用颜料给橡胶着色

作为一种弹性体,橡胶以其具有临时变形的能力而闻名,通常在很大程度的拉伸应力下,能够恢复到原来的状态,几乎没有或没有永久性的降解。未硫化的橡胶具有未交联的分子链,使其具有很高的塑性,并且能够通过热处理进行成型。另一方面,硫化橡胶保持在其完全弹性的状态下,不适用于热成型方法,但具有更好的耐候性、氧化性、耐磨性和拉伸强度。

由于橡胶和硫化橡胶都受到温度范围、腐蚀性元素的存在以及材料稳定性等条件的极大影响,因此在为这些材料着色时必须考虑多种因素。颜料中有毒或不稳定物质的存在,或者着色剂的不正确应用,都可能严重损坏橡胶制品的运行,降低成本效率,并损害制造商的底线。

杂质

用于着色橡胶的颜料不应含有可能降解材料特性或抑制橡胶的硫化的物质。某些金属,如锰或铜,即使以微量存在,也可能通过加速老化来大大不稳定橡胶混合物。因此,橡胶着色颜料的使用受到了这两种金属的限制,其合并含量不得超过0.01%。然而,一些颜料,如铜酞菁蓝,可能含有略高的不相容金属量,但通常不超过总成分的0.015%。制造商经常对颜料进行测试,以检测这些对抗性物质的存在。

颜色一致性

在为任何材料着色时,美学特质,如颜色的均匀性和牢度,都是重要考虑因素。在橡胶的情况下,抗移色性是选择合适颜料的核心标准之一。许多制造商使用迁移测试来确定给定颜料是否会导致颜色移动、褪色或渗入其他表面。该测试采用一系列不同的颜料浓度,每种浓度都应用于一张标准的白色橡胶片上。然后,着色的橡胶片会在热蒸汽暴露过程中迅速硫化,通常不超过半小时。工程师将棉布放在着色的橡胶上,以确定颜色是否渗入到棉布或橡胶中。

耐热性

由于橡胶受温度变化影响,橡胶制品的着色必须能够耐受特定的热范围或以特定方式对热处理作出反应。类似于迁移测试,耐热性测试涉及同时测试多个颜料浓度。这些浓度通常包含0.01至1%的颜色成分和10比1的粉笔比例。颜料施加后,新着色的橡胶片经历一个可以达到近300华氏度的热硫化过程。然后将结果与经历相同加热程序的未着色白色橡胶片进行比较。如果颜料在任何方面导致橡胶基料的材质质量出现裂纹、褪色、渗透或降解,那么该浓度将被视为不适合着色目的。

着色剂的种类

工业着色方法被国际标准化组织分类,该组织为大多数种类的颜料和染料的生产提供标准。该组织还描述了各种颜料的化学和物理特性,以及测试着色材料的技术。许多着色制造商还使用Color Index International作为命名特定颜色和在色谱上识别其特性的标准权威。

橡胶着色颜料通常以粉末或颗粒形式应用。在橡胶制品生产中最常用的一些着色剂包括:

  • 吡唑酮橙/黄色:由于其高效硫化能力和在天然橡胶中的低渗出率,这种颜料在各种橡胶制品中都很有用。它的高水阻性也使其适用于海绵、密封剂和许多水下橡胶装置。
  • 二氮酮吡唑红:在橡胶材料中使用时,二氮酮吡唑红具有优异的耐光性,意味着它在光照下褪色的速率很低。此外,它还具有较低的颜色漂移或渗出潜力,以及较高的耐水和耐溶剂性能。
  • 酞菁蓝:尽管产量有限,但这种添加剂具有较高的耐热性,并且不会渗入橡胶或织物中。它还对热水、冷水、肥皂、某些酸和一些腐蚀性溶液具有抗性。

这些着色剂只是橡胶生产中可用的众多颜料和染料的一小部分。国际色彩指数列出了近3万种不同的着色产品,其中包括许多被橡胶制造商使用的产品。尽管橡胶着色剂种类繁多,但几乎所有着色剂都是根据其材料稳定性、耐性、颜色迁移潜力以及对不同温度范围的反应来评判的。

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