橡胶着色用有机颜料应具有哪些特性

生活作者 / 骚皮 / 2025-08-06 16:20
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大多数橡胶产品都着色为黑色、灰色或是白色。这些都是非彩色颜色。此外,还有彩色颜色包括如红色、蓝色、**、绿色、棕色、粉红色

大多数橡胶产品都着色为黑色、灰色或是白色。这些都是非彩色颜色。此外,还有彩色颜色包括如红色、蓝色、**、绿色、棕色、粉红色等彩色。橡胶产品不仅可以通过各色颜料混合物来进行着色,也可以使用一些非主流色的特定颜料如橘红色、绿色和粉红色来进行着色。本文将主要讨论色素颜料及其匹配技术。

色彩

关于颜料色素的选择问题,选用何种恰当合适的色彩颜料取决于先前描述过的加工要求和产品的最终用途,其中后者更为重要。必须考虑下列因素:

抗褪色能力(由阳光,受热或天然时效等因素所引起);抗渗色性;以及对基本胶料的老化特性的有害影响(避免含铜或锰的色彩)。另外,因为有色橡胶产品必须参与市场竞争,为降低硫化橡胶产品的每磅色彩成本,就需要精挑细选出最经济的色素,以达到所需要的结果。有两种颜料色素可选 — 无机颜料和有机颜料。

无机颜料

氧化铁类、铅颜料(比如铬黄)、群青蓝、氧化铬和镉类颜料都是通常使用的种类。氧化铁类包括红色、**、棕色和褐色,它们都会产生暗色光。建议使用合成氧化铁。它们都可作为具比重大的相当不错的粉末。在选择氧化铁时必须注意,因为有些等级的氧化铁含有杂质,如铜 — 会加速硫化橡胶产品的老化。

群青蓝颜料可产生从带绿光到带红光的一系列蓝色。这些色素具有优越的热稳定性和耐光性。但并不耐酸,因酸会限制它们的许多室外应用以及任何含有果汁等的室内应用。群青蓝在橡胶中的最大用途就是给白色橡胶化合物调色,就如同清洗白色汗衫会用到发蓝处理一样。使用群青蓝会产生完全色光,就可能会形成亮色。

氧化铬绿能提供一种蓝青色光,这种颜色具有良好的耐热能力和耐光牢度。它的比重很大。

铅颜料包括众多铬酸盐黄颜料和钼酸盐橙颜料。它们都能形成具良好耐热能力和耐光牢度的明亮色彩,但它们是含铅化合物,且其中的粉尘能闪烁并燃烧。

在使用硫磺硫化的化合物中,任何湿气都可能引起硫化铅斑点。现在大多数情况下已被有机颜料所取代。

镉类颜料只是用于对牢度特性有特定要求的专业应用中。这种颜料通常被作为改良色散和手感的基础。但它们比重大且价值昂贵,而且镉也是一种重金属,橡胶化合物应避免使用这种材料。

所有的无机颜料的着色能力都较弱。它们的使用量通常是化合物重量的2%到5%。正常情况下,无机物比有机物更容易色散且粉尘较少,这都是因为它们的粒径更大且比重更大的缘故。尽管如此,所有颜色涂料还是有粉尘,生产前必须要注意预防。

有机颜料

使用有机颜料是因为它们可形成亮丽吸引人的颜色的色光,可以通过选择合适的颜料或混合颜料即可达到对某些特定橡胶产品的技术要求。

从美学的角度看,同无机颜料可形成暗色相反的是,使用有机颜料可产生明亮色彩。这个原因带动了在橡胶复合物中大量使用有机颜料。但大多数有机颜料所产生的抗热性,耐光性和渗色等特性都不如无机颜料。实际上,它们的优越之处就在于生成产品更加漂亮的外观。

有机颜料的单位成本比无机颜料贵重得多,但它们也更有效果。尽管如此,使用有机颜料自然很花费用。附表以化学种类和色彩指数值的方式列举了橡胶化合物中通常使用的有机颜料的种类。这些数据显示了包括热稳定性、光稳定性、耐皂性和直接水蒸气硫化能力等主要技术特性。

有机红色颜料

红色可能是最受欢迎的颜色。因为红色有机颜料的化学特性,它也可能是最麻烦的颜色。在为橡胶产品着色时,通常使用的有机颜料有8种(见表)。它们分别是:永久红2B;吡唑啉酮红;硫红;喹丫啶酮红;萘酚红;立索尔宝红;淀红C和立索尔大红。

永久红2B是使用最广泛的一种,它包括钡盐和钙盐。钡盐可形成橙色红,而钙盐可形成微粒蓝色红光。两种盐的混合可形成多种色光,它们都是很深的亮色且具有相当不错的耐色渗能力。它们的热稳定性和光稳定性也很不错,实际上,在176℃温度以上的时候,它们开始褪色。

吡唑啉酮红可形成一种介于钡盐和钙盐的2种色光之间的色光。吡唑啉酮红的不同类型会形成不同的色光,但这些色光之间又无明显差异。吡唑啉酮红明亮、干净、透明,是一种纯粹的有机颜料而不是盐。它们的热稳定性和光稳定性与2B红大致相当。吡唑啉酮红这种有机颜料可用于与食物有接触的橡胶产品。它比2B红要贵重许多,但在对色光有特定要求,需要更好的抗渗色性或医疗用途中使用它则是有必要的。

有机颜料的分类

有机颜料品种繁多,有多种方法可对它们进行分类。较为常用的分类法有:

 有机颜料的分类 按色谱不同进行分类,这样颜料被分为:黄、橙、红、紫、棕、蓝、绿色颜料等;

 有机颜料的分类 按颜料的功能性进行分类,这样颜料被分为:普通颜料、荧光颜料、珠光颜料、变色颜料等;

 有机颜料的分类 按应用对象进行分类,这样颜料被分为:油漆和涂料专用颜料,油墨专用颜料,塑料和橡胶专用颜料,化妆品专用颜料等。

按颜料分子的发色体可大致将颜料分为偶氮类颜料和非偶氮类颜料两大类。

一、偶氮类颜料

在这类颜料中,可根据颜料分子中所含有的偶氮基数目,或是重氮组分及偶合组分的结构特征进一步进行分类。

单偶氮**和橙色颜料

单偶氮**和橙色颜料是指颜料分子中只含有一个偶氮基而且它们的色谱为**和橙色,组成这类颜料的偶合组分主要为乙酰乙酰苯胺及

其衍生物和吡唑啉酮及其衍生物。

单偶氮**和橙色颜料的制造工艺相对较为简单,品种很多,大多具有较好的耐晒牢度,但是由于分子量较小及其他原因,它们的耐溶剂

性能和耐迁移性能不太理想。单偶氮**和橙色颜料主要用于一般品质的气干漆、乳胶漆、印刷油墨及办公用品。典型的品种有汉沙黄10G

(C.I.颜料黄3)

双偶氮颜料

双偶氮颜料是指颜料分子中含有两个偶氮基的颜料。这类颜料的生产工艺相对要复杂一些,色谱有**、橙色及红色,它们的耐晒牢度不

太理想,但是耐溶剂性能和耐迁移性能较好。主要应用于一般品质的印刷油墨和塑料,较少用于涂料。典型的品种有联苯胺黄(C.I.颜料黄12)

萘酚系列颜料

从化学结构上看,萘酚系列颜料也属于单偶氮颜料,只是它们以萘酚为偶合组分且色谱主要为橙色和红色,为将其与**、橙色的单偶氮

颜料相区分,故将其归类为?-萘酚系列颜料。它们的耐晒牢度、耐溶剂性能和耐迁移性能都较理想,但是不耐碱,生产工艺的难易程度同一

般意义的单偶氮颜料,主要用于需要较高耐晒牢度的油漆和涂料。典型的品种有甲苯胺红(C.I.颜料红3)

色酚AS系列颜料

色酚AS系列颜料是指颜料分子中以色酚AS及其衍生物为偶合组分的颜料。这类颜料的生产难易程度略高于一般的单偶氮颜料,色谱有黄、

橙、红、紫酱、洋红、棕和紫色。它们的耐晒牢度、耐溶剂性能和耐迁移性能一般,主要用于印刷油墨和油漆。典型的品种有永固红FR(C.I.

颜料红2)

偶氮色淀类颜料

这类颜料的前体是水溶性的染料,分子中含有磺酸基和羧酸基,经与沉淀剂作用生成水不溶性颜料。所用的沉淀剂主要是无机酸、无机盐

及载体。此类颜料的生产难易程度同一般的单偶氮颜料,色谱主要为**和红色,它们的耐晒牢度、耐溶剂性能和耐迁移性能一般,主要用于

印刷油墨。典型的品种有金光红C(C.I.颜料红53:1)。

苯并咪唑酮颜料

苯并咪唑酮颜料得名于所含的5-酰氨基苯并咪唑酮基团.

苯并咪唑酮类有机颜料是一类高性能有机颜料。尽管在化学分类上属于偶氮颜料,但是它们的应用性能和各项牢度却是其他偶氮颜料不能

相提并论的。苯并咪唑酮类颜料的色泽非常坚牢,适用于大多数工业部门。由于价格/性能比的原因,它们主要被应用于高档的场合,例如:

轿车原始面漆和修补漆、高层建筑的外墙涂料以及高档塑料制品等。典型的品种有永固黄S3G(C.I.颜料黄154)。

偶氮缩合颜料

这类颜料的分子结构看起来就象普通的双偶氮颜料,但它们是由两个含羧酸基团的单偶氮颜料通过一个二元芳胺缩合形成的。此类颜料的

生产工艺较为复杂,色谱主要为**和红色,它们的耐晒牢度、耐溶剂性能和耐迁移性能非常好,主要用于塑料和合成纤维的原液着色。典型

的品种有固美脱黄3G(C.I.颜料黄93)。

金属络合颜料

此类颜料是偶氮类化合物及氮甲川类化合物与过渡金属的络合物,已商业化生产的品种数较少。在与金属离子络合之前,这类偶氮化合物

及氮甲川化合物的颜色较为鲜艳,但一旦与金属离子络合,则生成的金属络合颜料色光要暗得多。络合的优点在于赋予偶氮类化合物及氮甲川

类化合物很高的耐晒牢度和耐气候牢度。现有的此类颜料所用的过渡金属主要是镍,钴、铜和铁,它们的色谱大多是**、橙色和绿色,主要

用于需要较高耐晒牢度和耐气候牢度的汽车漆和其他涂料。典型的品种有C.I.颜料黄150。

二、非偶氮类颜料

非偶氮类颜料一般指多环类或稠环类颜料。这类颜料一般为高级颜料,具有很高的各项应用牢度,主要用于高品位的场合。除了酞菁类颜

料外,它们的制造工艺相当复杂,生产成本也很高。

酞菁颜料

酞菁本身是一个大环化合物,不含有金属元素。典型的品种有酞菁蓝B(C.I.颜料蓝15)。

喹吖啶酮类颜料

喹吖啶酮颜料的化学结构是四氢喹啉二吖啶酮,但习惯上都称其为喹吖啶酮。

尽管喹吖啶酮颜料的分子量比酞菁颜料小得多,但它们像后者一样具有很高的耐晒牢度和耐气候牢度,因它们的色谱主要是红紫色,所以在商

业上,常称其为酞菁红。

硫靛系颜料

这类颜料具有很高的耐晒牢度、耐气候牢度和耐热稳定性能,它们的生产工艺并不十分复杂,色谱主要是红色和紫色,常用于汽车漆和高

档塑料制品。由于它们对人体的毒性较小,故又可作为食用色素使用。典型的品种有CosmeticPinkRC01(C.I.颜料红181)

蒽醌颜料

蒽醌颜料是指分子中含有蒽醌构造或以蒽醌为起始原料的一类颜料,它们也是一类较为古老的化合物,最初被用作还原染料。它们的色泽

非常坚牢,色谱范围很广,但是生产工艺非常复杂,以致生产成本很高。由于价格/性能比的因素,并非所有的蒽醌类还原染料都可被用作有

机颜料。

1.蒽并嘧啶类颜料典型的品种有C.I.颜料黄108:C.I.颜料黄108

2.阴丹酮颜料典型的品种有C.I.颜料蓝60:C.I.颜料蓝60

3.芘蒽酮颜料典型的品种有C.I.颜料橙40:C.I.颜料橙40

4.二苯并芘二酮颜料典型的品种有C.I.颜料红168:C.I.颜料红168

二恶嗪颜料

该类颜料的母体为三苯二恶嗪,它本身是橙色的,没有作为颜料使用的价值。它的9,10-二氯衍生物,经颜料化后可作为紫色的颜料使用

。现有的二恶嗪颜料品种较少,最典型的品种是永固紫RL(C.I.颜料紫23)。该颜料几乎耐所有的有机溶剂,所以在许多应用介质中都可使用且

各项牢度都很好。该颜料的基本色调为红光紫,通过特殊的颜料化处理也可得到色光较蓝的品种。它的着色力在几乎所有的应用介质中都特别

高,只要很少的量就可给出令人满意的颜色深度。

三、芳甲烷类颜料

甲烷上的三个氢被三个芳香环取代后的产物称作三芳甲烷。准确地说,作为颜料使用的三芳甲烷实际上是一种阳离子型的化合物,且在三

个芳香环中至少有两个带有氨基(或取代氨基)。这类化合物也较为古老,有两种类型,一是内盐形式的,即分子中含有磺酸基团,与母体的阳

离子形成内盐;另一种是母体的阳离子与复合阴离子形成的盐。它们的特点是颜色非常艳丽,着色力非常高,但是各项牢度不太好,色谱为蓝

、绿色,主要用于印刷油墨。典型的品种有射光蓝R(C.I.颜料蓝61)和C.I.颜料紫3。

 1,4-吡咯并吡咯二酮系颜料

1,4-吡咯并吡咯二酮系颜料(即DPP系颜料)是近年来最有影响的新发色体颜料,它是由Ciba公司在1983年研制成功的一类全新结构的高性

能有机颜料,生产难度较高。DPP系颜料属交叉共轭型发色系,色谱主要为鲜艳的橙色和红色,它们具有很高的耐晒牢度、耐气候牢度和耐热

稳定性能,但不耐碱。常单独或与其他颜料拼混使用以调制汽车漆,典型的品种有DPP红(C.I.颜料红255)。

喹酞酮类颜料

喹酞酮本身是一类较古老的化合物,但是作为颜料使用的历史不长,该类颜料具有非常好的耐晒牢度、耐气候牢度、耐热性能、耐溶剂性

能和耐迁移性能,色光主要为**,颜色非常鲜艳,主要用于调制汽车漆及塑料制品的着色,典型的品种有C.I.颜料黄138。

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