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 。為了達到一定的力學(xué)性能 , 通常在膠料中添加炭黑 。實際上 , 炭黑既是補強劑也是著色劑 , 只是通常人們看重前者 ,而忽略后者 。人們對炭黑作為黑色著色劑早已習(xí)以為常 , 而且黑色制品對色澤的要求也相對較低 , 這是因為它們很少存在色差 、 色斑等質(zhì)量問題 , 所以 , 較少受到 關(guān)注 。但 對 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 別 。 例如 , 綠色對軍品 , 紅色對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產(chǎn)品色澤穩(wěn)定性的損害 ,從而長期保持產(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 泛 黃, 因此切忌單獨配用 , 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 )之間的互動上 , 應(yīng)該考慮兩個專項性能 : (1) 著 色 率 (tinting strength ) 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 象 (例 如 橡 膠 ) 的 相 對 值 。這 個值越高 , 表明著色率越強 , 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 10 nm )用于著 黑 色 時 ,其效果 大 大 超 過 高 耐 磨 炭 黑 (HAF , 粒 徑 29nm) ??傊?, 著色劑的粒子越細 , 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 (covering force) 遮蓋力是反映著色劑著色能力的另一尺度 , 即對橡膠底色(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 度 ) 有 關(guān) 。對 某 一 特 定 的 著 色劑而言 , 其細度為 500 目時的遮 蓋 力 大 大 超 過300 目時的 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 , 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和有機兩大類 。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 , 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 , 無機類著色劑的色澤鮮艷度較差 , 而價格相對低廉 , 因 此 , 它 們 較多地被用于非生活類橡膠產(chǎn)品 。 (2) 有 機 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)異形體往往會有不同的色彩 。各 類 有 機 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 (藍色 )及酞青綠(綠色 )等 。 兩類著色劑在橡膠中應(yīng)用時各有其優(yōu)缺點(見表 1 所示 )。 表 1 無機 、有機著色劑之比較
顏色搭配
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