彩色橡膠制品與橡膠著色劑的介紹運用！

橡膠制品制成黑色、灰色或白色者占大多數(shù)，這些均為消色差顏色。這類制品的原材料選擇相對比較簡單。

具體而言，炭黑是黑色橡膠制品的主要著色劑。鈦白粉則是白色制品的主要白化劑。氧化鋅、重晶石和黑色二氧化鐵則可用來與其它顏色摻混，形成特別的色調(diào)。

加入著色劑對橡膠制品的作用：

1、提高商品價值的美化作用：我們生活在多姿多采的個性化現(xiàn)代社會，愈來愈追求美的享受，對橡膠制品也是一樣。尤其是生活用品，如橡膠硫化鞋，食品用器具，玩具。橡膠手套，氣球，各式橡膠配件，都要從工業(yè)設(shè)計的角度，以第一印象產(chǎn)品外觀的色彩，去提升商品價值，去制造給人以美的藝術(shù)感的產(chǎn)品

2、分類標(biāo)識和警示作用：橡膠制品，特別是安裝在設(shè)備內(nèi)部重要的位置，如密封件配件，防塵罩，膜片，O形圈等，以及復(fù)合膠管層，特殊專用膠墊，需要以不同顏色標(biāo)識，便于區(qū)別和維修。一些外裹橡膠材質(zhì)的電纜電線，用符合孟塞爾色標(biāo)十色譜進(jìn)行著色標(biāo)識，給專業(yè)配線和檢修提供警示。

3、改善橡膠制品的耐光性和耐候性：橡膠制品需要有一定的使用壽命，才能體現(xiàn)價值。特別是在戶外工況下，要經(jīng)受光照，雨水，及大氣中的酸堿污染微?？简?。如在配方設(shè)計中考慮在膠料中加入某些耐光和耐候性配合劑。如著色劑炭黑，就可以收到高效，價廉的光屏蔽作用。迄今，還沒有那一種紫外光吸收劑，具有著色劑炭黑那樣強的光穩(wěn)效果。

4、增強橡膠的導(dǎo)電性能。眾所周知，非極性橡膠導(dǎo)電性很差，可以說絕緣性是它的特點，即使是極性橡膠，其導(dǎo)電性能也不能滿足不同導(dǎo)電需求，而加入兼具導(dǎo)電功能的著色劑炭黑如乙炔炭黑，就能彌補橡膠導(dǎo)電性能的不足。

5、某些著色劑的耐熱功能。有些無機(jī)著色劑加入橡膠中，還兼具增強產(chǎn)品耐熱功能，如氧化鐵紅粉，金紅石型鈦白粉，氧化鉻顏料，鎘紅，鎘橙，等常用作為耐熱配合劑，加入膠料中。

著色劑的選擇

著色劑的選擇不僅取決于上述加工要求，更重要的是取決于制品的最終用途。使用時必須考慮到如下一些特性：耐褪色性（因日光、熱量或風(fēng)雨侵蝕引起）耐滲色性，對基本膠料老化特性有害（避免使用含有銅或錳的著色劑）。

此外，還要核算成本，精心挑選最經(jīng)濟(jì)的著色劑來滿足彩色橡膠制品的生產(chǎn)需要。

可供選用的著色劑有兩組：無機(jī)著色劑和有機(jī)著色劑。

　一、無機(jī)著色劑

通常情況下使用的無機(jī)著色劑有氧化鐵、鉛著色劑（如鉻黃）、群青、氧化鉻和鎘著色劑。

氧化鐵可以是紅色、黃色、棕色或褐色的。所有的這些色調(diào)都比較暗淡，全部以相當(dāng)細(xì)的高密度粉末狀供貨。建議采用合成的氧化鐵著色劑。在選用氧化鐵時必須特別小心，因為有些氧化鐵中含有雜質(zhì)（比如銅），會造成橡膠制品在老化時發(fā)生降解。

群青著色劑能夠提供從綠色調(diào)到泛紅的藍(lán)色等色調(diào)。這類著色劑具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，可是其耐酸性能不好，這就限制了它們在戶外的許多應(yīng)用和任何有可能觸及果汁等酸性物質(zhì)的室內(nèi)用途。群青在橡膠中的最大用途是用于白色膠料，如洗滌襯衣時要用靛青一樣。使用群青可獲得飽和、鮮艷的顏色。

氧化鉻綠可提供藍(lán)綠色調(diào)，這種顏色具有優(yōu)異的耐熱性、耐光性，相對密度也很高。

鉛著色劑包括色調(diào)范圍頗寬的鉻黃著色劑和鉬橙著色劑。使用這些著色劑可獲得具有良好的耐熱性、耐光性的艷色，但它們是含鉛化合物，其粉塵能夠發(fā)光和燃燒。在硫磺硫化膠料中，任何水分都可能引起硫化鉛斑點。目前，這些著色劑在多數(shù)場合已被有機(jī)著色劑所替代。

鎘著色劑僅被用于要求不褪色的特殊場合。這種著色劑通常以基本型添加以改善其分散和加工。它相對密度高、價格昂貴。鎘還是重金屬，橡膠膠料要盡量注意避免使用。

所有無機(jī)著色劑的著色劑都較弱，其正常的用量為膠料總質(zhì)量的2%～5%。無機(jī)著色劑一般比有機(jī)色劑更容易分散，其粒子尺寸更大，相對密度也高得多，因此較少粉塵飛揚。但這只是相對于有機(jī)著色劑來說，事實上，所有的著色劑粉塵飛揚均很嚴(yán)重，生產(chǎn)過程中必須采取預(yù)防措施。

1．二氧化鈦（鈦白粉）

分子式TiO2。

性質(zhì)  無臭無味的白色粉末。相對分子質(zhì)量79.9。相對密度3.84～4.3。熔點1560～1580℃。折射率2.55～2.70平均粒徑0.3～0.5μm。鐵含量≤0.5%，水溶物含量≤0.5%，加熱減量≤0.5%，不溶于水、有機(jī)酸、稀無機(jī)酸、有機(jī)溶劑和油，微溶于堿。在濃硫酸和氫氰酸中長時間煮沸可完全溶解。根據(jù)結(jié)晶形式，本品可分以下兩種：金紅石型（簡稱R型），相對密度4.26，折射率2.72；銳鈦型（簡稱A型），相對密度3.84，折射率2.55。

用途  鈦白粉是白色顏料中著色力最強的品種，具有優(yōu)良的遮蓋力和著色牢度，適用于透明的白色制品。金紅石型鈦白粉質(zhì)地較軟，耐候性和耐熱性較好，屏蔽紫外線的作用強，不易變黃，耐且耐水性也較好，特別適用于戶外使用的塑料制品，可賦予制品良好的光穩(wěn)定性。銳鈦型鈦白粉的耐熱性和耐光性較差，有促進(jìn)聚氯乙烯老化的作用，主要適用于室內(nèi)使用的制品，但該型略帶藍(lán)色，白度高，遮蓋力大，著色力強，而且分散性較好。由于鈦白粉的價格較高，在實際配方中多將其與其他白色顏色配合使用，不過在混合顏料中鈦白粉的含量越小，著色力越低。為了提高鈦白粉的性能，可以對其進(jìn)行表面處理，例如利用氣相煅燒法院鈦白粉粒子表面沉積一單分子層的氧化鋅、氧化鋁、二氧化硅或其他氧化物，可以改善光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。

本品也可作為橡膠和膠乳的白色著色劑。用于干橡膠時，用量可達(dá)40份。對噻唑類和次磺酰胺類促進(jìn)劑的硫化速度基本上沒影響。硫化膠的耐光性、耐變色性及耐化學(xué)藥品性好。本品在硅膠中有一定補強作用。在膠乳中使用時，可加入表面活性制成水分散體

2．鈦鋇白（立德粉）

組成  硫化鋅（ZnS）和硫酸鋇（BaSO3）的混合物。

性質(zhì)  白色粉末。細(xì)度（325目篩余物）≤0.5%，平均粒徑0.3～0.5μm。鋅化物（以硫化鋅計）含量≥28%，溶于醋酸的鋅化合物（以氧化鋅計）含量≤1.25%，水溶性鹽含量≤0.5%，吸油量18%，耐光性（日光曬3600s）不變化，著色力≥95%。不溶于水，與硫化氫及堿溶液不起作用，遇酸液分解釋放出硫化氫。經(jīng)長期日曬會變色，但放于暗處仍可恢復(fù)原色

用途本品可作為塑料和橡膠用白色顏料，遮蓋力和著色力比鋅白大，但不及鈦白粉，價格低廉，制品經(jīng)曝曬后有泛黃現(xiàn)象，適用于聚烯烴、乙烯基樹脂、ABS樹脂、聚苯乙烯等。在橡膠中分散性較差，易結(jié)團(tuán)，使用時應(yīng)充分混煉。本品還可以作為填料使用，對橡膠有一定補強作用。

3．氧化鋅（鋅氧粉，鋅白）

分子式ZnO。

性質(zhì)白色六角晶體或粉末。相對分子質(zhì)量81.38。相對密度5.5~6.5。熔點1720℃。折射率1.95～2.0。細(xì)度（200目篩余物）≤0.1%。平均粒徑0.2～0.8μm。氧化鋅含量≥99.0%，氧化鉛≤0.06%。鹽酸不溶物≤0.008%。水溶性鹽≤0.1%。加熱減量≤0.2%。遮蓋力≤100g/m2。吸油量≤20%，著色力≤95%。本品系兩性化合物，溶于酸、堿、氯化銨和碳酸銨溶液，不溶于水和乙醇。加熱時呈黃色，冷卻時呈黃色，冷卻后恢復(fù)白色。加熱至1800℃升華。本品在空氣中能吸收二氧化碳和水。

用途  本品可作為塑料用白色顏料，耐光性、耐熱性、耐水性、耐堿性、耐溶劑性優(yōu)良，價廉，但耐酸性差，著色力較低，不及鈦白粉和鋅鋇白。本品適用于ABS樹脂、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、氨基樹脂和聚氯乙烯等塑料，不適用于不飽和聚酯、硅樹脂、抗沖聚苯乙烯、聚甲醛尼龍和纖維等塑料。特種氧化鋅可作為聚氯乙烯的光穩(wěn)定劑。本品還是橡膠的硫化活化劑。作為橡膠的著色劑時，著色力低，作為硫化活性劑的用量達(dá)不到著色的目的，配合量需高達(dá)60份，但因?qū)ο鹉z有較強的解聚作用，制品成型困難。

毒性  本品無毒。美國和日本等許多國家許可其用于食品包裝材料。

4．鎘紅（硒紅）

化學(xué)組成    硫化鎘和硒化鎘的混合物

分子式

CdS·CdSe。

性質(zhì)    火紅色粉末。色彩鮮艷。色光隨硒化鎘含量而異，有純紅色、橙紅色、暗色和藍(lán)光紅色等不同色光品種。相對密度1.5～5.3。折射率2.5。平均粒徑0.3～2μm。耐熱性≥370℃。耐光性、耐熱性、耐水性、耐溶劑性、耐堿性優(yōu)良，耐酸性較差，不溶于水和有機(jī)溶劑。溶于酸中放出硫化氫和硒化氫等有毒氣體。

用途  可作為塑料和橡膠用紅色著色劑，色澤鮮艷，遮蓋力強，耐熱性高，特別適用于耐熱制品，但價格較高，用量較大，而且不適用于透明的制品，與硫酸鋇混合使用可適當(dāng)降低成本。用于橡膠著色時，本品不受硫化氫的影響，多用于硬質(zhì)橡膠制品。

5．氧化鐵紅（鐵丹、鐵紅）

化學(xué)組成    三氧化二鐵

分子式Fe2O3。

性質(zhì)  一般為紅色粉末，有天然產(chǎn)品和人工合成兩種。天然產(chǎn)品主要取自赤鐵礦的加工，含雜質(zhì)多；合成法產(chǎn)品的純度較高，粒徑均勻，適宜作塑料著色劑使用。因制法不同，產(chǎn)品顏色從紅黃色到暗紅色不等，相對密度5.1～5.2，不溶于水、油和各種有機(jī)溶劑。

用途  可作為塑料和橡膠用紅色著色劑，價格低廉，遮蓋力強，著色力大，具有優(yōu)良的耐光性、耐熱性、耐溶劑性、耐水性和耐酸堿性。為紅色透明粉狀物，粒度0.01～0.05μm，比表面積為普通氧化鐵紅的10倍，三氧化鐵含量≥93%，水溶物≤0.5%，吸油量35%～45%，水浸PH值3～5。能吸收紫外線，耐光性尤佳。與普通氧化鐵紅不同，該品具有透光性能，當(dāng)光線投射到其著色的塑料薄膜或漆膜時，部分光可偏離入射方向直線接透過，部分光可從顏料粒子繞射透過，使薄膜呈現(xiàn)透明狀。

氧化鐵紅在橡膠中多用于膠管和膠板等制品的著色，其對橡膠的耐老化性能，特別是耐光性和耐熱性有影響，不適用于高級橡膠制品和薄制品。本品無毒，可用于食品包裝材料中。

6．鉻黃（鉛鉻黃）

化學(xué)成分  鉻酸鉛或堿性鉻酸鉛與硫酸鉛等不溶性鹽的混合晶體

性質(zhì)  檸檬黃色至橘黃色之鮮艷粉末，有毒，相對密度5.6～6.0，不溶于水和油，可溶于無機(jī)酸和堿。貯存時應(yīng)與酸性和堿性物質(zhì)隔離。中鉻黃和深鉻黃的色光與標(biāo)準(zhǔn)樣同，其純度（鉻酸鉛）≥90%，水溶物≤1%，PH值為6～8，加熱減量≤0.5%，其基本配方著色力不從為100%±5%，篩余物320目篩≤0.5%。

使用性能  黃色著色劑。著色力及遮蓋力從檸檬色至橘黃色相繼增加，耐曬性也有同樣趨勢，在橡膠工業(yè)中采用中鉻黃和深鉻黃兩種作黃色制品及綠色制品提色用。

本品遇硫化氫立即變黑，在制品硫化期間亦有變黑可能，故不能與鋅鋇白及群青混合使用，也不宜用于高溫硫化，混煉時應(yīng)注意先使本品分散均勻，然后再加硫黃。

7．鋅黃（鋅鉻黃）

化學(xué)成分  鋅鉀鉻酸鹽的復(fù)合物

性質(zhì)  一般為檸檬黃色粉末，因原料及純度不同，色彩從淺黃色至淺櫻紅色不等，相對密度3.43。溫度達(dá)150℃不致分解變色，耐曬性能優(yōu)良。易溶于酸和堿，能部分溶于水。

使用性能  黃色著色劑，著色力及遮蓋力稍低于鉛鉻黃，本品不受硫化氫的作用，對硫化穩(wěn)定。

8．三氧化二鉻

分子式Cr2O3。

性質(zhì)  無定形藍(lán)綠色粉末，無毒，相對密度4.26～5.21。耐曬、耐熱性能優(yōu)良。微溶于酸，不溶于水和有機(jī)溶劑。

使用性能    綠色著色劑，色暗綠，不鮮艷。在硫化中顏色穩(wěn)定，對硫化無影響，應(yīng)用時須混煉均勻，可用于硬質(zhì)橡膠制品。

9．群青

化學(xué)成分  大致為含有多硫化鈉而具有特殊結(jié)構(gòu)的硅酸鋁。

性質(zhì)  藍(lán)色粉末，折射率1.50～1.54。耐曬、耐堿性能優(yōu)良，耐熱性亦好。對酸和大氣的作用不穩(wěn)定，易變色。不溶于水和有機(jī)溶劑。加熱減量≤0.7%，水溶物≤1.5%，水溶物PH值為6～8，游離硫≤0.3%。基本配方著色力105%±5%。篩余物（300目篩）≤0.5%（特級663型≤0.10%）。

使用性能  藍(lán)色著色劑，在白色膠料中使用時有提色作用，可清除膠料的黃光。用量較大時應(yīng)注意對硫化速度的影響，不適于耐酸制品。

　二、有機(jī)著色劑

出于美觀方面的考慮，為了獲得色彩艷麗的橡膠制品，需使用無機(jī)著色劑無法提供的具有鮮艷色澤的有機(jī)著色劑。正是由于這一原因，導(dǎo)致了有機(jī)著色劑在橡膠配合工藝中的大量應(yīng)用。雖然大部分有機(jī)著色劑無法像無機(jī)著色劑那樣提供良好的耐熱性、耐光性和耐滲色性能，但它們的確可以產(chǎn)生相當(dāng)誘人的外觀。

有機(jī)著色劑的單價比無機(jī)著色劑高得多，不過，它們的使用效果也好得多，但一般來說，有機(jī)著色劑的使用成本還是比無機(jī)著色劑高。