着色颜料

　　着色剂又称食品色素，是以食品着色为主要目的，使食品赋予色泽和改善食品色泽的物质。目前世界上常用的食品着色剂有60余种，我国允许使用的有46种，按其来源和性质分为食品合成着色剂和食品天然着色剂两类。随着人们对食品添加剂安全意识的提高，大力发展天然、营养、多功能的天然着色剂已成为着色剂的发展方向。

物料作用

　　饲料着色基础

　　为了使饲料产品更迎合用户的传统习惯，一般把饲料染色加工成淡黄色或黄色产品。在生 产饲料过程中，只需把柠檬黄等常用着色剂按一定比例加入，即可达到该目的。

　　着色基础

　　动物本身并不能合成色素。研究也发现，只有含氧功能基(如羟基、酰基、酮基等)的类 胡萝卜素(carotenoids)类在畜、禽、水产品内才有着色效果。这类类胡萝卜素包括 ：

　　叶黄素、番茄红素和玉米黄素等几大类。饲料中的类胡萝卜素都是以棕油酸二酯的形式存 在。这些存在于饲料中的类胡萝卜素经动物的消化，以自由态的形式吸收，主要是与低密度 脂蛋白(LDL)结合而被吸收;吸收后的类胡萝卜素以游离状态进入血液，并随着血液循环进入皮肤和蛋黄等组织。在此，类胡萝卜素重新转化为棕油酸二酯沉积下来，使皮肤和蛋黄等 呈现出人们喜欢的颜色(如黄色)。不同的类胡萝卜素以不同的效率沉积于不同的组织中， 一般酯化的叶黄素和玉米黄素比结晶的叶黄素和玉米黄素在动物机体组织中的沉积效果更 好。饲料中添加脂肪更能促进色素的沉积作用，且发现添加动物脂肪比添加植物油更有效。 此外，随着饲料中色素水平的提高，在动物组织中色素的沉积比例下降。据报道，如果每天 每只鸡进食0.3～1.0mg的色素，大约有30%～45%可沉积在蛋黄中，若色素进食量提高到 5mg或更高，则只有15%～20%可在蛋黄中沉积。甲壳动物通过食入绿色植物，将植物中的 类胡萝卜素转化为虾育素和鸡油菌黄质沉积在体内。鱼类通过摄食大量的甲壳类和浮游生 物，使其肉质呈鲜色。金鱼和对虾等可改变吸收后色素的组成，如将叶黄素转变为虾红素，然后再在体组织中沉积。

特点用途

　　当今世界塑料材料及其制品的应用已涉及到各行各业、方方面面、以至每一个家庭，越来越多的企业人士参与到塑料制品的生产与销售中来。对于塑料制品该选用何种着色剂也成为塑胶行业人士的讨论话题。

　　1　塑料着色剂的种类

　　塑料着色剂的种类，以其物理形态共分为四种：粉状着色剂-色粉;糊状着色剂-色浆;液状着色剂;固状着色剂-色母。其中，广泛应用的是粉状着色剂和固状着色剂。因此，对于其它二种着色剂本文不作讨论。

　　2　各种着色剂的特点

　　2.1　色粉着色的特点

　　直接用色粉(颜料或染料)添加适量粉状助剂对塑料粒子进行着色的方法，又称干法着色。

　　其优点是分散性好、成本低，可小批量操作。由于它省却了其它着色剂，如色母、色浆等加工过程中人力物力的消耗，因而成本低，买卖双方不受量的限制。制造色母不可能做1～2kg，但色粉可以根据需要任意指定质量，配制十分方便。使用色粉着色，与其它造粒着色相比，加工的树脂少经历一次降解过程，有利于减少塑料制品的老化，增加其使用寿命。

　　但最大缺点是颜料在运输、仓储、称量、混和过程中会飞扬，产生污染，严重影响工作环境。随着环保、企业ISO9000指标等要求，色粉着色越来越受到局限，但对于特殊效果的着色，采用色粉直接混合着色具有一些色母着色达不到的效果。举例来说：一些耐热性差、怕剪切的颜料粉制成色母，由于其承受高温的时间长，而在色母加工设备中受剪切作用的时间长，着色效果会明显减弱，如珠光色粉、荧光粉、夜光粉。用珠光色粉制成色母再着色塑料，比直接用珠光粉混入塑料着色，其珠光效果要减弱10%左右，且注塑产品还容易产生流线状疤痕和接缝。在制造这类色母时，均采取相应措施，尽可能地减少色母在加工过程中受热的温度、时间及受剪切的程度(不用双螺杆造粒机，而用单螺杆造粒机等)。

　　干法着色另一个令用户头疼的问题是挤出机的料斗不易清洗。用以着色的色粉在白油等湿润剂的作用下，沾附上料筒内壁(乃至螺杆上)。当需要换料时，清洗料筒便成了现场操作工的难题，费时费料，事倍功半，而使用色母着色就没有这个问题。

　　另外，使用色粉着色，由于颜料粉均匀分布在需着色的树脂中，所以其分散性较好，这个结论只能针对注塑产品，特别是厚壁产品而言，对于吹膜、纺丝类产品则另当别论。因为色粉一般都没进行过预处理，当其混于树脂后，仅靠从挤出机进料口、螺杆、至出料口这么一段距离以及这么短的塑化混合时间，要使颜料粉的分子与被着色的颜料分子很好地携起手来--充分结合，是完全不能保证的，会有“夹生”现象产生。但这种“夹生”现象在厚壁产品中会被掩盖掉，在吹膜、纺丝产品中就显而易见。所以后者的着色方法仍以色母为主。

　　除此以外，色粉因生产厂商的生产日期、批号的不同，同一牌号的色粉也存在着一定的色差，即使用户坚持用同一配方，但在加工过程中很难做到批与批之间的注塑产品的颜色一致性，而色母在生产过程中可以通过中途取样、检验、调节来弥补每批色粉的色差，相对来说，色母对颜色的重复性明显优于色粉。

　　正因为色粉用于塑料制品的着色有种种局限，受到了其它着色剂的挑战，但由于生产成本相对较低，定色、配色不受量的限制，对于发展中国家的中小企业、私人企业来说，要想参与激烈的市场竞争，使用色粉有其一定的经济性，特别是一些色样单一、产量大、对着色要求不高的产品，如PVC门窗、EVA鞋底等，还是青睐于它，因而色粉着色剂无法完全退出舞台。

　　2.2　色母着色特点

　　为了克服色粉着色的种种弊端，提高塑料制品的质量，随着塑料工业的不断发展，塑料树脂种类、助剂种类、塑料制品加工设备及工艺的不断创新、突破，塑料着色的另一途径--色母粒着色已被广泛采用，色母粒着色技术也在应用与实践中不断得到提高。

　　所谓色母粒，即采用某种工艺与相应设备，在助剂的作用下，将颜料(或染料)混入载体，通过加热、塑化、搅拌、剪切作用，最终使颜料粉的分子与载体树脂的分子充分地结合起来，再制成与树脂颗粒相似大小的颗粒。将这种高浓度着色剂称为色母粒，其作用与“糖精”相似，使用时，只需在要着色的树脂中添加较小的比例(1%～4%)，就能达到着色树脂的目的。

　　与色粉着色相比，色母粒着色有以下明显的优点：

　　(1)改善了由于色粉飞扬带来的环境污染问题，使用过程中换色容易，不必对挤出机料斗进行特别的清洗，倍感方便。

　　(2)针对性强，配色正确。由于色母制造工厂在制造过程中已针对适用树脂的性能，合理地选择了颜料(染料)、助剂、加工设备、加工工艺，对生产过程中不同批号的色粉可能带来的色差，及时进行修正、补色，出厂时再进行检验，因此，可以保证相同牌号的色母，前后两批颜色保持相对的稳定。

　　(3)与成批树脂干法染色造粒后再去制塑件相比，使用色母可以减少塑料制品经二次加工后所造成的树脂性能老化，有利于塑料制品使用寿命的提高。

　　使用色母最大的优点是：在加工过程中，颜料在助剂的作用下，色母粒经过充分混炼与载体树脂完全结合。在使用时，按一定的比例置于待加工的树脂中，色母很快地进入角色，与该树脂认“亲家”。亲和力--相容性明显优于色粉着色，因此，对于生产薄膜与纺丝制品的厂家来说，更能体会到。

　　当然，色母粒着色也有其局限性，由于添加量少，塑料制品的加工时间短，受挤出机螺杆长径比的限制，色母分散性往往不如色粉。多了一次制造过程，染色成本也必定高于色粉着色。色母中的载体与需着色树脂的性能有差异时，塑料制品表面常常会出现未分散点、色斑、花纹，所以，色母的使用因其相容性及分散性而受到限制。

　　3　通用色母和专用色母的选择

　　正因为色母粒着色比色粉着色有着许多的优越性，随着塑料制品加工工业的发展，特别是众多合资企业的建立及出口产品对着色要求的提高，色母粒着色逐渐占主导地位，就色母粒的适用性分类，它可分为通用色母与专用色母。

　　3.1　专用色母

　　在生产制造色母粒时，选用与欲着色树脂相同的树脂作为载体，加入高浓度的颜料(染料)，在助剂的作用下，经加温、塑化、混炼、挤出造粒，制成专门适合于该种树脂的染色剂，称为专用色母。专用色母的浓度可高可低，一般添加量在1%～4%之间。

　　3.2　通用色母

　　通用色母(也有人称之为“万能色母”)与专用色母主要区别在于：通用色母虽然也用某种树脂作载体，但它可以适用于除其载体树脂之外的其它树脂的着色，因此称之为通用色母。

　　所谓通用色母，一般采取以下几个措施(有的制造工厂干脆不用树脂作载体，而全部用高熔点的丙烯蜡作载体)：首先选用低熔点、高融体指数的树脂作为通用色母的载体，如PE或EVA;其次，色母粒中颜料粉比率尽可能的高，因此通用色母必定是高浓度色母，在注塑制品中使用量一般是1%。由于色母中不同介质载体十分少(扣除助剂因素，一般在20%左右)，当它再以1%的比例稀释于欲着色的树脂中时，该塑料制品内所含的不同树脂的含量：0.2kg/100=2g/kg。为了使通用色母能与被着色的其它种类的树脂结合好(亲和性好)，在通用色母中还采用了其它措施，如多加入特殊作用的偶联剂、延长密炼时间等，这些都有利于提高通用色母的广泛适用性。

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　　3.3　选择原则

　　究竟选用何种色母为宜?是否通用色母最妥?让从制造工厂、经销商、用户以及经济效益、方便与否、制品效果等几方面来进行分析。

　　从制造工厂来讲：为了生产通用色母必须选用耐热等级较高的、适用面广的颜料，而颜料粉耐温等级到了某个程度后，每提高10℃～20℃，颜料的成本却要上升50%～100%。当用某种耐高温的颜料制成的通用色母，用于高熔点树脂着色时，是物当其用，而用于LDPE这样低熔点的树指，提高的却是剩余价值。

　　除上面所述的着色偏色外，由于添加比率小，分散性相对差些，塑料制品表面易出现花纹、色斑、色点，仍至因料种不和而引起脆皮等现象，特别是对大面积、薄壁形状又复杂的塑件更要引起注意，这时尽可能采用专用色母，且选择浓度低的色母，以增加添加量来提高其分散性(可选择1∶20、1∶10的专用色母)。

　　通过上面的分析比较可以看到，通用色母及专用色母各有千秋，但从着色效果及制品性能来说专用色母仍优于通用色母。建议当用户确定了自己欲着色的树脂的种类后，首选专用色母。