塑料母料

    是把塑料助剂超常量地载附于树脂中而制成的浓缩体；制造塑料制品时，不必再加入该种塑料助剂，而只需加入相应的母料即可。因而，它是当今世界塑料助剂应用的最主要形式之一。其优点是：工艺简单，使用方便，便于实现生产自动化，提高劳动生产率，又避免环境污染，有利于工人健康的清洁文明生产。

    分类

    1.填充母料；

    2.色母料；

    3.阻燃母料；

    4.聚烯烃稳定化母料；

    5.功能性母料；

    6.其他专用母料，等等。细分已有几十种塑料母料。

    母料是由载体树脂、填料和各种助剂组成的。母料中助剂的限度或填料的含量比实际塑料制品中的需要量要高数倍至十几倍。在成型加工过程中，必须根据母料中有关组分的含量和实际制品中需要加入的量，调节母料与基体树脂的配比。母料通常可以分为普通填充母料（简称填充母料）和功能性母料，如色母料、防雾滴母料等。填充母料的主要组分是填料，主要用于聚烯烃（聚乙烯和聚丙烯）的加工成型，又称为聚烯烃填充母料。

    原辅材料

    聚烯烃填充母料是由载体树脂、填料和各种助剂三部分组成，其中填料占主要成分，最多可达90%。聚烯烃填充母料主要用于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃塑料的生产。如：聚乙烯中空吹塑制品、聚乙烯注塑制品和聚乙烯薄膜、聚丙烯编织袋、编织布和打包带等。一般选择烯烃填充母料的原辅材料时，要考虑到其使用性能好、成本低。

    （1）填料

    聚烯烃填充母料所用的填料主要是重质碳酸钙，其次是滑石粉、高岭土、硅灰石粉等无机填料。对任何无机填料、粒径和粒径分布是重要的技术指标。通常粒径越小、分布越窄，填充效果越好。此外，填充效果好坏还与分散性有关，粒径越小分散越困难，价格也越高。纯度是无机填料另一项重要技术指标，杂质含量越少、纯度越高越好。一般选用重质碳酸钙选用时，其含量尽可能要高，一般要求在94%以上。保证其它各项指标达到要求后，价格要低，以利于降低母料成本。

    （2）载体树脂

    聚烯烃填充母料的使用性能和成本主要取决于载体树脂，通常根据母料的用途不同，载体树脂一般含量为10%~20%。聚烯烃填充母料所用载体树脂应当与所填充的塑料基体树脂具有良好的相容性。从这一方面考虑，一般载体树脂选用基体树脂。此外，选用填充母料载体时，还要考虑其熔点和熔体流动性，载体树脂的熔点不得高于基体树脂。时至今日，仍有部分企业至今还在采用LDPE（1F7B）作为载体树脂，这主要是因为这种牌号的树脂熔点低、熔体流动速率高（7g/10min）。但是由于聚丙烯熔融温度高（比一般聚乙烯高20~40℃）限制了它在聚乙烯塑料中使用，而无规聚丙烯或用液相本体法合成的粉状聚丙烯的熔点不超过100℃，所以被广泛用作聚烯烃填充母料的载体。

    用LDPE（1F7B）作聚烯烃填充母体载体树脂，其优点是熔点低，熔体流动速率高，熔体强度大，但突出的缺点是价格高。如果选用成本低的熔体流动速率较低的低密度聚乙烯树脂，如1I2A-1或2F2B等，由于它们的熔体流动速率低，一般为2g/10min左右，在加工时，需要加入更多的石蜡等助剂，以利于母料在基体树脂更好地分散。通常用聚乙烯作载体制作的填充母料，更适用于聚乙烯塑料制品，主要原因是载体树脂与基体树脂性能相同，相容性好。用于聚乙烯薄膜的填充母料对载体树脂的要求更高更严些。

    用于聚丙烯制品的填充母料，其载体树脂选用聚丙烯。从理论上讲，无规聚丙烯，因为它的熔点低、熔体流动性好，分散性好。但具体到我国国情，选择液相本体法合成的粉状聚丙烯更为合适，因为它的价格低廉，本身又是粉状，极易与无机填料混合均匀，即使在加料斗中也不会分层。采用聚丙烯作载体，由于聚丙烯热稳定性差，必须同时加入抗氧剂和润滑剂。为了使只占树脂总量千分之几的助剂能均匀分布在树脂中，先将树脂与各种助剂混合均匀，再按一定比例与填料混合造粒。

    回收聚苯乙烯广泛用在合成革制造工艺中，即使载体树脂与基体树脂相容性不够好，但是载体树脂对塑料制品性能影响远比填料的影响要小，能带来可观的经济效益。在用其它树脂作载体制作填充母料时，为了提高填充母料的加工流动性和在基体树脂中的分散性，常常加入少量的回收聚苯乙烯。

    由于填充母料的生产成本主要取决于载体树脂，又因载体树脂在母料中的含量较少，对一般填充改性的塑料制品的性能影响不大，为了降低母料成本，常常选用废旧聚乙烯、聚丙烯塑料或聚乙烯一聚丙烯复合膜的边角料作载体。

    （3）助剂

    聚烯烃填充母料使用的助剂品种主要是分散剂和表面处理剂。分散剂的作用是改善母料加工流动性，有利于母料在基体树脂中更均匀地分散。常用的分散剂有：白油（液体石蜡）、石蜡、邻苯二甲酸二辛酯（BOP）、低相对分子质量聚乙烯（聚乙烯蜡）及硬脂酸等。常用分散剂的主要性能，可以根据填料和载体树脂的性能特征选择使用。表面处理剂可以改变无机填料表面活性，使之由亲水性转化为亲油性，以利于和载体树脂混合，主要有偶联剂和硬脂酸两类。

    加工工艺

    聚烯烃填充母料加工工艺及相关设备随着载体树脂的不断变更也随之发生变化。

    代聚烯烃填充母料（APP母料）所采用的载体树脂是国产无规聚丙烯（实际是生产聚丙烯副产品），加工工艺为：混炼——开炼拉片——水冷切粒，为间歇性生产，使用设备有密炼机、开炼机和平板切粒机。

    第二代聚烯烃填充母料是以LDPE（1F7B）为载体树脂，生产出的母料称为PEP母料。该工艺过程必须采用具有大长径比、高混炼性能的特殊设计制作的单螺杆挤出机，才能获得较好的效果。

    以聚丙烯粉料为载体的填充母料，即PPM母料称为我国第三代填充母料。一般采用聚丙烯与聚乙烯共混物作载体树脂的办法，效果才会很好。产品既保持了PPM母料的特色和使用范围，又可采用模面热切风冷工艺，提高了生产效率，降低了原材料成本。

    制作填充母料加工设备是同向旋转双螺杆挤出机。该机的优点是可连续生产、质量稳定、生产效率高、能耗低、工人劳动强度低、操作环境好。

    填充母料中含填料和助剂的浓度大，使用时必须加入一定量的基体树脂经混炼后再加工成型，填料主要起填充作用。填料和助剂能赋予塑料制品特殊功能，如：光、电、阻燃、降解等，称为功能性填充母料。功能性母料通常包括色母料、光转化母料、高效保温膜母料、防雾滴母料和降解母料等。

    色母料是使塑料制品着色的一种专用粒料。其根据着色的塑料品种可分为聚烯烃类、ABS类、PS类和AS类等。色母料的生产工艺通常分为两步：步是制取颜料预分散体，即用分散剂或其它助剂对颜料进行表面处理；第二步是将颜料预分散体与载体树脂混熔造粒后制得色母料。色母料是由颜料、分散剂、载体树脂和适量助剂构成。分散剂的主要作用是使颜料充分分散，均匀地分散在载体树脂和基体树脂中，最终获得色泽均匀的塑料制品。用于色母料的载体树脂首先应与被着色树脂具有良好的相容性，其次载体树脂的流动性应大于被着色树脂，以便颜料更好地分散。色母料的组成、颜料的选择和用量取决于被着色塑料的性质，通常用于聚烯烃塑料着色的色母料中颜料的含量为20%~40%（质量分数）。

    简介

    色母又名色种，色母（ColorMaster Batch）是一种新型高分子材料专用着色剂，亦称颜料制备物（Pigment Preparation）。它由颜料或染料、载体和添加剂三种基本要素所组成，是把超常量的颜料或染料均匀地载附于树脂之中而得到的聚集体，可称颜料浓缩物（PigmentConcentration），所以他的着色力高于颜料本身。简单一点说色母是一种把超常量的颜料或染料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体。是以着色剂、载体树脂、分散剂、偶联剂、表面活性剂、增效剂制得的高浓度有色粒料；功能色母料除上述原料外，根据功能的要求须添加光稳定剂、抗静电剂、阻燃剂、发泡剂等助剂。

    功能色母料具有耐候功能、抗静电功能、阻燃功能、发泡功能等。

    由树脂和大量颜料（达50%）或染料配制成高浓度颜色的混合物。

    加工时用少量色母料和未着色树脂掺混，就可达到设计颜料浓度的着色树脂或制品。

    塑料中使用色母料的优点是：无环境污染、着色简单、计量准确、分散容易等。

    适用的树脂有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

    加工方法有挤出、压延等。

    制品有管材、片材、电线电缆、纤维、人造革、薄膜等。

    基本成分

    色母的基本成分为：

    1.颜料或染料

    颜料又分为有机颜料与无机颜料

    常用的有机颜料有：酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、偶氮红等

    常用的无机颜料有：镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等

    2.载体

    是色母粒的基体。专用色母一般选择与制品树脂相同的树脂作为载体，两者的相容性，但同时也要考虑载体的流动性。

    3.分散剂

    促使颜料均匀分散并不再凝聚，分散剂的熔点应比树脂低，与树脂有良好的相容性，和颜料有较好的亲和力。最常用的分散剂为：聚乙烯低分子蜡、硬脂酸盐。

    4.添加剂

    如阻燃、增亮、抗菌、抗静电、抗氧化等品种，除非客户提出要求，一般情况下色母中并不含有上述添加剂。

    PH值

    由于色母料使用的着色剂(颜料)多数都是中性的.所以色母料的PH值是6.8-7.3之间.

    功能色母料

    功能色母料的生产

    工艺过程是在通用色母料的着色剂、表面活性剂进行表面处理之后配合以功能助剂、分散助剂再进行捏合、塑炼、粉碎、造粒而生产出的产品。功能色母料是色母料行业技术发展的趋势之一。

    用途

    用色母料或功能色母料生产塑料制品，着色剂在制品中的分散性好、颜色鲜艳、制品表面无色点或色差、调换颜色方便、成本较低、对环境友好、劳动强度小，是应用广泛、发展前景好的塑料着色方法。

    时至今日，色母料及功能色母料广泛用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、尼龙、PC、PMMA、PET等树脂中，生产出了五颜六色的纤维、服装、日用塑料、电线及电缆、家用电器、农用薄膜、汽车配件、保健器械等制品。

    等级

    各品种又可分为不同的等级，如：

    1.注射色母：

    用于化妆品包装盒、玩具、电器外壳及其它制品。

    2.普通注射色母：

    用于一般日用塑料制品、工业容器等。

    3.吹膜色母：

    用于超薄制品的吹塑着色。

    4.普通吹膜色母：

    用于一般包装袋、编织袋的吹塑着色。

    5.纺丝色母：

    用于纺织纤维纺丝着色，色母颜料颗粒细，浓度高，着色力强，耐热、耐光性好。

    6.低级色母：

    用于制造对颜色品质要求不高的低级产品，如垃圾桶、低级容器等。

    7、专用色母：

    是根据用户指定的用于制品的塑料品种，选用相同的塑料作为载体所制造的色母。如PP色母、ABS色母分别选用PP、ABS作为载体。

    通用色母：也用某种树脂（往往是低熔点的PE）作为载体，但它可以适用于除其载体树脂之外的其它树脂的着色。

    8、通用色母

    通用色母相对来说比较简单方便，但缺点较多，建议用户选用专用色母。

    专用色母的耐热等级一般是与用于制品的塑料相适应的，在正常温度下，可以放心使用。唯在下述情况下会引起不同程度的变色，一是温度超出了正常范围，一是停机时间过长。

    优点

    1.色和制品加工一次完成,避免造粒着色对塑料的加热过程,对保护塑料制品的品质有好处。

    2.使塑料制品的生产工艺最简化。

    3.可节省大量电能

    我国是当今世界上的塑料大国，塑料制品年产量已超过2100万吨。超微粉体矿物填料每年至少有210万吨以上用于各种塑料制品中。我国是个农业大国，塑料棚膜的年使用量140多万吨，地膜的年需求量60多万吨，农用塑料制品年使用量300多万吨（输水用塑料管、喷微灌、膜下滴灌配套管材和管件，质轻而刚度大的塑料管，水利建设用各种土工膜、土工编织布及复合材料、土工膜与无纺布复合材料，渔业水产用塑料制品等）。我国塑料包装材料年产量360万吨，包括：1.塑料编织袋；2.塑料打包带和捆扎绳；3.塑料周转箱；4.塑料中空容器；5.塑料薄膜袋；6.塑料薄膜；7.泡沫塑料；8.塑料网兜；9.塑料软管；10.塑料复合灌等。我国日用塑料制品的年产量约320万吨，包括：人造革及膜片，塑料鞋及塑料鞋底，塑料家具、厨具及其他，冰箱、冰柜用塑料制品，洗衣机用塑料制品，小型家用电器用塑料制品，一次性医疗用品，人工脏器应用塑料，修复、埋入用高分子材料，文化用塑料制品，娱乐用塑料制品。我国建筑用塑料制品、工业配套（汽车、通讯、计算机、家电、电线电缆等）年使用塑料量更是惊人。塑料母料，作为当今世界塑料助剂应用的最主要形式之一，与我国塑料加工工业一样，是属于朝阳工业。

    颜料分散性

    色母是把超常量的颜料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体。

    色母生产过程中须对颜料进行细化处理，以提高颜料的分散性和着色力。专用色母的载体与制品的塑料品种相同，具有良好的匹配性，加热熔融后颜料颗料能很好地分散于制品塑料中。

    化学稳定性

    直接使用颜料的话，由于在贮存和使用过程中颜料直接接触空气，颜料会发生吸水、氧化等现象，而做成色母后，由于树脂载体将颜料和空气、水分隔离，可以使颜料的品质长期不变。

    颜色稳定

    色母颗粒与树脂颗粒相近，在计量上更方便准确，混合时不会粘附于容器上，与树脂的混合也较均匀，因此可以保证添加量的稳定，从而保证制品颜色的稳定。

    母料

    人员健康

    颜料一般是粉状，添加和混合时容易飞扬，被人体吸入后将影响操作人员的健康。

    保持环境的洁净，不沾污器皿

    节省原材料

    由于颜料在贮存和使用过程中直接接触空气，于是会发生吸潮、氧化、结团等现象，直接使用会在塑胶产品表面出现色点，色相发暗、颜色容易褪变，并且在混合时造成尘土飞杨，影响操作人员的健康。而色母粒在生产过程中经过机械加工，对颜料进行了细化处理，把颜料和树脂载体、分散剂充份混炼，使颜料与空气、水分隔离，从而增强了颜料的耐候性、提高了颜料的分散性和着色力，色相光亮。由于色母粒与树脂颗粒形状相近，所以在计量上更方便准确，混合时不会粘附于容器上，因此节省了清洁容器和机器的时间以及清机所用的原材料。

    条纹状颜料带

    这个问题需从塑料物理机械性能和塑料成型工艺两个方面考虑：

    1注塑设备的温度没有控制好，色母进入混炼腔后不能与树脂充分混合。

    2注塑机没有加一定的背压，螺杆的混炼效果不好。

    3色母的分散性不好或树脂塑化不好。

    工艺方面可作如下调试：1.将混炼腔靠落料口部分的温度稍加提高 2.给注塑机施加一定背压。

    如经以上调试仍不见好,则可能是色母、树脂的分散性或匹配问题，应与色母粒制造厂商联系解决。

    易破裂

    这可能是由于生产厂家所选用的分散剂或助剂质量不好造成的扩散互溶不良，影响制品的物理机械性能。

    颜色深或浅

    这个问题虽然简单，却存在着很多可能性，具体为：

    母料

    1.色母未经认真试色，颜料过少或过多

    2.使用时计量不准确，国内企业尤其是中小企业随意计量的现象大量存在

    3.色母与树脂的匹配存在问题，这可能是色母的载体选择不当，也可能是厂家随意改变树脂品种

    4.机器温度不当，色母在机器中停留时间过长

    处理程序：首先检查树脂品种是否与色母匹配、计量是否准确，其次调整机器温度或转速，如仍存在问题应向色母粒生产厂家联系。

    原因

    这往往是注塑机的原因引起的。不同的注塑机因制造、使用时间或保养状况的不同，造成机械状态的差别，特别是加热原件与料筒的紧贴程度的差别，使色母在料筒里的分散状态也不一样,上述现象就会出现。

    颜色变化

    不同牌号的树脂其密度和熔融指数会有差别，因此树脂的性能会有差别，与色母的相容性也会有差别，从而发生颜色变化，一般说来，只要其密度和熔融指数相差不大，那么颜色的差别也不会太大，可以通过调整色母的用量来较正颜色。

    颜料迁移

    有些色母的颜料含量（或染料）很高，在这种情况下，发生迁移现象属于正常。尤其是加入染料的色母，会发生严重的迁移现象。但这不影响制品的质量，因为色母注射成制品后，颜料在制品中处于正常的显色浓度。

    光泽不好原因

    有以下多种可能:

    1.注塑机的喷嘴温度过低

    2.注塑机的模具光洁度不好

    3.制品成型周期过长

    4.色母中所含钛白粉过多

    5.色母的分散不好

    褪色现象

    生产厂家所采用基本颜料质量不好，发生漂移现象。

    出现色差异

    各国生产的不同牌号ABS色差较大，即使同一牌号的ABS，每批批号也可能存在色差，使用色母着色后当然也会出现色差。这是由于ABS的特性引起的，在国际上还没有彻底的解决办法。但是，这种色差一般是不严重的。

    耐热性

    PVC、PE的颜料耐温160-180摄氏度

    ABS、PS的颜料耐温250-280摄氏度

    PP、PA、PET的颜料耐温280度以上

    干燥母料

    一般要求颜料的耐热时间为4-10分钟，通常，使用温度越高，耐热时间越短。酞青蓝颜料耐温325摄氏度，10分钟变色

    迁移性

    颜料的耐迁移性是指：着色塑料制品与其他固、液、气等状态，物质长期接触或者在某种特定环境下工作，有可能和上述物质发生物理和化学作用，表现为颜料从塑料内部迁移到制品的自由表面上，或迁移到相邻的塑料或溶剂中。

    耐迁移性评级标准

    1级2级3级4级5级

    严重迁移显着迁移有迁移轻微迁移无迁移

    3.无机颜料大部分具有良好的耐光性。

    4.耐候性是指颜料在大自然的条件下的颜色稳定性。

    5.钛白粉分为：锐钛型（A）钛白粉金红石型（R）钛白粉

    钛白粉可提高遮盖力，耐候性，抗褪色性等~~~

    钛白粉浓度低时，PP的白度随其含量的增加速度提高，当浓度超过1.5%时，白度不再上升，从1%-8%，白度紧提高2.8%，这说明超出一定浓度范围后，增加钛白粉用量并不能提高白度。为了进一步提高白度，可采用荧光增白剂，只用很少量的荧光增白剂即可显着提高钛白粉的着色力。

    二氧化钛，别名：钛白粉

    钛白粉可使塑料有效地散射可见光而赋予白度、亮度、不透明度。

    PP\\\\ ABS中钛白粉浓度为1%；PVC中为4%；随着钛白粉用量的增加，其遮盖力逐渐提高，当浓度大于8%时趋于平衡。

    一般情况下，钛白粉颗粒越细，其着色力越高，遮盖力越强。

    6.镉黄着色力较强，耐光、耐候性优良，不迁移、不渗色（有毒颜料）。本品可作为塑料的黄色着色剂，其颜色鲜艳，耐光性、耐热性优良、耐溶剂性、耐水性和耐碱性亦好，但不耐酸、着色、遮盖力不太高。

    7.群青有增白和调色的作用，它能清除白色制品中的黄色色光。

    使用方法

    色母的使用非常简单，只需按规定的配比与树脂颗粒混合，手工拌和即可。

    在设备的操作中应注意以下问题 ：

    1.注塑机或挤出机混炼腔一般有多个温度区域,其中靠近落料口的那段温度应略高一些,这是为了使色母进入混炼腔后迅速熔化,与塑料树脂尽快混合均匀,这样有利于色母颜料在制品中处于良好分散状态。

    2.将注塑机适当施加背压,这样可以提高螺杆的混炼效果,有利颜料的分散,施加背压的副作用是使注塑速度有所放慢。

    3.将挤出机的模头温度适当提高，可以增加制品的光亮度。

    使用比例

    确定色母使用比例的依据,是要获得满意的着色效果。只要制品表面色调均匀，没有条纹和斑点，就可以认可。色母的使用比例可按下文选用：

    1:100 除非设备的混炼性非常好，否则容易出现颜料分散不均匀的现象，一般不建议客户使用这一比例。

    但是，一些客户因价格压力，特别希望使用这一比例的色母，为客户着想，也较多地生产这样低比例的浓缩色母，而且颜料的分散性一般也能达到要求。

    1:50用于着色要求一般的塑料制品，PE、PP色母较多使用这一比例

    1:33--1:25用于着色要求较高的PO类制品,着色要求较低或一般的ABS制品

    1:20用于塑料制品,包括PO、ABS，可广泛用于注塑、吹塑、纺丝等工艺

    1:20以上 一般用于化妆品容器着色，较多地用于小型注塑机

    使用成本

    计算色母着色的成本时应扣除色母本身的重量。

    举例如下:100公斤塑料树脂中加入2公斤色母，这时候总重量已经为102公斤，假设树脂价格为10元/公斤，色母价格为20元/公斤，

    则102公斤塑料制品中因使用色母而增加的成本为：

    2公斤×（20元/公斤-10元/公斤）=20元

    换算成每100公斤塑料制品中因使用色母而增加的成本为：

    20元/102公斤×100公斤=19.61元

    产品成本

    多数情况下是这样的。但在有些情况下，使用色母着色反而比使用色粉着色经济，原因是配色师可以通过几种较低价格颜料的组合来达到较高价格颜料的着色效果。

    还要考虑以下两种现象：

    母料

    1.在很多情况下，塑料制品厂家在用色粉配色时选用的颜料并不是最经济的，而由于对颜料不够熟悉，配色时反复试验，造成人力和材料的浪费则非常普遍。使用色母则不存在这个问题。

    2.用色母着色的产品和用色粉着色的产品其档次是完全不一样的，其售价也要高出一些，高出的售价往往高于使用色母所增加的成本，所以色母反而能创造"利润"。从这个角度讲，在有些情况下，使用色母着色比使用色粉着色要来得"经济"。

    烘干

    色母一般情况下不需要烘干，可以直接使用，但是，ABS和NY色母除外，它们应按常规工艺进行烘干。

    色母的保存期限有多长？

    色母可以长期保存。

    色母中的颜料分散固定于载体树脂中，处于封闭状态，即使长期贮存其品质也不会变化。但应当贮存于干燥、阴凉的环境中

    配制颜色

    一般公司经常用几种色母为小用量客户配制特定的颜色

    但在没有公司技术人员指导的情况下，客户不可自作主张将几种色母配合使用，更不可将不同公司生产的色母混合使用，以免不相容而造成损失。

    使用色母会影响产品的其它性能吗？

    有些颜料对制品的阻燃效果有影响。使用于阻燃产品时，应向色母生产厂家指出。

    模具对色母的使用有无影响？

    为了充分显示色母的着色效果，模具必须具有相应的品质，尤其是表面必须十分光洁。