橡膠著色劑的選擇

橡膠著色劑的選擇大多數(shù)橡膠產(chǎn)品都著色為黑色、灰色或是白色。這些都是非彩色顏色。此外，還有彩色顏色包括如紅色、藍(lán)色、黃色、綠色、棕色、粉紅色等彩色。橡膠產(chǎn)品不僅可以通過各色顏料混合物來進(jìn)行著色，也可以使用一些非主流色的特定顏料如橘紅色、綠色和粉紅色來進(jìn)行著色。本文將主要討論色素顏料及其匹配技術(shù)。色彩關(guān)于顏料色素的選擇問題，選用何種恰當(dāng)合適的色彩顏料取決于先前描述過的加工要求和產(chǎn)品的最終用途，其中后者更為重要。必須考慮下列因素：抗褪色能力（由陽(yáng)光，受熱或天然時(shí)效等因素所引起）；抗?jié)B色性；以及對(duì)基本膠料的老化特性的有害影響（避免含銅或錳的色彩）。另外，因?yàn)橛猩鹉z產(chǎn)品必須參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，為降低硫化橡膠產(chǎn)品的每磅色彩成本，就需要精挑細(xì)選出最經(jīng)濟(jì)的色素，以達(dá)到所需要的結(jié)果。有兩種顏料色素可選一無(wú)機(jī)顏料和有機(jī)顏料。無(wú)機(jī)顏料氧化鐵類、鉛顏料（比如鉻黃）、群青藍(lán)、氧化鉻和鎘類顏料都是通常使用的種類。氧化鐵類包括紅色、黃色、棕色和褐色，它們都會(huì)產(chǎn)生暗色光。建議使用合成氧化鐵。它們都可作為具比重大的相當(dāng)不錯(cuò)的粉末。在選擇氧化鐵時(shí)必須注意，因?yàn)橛行┑燃?jí)的氧化鐵含有雜質(zhì)，如銅一會(huì)加速硫化橡膠產(chǎn)品的老化。群青藍(lán)顏料可產(chǎn)生從帶綠光到帶紅光的一系列藍(lán)色。這些色素具有優(yōu)越的熱穩(wěn)定性和耐光性。但并不耐酸，因酸會(huì)限制它們的許多室外應(yīng)用以及任何含有果汁等的室內(nèi)應(yīng)用。群青藍(lán)在橡膠中的最大用途就是給白色橡膠化合物調(diào)色，就如同清洗白色汗衫會(huì)用到發(fā)藍(lán)處理一樣。使用群青藍(lán)會(huì)產(chǎn)生完全色光，就可能會(huì)形成亮色。氧化鉻綠能提供一種藍(lán)青色光，這種顏色具有良好的耐熱能力和耐光牢度。它的比重很大。鉛顏料包括眾多鉻酸鹽黃顏料和鉬酸鹽橙顏料。它們都能形成具良好耐熱能力和耐光牢度的明亮色彩，但它們是含鉛化合物，且其中的粉塵能閃爍并燃燒。在使用硫磺硫化的化合物中，任何濕氣都可能引起硫化鉛斑點(diǎn)?，F(xiàn)在大多數(shù)情況下已被有機(jī)顏料所取代。鎘類顏料只是用于對(duì)牢度特性有特定要求的專業(yè)應(yīng)用中。這種顏料通常被作為改良色散和手感的基礎(chǔ)。但它們比重大且價(jià)值昂貴，而且鎘也是一種重金屬，橡膠化合物應(yīng)避免使用這種材料。所有的無(wú)機(jī)顏料的著色能力都較弱。它們的使用量通常是化合物重量的2%到5%。正常情況下，無(wú)機(jī)物比有機(jī)物更容易色散且粉塵較少，這都是因?yàn)樗鼈兊牧礁笄冶戎馗蟮木壒省１M管如此，所有顏色涂料還是有粉塵，生產(chǎn)前必須要注意預(yù)防。有機(jī)顏料使用有機(jī)顏料是因?yàn)樗鼈兛尚纬闪聋愇说念伾纳?，可以通過選擇合適的顏料或混合顏料即可達(dá)到對(duì)某些特定橡膠產(chǎn)品的技術(shù)要求。從美學(xué)的角度看，同無(wú)機(jī)顏料可形成暗色相反的是，使用有機(jī)顏料可產(chǎn)生明亮色彩。這個(gè)原因帶動(dòng)了在橡膠復(fù)合物中大量使用有機(jī)顏料。但大多數(shù)有機(jī)顏料所產(chǎn)生的抗熱性，耐光性和滲色等特性都不如無(wú)機(jī)顏料。實(shí)際上，它們的優(yōu)越之處就在于生成產(chǎn)品更加漂亮的外觀。有機(jī)顏料的單位成本比無(wú)機(jī)顏料貴重得多，但它們也更有效果。盡管如此，使用有機(jī)顏料自然很花費(fèi)用。附表以化學(xué)種類和色彩指數(shù)值的方式列舉了橡膠化合物中通常使用的有機(jī)顏料的種類。這些數(shù)據(jù)顯示了包括熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性、耐皂性和直接水蒸氣硫化能力等主要技術(shù)特性。有機(jī)紅色顏料紅色可能是最受歡迎的顏色。因?yàn)榧t色有機(jī)顏料的化學(xué)特性，它也可能是最麻煩的顏色。在為橡膠產(chǎn)品著色時(shí)，通常使用的有機(jī)顏料有8種（見表）。它們分別是：永久紅2B；吡唑啉酮紅；硫紅；喹丫啶酮紅；萘酚紅；立索爾寶紅；淀紅C和立索爾大紅。永久紅2B是使用最廣泛的一種，它包括鋇鹽和鈣鹽。鋇鹽可形成橙色紅，而鈣鹽可形成微粒藍(lán)色紅光。兩種鹽的混合可形成多種色光，它們都是很深的亮色且具有相當(dāng)不錯(cuò)的耐色滲能力。它們的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性也很不錯(cuò)，實(shí)際上，在176°C溫度以上的時(shí)候，它們開始褪色。吡唑啉酮紅可形成一種介于鋇鹽和鈣鹽的2種色光之間的色光。吡唑啉酮紅的不同類型會(huì)形成不同的色光，但這些色光之間又無(wú)明顯差異。吡唑啉酮紅明亮、干凈、透明，是一種純粹的有機(jī)顏料而不是鹽。它們的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性與2B紅大致相當(dāng)。吡唑啉酮紅這種有機(jī)顏料可用于與食物有接觸的橡膠產(chǎn)品。這在FederalRegister的177.2600節(jié)，標(biāo)題21的第一章中“可重復(fù)使用的橡膠產(chǎn)品”中有所記述。它比2B紅要貴重許多，但在對(duì)色光有特定要求，需要更好的抗?jié)B色性或醫(yī)療用途中使用它則是有必要的。技術(shù)上而言，硫紅是一種性能優(yōu)越，價(jià)格昂貴的顏料。多用于混合顏料中，只是為了求得特殊色光時(shí)才使用它。喹丫啶酮紅的技術(shù)特性相當(dāng)優(yōu)越。實(shí)際上，它們的價(jià)格大致是每磅20美元以上。此種顏料可用于與食物產(chǎn)生接觸的橡膠產(chǎn)品。這在FederalRegister的1772600節(jié)，標(biāo)題21的第一章中“可重復(fù)使用的橡膠產(chǎn)品”中有所記述。色酚紅的不同鹽可形成橙色紅、藍(lán)色紅等不同色光。和永久紅2B類似，它是一種昂貴的顏料。立索爾寶紅、金光紅C和立索爾大紅都是較低成本的顏料。過去曾大量使用這3種顏料。實(shí)際上，它們的技術(shù)特性相對(duì)較差，隨著人們?cè)絹碓綇?qiáng)調(diào)注重橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，這3種顏料用得越來越少了。生產(chǎn)擠壓式、模制及壓延式有色橡膠產(chǎn)品的生產(chǎn)商們首選用橡膠色彩母體混合料的形式。多數(shù)情況下，這些母體混合料在一個(gè)高分子粘合劑中以近似50%的色彩顏料用量下產(chǎn)生。它們的用量大致上是化合物總重量的1%到3%。吡唑啉酮紅和永久紅2B顏料很難分散，因此強(qiáng)力推薦使用這兩種顏料的橡膠彩色母體混合料。有機(jī)橙色顏料有機(jī)橙色顏料中有2種主要的類型：聯(lián)茴香胺和聯(lián)苯胺橙。聯(lián)茴香胺可形成干凈的略帶紅色的色光，而聯(lián)苯胺橙可形成的色光則是黃色。它們都具有很好的不褪色特性，其中聯(lián)苯胺橙的耐光牢度更出色些。表中有它們的相關(guān)數(shù)據(jù)，這2種顏料和之前討論過的紅色顏料比，分散更為容易，但橡膠色彩母體混合料的使用更為普遍。其濃度和用法同紅色母體混合料相同。聯(lián)苯胺黃這些顏料可形成明亮的、干凈的黃色色光。依分子的取代程度不同，有4種主要的等級(jí)。它們是：AAA、AAOT、AAMX和AAOA。它們是以不褪色性從低到高的順序排列的，如表所示。這些顏料被認(rèn)為是有機(jī)色彩顏料中最容易分散的。實(shí)際上，母體混合料法被廣泛使用，其特性與前所述顏色的特性相同。酞菁藍(lán)它是藍(lán)色橡膠產(chǎn)品的首選色素。有多種色光，其中紅色色光（RS）在橡膠中應(yīng)用最多。同時(shí)，它的熱穩(wěn)定性也是最差的，因此在使用這種酞菁藍(lán)時(shí)必須考慮硫化溫度。非結(jié)晶等級(jí)的色光紅色不明顯，但熱穩(wěn)定性更好。綠色光酞菁藍(lán)的強(qiáng)度相當(dāng)弱，但熱穩(wěn)定性很好，且比其它等級(jí)都昂貴。酞菁藍(lán)顏料很難分散,應(yīng)該用于橡膠色彩母體混合料形式或是色彩膏劑形式。其橡膠色彩母體混合料的特性同其它顏色類似。酞菁綠這種顏料可產(chǎn)生幾種色光，有略帶黃色的綠色光，略帶藍(lán)色的綠色光。雖然許多綠色橡膠產(chǎn)品是以黃、藍(lán)或綠的混合方法制成，但酞菁綠是綠色產(chǎn)品中用最廣泛的單品種色彩顏料。酞菁綠的所有色光都具有良好的技術(shù)特性且難以分散。同樣地，建議使用母體混合料法，其特性與其它顏色的特性類似。色彩匹配實(shí)際上，很少有橡膠產(chǎn)品是由一種顏料制得，無(wú)論是無(wú)機(jī)顏料或是有機(jī)顏料。橡膠制品的最終顏色是由產(chǎn)品的買家或銷售者認(rèn)可的特定色彩匹配而成的。因此，色彩匹配成為成功的橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)中的主要要求。而且有色產(chǎn)品都和時(shí)尚有關(guān)，商家或買家總是要求有新色彩。對(duì)于色彩的混合，混合體中會(huì)有無(wú)機(jī)顏料和有機(jī)顏料。必須在人工光源下和日光源下評(píng)估匹配的效果。新技術(shù)甚至能提供幾種不同的人工光。這種匹配由一位技巧熟練的實(shí)驗(yàn)室工作人員操作，用他的雙眼和知識(shí)技能以達(dá)到最佳的匹配效果。如今，色彩計(jì)算機(jī)已發(fā)展到可由圖示來決定橡膠化合物的色彩的程度了。其實(shí)，在合適的程序下，一臺(tái)色彩計(jì)算機(jī)甚至能協(xié)助色彩師選擇恰當(dāng)?shù)念伭霞捌涫褂昧?。?shí)際上，至少在作者的經(jīng)歷中，仍然是以肉眼方式做出最后的決定。在橡膠產(chǎn)品必須匹配完全不同物品的情況下，有可能會(huì)得到某種匹配，其特點(diǎn)是：在一種光源下，外觀完美；而在另一種光源下，則顯得完全不同。此種匹配能否被接受取決于應(yīng)用場(chǎng)合的光源了，尤其是顧客所用的特定測(cè)試程序。當(dāng)某項(xiàng)匹配在技術(shù)上不可能實(shí)現(xiàn)時(shí)，色彩師必須調(diào)整工作及原材料以盡可能在不同的測(cè)試條件下達(dá)成匹配任務(wù)，這通常需要3種或更多的色素，并要仔細(xì)調(diào)整其中混合物的成分。調(diào)整二氧化鈦的種類和用量是很重要的。結(jié)論和總括：總之，概括以上所言：無(wú)機(jī)顏料以低成本可為橡膠化合物提供不錯(cuò)的耐熱性,耐光性和抗?jié)B色性等。這些著色劑多作為粉末顏料，用量是化合物總重的2%到5%。所產(chǎn)生的色光不太明亮和干凈。要得到更明亮、更