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联苯胺黄色粉在塑料染色剂中的应用

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年7月上13期作者：于靖澜

[导读] 联苯胺色粉是以联苯胺衍生物作为重氮组分与不同组分偶合，可以合成一系列有重要实用价值的黄色、橙色颜料，适用于油墨、橡胶、塑料着色。因其较高的着色强度与鲜艳度，且性价比高的的特性受到广大颜料用户的青睐！

普立万工程塑料（天津）有限公司于靖澜天津市 300457

摘要：联苯胺色粉是以联苯胺衍生物作为重氮组分与不同组分偶合，可以合成一系列有重要实用价值的黄色、橙色颜料，适用于油墨、橡胶、塑料着色。因其较高的着色强度与鲜艳度，且性价比高的的特性受到广大颜料用户的青睐！
关键词：联苯胺黄颜料；塑料染色剂；应用
        前言：
        随着市场要求的提高和制造工艺技术的进步，联苯胺黄在各个应用领域也突出了其不同的颜色性能，塑料染色中比较常用的有PIG YE 13、PIG YE 14、PIG YE 83等。
        联苯胺黄颜料在塑料领域的应用，主要用以下几个指标来评价颜色性能，PIG YE 83是偏红相的黄色，PIG YE 13是微红相的黄，PIG YE 14是微绿色的黄。其中使用最广泛的是联苯胺黄GR（PIG YE 13）和联苯胺黄HR（PIG YE 83），联苯胺黄2GS（PIG YE 14）由于它有独特的绿色相被用于比较特殊要求彩度高且呈现绿色相的黄色的塑料染色中。
        1.联苯胺黄颜料的合成
        联苯胺黄颜料的合成方法一般有以下两种：
        第一种方法重氮采用亚硝酷硫酸进行重氮化，然后2,4-二甲基双乙酷苯胺经过打浆、高压均质，然后降溫滴加重氮液，用磷酸三钠调整抑值。最终制备得到的C.I.颜料黄13粒径均匀、颗粒松软，具有着色力高，性能稳定，耐光、耐溶剂性好，在塑料中耐迁移性好。
        第二种方法是重氮液的制备和偶合液的制备，在偶合反应在偶合釜中加入冰醋酸,醋酸钠和水，搅拌溶解，液面上滴加偶合液至PH到4.5~4.6，液面下加入重氮盐进行并流偶合，冷却至70℃过滤，充分漂洗，70℃下干燥12h，粉碎得联苯胺黄颜料。可以合成较好的耐热性，耐迁移性能和耐晒性的颜料。
        2.联苯胺黄色粉的性能
        联苯胺黄色粉在塑料和包装领域有着广泛的应用，用于油墨、油漆、橡胶、塑料、涂料色浆、文教用品等的着色。
        联苯胺黄颜料有着高着色强度与鲜艳度及透明度的优秀性能，可以满足绝大多数日用品和工业用品的要求，并且价格相对低廉有着较高的经济性，但是由于分子结构的原因联苯胺黄颜料的耐热性不高，普遍耐温不超过200 ℃，所以不适合用于高熔点的塑料制品中，只可以用于低熔点聚烯烃如PE和PVC产品中，而且尽量不要有返工的作业对黄色相的影响很大，会出现黄色褪色现象。
        联苯胺黄的着色力，颜料的着色力也称着色强度。表征一种颜料和另一种颜料混合时，该颜料显现其自身颜色的能力。着色剂在塑料中应用基本性能主要由着色剂颜料与塑料两方面因素决定的，尽管颜料的化学结构在塑料中应用性能是起决定性作用，但由于颜料是以微细的粒子分散在塑料中，颜料粒子固体物理性能对在塑料中应用性能仍有极大影响。随着颜料的粒径越小，颜料的着色力会增强，颜色的彩度也会增强。
        联苯胺黄颜料的耐光（候）性能，与颜料的化学结构和粒子直径大小有很大关系。颜料分散在聚合物体系中经过阳光照射，在自然界的温度以及雨水、露水的润湿下所产生的颜色变化。有机颜料褪色过程，被认为是光氧化一降解的过程。反应过程的速度与比表面积有关。细小的颜料粒子，有较大的比表面积，因此耐光坚牢度就比较差，所以比较容易变色。

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        联苯胺黄颜料的耐热性能，颜料的耐热性能与颜料的化学结构和粒子直径大小有很大关系。颜料粒子的直径越大耐热性能越好，粒子直径越小耐热性能越差。
        3.联苯胺黄颜料在塑料染色中的应用
        联苯胺黄颜料主要应用在聚烯烃材料中，主要包括聚乙烯和软质PVC。目前，塑料染色领域中使用最广泛的就是色母粒，在选择联苯胺黄颜料的时候，应当注意着色剂在不同浓度下的耐热性的差异，通常制品中着色剂颜料浓度越高耐热性也相应提高，随着浓度减少而耐热性会降低，但是，达到特定浓度后耐热性并不会随着浓度表现为线性关系。?着色剂在不同浓度下的耐热性对塑料配色的日常工作是非常重要的。不仅在浅色调中要求着色剂的浓度非常低，当着色剂耐热性不随浓度的降低而下降或者仅有微小的降低时，才可以选择使用。塑料配色应该在工艺条件范围下找出合适的着色剂，并通过试验来确认适合的浓度。
        在色母粒中联苯胺黄颜料的耐温性能还可以通过一些助剂来达到稳定的效果，例如软质PVC色母粒中可以通过适当增加热稳定剂含量来辅助提高联苯胺黄颜料的稳定性，但是，热稳定剂含量不可以过量添加，过量添加不但不会持续提高稳定性而且会导致色母粒表面起白霜，导致最终制品使用时挤出螺杆打滑影响塑化效果等不良后果。
        联苯胺黄颜料在色母粒的运用中，分散性是一个值得关注的问题，大多数有机颜料都不太容易均匀的分散于色母粒载体中，联苯胺黄表现的就更加明显一些，如果工艺和配方匹配的不好制品中会明显观察到颜料聚集的小球，一般直径有0.1mm~0.5mm，实际操作中可以通过添加帮助分散的助剂，延长干粉料混合的时间，增加物料在螺杆间的剪切，增加物料在料筒中的塑化时间等来改善联苯胺黄颜料的分散性能。
        在选择颜料的时候，耐光性和耐候性也是重要的考虑因素。颜料的耐光性和耐候性是衡量颜料应用于户外制品的适用性的一项重要指标。耐光性主要指颜料抵抗紫外光破坏的能力。颜料的耐光性是根据规范方法将其制成涂膜，经天然或人工紫外光照射进行测定的耐光性评级以1~8级表示，8级最好，1级最差。普遍的户外产品要求所用的着色颜料耐光性达7级以上。耐候性则指颜料接受大气侵蚀的能力。户外产品所使用的颜料要临时经受日光、雨水及大气中有害化学物质的侵蚀，使其分子化学结构发生一定的变化，造成褪色、色彩变暗，甚至导致涂膜粉化、老化和开裂、破坏。颜料的耐候性评级以1~5级表示，5级为最好。户外产品要求所用的着色颜料的耐候性达4.5级以上。联苯胺黄颜料的耐候性能一般都较低，普遍在6~7级，有的甚至只有5级，耐候性能普遍在3~5级，所以，联苯胺黄颜料不适合适用于户外材料的染色应用，只适用于室内设施或者遮盖物包裹的户外设施中。
        联苯胺黄颜料在PVC中应用中要特别注意，PVC在加工过程中的分解产生的氯化氢HCl，联苯胺黄在氯化氢环境中会加速变色，所以联苯胺黄色粉不适合用于硬质PVC产品和色母的应用，在软质PVC的应用中也要控制好塑化剂和耐热稳定剂的用量，减少PVC分解出的氯化氢对联苯胺黄色相的影响。
        值得注意的是在应用中发现联苯胺黄-14颜料存在杂质和铁质氧化物的现象，通过和生产厂商沟通反馈，目前的生产工艺中有用到含有铁质的原料，以目前的生产技术没有办法完全避免在最终联苯胺黄- PIG YE 14的颜料产品中的出现。所以，在选择联苯胺黄-- PIG YE 14颜料时要慎重，避免使用于电线电缆绝缘层的染色和对外观要求高的制品中。
        结束语：
        目前，我们的祖国处于改革开放的深化期，中国制造正向中国智造转变，我们正向着一个高质量、自动化、智能化的方向发展，如何瞄准这个机会，推动联苯胺黄颜料的应用和发展，发挥其着色力强，价格比较低廉的自身优势，并且提高耐热、耐候性能，将是塑料染色行业的一件大事
参考文献：
1）胡津昕，《联苯胺系黄色颜料工艺及性能的研究》化学工业
2）陈蓉，《有机颜料联苯胺黄的性能详解》
3）陈建新，《颜料黄13的制备方法》