使用色母料碰到最大的困難是如何把它適當(dāng)?shù)靥砑拥讲牧现?,兩個(gè)主要因素分別是用于生產(chǎn)色母的載體樹(shù)脂及其分子量,而它們往往是不能由購(gòu)買色母料的公司所能決定的。除了一些有特別要求的顏色之外,一般不會(huì)使用那些對(duì)聚合物性能產(chǎn)生潛在破壞性的原料,顆粒狀色母料通常含有30%-50%的著色劑,其余的聚合物體系如載體樹(shù)脂,其本質(zhì)上是作為著色劑的粘合體。
色母料最終樹(shù)脂中的添加量一般為2%-5%,然而載體樹(shù)脂的含量占1%-3%或以上。
這樣一來(lái)就使它成為了添加劑系列中含量最大的一種添加劑,因此在選擇載體樹(shù)脂時(shí)應(yīng)該注意一些細(xì)節(jié)。
具體來(lái)說(shuō),載體樹(shù)脂和基體樹(shù)脂應(yīng)該是具有化學(xué)相容性。
而最好的辦法就是選擇與被填充的基體樹(shù)脂是相同類型的聚合物。
在這些規(guī)則中存在一定的適用范圍。
例如,可把尼龍6作為載體樹(shù)脂應(yīng)用在尼龍66或尼龍46的著色上。這些尼龍都是相容的,并且尼龍6的熔點(diǎn)較低,可以促進(jìn)良好的混合。
同樣,聚甲醛共聚物可作為載體樹(shù)脂用在聚甲醛均聚物上,SAN也可作為ABS的相容載體(但聚苯乙烯不可以)。此外對(duì)于某一種塑料合金而言,可采用合金當(dāng)中二種聚合物之一作為色母料的載體樹(shù)脂。
在生產(chǎn)過(guò)程中若使用不相容樹(shù)脂作為載體則本質(zhì)上就是刻意引入污染物,為了避免造成污染,一般推薦母料加工廠使用一些與最終樹(shù)脂產(chǎn)品相容性較好的載體。然而多數(shù)廠家關(guān)心的是如何以最低成本來(lái)滿足顧客指定所需的顏色。
注塑生產(chǎn)塑料桶的廠家如果在ABS或 PC的桶里面發(fā)現(xiàn)聚乙烯顆粒,很可能就會(huì)丟棄它或者挑揀出不合格的材料。但是下游加工廠家由于加入色母料所給基體樹(shù)脂帶來(lái)的污染,這種污染仍會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品性能有所影響。
又例如一個(gè)主要供應(yīng)尼龍66化合物的供應(yīng)商,它會(huì)在一些混合物中使用尼龍6作為載體,但大多數(shù)情況下還是會(huì)采用EVA。在尼龍66正常加工溫度下,EVA中的乙烯醋酸醋開(kāi)始發(fā)生熱降解,產(chǎn)生的副產(chǎn)物會(huì)引起螺桿的磨損和導(dǎo)致產(chǎn)品外觀問(wèn)題,尤其是靠近澆日和熔接線的地方更加明顯。
有些材料如聚丙烯,會(huì)因?yàn)槭褂貌幌嗳莸妮d體樹(shù)脂著色劑而受到不利影響。有一個(gè)例子顯示,用多個(gè)活動(dòng)鉸鏈來(lái)給香料容器裝上蓋子。有一些顏色,部件運(yùn)行起來(lái)沒(méi)有任何問(wèn)題,鉸鏈外觀也表現(xiàn)很正常。而另外其他顏色的鉸鏈,外觀上其顏色有從制品向外緩慢釋放出來(lái)的趨勢(shì),并且經(jīng)過(guò)幾次彎曲以后會(huì)發(fā)生破壞性斷裂。這種性能上的差別并不是因?yàn)橹珓┒且驗(yàn)樯噶现械妮d體樹(shù)脂與基礎(chǔ)樹(shù)脂的不相容造成的,經(jīng)過(guò)對(duì)色母料載體樹(shù)脂的糾正以后這種過(guò)程和現(xiàn)象就會(huì)消失。
假設(shè)載體樹(shù)脂和基體樹(shù)脂是相容的,那么第二個(gè)重要的屬性就是載體的分子量大小,通常用熔體流動(dòng)速率(MFR)來(lái)表示。通常來(lái)說(shuō),色母料配方設(shè)計(jì)時(shí)為了促進(jìn)更好的混合,一般都會(huì)選擇一種比將要被著色的基體樹(shù)脂有著更高熔體流動(dòng)速率的樹(shù)脂作為載體。例如,一種MFR為10g/10min的聚碳酸酯 , 可采用MFR為20-30g/ 10min的色母。高融指的色母料在螺桿中發(fā)生理想流動(dòng)更加容易,而且在大量的原色材料中更容易分散。
但這種方法往往也存在弊端,有時(shí)候MFR和分子量之間的聯(lián)系被忽視了,分子量會(huì)更直接影響后續(xù)的性能。而對(duì)高M(jìn)FR的載體樹(shù)脂,在最后成型部分會(huì)使產(chǎn)品性能有所下降的可能性會(huì)大大增加。
在聚烯烴產(chǎn)品的色母料使用中,廣泛使用高熔指LLDPE樹(shù)脂作為載體樹(shù)脂,根據(jù)不同的制品需求,選擇不同熔融指數(shù)的LLDPE牌號(hào)用做載體樹(shù)脂。色母粒生產(chǎn)廠家可根據(jù)制品的加工過(guò)程是注塑還是擠出、基礎(chǔ)樹(shù)脂的流動(dòng)情況、產(chǎn)品的最終使用力學(xué)條件等來(lái)設(shè)計(jì)不同的色母粒配方。