜料变色的温度。大部分有关该耐热性研究的报道是定性分析，笔者利用色差值来对耐热性进行定量分析。色差是以定量表示的色知觉差异。利用色差计测得明亮值差AL 、红绿值差△n 、黄蓝值差△b ，根据式(1)计算色差值△E ：万客化工在线#|JZJl!L

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不同的注塑温度都会造成塑料制品发生色彩变化，为了测试塑料中颜料的耐热性，将颜料和塑料混合物在注塑机中停留某个恒定时间，以一定温度为间隔，制备样板并测试其色彩参数。以一个较低的温度为基准，测试其它较高温度下样板与该温度下的色差值，如果大于3，说明颜料由于温度的升高而使其分子结构发生较大改变，颜色发生变化，该温度显示了颜料所能承受的加工温度。综合考察颜料本身及其在塑料中的耐热性能，可为其在塑料中万客化工在线0Ki{9q!cKB\XCM$^

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的加工应用提供一定的参考依据。

1实验部分

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1．1 原材料

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K系列荧光颜料：柠檬黄、桔黄、绿，汽巴精化有限公司；万客化工在线 y jd-V#I ?:H Pi

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AX、FH系列荧光颜料：柠檬黄、桔黄、绿、桃红，瑞安万隆化工有限公司；

低密度聚乙烯(LDPE)：LD400，北京燕山石化公司；万客化工在线Cc%L?2x#B(j

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聚丙烯(PP)：K一1008，北京燕山石化公司。万客化工在线Wav?,d5[t4O,c.S

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1．2 设备与仪器

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双辊混炼机：SK一160B型，上海橡胶机械厂；万客化工在线:z$@3l:a Iu;yb

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注塑机：JPHIO型，广东泓利机器有限公司；万客化工在线Z/GJ#S}qK$Kz

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单螺杆挤出机：PLD一651型，德国Brabender公司；

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相差显微镜：SM—LUX—POL型，德国Leitz公司；

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TG分析仪：TG／DTA6300型，日本精工公司；

分光光度测色仪：Datacolor650型，美国德塔颜料系统有限公司。

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1．3 样板制备

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(1)母粒制备

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先将双辊混炼机升温至100~C，然后将98 gLDPE倒人辊间混炼2 rain，使其充分熔融。再加入2 g荧光颜料，与LDPE一起混炼3 rain，最后下片剪成母粒，备用。万客化工在线$?'n }+C3U E"K.l G_

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(2)样板制备

将制备的母粒加人树脂中，使混合物中荧光颜料的质量分数为0．2％ 。将混合物加人到设定为不同温度的注塑机中，物料在注塑机螺杆储料段保留5 rain后注射成样板。万客化工在线!{7WYHkaa{

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2结果与讨论

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2．1 分散性能万客化工在线6p)[:o:nt6^3QbL

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有机荧光颜料自身的性质对其表观颜色及其在树脂中的荧光效果都有影响。颜料的分散性越好，树脂的表观颜色就越鲜艳，荧光效果就越好。所以，颜料本身的分散性就成为影响色彩的一个关键因素。而分散温度是影响颜料分散效果的重要因素。万客化工在线u+I`L6@oM kF

一般情况下同种树脂和颜料混合的温度越高，分散性表现得就越好。图1为含有不同系列柠檬黄颜料的LDPE在140cI=所制试样的显微镜照片。大部分颜料在LDPE中已经分散得比较均匀，没有十分明显的颜料颗粒和颜料集中区域。3个系列的柠檬黄荧光颜料相比，K分散效果最佳，其次是FH，最差的是AX。这是因为AX系列柠檬黄颜料的结构为对甲苯磺酰胺一甲醛一苯代三聚氰胺，这种结构的颜料不易在塑料中分散。图2为含有AX系列其它颜料的LDPE在不同温度下所制样板的显微镜照片。它们在140度的下的分散性也较差。但当温度升至

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160度时分散效果有所改善，说明温度的提高有助于颜料在塑料中的分散。其中，绿色荧光颜料的分散性最好，其次是桔黄色，最差的是桃红色。加入桃红色颜料即使在160cI=下制备的样板中依然有明显的颜料颗粒，说明AX系列的桃红颜料的分散性不如同系列的其它颜料。2．2 耐热性能万客化工在线/F'r;D5gw`*hN

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2．2．1荧光颜料TG分析

TG法是在程序控温下测量物质的质量随温度(或时间)的变化关系 J。在此着重研究分散性较好的绿色荧光颜料。称取3 mg左右的颜料，用铝制的试样皿在空气气氛下测量。试验温度范围为30～ 6OOoC，升温速率为10oC／min。它们的起始分解温度均为200oC左右。K、FH、AX系列颜料分解5％的温度分别为331、286、248oC，分解60％的温度分别为401、383、309oC。由此可见，对于颜料本身的耐热性来说，K系列最好，FH次之，AX最差。但是，TG曲线只是表征颜料本身的耐热性，还应考虑颜料在塑料加工温度下颜色的变化，即颜料在塑料中的耐热性能。

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