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                门窗用通体彩色塑料异型材老化变色与防治

                2009-02-24 01:04:32 来源: 作者: 阅读:  字体 :

                1、绪言
                近几年,彩色塑料门窗发展很快,通体着色,双色共挤、腹膜、氟碳喷涂等工艺方法生产的塑料门窗色彩纷呈,各显神通,深得社会不同阶层广大用户和房地产商欢迎。2006年1月1日开始实施的JB/T180-2005未增△塑聚氯乙稀(PVC-U)塑料门和JB/T140-2005未增塑聚氯乙稀(PVC-U)塑料窗“新标准”在材料一项规◥定:通体着色型材不宜用于建筑外门窗。由于在彩色塑料门」窗中,通体彩色塑料门々窗生产成本最低,在一些地区仍在广泛应用。一些厂家生产的通体彩色(含PVC/PVC双色共挤)门窗用塑料异型材也分别通过了国家化学建筑材料测试中心2000小时、4000小时、6000小时老化标准。实践证明,通体彩色型材的耐候性能,不仅和配方中的抗老化助剂类别与剂量有关,也和色母料原料结构及色系相关。具体问题要具体分析,不能一概而〖论。本文重点分析与↘论证了通体彩色塑料异型材(含PVC/PVC双色共挤)着色剂原㊣ 料结构、色彩、粒度与添加量等ξ 因素对老化性能的影响。也对通体彩色塑料异型材生产中间发生的色差现象进行了分析和研究,同时对应提出提高通体彩色←塑料异型材耐侯性和防治其在生产中变色的有效措施。
                2、着色剂原料结构与色系等因素对老化性能的影响
                着色剂是指能赋予聚合物以各种靓丽色彩的物质。用于PVC塑料的着色剂主要是颜料。一种颜料的着色能力、透明性或不透明性以及着色强度,通常都是颜料的本性,与PVC塑♀料配方无关。但是颜料的其它性能,如热稳定性、光稳定性、迁移性、室外持久性和绝】缘性等则将受到配方及加工「条件的影响。因此首先要考虑适用的颜料,然后才是配色和△分散均匀的问题。
                塑料异◆型材成型加工对着色剂一般要求是着色力强,性能稳定、不严重变色、易分散、不分解、与PVC树脂混合性好,不含能引起聚合物降解的痕量离子(如Fe),不发生从型材内部移向表层№的析出和移向与其接触的其它物品的迁移现象,不影响型材的内在物理化学性能,耐热和耐候性优良,日晒牢度高,难溶于水,不吸收紫外线○外使型材温度上升等。概◢括起来主要有以下四条:
                ⑴、          能满足人们对色彩的要求;
                ⑵、          不影〓响塑料异型材正常塑化挤出成型;
                ⑶、          不影响塑料异型材化学物理︼性能要求;
                ⑷、          具有良好的耐候性能,能满足门窗在户↓外长期使用不变色、不老化的需要。
                现在国内为塑料生产着色剂的厂家很多。但真正给塑料门窗异型材着色的厂家很少。很多厂生产的着色剂难以达到塑料门窗长期在室外使用,抗老化性能的要求。要提高着色剂的耐侯性能,必须对颜料结构与色系等因素要有所了解。
                2.1 着色剂颜料结构对耐侯性的影响
                着色剂颜料大致可分为无机和有机两大类。一般无机颜料以∮钛白粉、碳黑为代表,有机颜料以大分子红为代表,金属〗光泽颜料以金铜份为代表,荧光颜料以荧光增白剂ζ为代表,珠光颜料以珠光粉为代表。
                无◆机颜料具有优良的耐热性、耐光性及耐溶√剂性,遮盖力强,牢度高,原料易得,价格低廉,但透明性差,色光暗淡,相对密度大,一般用量为1%~4%。有机颜料着色力强,色泽鲜艳,分散性好,但耐光、耐热性远不及无机颜料。其用量一般在1%以下。金属光泽颜料对机械的磨损大。用量一般在0.5%。荧光颜料能提高白度,又不降低亮度◤。但这类颜料一般价♂格昂贵,用量在0.01~0.1%,珠光颜料能产生珍珠一样的晶莹闪光,加入量一∴般在0.5%~1%。
                颜料的耐侯性◢由其化学结构所决定,一般无机颜料为最优[1]。无机颜料中碳黑是可用於多種塑料材料及制品,且用量最大的黑色着色剂,又可作為塑料材料的光穩定剂;中烙黄、氧化铁、隔系颜料的耐侯性比较好。鉻黃是不透明的无机着色剂,可广泛用于聚氯乙稀、聚烯烴、聚苯乙烯、丙烯酸树脂等热塑性塑料,其著色力強、遮盖性好,耐水和☆耐溶剂性优良;有机颜料分子量高,能与PVC形成共振结构者耐侯性好。如钛青兰、钛青绿、缩╱合偶氮系颜料、喹吖啶铜系颜料的耐侯性比较好。若必须使用耐侯性差■的着色剂,应配合适宜』的稳定剂来改善。
                PVC-U塑料异型材,应尽量避免与卐含有铁、钴、锰、锌等离子∞的着色剂并用,以免颜料中含有的金属离子促进PVC制品分解加速,产生色相转变;硫化类着色剂例如镉红、镉黄等,在采用铅盐作为稳定剂的PVC-U塑〓料热加工过程中,着色剂分解时会放出硫化氢,与铅发生反应,会生成黑色硫化铅,使型材ㄨ变为灰色。
                2.2 着色剂的↙色彩对耐侯性的影响
                着色剂的耐侯性能与色彩也有相对应关系。红色型材或※加入红颜料的彩色型材最容易褪色,大红壁板中的西德红,猪肝色型材、橄榄灰色型材中钼络红都是红色先褪,而且褪的厉害,非常快。浅黄色型材表皮已接近浑浊的白色,基本看不出黄色的底子。天蓝色型材虽然表皮老化,有薄薄的一层深灰表皮,但仍能看到天蓝色的底子。最好不用淡红色和淡黄色。如铁红、锌白、锌钡白、铁黄、矿物紫、铜粉颜料等对聚氯乙稀脱氯化氢∑有促进作用,不宜使用。碳黑使用不当,在硬聚氯乙稀中也会促进热老化,PVC型材挤出生产时会∏分解释放出HCI,可使耐酸性较弱的着色剂变色。如群青在酸性条件下会游离出硫磺而褪色[2]。因此选择♂这类着色剂时,应选择有效的热稳定剂」,将聚氯乙稀⊙的脱氯化氢反应抑止到最小程度。
                2.3 颜料粒度和剂量对耐侯性的影Ψ响
                采用适当的颜料体系可防止PVC塑料性能劣化,颜料不仅可阻止可见光,粒径适当时也可以大大吸收紫外线,形成一种遮蔽或保护作用,抑制塑料的紫外←线老化。颜料的光线遮盖作用越大,塑料的老化越小。特别是碳黑对光稳定的效果较大,比通常的有机类紫外线吸收剂还→显著。同时耐侯性与着色剂㊣ 的剂量有关。一般来讲,添加量越少色越淡,褪色程度越大〖,耐侯性↘越差。当用颜料来防止紫外线老化(此时颜料兼做光稳定剂)时,只用必须量的着色剂是不够的,需增大用量,以能充分遮蔽紫外线的辐照。当单位面积●照射的光线能量一定时,单位面积存在的颜料量越小,一个颜料粒子吸收光线的能量就越大,所以造成褪色度越大。聚合物与色料的比例不仅决定色调的深浅,而且这一比例只能★高至一定数值,否则就得不到好的结果。各种色料对一种塑料的可加入量最高比〓例是不同的,最高比例值越大,其着色力越强。此外最高比例值越@小,则颜色对光的稳定△性就大些,但游移现象也增强。着色剂用量】越少,日晒牢度「越差。着色剂的用量和着色剂着色力有关,使型材达到同样的颜色深度,所需的着色剂越少则着色力越强。着色力越强,则所需〒着色剂越少。减少着色剂的用量,可防止塑料内在力学性能的变化,又可降低成本。一般来说,分散性好、色调鲜明、着色力强的颜料会使型材的光泽性、平滑性々良好。着色剂的〓加入量一般均小于2%,某些情况下其用量可降至1.9%。几种颜料○合用时,他们的◣的性能应基本接近,特别是光、热稳定性。否则性能较差的颜料先褪色,致使色调变化。
                2.4 提高通体彩色塑料异型材耐侯性的有效措施
                为了防止着色剂的褪色和老化降解,提高通体彩色塑料异型材的耐侯性能,着色剂除要选用色牢度、耐侯性较好的颜料外,还要在着色剂配方中添加适量的紫外线吸收剂√,抗氧剂等助剂。
                虽然无机顏料类着色☉剂,单独︾用于塑料制品時,可以起到一定程度的光穩定↑作用。但对于長期戶外使用的彩色塑料门窗而言,仅靠着色剂提高其光穩定性能是很不够的。PVC樹脂分子♀受光、氧誘导后,会产◆生高能量、高活性的含氧自由基。這类自由〗基在催化並加速塑料老化的同時,也与着色剂发生一定作ζ用,引发其分子結构变化,加速着色剂色泽的变异。只有添加紫外线吸收剂才能長久、有效地抑制或减缓着色塑料的光老化速度,显著提高着色塑料门窗的耐侯性能。
                紫外线吸收剂根据分子結构不同可分为二苯甲酮类和苯並三唑类。這类光稳定剂是利用自身分子結构,將照射到室外彩色塑料门窗的光能转换□为热能,避免着色剂分子結构被光能∴破坏,並且避免塑料异型材发生光氧化反应。
                抗热、氧老化◤性能是塑料抗紫外线光老化性能的前提条∞件。要提高彩色塑料门窗耐侯性能,首先要增强其热、氧稳定性能。在通体彩色塑料异型材中除添加紫外线外,适当而又适量的↘添加抗氧剂,可成倍提高制品的光穩定性能。一般來讲,生產着色剂所用的载体树脂较生產异型材的基础树脂分子量低,熔融指數高。载体树脂在着色剂生產時经过第一轮受熱后,在塑料异☆型材生產过程中经过再次受热时,首先发生热降解和机械降解,进而加速通体塑料异型材的▆老化进程。虽然着色剂中的载☆体树脂在着色异型材中所占比例不大,但其经∮二次或二次以上受热则会发生显著热氧卐化。因此着色剂配方及采用着色剂的塑料异型材配方必须添加抗◣氧剂。抗氧剂大致可分为主◆抗氧剂和辅助抗氧剂。主抗氧剂主要功能是俘获自由基,使其不再参与氧化循环,也称链终止剂。辅助抗氧剂的作用是分解氢过氧化物,使其成为无害物质。
                采用相同的无机颜料生产墨绿色型材,着色剂中加不加紫外线吸收剂,抗氧剂等助剂,型材耐侯性差异很大。笔者在简易老化№箱,曾对采用两个厂家※着色剂生产的墨绿色型材进行500~800~1000小时耐侯ㄨ性试验,发现在着色剂中↙添加紫外线吸收剂,抗氧剂等助剂的型材仅是粗燥度变化,颜色基本不变;而着色剂中未添加紫外线吸收剂,抗氧剂等助剂的型材颜色由墨绿色-深灰色,逐渐变黑,最后表层敷上一层深灰色雾膜。所不同▃的是色剂中未添加紫外线吸收剂,抗氧剂等助剂的型材前期变色速度快,仅仅60个小时已开始变黑,后期变色速度慢,800小时和1000小时颜色变化不大。
                通体彩☆色塑料异型材的耐候性能是由着色剂和异型材配方双方共同决定的。任一方不添№加紫外线吸收剂、抗氧剂等,都会⌒影响通体塑料异型材的耐侯性能。假如着色剂没采取抗老化措施,即使异型材配方中▲加大紫外线吸收剂、抗氧剂⊙剂量,生产的通体墨绿色型材,耐侯性能依〇然变化不大。经老」化试验60小时后已开始明显泛黑。因此不仅要在异型材配方,也要在着色剂配方中添加适量的紫外线吸收剂,抗氧剂等助剂。以期提高通体彩色塑料异型材在加工和使用过程中的抗热、氧化和光老化性能。
                 抗氧剂的品种一定要严格选择。因鉻黃是鉻酸鉛』或鹼式鉻酸鉛同硫酸鉛〖組成的含鉛化合物,与含硫抗氧剂DLTP、DSTP、1035、300等共享,在塑料→加工的高温條件下会发生化学反应,生成黑色硫化㊣ 鉛,影响塑料制品的外观,也会大幅度削弱抗氧剂的防热、氧老化效能。因此含鉻着色剂不能与含硫抗氧剂共享。碳黑除在聚丙烯中对某些酚类抗氧剂的效能有削弱作用外,在低压聚乙烯中也可与抗氧剂BHT发生作用,使BHT几乎完全失去效能,碳黑自身的光穩定作用也大幅度減弱。添加1%槽⌒ 法碳黑和0.1%BHT的低压聚乙烯薄片的戶ω 外暴露,寿命仅为單一添加1%槽法碳黑的低压聚乙烯薄片¤的戶外暴露寿命★的40%左右。對聚乙烯、聚丙烯等塑料材料,选用碳黑為着色剂或光稳定剂時,必須▓选用适当的抗氧剂[3]。否則,不但降低抗氧剂的】效能,也会降低通体彩色塑料异型材戶外光@稳定性能。
                应该指出:一般抗氧剂熔点△较低,较长时间在115~120℃温度中,会呈“胶凝化”状态,冷却后形成坚硬的块状物质,影响其在PVC混合料中均匀分散,并致使挤出制品表面出现白色斑点,影响型材外观质量。因此抗氧剂应在热混罐温度达112~115℃时投放或直接在冷混罐投放为宜。
                此外颜料的种类对其迁移性有决定性影响。有机颜料的迁移性比无机颜料要显著的多。而∮有机颜料中,不溶性偶氮颜料的迁移性○要比色淀性偶氮颜料♀大。配色时还要注意〖色料密度不要相差太大,且不能起化学反应。色料的耐光级别最好为同一级别。以免在加工和使用过程中,由于褪色程度不一致而造成色泽的改变。
                在通体彩色塑料异型材生产中,热稳定剂和填充剂的种类对颜料的迁移性亦有一定影响。如在配方中有鳌合剂和隔/钡/锌复合稳定剂时,颜料表面析出≡就少。采用硬︾脂酸钡、隔做稳定剂时,颜料的压析性◥比使用三盐基硫酸铅和有☉机锡大。而填料碳酸钙的加入,则有助于改善颜料的压析现象。
                PVC塑料异型材挤出加工的固〓有特性决定了对着〗色剂的要求。塑料在热加工中有时呈酸性,有时呈碱♀性,这势必要求塑◣料使用的着色剂要耐一定的酸或碱性。由于耐酸或碱性影响着色剂染色的色度及色料扩散等性能,所以应选择可耐酸或碱的着色剂。大部分的着色剂可耐一定程度的酸碱,然而超过一定值时会发生根本性变化。因而PVC塑料异型材使用的着色剂较一般塑料难选。但选用时还是有一定的原则遵循的:⑴首先确定PVC塑料的配方体系,初步判定PVC塑料的在热加◥工时呈现的酸碱性,估计所呈◤现的酸碱度;⑵选择耐一定酸碱的塑料色料;⑶所加的辅料是∮否影响色料在体系中的扩散;⑷所∴加的色料不影响材料体系的其他性能。依据色料的品种及染色性能选择色料合适的配量。
                钛白粉不仅是紫外线屏蔽剂,也是增白剂,对着色剂的颜色起到一定的遮盖作用。在塑料异型材配方中添加钛白粉,要达到同样的颜色效果,势必要增加着色剂的剂量。因此一般通体彩色塑料异型材厂家,为了降▂低生产成本,彩色型材配方中仅加紫外线吸收▆剂,抗氧剂,不加钛白粉。业内有关专家【认为㊣㊣:添加钛白粉虽然起到一定的遮盖作用,需要增加着色剂的剂量。但钛白粉在塑↑料异型材中发挥保护PVC分■子免受紫外线伤害的作用是不可低估的。一般白色塑料异型材钛白粉的添加量为5~6份。如在通体彩∮色塑料异型材配方中仅以增加0.2%的紫外线吸收剂(白色型材配方加量一般为0.3%)来取代钛白粉,是远远不够的。在通体彩色型材配方中保留2份左右的钛白粉,则可以明显提高通体彩色型材的耐候性能。
                抗老化性能较好的几种通体彩色塑料异型材着色剂的配置如下
                ⑴、黑色:PVC:100份 碳黑:3 份
                ⑵、墨绿色PVC:100份 碳黑:0.2份、中络黄:0.15 、铁青绿:0.2份
                ⑶、浅棕色:PVC:100份 碳黑:0.075份  铁青绿:0.8份
                以上几种彩色塑料异型材,随碳黑、中烙黄剂量不同∩,耐侯性能,依次有所ㄨ不同。因此并非通体彩色和PVC/PVC双色共挤塑料异型材完全不能在№室外使用。只是在使用时※要慎重:一要依据建筑所在地区来选用,如建筑所在地区紫外线辐射强度较大,最好不要选用通体彩色(含PVC/PVC双色共挤)型材制作塑料门窗;二对通体彩色塑料门窗的颜色要有所选择,尤其是不要选用红色、天蓝色等艳丽色调(这些艳丽色调大都是有机颜料,耐侯性能较差)的塑料门窗;三选择通体彩色№塑料门窗时,最好选择经国家化学产品质量测试中心检验,通过4000小时以上耐侯性试验⊙指标的厂家进行制作,通体彩色塑☆料门窗的耐侯性方可得以保证。
                3.配方、配混料、挤出过程对通体彩色塑料异型材色差的影响
                通体彩色塑料异型材颜色是根据∏用户的喜爱和需要♂来选定的。在批量挤出过程中,生产的型材颜╱色和“标准样”往往存在不同程■度的色差。就其原因和型材配方、混料、挤出过程密切相关。
                3.1 PVC树脂的影响
                PVC树脂的热分解程度与PVC树脂中的分子质量分布的状态有关。一般的PVC树脂中分子质量比较集中,则热加工温度幅度变化较少,易于控制,热加工中释放的HCI的气体便很少,塑料体系在热加工中◆呈现的酸碱体系较→易控制。对着色剂的分散及色泽影响较小,反之分子质量分』布较分散,分子质〗量分布较宽,则热加工温度变化较大,难以控制,热加工中释放的HCI气体较多,较易引起体系酸化,使着色剂分散及色泽等受影响较大,甚至出现染色失效现象。
                3.2 热稳定剂等助剂的影响
                在PVC塑料加工中,产生的HCI及PVC的氧化物均会使着色剂的属性发生变化。HCI气体产生量的不同,对色性能︻具有不同程度的影响。热稳定¤剂是塑料异型材热、氧、光稳定性能的基础要件,其品种及@ 剂量直接影响和制约着色剂的属性。一般的热稳定剂呈弱碱ω 性。热稳定剂剂量较大时,虽然对PVC塑料挤出加工起到稳定作用。在热加工中部分热∑稳定剂释放的HCI反应形@成中性盐,而多余的热∏稳定剂便呈现强碱性,会使着色剂的色相转色】;当用量过小时,产生的HCI气体遇小分子便产生强烈的酸性,会从根本上扭转体系的酸碱性,势必会导致PVC塑料使用的着色剂转色,甚至失色、变色等,因此PVC塑料的配方体系呈酸性或碱性非常重要,酸碱度不平衡会影响产品的色泽[4]。在通体彩色型材生产实践中,常常会发现,其它组√分和剂量不变,仅仅改变稳定剂品种和剂々量,挤出制品的色泽,甚至色〓相会发生变化。经多次调◎试,才基本恢复原来色泽或色相。对于色泽有严格要求的通体彩色塑料异型材,应选择合适的稳定剂品种,选用的稳定剂不要轻易改变,对稳定剂的剂量要严格控制
                部分加工助剂与改性剂等均有润滑作用,如ACR、CPE;促进PVC挤塑塑料体系塑化、共混、更便于促进PVC塑料使用色料的扩散,使PVC塑料的染色度有所增▃加,便于色相◥的稳定。而添加的耐侯性助剂,如抗氧剂、抗紫外线剂均有利于色度的增≡强和长期稳︾定性。
                碳酸钙的填充量或粒度过大,会阻遏或影响着色剂的扩散作用,影响产●品的色相及色度要求。在生产通体彩色塑料异性♀材时,经实践验证达到制品色泽和光洁度要求的碳酸钙填充量和粒〓度,一定要严〗格控制,不得再轻易变更。
                3.3 混料和挤出工艺的影响
                即使配方各种组分、剂量不变,熔体塑料酸碱度随加工温度、时间、次数而变化,而不是一成不变的。PVC塑料在不同的加工温度和时间区间可能呈现酸性或碱性。任何酸性或碱性变化都对颜料有一定的分解作々用。如果酸性或碱性□超过一定值域,会使着色剂失色或色相转换。
                混料过程的▲投料程序、混料时间和出料温◤度对通体彩色塑料制品色泽影响很大。
                着色剂染色的主要对象是PVC树脂,其次分别为热稳定剂、抗冲改性剂、钛白粉、加工助剂、内外润滑剂、填料等其它助剂。着色剂的投料程序,决定着着色剂受热历程。在不同温度条件下投料,挤出的通体彩色塑料型材的染色深浅程←度往往有很大差别。
                一般色样(即参照样),均是用少量原始▂混合料和着色剂仅经冷█混后挤出生产的。不同企业批量生产通体彩色型材时,有将着色剂和PVC物料一同直接投☉入热混罐的,也有在PVC-U物料经热混后排∮至冷混冷混罐,再在冷混罐内投入着色剂。由于着色剂受↑热历程不同,两种◣不同加入方法,导致塑料异型材染色深浅程度不同。着色剂经热混后,挤出的型材颜色较深,甚至发生色相变化;不经热混,仅经过冷混,挤出的型材颜色较浅,基本等同于色样。因此为保证挤出型材颜色要求,也为了节省试验原料,一般企业都采用◥冷混添加着色剂方法进№行生产的。但这种混料方法,未能使々着色剂在混合料中充分分散或扩散,不利于着色剂的充分ㄨ利用,导致着色剂添加量增多,生产成本升高,很不经济。同时彩色塑料门窗颜色类别较多,不同用户根据自己的爱好会选择不同颜色。每个工程不同颜色的框、扇、挺、拼管、拼条、玻璃压条等品种数量不多,开机、停机频繁,且都会产生一定数额的废料。如采取冷混生产,这些废料经粉碎,再经↘历一次受热历程,型材颜色会再次↓变深,和混合料生产的主型材装配会出现色差。正ξ 确的做法是:在原色样着色剂添加剂量←的基础上先应适当减量,经热混▓后根据色泽深浅变化趋向,再经两三次调▲整,直至颜色基本达到要求为止或在冷混选卐择色样时,混合料中不加钛〇白粉。采用热混正式生产时,混合料中添加一定剂量的钛白粉进行调色。由于着色剂的分散是有限度的,经几次受热历程后,颜色变化达到一定饱和度时,色差会逐渐变小。这样做一般回收废料仅会产生微量色差,对挤出辅助型材的色泽影响不会太大。
                不是所有着色剂都可以在热混罐直接加入的。对于∩易分散的软质颜料,例如络黄或铝』络红,在热混罐叶片的高速剪切和摩擦下,分子结构极易被◆破坏,使本身色→调改变,着色牢度降低。如在热混温度达100℃时加入或将其直接添加到冷混罐中,也能达到优异的分散性。对于含有重金属的氧化颜料,直接在热混罐中加入,不仅会磨损设备,且会致使色调改变,并通过生成金属氯化物,导致PVC发生催化降◢解,降低其⌒ 老化性能。如在热混的后期加入,则可以︼避免。
                配混时¤间是指PVC塑料体系在热、冷混料罐中搅拌的★时间。搅拌时▓间越长,PVC树脂、内润滑、与着色剂分散的越充分、越均匀。着色剂的添加剂量一般是⌒混合料的1%~3%,着色剂的粒度越小,加入量偏小或偏大时,配混的时间应较长,一则利于着色剂的充分扩散,另一则利于着色剂不会形成色相斑缺陷。在长期稳定生产条〖件下,受投料温度和出料温度的影响与制约,热混时间一般不能单独调整,只能用延长冷混时间来调整。
                热混出料温度偏低,着色料剂在混合ζ材料中分散效果不好。热混出料∮温度应在115~120℃左右,冷混出料温度为40℃左右。具体应依据气√候条件和着色剂种类而定,如有♀的着色剂在某一温度遇酸或碱有失色的危险,应尽早避免。
                塑料异型材挤出机筒温度一般设定在175~185℃温度区域,挤出温度、加料、挤出速度对于控制彩色塑料异型材的色泽是否稳定极为重要。大部分着色剂颜料在不同〖温度区域会发生变异,如肽青兰在170℃以后变为绿色,而且有的着♂色剂随温度的升高而失色。因≡此所选择的着色剂应有良好的耐热性,在PVC成型加热条件下,不▃分解变色。同时所设置的机筒温度不◥要轻易变动,以免影响着色剂的有关性能,使之不能正常着色。一般塑料物ζ 料塑化效果越好,着〓色剂越易扩散。PVC塑料在非适应温度(高温度)加工时便★产生大量的HCI气体,随着温度的升高HCI气体量增大。大部分色料承受耐酸度有限,随酸度的增加,色料的失色量增加。
                锥形双螺杆挤出机1、2区螺筒物料温度主要由加热圈设定温度所决定,3、4区螺筒物料温度,由螺杆剪切作用转化的内热所决定,往』往不受加热圈设定温度的制约。当采用低剪切锥形双螺杆◥挤出机生产时,加料/挤∞出速度比不宜过大,以有利于色泽∮的控制。如果过大,导致挤出机内3、4区剪切热偏高,不利于色料色泽的稳定,会使型坯色泽变深。同时机头温◥度也不宜偏高,温度过高不仅会使型坯色泽变化,也会使熔体物料中的润滑剂润析出,导致熔体物料粘模,甚至出现“糊料”症状。
                机头的流道越长,PVC塑料滞留时间长↙,着色剂分解的机▂会越大。在不存在影响产品成型的情况下,机头的设计越短越好。
                3.4 防治通体彩色ㄨ型材在生产中色差的相关措施
                塑料着色大致可分为分内着色及表面着色。通体彩色门窗所用的塑料异型材属于内着色。着【色剂是直接加入到PVC物料中,直接经过挤出加工成通体↑彩色制品。PVC复合材料由多种组分构成,首先确认着色的☉要求,因为PVC复合材料中各种组分中具有不同的作用,其中稳定剂的种类及剂量,制约着着色剂的种类及剂量。辅助材料具有一定的色相,填加种类及剂量也是影响着色剂属性的主要因素。润滑剂的种类及剂量影响着着色剂的扩散效果,分散程度及色度。因此PVC型材与着色剂配方设计应适宜,采用的原材料应利于着「色剂的扩散,利于着颜∩料的选择等。
                配料是挤出生产的第一步,PVC塑料异型材的各个Ψ组分配比,经过试验№符合使用要求后,确定出各个组分(包括着色剂)和剂量。在生产时,配料员责任心要强,工作要细致,一定要准确称量,即不能多称也不能少称。特别是紫外线吸收剂、抗氧剂、着色剂、润滑剂等微量组分,应采用精密天平严格计量。
                混料是将配㊣ 方中不同组分和剂量的物料,在混料罐@ 高速旋转与物料产生的剪切和摩擦热作用下由固体、单相、不均↘态向多相、均态、部分凝胶态转化与析出水分的过⊙程。对于通体彩色型材而言,也是将着色剂充▆分分散,均匀混合的过程。着色剂的分散主要是靠载体的分散。在PVC塑料▓体系中,分散的载体是PVC树脂、内、外润滑剂等。试验和理论均证明着色剂单纯在PVC树脂中分散比在PVC与辅助材料的混合体中分散效果要好。为了增加所填加各类助剂的协同效应,充分发挥着色剂的分散和最佳染色效果。应首先将着色剂与PVC树脂、内润滑剂加入热混罐中进行搅拌,混合至50℃~60℃后,再依次加入其它助剂,混合╲料热混至115℃~120℃,排至冷混罐◆◆。以便使润滑剂促进色料的分散,以有利于∩提高制品的色泽度,有利于着色剂的充分利』用,从而将着色剂添加剂量下降至最低程度。
                通体彩色塑料异型材挤出过程不仅是PVC-U物料塑化、熔融、成型、定型的关键工序,也是保证型材通体彩色基本恒定的关键工序。在挤出过程容易产生色差的主要因素是挤出温度(包括螺杆温度)、喂料/挤出速度比和挤出时间等。在挤出生产中,已制定好的各项工艺参数一般不∞要轻易变动,以免因挤出温度和剪︻切热的变化而导致挤出制品产生色差。生产通体彩色型材最好采用同◣一机型或剪切性能接近@ 的挤出机挤出。
                废料有效回收是提高塑料异型材经济效益№的有效措施,对于通体彩色塑料异型材而言,每经历一次受热过程,都会产生不同程度色☆差,如果挤出废料回收使用不当,不仅会影响型材内在质量,还会影响型材外观色泽。通体彩色也同白色塑料异型材生产一样,开机、停机废料一定要“分类”、“分次”回收。所谓分类回收,即开机和停机及故障处理废料要严格ζ区分,千万不能混在一起。开机废料回收后,只能用于开机,不得作为生产料使◆用;所谓分次√回收,即一次回收废料和再次挤出废料也要严格区分。一次回收废料▽经粉碎后,最好用剪切热较低的单螺杆挤出机,生产拼管、拼条、压条等辅型材;二次、三次回收料,经粉碎后还需经磨粉,视色泽变化程度,再微量添加到原始混合料中,供生产各类型材使用。
                 
                 
                 
                 
                参考文献:
                [1]、姜铁竹箸《浅谈有色PVC型材工艺配方》化学工业出版社出版《塑料异型∞材精华本》41~46页
                [2]、徐军箸《硬聚氯●乙稀化学建材着色技术》化学工业出版社出版《塑料异型材※精华本》114~117页
                [3]、李傑、吳立峰箸《塑料≡箸色剂对抗氧剂、光稳定剂效能的影响作用》(中国塑料橡胶网)
                [4]、马一青箸《PVC挤塑制品的¤着色》(2005年PVC塑料加工挤塑年会论文专辑、广东顺德)114~117页