著色劑又稱食品色素，是以食品著色為主要目的，使食品賦予色澤和改善食品色澤的物質(zhì)。目前世界上常用的食品著色劑有60余種，中國允許使用的有46種，按其來源和性質(zhì)分為食品合成著色劑和食品天然著色劑兩類。隨著人們對(duì)食品添加劑安全意識(shí)的提高，大力發(fā)展天然、營養(yǎng)、多功能的天然著色劑已成為著色劑的發(fā)展方向。

簡(jiǎn)介

著色劑

Coloring agent

定義:任何可以使物質(zhì)顯現(xiàn)設(shè)計(jì)需要顏色的物質(zhì)都稱為著色劑。它可以是有機(jī)或無機(jī)的，可以是天然的或合成的。

中國允許使用的化學(xué)合成色素有：莧菜紅、胭脂紅、赤蘚紅、新紅、檸檬黃、日落黃、靛藍(lán)、亮藍(lán)，以及為增強(qiáng)上述水溶性酸性色素在油脂中分散性的各種色素。

中國允許使用的天然色素有：甜菜紅、紫膠紅、越桔紅、辣椒紅、紅米紅等45種。

著色劑主要分顏料和染料兩種。顏料按結(jié)構(gòu)可分為有機(jī)顏料和無機(jī)顏料。染料是可用于大多數(shù)溶劑和被染色塑料的有機(jī)化合物、優(yōu)點(diǎn)為密度小、著色力高、透明度好，但其一般分子結(jié)構(gòu)小，著色時(shí)易發(fā)生遷移。

按來源來分，可把著色劑分為兩大類：一為天然著色劑二為人工合成著色劑。

天然著色劑是從動(dòng)、植物和微生物中提取或加工而成的類胡蘿卜素。當(dāng)前，國際市場(chǎng)中被廣泛接受和使用的天然色素主要有萬壽菊花色素衍生物（lutein）和辣椒色素衍生物（capsanthin）。另外，國內(nèi)還常使用天然動(dòng)、植物作著色劑；如把人參莖葉粉、萬壽菊粉、紫育精粉、木薯葉粉、松針葉粉、橘皮粉、銀合歡葉粉、胡蘿卜、蝦蟹殼粉、海藻等，作為畜、禽、水產(chǎn)品的著色劑。

合成著色劑主要是類胡蘿卜素。如β-阿樸-8-胡蘿卜醛（C30H40O）或β-阿-樸-8-類胡蘿卜素乙酯（C32H44O）以及檸檬黃素（C33H44O）、斑蝥素、加利紅、加利黃、露康定等。

作用介紹

飼料著色基礎(chǔ)

為了使飼料產(chǎn)品更迎合用戶的傳統(tǒng)習(xí)慣，一般把飼料染色加工成淡黃色或黃色產(chǎn)品。在生產(chǎn)飼料過程中，只需把檸檬黃等常用著色劑按一定比例加入，即可達(dá)到該目的。

著色基礎(chǔ)

動(dòng)物本身并不能合成色素。研究也發(fā)現(xiàn)，只有含氧功能基（如羥基、?；?、酮基等）的類胡蘿卜素（carotenoids）類在畜、禽、水產(chǎn)品內(nèi)才有著色效果。這類類胡蘿卜素包括：

葉黃素、番茄紅素和玉米黃素等幾大類。飼料中的類胡蘿卜素都是以棕油酸二酯的形式存在。這些存在于飼料中的類胡蘿卜素經(jīng)動(dòng)物的消化，以自由態(tài)的形式吸收，主要是與低密度脂蛋白（LDL）結(jié)合而被吸收；吸收后的類胡蘿卜素以游離狀態(tài)進(jìn)入血液，并隨著血液循環(huán)進(jìn)入皮膚和蛋黃等組織。在此，類胡蘿卜素重新轉(zhuǎn)化為棕油酸二酯沉積下來，使皮膚和蛋黃等呈現(xiàn)出人們喜歡的顏色（如黃色）。不同的類胡蘿卜素以不同的效率沉積于不同的組織中，一般酯化的葉黃素和玉米黃素比結(jié)晶的葉黃素和玉米黃素在動(dòng)物機(jī)體組織中的沉積效果更好。飼料中添加脂肪更能促進(jìn)色素的沉積作用，且發(fā)現(xiàn)添加動(dòng)物脂肪比添加植物油更有效。此外，隨著飼料中色素水平的提高，在動(dòng)物組織中色素的沉積比例下降。據(jù)報(bào)道，如果每天每只雞進(jìn)食0．3～1.0mg的色素，大約有30%～45%可沉積在蛋黃中，若色素進(jìn)食量提高到5mg或更高，則只有15%～20%可在蛋黃中沉積。甲殼動(dòng)物通過食入綠色植物，將植物中的類胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為蝦育素和雞油菌黃質(zhì)沉積在體內(nèi)。魚類通過攝食大量的甲殼類和浮游生物，使其肉質(zhì)呈鮮色。金魚和對(duì)蝦等可改變吸收后色素的組成，如將葉黃素轉(zhuǎn)變?yōu)槲r紅素，然后再在體組織中沉積。

添加原因

根據(jù)心理學(xué)家的分析結(jié)果，人們憑感覺接受的外界信息中，83%的印象來自視覺?？梢姡a(chǎn)品外觀的重要性，這其中特別是外觀顏色尤為重要。就飼料產(chǎn)品而言，用戶用不用某種飼料產(chǎn)品，飼料的外觀顏色起著極重要的決定作用。對(duì)畜、禽、水產(chǎn)品而言，特別是禽類產(chǎn)品，消費(fèi)者是否樂于購買食用，胴體表皮的顏色、禽蛋的卵黃顏色都是極主要的因素。畜、禽、水產(chǎn)品的外觀顏色取決于所采食的飼料的色素含量和累積。傳統(tǒng)的粗養(yǎng)方式，由于飼養(yǎng)期較長(zhǎng)，動(dòng)物機(jī)體內(nèi)累積的色素、味素較多，最終產(chǎn)品的外觀色澤非常宜人，消費(fèi)者樂于接受，產(chǎn)品的價(jià)格也高；相反，由于現(xiàn)代育種及飼養(yǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，畜、禽。魚蝦等的生長(zhǎng)速度很快，產(chǎn)品的飼養(yǎng)期很短，因而從天然飼料中獲得的色素累積很少，產(chǎn)品顯得蒼白，失去對(duì)消費(fèi)者的吸引力，價(jià)格亦低。要解決這一問題，顯然一般需求助于著色劑。

添加目的

著色劑的添加使用在現(xiàn)代飼料工業(yè)和現(xiàn)代畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中日益普遍。其目的有2個(gè)：第一，通過著色劑改變飼料的色澤。特別是在日益增加使用非傳統(tǒng)飼料原料的情況下，添加著色劑以便掩蓋某些非傳統(tǒng)飼料原料（如菜籽餅粕等）的不良顏色，迎合用戶心理習(xí)慣，增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；同時(shí)，也起到刺激食欲和誘食的作用；起這種作用的著色劑可稱為飼料著色劑。

第二，通過著色劑改善畜、禽、水產(chǎn)品的色澤，提高其商品價(jià)值。如添加著色劑使肉雞皮膚。禽蛋卵黃、牛奶的黃油以及魚蝦等水產(chǎn)品的肉質(zhì)具有更鮮艷、美觀的色澤和更優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量，迎合消費(fèi)者的心理；起這種作用的著色劑可稱為養(yǎng)殖產(chǎn)品著色劑。

影響因素

影響著色劑著色效果的主要因素：著色劑的著色效果如何，受許多因素的影響，主要影響因素如下：

顏料是不能溶于普通溶劑的著色劑，故要獲得理想的著色性能，需要用機(jī)械方法將顏料均勻分散于塑料中。無機(jī)顏料熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性優(yōu)良，價(jià)格低，但著色力相對(duì)差，相對(duì)密度大；有機(jī)顏料著色力高、色澤鮮艷、色譜齊全、相對(duì)密度小，缺點(diǎn)為耐熱性、耐候性和遮蓋力方面不如無機(jī)顏料。

白色顏料主要有鈦白粉、氧化鋅、鋅鋇白三種。鈦白粉分金紅石型和銳鈦型兩種結(jié)構(gòu)，金紅石型鈦白粉折射率高、遮蓋力高、穩(wěn)定、耐候性好。炭黑是常用黑色顏料，價(jià)格便宜，另外還具有對(duì)塑料的紫外線保護(hù)（抗老化）作用和導(dǎo)電作用，不同生產(chǎn)工藝可以得到粒徑范圍極廣的各種不同炭黑，性質(zhì)差別也很大。炭黑按用途分有色素炭黑和橡膠補(bǔ)強(qiáng)用炭黑，色素炭黑按其著色能力又分為高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。炭黑粒子易發(fā)生聚集，要提高炭黑的著色力，要解決炭黑的分散性。

珠光顏料又叫云母鈦珠光顏料，是一種二氧化鈦涂覆的云母晶片。根據(jù)色相不同，可分為銀白類珠光顏料、彩虹類珠光顏料、彩色類珠光顏料三類。能自由著色是多數(shù)塑料的一大優(yōu)點(diǎn)。如何利用價(jià)格低廉的著色劑生產(chǎn)色彩豐富、色澤持久的塑料制品也是塑料加工者所關(guān)注的問題。著色劑可分染料和顏料兩大類。染料是有強(qiáng)烈著色能力的有機(jī)化合物，它雖有色彩鮮艷、色譜齊全、著色力大等優(yōu)點(diǎn)，但它們的耐熱、耐光、耐溶劑性一般不佳，易從塑料中滲出或遷移，因此印染工業(yè)中大量使用的水溶性染料一般都不適用于塑料，只有某些油溶性和醇溶性染料如偶氮類、蒽醌類染料在耐熱性要求不高時(shí)方可使用，所以塑料工業(yè)中所用的著色劑主要是顏料。顏料可分無機(jī)和有機(jī)的兩種。無機(jī)顏料有熱穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但它的色澤缺乏光亮和透明性，而有機(jī)顏料的著色強(qiáng)度高，色彩鮮艷，但價(jià)格較昂。無機(jī)顏料主要有二氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、鉻酸鹽、錫化物和汞鎘等。其中二氧化鈦是最廣泛應(yīng)用的白顏料，常與其它顏料相溶配得一系列色彩。它有化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定性好、價(jià)格不貴、著色強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。有機(jī)顏料主要有炭黑、偶氮顏料、酞花菁、喹哪酮、異吲哚酮、蒽醌、硫靛及各種酸堿顏料，其中炭黑是最普通使用的黑顏料，它有價(jià)廉色牢、分散性好、流動(dòng)性佳之優(yōu)點(diǎn)同時(shí)它還是賦于塑料導(dǎo)電性和防紫外線降解的良好填充候性等。對(duì)理想的著色劑可以提出許多要求，例如希望它色彩鮮艷、著色力大、容易在塑料中分散均勻不凝集、耐熱性高而對(duì)塑料的流動(dòng)性無影響、不影響樹脂的耐老化性及其別的使用性能、耐候耐曬又價(jià)廉無毒等等。但實(shí)際上找不到全優(yōu)的著色劑，只能針對(duì)不同的用途來考慮不同的側(cè)面。例如，對(duì)塑料部件一類裝飾品以滿足色彩方面要求為主；對(duì)工業(yè)用塑料部件著重考慮著色劑對(duì)制品物理機(jī)械性能的影響；對(duì)中空容器著眼于著色劑的化學(xué)穩(wěn)定性、不與所盛物品作用；對(duì)食品包裝材料重點(diǎn)在無毒無味之類的衛(wèi)生要求。

食用色劑

1、食品著色劑：以食品著色為主要目的的食品添加劑稱為著色劑，也稱色素。

2、按來源分：可分為食品合成著色劑和食品天然著色劑兩大類。

3、按結(jié)構(gòu)分：食品合成著色劑可分為偶氮類著色劑和非偶氮類著色劑；

4、食品天然著色劑可分為吡咯類、多烯類、酮類、醌類和多酚類。

5、按著色劑的溶解性分：可分為脂溶性和水溶性。

危害介紹

生產(chǎn)企業(yè)違禁添加著色劑、甜味劑，長(zhǎng)期食用此類產(chǎn)品將嚴(yán)重危害人體健康。質(zhì)監(jiān)部門提醒消費(fèi)者在選購果醬產(chǎn)品時(shí)務(wù)必認(rèn)準(zhǔn)品牌。果醬是以一種或多種水果為原料，經(jīng)預(yù)處理、破碎或打漿、加糖濃縮等工藝制成的一種輔助食品。質(zhì)監(jiān)部門此次共抽查了18家企業(yè)生產(chǎn)的19批次果醬產(chǎn)品，合格13批次，抽樣合格率為68.4%。抽查結(jié)果表明，江西市場(chǎng)上銷售的果醬產(chǎn)品質(zhì)量堪憂。據(jù)質(zhì)監(jiān)部門介紹，不合格產(chǎn)品存在的主要問題一是違禁添加著色劑。本次抽查的6批次不合格產(chǎn)品中，全部違禁添加著色劑檸檬黃，3批次產(chǎn)品違禁添加著色劑胭脂紅。產(chǎn)品中添加著色劑主要是為了使產(chǎn)品顏色鮮艷，利于產(chǎn)品銷售；二是違禁添加甜味劑。本次抽查的6批次不合格產(chǎn)品中，有3批次產(chǎn)品違禁添加甜味劑糖精鈉。這主要是由于部分企業(yè)為節(jié)約成本使用糖精鈉代替食糖生產(chǎn)造成的。長(zhǎng)期食用著色劑和甜味劑超標(biāo)的果醬產(chǎn)品，將危害消費(fèi)者的身體健康。

食品合成著色劑安全性問題

中國允許使用的合成著色劑有10種。天然著色劑多以植物性著色劑為主，不僅安全。而且許多天然著色劑具有一定營養(yǎng)價(jià)值和生理活性。如廣泛用于果汁飲料的β-胡蘿卜素著色劑，不僅是維生素A原，還具有很明顯的抗氧化、抗衰老等保健功能，GB2760-2011將其列入可在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用的食品添加劑。用于各種食品著色的紅曲紅色素還具有明顯的降血壓作用。隨著人們對(duì)食品添加劑安全性意識(shí)的提高，大力發(fā)展天然、營養(yǎng)、多功能的天然著色劑已成為著色劑的發(fā)展方向。

塑料運(yùn)用

塑料著色主要是無機(jī)和有機(jī)顏料，要求其具有較高的著色強(qiáng)度和艷度；良好的透明性或者遮蓋性、分散性、耐候性、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、電氣功能、環(huán)保性能等。著色力大小。著色力大小直接決定著著色劑的用量，一般來說隨著著色劑粒徑減少而增加，有機(jī)顏料比無機(jī)顏料著色力高出許多，當(dāng)彩色顏料與白色顏料并用時(shí)，著色力可以得到顯著提高，如今有機(jī)顏料和超細(xì)粒子得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展。分散性。著色劑在聚合物中只有比較容易以微小的粒子狀態(tài)均勻分散，才能獲得良好的著色效果。由于顏料含有很多聚集粒子，因此必須經(jīng)高剪切力的分散以打碎大聚集體，形成小聚體而達(dá)到要求的粒子細(xì)度，才能獲得理想的光學(xué)效果。采用對(duì)顏料表面處理等方法可以將顏料加工成一定實(shí)用形態(tài)，如色母粒，可以有效地改善顏料的分散性。另外添加一些助劑也可以改善著色劑的分散性。耐光和耐候性。一般來說無機(jī)顏料光穩(wěn)定性比較好，在有機(jī)著色劑中，酞青系、喹吖啶酮系、二惡嗪、異吲哚啉酮等有機(jī)顏料的耐光性十分優(yōu)異，可以與無機(jī)顏料相比擬；蒽醌和茈酮等染料也具有良好的耐光性。耐遷移性。著色劑的遷移主要有三種類型，1)溶劑抽出，即在水和有機(jī)溶劑中滲色；2)接觸遷移，造成相鄰的物體的污染；3)表面噴霜，主要由于著色劑在熱加工時(shí)在聚合物中的溶解度較大，而常溫下溶解度較小，因而逐漸結(jié)晶析出造成的。無機(jī)顏料在聚合物中分散一般是非均相的，不會(huì)產(chǎn)生噴霜現(xiàn)象，而有機(jī)顏料在聚合物中和其他有機(jī)物都有程度不同的溶解性，比較容易發(fā)生遷移。有機(jī)顏料遷移的難易與聚合物和其他添加劑(尤其是增塑劑和軟化劑)的種類有很大關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)表明，一般來說，有機(jī)酸的無機(jī)鹽遷移性比較?。环肿恿枯^高的比低的遷移性小。耐熱性。優(yōu)良的耐熱穩(wěn)定性能是作為塑料著色劑的重要指標(biāo)，大多數(shù)無機(jī)顏料的耐熱性都比較好，基本能夠滿足塑料加工要求，而有機(jī)著色劑耐熱性能較差。由于各種樹脂、塑料化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，在進(jìn)行加工成型過程中要求不同的加熱溫度(軟化點(diǎn)以上)，溫度的高低將直接影響到著色劑的選擇，以使其著色在規(guī)定溫度下不發(fā)生明顯的顏色變化，樹脂結(jié)構(gòu)的特性不同，對(duì)著色劑要求也不一樣，表1為樹脂塑料加工成型溫度及對(duì)著色劑的要求。另外其他一些樹脂的加工溫度分別為，氟樹脂，350℃；丙烯酸酯類樹脂，180—200℃；有機(jī)硅樹脂，180℃；酚醛樹脂，150—160℃；環(huán)氧樹脂，150℃；纖維素塑料180℃等。可以根據(jù)不同的溫度選用適合的著色劑?；瘜W(xué)穩(wěn)定性。由于塑料的使用環(huán)境不同，因此要充分考慮著色劑的耐化學(xué)藥品性能，如PVC及其他含氯聚合容易分解產(chǎn)生氯化氫，對(duì)著色劑的著色效果和耐色牢度可能產(chǎn)生較大的影響，因此PVC及其他含氯聚合物制品必須使用耐酸性著色劑；如某些塑料制品中其他添加劑組份如抗氧劑、受阻胺光穩(wěn)定劑、分散劑對(duì)顏料的影響也不容忽視。電氣性能。聚氯乙烯、聚乙烯等塑料大量用作電線電纜的絕緣層或護(hù)套，這些應(yīng)用領(lǐng)域要求著色劑具有良好的電絕緣性能，有些著色劑添加后會(huì)導(dǎo)致電絕緣性能的下降，一般來說導(dǎo)致電絕緣性能降低的原因主要是由于顏料表面殘余的電解質(zhì)，而并非顏料的本身，因此某些含有可溶性鹽的顏料不適用于電線電纜等塑料制品的著色，通常炭黑、鈦白粉、鉻黃、酞青藍(lán)等顏料的電氣性能較好。環(huán)保性能。隨著國內(nèi)外環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，許多制品對(duì)塑料著色劑的毒性提出嚴(yán)格要求，著色劑的毒性問題愈來愈引起人們關(guān)注。如今美國、歐盟等國家已明確限制使用重金屬，主要包括鎘、鉛、硒等著色劑；德國等國家也相繼出臺(tái)法規(guī)限制使用一些芳香胺類染料和有機(jī)顏料。目前中國尚有大量的有毒著色劑在生產(chǎn)與使用，要完全替代仍面臨技術(shù)和成本方面的挑戰(zhàn)。

測(cè)試方法

1 色彩性能（著色力）

1.1 色彩性能在塑料著色上的重要性

色彩性能是塑料著色劑最基本的性能，色彩性能是指著色力、色調(diào)、和遮蓋力，它們是評(píng)價(jià)著色性能的第一特征。著色力是指著色劑賦予塑料著色深度的一種度量，著色力可以定量為絕對(duì)值，也可與其它著色劑相比的相對(duì)值。色調(diào)是指顏料的基本色澤。在色度學(xué)上可以用色調(diào)，明度和飽和度來表示。色彩性能是著色劑在塑料著色的重要性能指標(biāo)，它決定了塑料制品色彩質(zhì)量，著色成本及著色過程的穩(wěn)定性。

1.2 顏料在塑料中著色力測(cè)定方法

(1)測(cè)試設(shè)備 二輥煉塑機(jī)輥轉(zhuǎn)：25轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)速比1：1.2輥表面鍍鉻。平板壓機(jī) 可加熱和冷卻。不銹鋼鏡面板二塊，內(nèi)框：正方型框，片厚0.5mm。(2)測(cè)試原料 由聚氯乙烯樹脂，增塑劑，穩(wěn)定劑，鈦白粉，顏料組成。(3)測(cè)試方法 將輥筒表面溫度控制在160℃，PVC薄片厚度0.4mm；煉塑時(shí)間：7~8分鐘出片；壓片：在溫度165℃~170℃壓片時(shí)間1分鐘后保壓速冷。(4)測(cè)色 測(cè)標(biāo)準(zhǔn)色值、計(jì)算K/S值，顏料著色力測(cè)試可以與它的標(biāo)準(zhǔn)樣品比較二者著色力的差別，當(dāng)調(diào)整到二者具有相同著色力。測(cè)試也可用高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，聚丙烯等。

1.3 塑料著色如何正確應(yīng)用著色力指標(biāo)

(1)同一種顏料應(yīng)用在不同塑料著色時(shí)，其色彩性能，著色力等指標(biāo)不盡相同，嚴(yán)格地講提及顏料在塑料著色色彩性能必須提及它的應(yīng)用解質(zhì)。

(2)標(biāo)準(zhǔn)深度 在色度學(xué)中，可通過在標(biāo)準(zhǔn)條件下制備的樣品色深度來判斷顏料的絕對(duì)深度，以達(dá)到一定顏色深度所必需的量來表示。其表示方法為標(biāo)準(zhǔn)深度，1/3標(biāo)準(zhǔn)深度，1/25標(biāo)準(zhǔn)深度。這種表示方法可通過Schmelzer所設(shè)計(jì)的色光連續(xù)深度圖直觀地表示出來。

(3)著色劑最大吸收波長(zhǎng)決定它的顏色，而在最大吸收波長(zhǎng)處的吸收能力決定了它的著色力。但著色力不僅與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還與顏料易分散性有關(guān)。顏料易分散性越好，其著色力越高。(4)顏料著色力與配色有著及其重要的意義。例如需要配成深色調(diào)應(yīng)選擇著色力高品種（有機(jī)顏料），當(dāng)需要配成淺色調(diào)時(shí)應(yīng)選擇著色力低品種（無機(jī)顏料）。在配色時(shí)弄一顏料缺少時(shí)，或價(jià)格較貴，可選用同色其它顏色代替，但兩種顏料著色力不同在代替時(shí)配成同樣色調(diào)所需要量也不同。

2 耐熱穩(wěn)定性

2.1 耐熱穩(wěn)定性對(duì)塑料著色的重要性

對(duì)于各種不同類型塑料樹脂，根據(jù)其設(shè)備，工藝條件，產(chǎn)品要求，其加工溫度在120℃至350℃/5分鐘不等，如軟硬質(zhì)聚氯乙烯一般在170℃~200℃，低密度和高密度聚乙烯，聚苯乙烯在200℃~280℃，而聚丙烯，聚烯胺，ABS，聚碳酸酯則在250℃~330℃。

顏料的耐熱穩(wěn)定性是指在一定溫度下和一定時(shí)間內(nèi)，顏料不發(fā)生明顯的色光，著色力和性能的變化。顏料在塑料中受熱變化是由下列因素構(gòu)成：(1)顏料因受熱化學(xué)結(jié)構(gòu)分解，例如偶氮顏料因受熱偶氮基斷裂而變色；(2)顏料和塑料樹脂中添加劑間互相化學(xué)作用；(3)顏料受熱溶解在樹脂中；(4)顏料受熱后其粒徑大小發(fā)生變化而變化。

顏料耐熱穩(wěn)定性優(yōu)良品種，可防止顏料在受熱下因分解或晶形變化而導(dǎo)至變色，耐熱穩(wěn)定性是顏料用于塑料著色一個(gè)重要應(yīng)用性能指標(biāo)。

2.2 塑料用顏料耐熱穩(wěn)定性測(cè)試方法

2.2.1 測(cè)試設(shè)備 單螺桿擠出機(jī)：L/D=24；注塑機(jī)。

2.2.2 測(cè)試原料 顏料 塑料解質(zhì)（HDPE,PP,PS,等）。測(cè)試濃度：顏料濃度分別為0.1%，0.05%，0.025%，0.005%；對(duì)應(yīng)鈦白粉均為1%。

2.2.3 測(cè)試方法 可將定量顏料混合物按(2)濃度在單螺桿擠出機(jī)多次擠出成均勻粒子。在注塑機(jī)中按一定恒定時(shí)間，以200℃，220℃，240℃，260℃，280℃，300℃間隔溫度，逐步制造樣板并進(jìn)行測(cè)試，評(píng)定：按待色板冷卻16小時(shí)后，對(duì)色板進(jìn)行測(cè)試，色差E=3為該濃度耐熱穩(wěn)定性。

2.3 塑料著色如何正確應(yīng)用顏料耐熱穩(wěn)定性指標(biāo)

(1)顏料在塑料加工中耐熱穩(wěn)定性指標(biāo)與使用濃度有關(guān)

有些顏料在不同濃度下，其耐熱穩(wěn)定性能相差很大，如C.I.顏料紫23用于HDPE著色，濃度低于0.025%耐熱性只有200℃，大于0.1%，才有260℃。(2)顏料在塑料加工中耐熱穩(wěn)定性指標(biāo)與應(yīng)用需料解質(zhì)有關(guān)顏料在某一應(yīng)用解質(zhì)和某一濃度下耐熱穩(wěn)定性指標(biāo)，并不等于其在其它解質(zhì)下的指標(biāo)相提并論，例如C.I.顏料紫23在滌綸原液著色時(shí)能耐260℃/4小時(shí)。因此，顏料在這些使用情況下需慎重試驗(yàn)后才能選用。(4)顏料在塑料加工中耐熱性指標(biāo)與鈦白粉的加入濃度有關(guān)一般，加入鈦白粉后耐熱性指標(biāo)將會(huì)有所下降。(5)著色樹脂本身的耐熱性指標(biāo)與鈦白粉的加入濃度有關(guān)(5)著色樹脂本身的熱穩(wěn)定性的影響 樹脂受熱時(shí)由于熱降解作用而發(fā)生變色如泛黃等，這也會(huì)影響顏料在塑料中應(yīng)用耐熱指標(biāo)。

3 易分散性

3.1 易分散性對(duì)塑料著色的重要性

顏料的易分散性是指顏料著色過程中分散能力,因?yàn)榇蟛糠炙芰霞夜すに嚲鶠槿廴跀D出工藝，顏料在熔融出工藝中所受到剪切力相對(duì)與顏料在油墨加工工藝中在錕研磨和顏料在涂料加工工藝中砂磨要小的多，因此，顏料在塑料中易分散性是顏料在塑料中應(yīng)該的又一個(gè)重要指標(biāo)。

易分散性好壞不僅影響著色力和色光，而且會(huì)因分散不好著色不均，生產(chǎn)條痕或色點(diǎn)影響著色外觀，更嚴(yán)重影響著色成品的機(jī)械性能。具有良好分散性的顏料可以得到一個(gè)理想艷度，光亮度，透明性塑料制品，因此，顏料易分散性對(duì)塑料著色有重要意義。

顏料用于化纖紡絲，其易分散性好壞更具有重要意義。在紡絲過程中因熔體壓力多大，不得不頻繁更換濾網(wǎng)，浪費(fèi)大量材料和人工，使設(shè)備停車時(shí)間過長(zhǎng)。更嚴(yán)重導(dǎo)致生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。

3.2 顏色易分散性測(cè)定方法

3.2.1 測(cè)試方法

(1) 顏料易分散性測(cè)定方法

測(cè)試方法：按顏料在塑料中著色力測(cè)定法取沖淡PVC片材一半，將輥筒表面溫度控制為130℃，PVC薄片厚度0.3mm，煉塑時(shí)間7~8分鐘出片。壓片溫度165~170℃；壓片時(shí)間上1分鐘后保壓速冷。評(píng)定：以在二種不同剪切力條件混煉后著色力提高來計(jì)算分散性。其中5級(jí)最好，1級(jí)最差。

(2)顏料過濾性能測(cè)試

顏料過濾性能（壓力指數(shù)）是對(duì)顏料凝聚的數(shù)量和顏料分散體中尺寸過大顆粒的測(cè)量。由于顏料堵塞擠出機(jī)濾網(wǎng)引起的擠出機(jī)內(nèi)部熔體壓力的升高，由kg/cm2/min數(shù)表示。

3.2.2 測(cè)試設(shè)備

單螺桿擠出機(jī)L/D=25,壓縮比為：1：3

濾網(wǎng)組合按下列指定順序：60，100，325，60，20目，熔融壓力傳感器，放置在螺桿末端和濾網(wǎng)之間（范圍0kg/cm2~25kg/cm2）

3.2.3 測(cè)試濃度：顏料含量3%的聚丙烯混合物。

3.2.4 測(cè)試方法：

設(shè)定擠出溫度：輸送段200℃，其余段240℃，擠出量：53g/min。把樣品混合物加入擠出機(jī)，當(dāng)樣品混合物進(jìn)出時(shí)，記錄壓力P0，連續(xù)操作60分鐘內(nèi)記錄壓力P60，顏料過濾壓力指數(shù)DF值可用下列公式計(jì)算：DF=(P60-P0)/60 DF值小于0.15，表明顏料分散性良好。

3.3 塑料著色如何正確應(yīng)用顏料易分散性指標(biāo)

3.3.1 顏料易分散性對(duì)塑料制品的影響

顏料易分散性對(duì)塑料制品的光學(xué)性能有直接影響，塑料制品著色深度與易分散性好壞有關(guān)，透明性隨顏料分散粒徑減小而增大，色調(diào)也與分散性有關(guān)。

3.3.2 顏料在塑料中分散及其他影響

顏料在塑料中的分散性除了顏料本身分散性外，還與其它重要因素有關(guān)。

特點(diǎn)用途

當(dāng)今世界塑料材料及其制品的應(yīng)用已涉及到各行各業(yè)、方方面面、以至每一個(gè)家庭，越來越多的企業(yè)人士參與到塑料制品的生產(chǎn)與銷售中來。對(duì)于塑料制品該選用何種著色劑也成為塑膠行業(yè)人士的討論話題。

1　塑料著色劑的種類

塑料著色劑的種類，以其物理形態(tài)共分為四種：粉狀著色劑-色粉；糊狀著色劑-色漿；液狀著色劑；固狀著色劑-色母。其中，廣泛應(yīng)用的是粉狀著色劑和固狀著色劑。因此，對(duì)于其它二種著色劑本文不作討論。

2　各種著色劑的特點(diǎn)

2．1　色粉著色的特點(diǎn)

直接用色粉（顏料或染料）添加適量粉狀助劑對(duì)塑料粒子進(jìn)行著色的方法，又稱干法著色。

其優(yōu)點(diǎn)是分散性好、成本低，可小批量操作。由于它省卻了其它著色劑，如色母、色漿等加工過程中人力物力的消耗，因而成本低，買賣雙方不受量的限制。制造色母不可能做1～2kg，但色粉可以根據(jù)需要任意指定質(zhì)量，配制十分方便。使用色粉著色，與其它造粒著色相比，加工的樹脂少經(jīng)歷一次降解過程，有利于減少塑料制品的老化，增加其使用壽命。

但最大缺點(diǎn)是顏料在運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、稱量、混和過程中會(huì)飛揚(yáng)，產(chǎn)生污染，嚴(yán)重影響工作環(huán)境。隨著環(huán)保、企業(yè)ISO9000指標(biāo)等要求，色粉著色越來越受到局限，但對(duì)于特殊效果的著色，采用色粉直接混合著色具有一些色母著色達(dá)不到的效果。舉例來說：一些耐熱性差、怕剪切的顏料粉制成色母，由于其承受高溫的時(shí)間長(zhǎng)，而在色母加工設(shè)備中受剪切作用的時(shí)間長(zhǎng)，著色效果會(huì)明顯減弱，如珠光色粉、熒光粉、夜光粉。用珠光色粉制成色母再著色塑料，比直接用珠光粉混入塑料著色，其珠光效果要減弱10%左右，且注塑產(chǎn)品還容易產(chǎn)生流線狀疤痕和接縫。在制造這類色母時(shí)，均采取相應(yīng)措施，盡可能地減少色母在加工過程中受熱的溫度、時(shí)間及受剪切的程度（不用雙螺桿造粒機(jī)，而用單螺桿造粒機(jī)等）。

干法著色另一個(gè)令用戶頭疼的問題是擠出機(jī)的料斗不易清洗。用以著色的色粉在白油等濕潤劑的作用下，沾附上料筒內(nèi)壁（乃至螺桿上）。當(dāng)需要換料時(shí)，清洗料筒便成了現(xiàn)場(chǎng)操作工的難題，費(fèi)時(shí)費(fèi)料，事倍功半，而使用色母著色就沒有這個(gè)問題。

另外，使用色粉著色，由于顏料粉均勻分布在需著色的樹脂中，所以其分散性較好，這個(gè)結(jié)論只能針對(duì)注塑產(chǎn)品，特別是厚壁產(chǎn)品而言，對(duì)于吹膜、紡絲類產(chǎn)品則另當(dāng)別論。因?yàn)樯垡话愣紱]進(jìn)行過預(yù)處理，當(dāng)其混于樹脂后，僅靠從擠出機(jī)進(jìn)料口、螺桿、至出料口這么一段距離以及這么短的塑化混合時(shí)間，要使顏料粉的分子與被著色的顏料分子很好地?cái)y起手來--充分結(jié)合，是完全不能保證的，會(huì)有“夾生”現(xiàn)象產(chǎn)生。但這種“夾生”現(xiàn)象在厚壁產(chǎn)品中會(huì)被掩蓋掉，在吹膜、紡絲產(chǎn)品中就顯而易見。所以后者的著色方法仍以色母為主。

除此以外，色粉因生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)日期、批號(hào)的不同，同一牌號(hào)的色粉也存在著一定的色差，即使用戶堅(jiān)持用同一配方，但在加工過程中很難做到批與批之間的注塑產(chǎn)品的顏色一致性，而色母在生產(chǎn)過程中可以通過中途取樣、檢驗(yàn)、調(diào)節(jié)來彌補(bǔ)每批色粉的色差，相對(duì)來說，色母對(duì)顏色的重復(fù)性明顯優(yōu)于色粉。

正因?yàn)樯塾糜谒芰现破返闹蟹N種局限，受到了其它著色劑的挑戰(zhàn)，但由于生產(chǎn)成本相對(duì)較低，定色、配色不受量的限制，對(duì)于發(fā)展中國家的中小企業(yè)、私人企業(yè)來說，要想?yún)⑴c激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，使用色粉有其一定的經(jīng)濟(jì)性，特別是一些色樣單一、產(chǎn)量大、對(duì)著色要求不高的產(chǎn)品，如PVC門窗、EVA鞋底等，還是青睞于它，因而色粉著色劑無法完全退出舞臺(tái)。

2．2　色母著色特點(diǎn)

為了克服色粉著色的種種弊端，提高塑料制品的質(zhì)量，隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，塑料樹脂種類、助劑種類、塑料制品加工設(shè)備及工藝的不斷創(chuàng)新、突破，塑料著色的另一途徑--色母粒著色已被廣泛采用，色母粒著色技術(shù)也在應(yīng)用與實(shí)踐中不斷得到提高。

所謂色母粒，即采用某種工藝與相應(yīng)設(shè)備，在助劑的作用下，將顏料（或染料）混入載體，通過加熱、塑化、攪拌、剪切作用，最終使顏料粉的分子與載體樹脂的分子充分地結(jié)合起來，再制成與樹脂顆粒相似大小的顆粒。將這種高濃度著色劑稱為色母粒，其作用與“糖精”相似，使用時(shí)，只需在要著色的樹脂中添加較小的比例（1%～4%），就能達(dá)到著色樹脂的目的。

與色粉著色相比，色母粒著色有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

（1）改善了由于色粉飛揚(yáng)帶來的環(huán)境污染問題，使用過程中換色容易，不必對(duì)擠出機(jī)料斗進(jìn)行特別的清洗，倍感方便。

（2）針對(duì)性強(qiáng)，配色正確。由于色母制造工廠在制造過程中已針對(duì)適用樹脂的性能，合理地選擇了顏料（染料）、助劑、加工設(shè)備、加工工藝，對(duì)生產(chǎn)過程中不同批號(hào)的色粉可能帶來的色差，及時(shí)進(jìn)行修正、補(bǔ)色，出廠時(shí)再進(jìn)行檢驗(yàn)，因此，可以保證相同牌號(hào)的色母，前后兩批顏色保持相對(duì)的穩(wěn)定。

（3）與成批樹脂干法染色造粒后再去制塑件相比，使用色母可以減少塑料制品經(jīng)二次加工后所造成的樹脂性能老化，有利于塑料制品使用壽命的提高。

使用色母最大的優(yōu)點(diǎn)是：在加工過程中，顏料在助劑的作用下，色母粒經(jīng)過充分混煉與載體樹脂完全結(jié)合。在使用時(shí)，按一定的比例置于待加工的樹脂中，色母很快地進(jìn)入角色，與該樹脂認(rèn)“親家”。親和力--相容性明顯優(yōu)于色粉著色，因此，對(duì)于生產(chǎn)薄膜與紡絲制品的廠家來說，更能體會(huì)到。

當(dāng)然，色母粒著色也有其局限性，由于添加量少，塑料制品的加工時(shí)間短，受擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比的限制，色母分散性往往不如色粉。多了一次制造過程，染色成本也必定高于色粉著色。色母中的載體與需著色樹脂的性能有差異時(shí)，塑料制品表面常常會(huì)出現(xiàn)未分散點(diǎn)、色斑、花紋，所以，色母的使用因其相容性及分散性而受到限制。

3　通用色母和專用色母的選擇

正因?yàn)樯噶Ｖ壬壑兄S多的優(yōu)越性，隨著塑料制品加工工業(yè)的發(fā)展，特別是眾多合資企業(yè)的建立及出口產(chǎn)品對(duì)著色要求的提高，色母粒著色逐漸占主導(dǎo)地位，就色母粒的適用性分類，它可分為通用色母與專用色母。

3．1　專用色母

在生產(chǎn)制造色母粒時(shí)，選用與欲著色樹脂相同的樹脂作為載體，加入高濃度的顏料（染料），在助劑的作用下，經(jīng)加溫、塑化、混煉、擠出造粒，制成專門適合于該種樹脂的染色劑，稱為專用色母。專用色母的濃度可高可低，一般添加量在1%～4%之間。

3．2　通用色母

通用色母（也有人稱之為“萬能色母”）與專用色母主要區(qū)別在于：通用色母雖然也用某種樹脂作載體，但它可以適用于除其載體樹脂之外的其它樹脂的著色，因此稱之為通用色母。

所謂通用色母，一般采取以下幾個(gè)措施（有的制造工廠干脆不用樹脂作載體，而全部用高熔點(diǎn)的丙烯蠟作載體）：首先選用低熔點(diǎn)、高融體指數(shù)的樹脂作為通用色母的載體，如PE或EVA；其次，色母粒中顏料粉比率盡可能的高，因此通用色母必定是高濃度色母，在注塑制品中使用量一般是1%。由于色母中不同介質(zhì)載體十分少（扣除助劑因素，一般在20%左右），當(dāng)它再以1%的比例稀釋于欲著色的樹脂中時(shí)，該塑料制品內(nèi)所含的不同樹脂的含量：0.2kg/100=2g/kg。為了使通用色母能與被著色的其它種類的樹脂結(jié)合好（親和性好），在通用色母中還采用了其它措施，如多加入特殊作用的偶聯(lián)劑、延長(zhǎng)密煉時(shí)間等，這些都有利于提高通用色母的廣泛適用性。

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3．3　選擇原則

究竟選用何種色母為宜？是否通用色母最妥？讓從制造工廠、經(jīng)銷商、用戶以及經(jīng)濟(jì)效益、方便與否、制品效果等幾方面來進(jìn)行分析。

從制造工廠來講：為了生產(chǎn)通用色母必須選用耐熱等級(jí)較高的、適用面廣的顏料，而顏料粉耐溫等級(jí)到了某個(gè)程度后，每提高10℃～20℃，顏料的成本卻要上升50%～100%。當(dāng)用某種耐高溫的顏料制成的通用色母，用于高熔點(diǎn)樹脂著色時(shí)，是物當(dāng)其用，而用于LDPE這樣低熔點(diǎn)的樹指，提高的卻是剩余價(jià)值。

除上面所述的著色偏色外，由于添加比率小，分散性相對(duì)差些，塑料制品表面易出現(xiàn)花紋、色斑、色點(diǎn)，仍至因料種不和而引起脆皮等現(xiàn)象，特別是對(duì)大面積、薄壁形狀又復(fù)雜的塑件更要引起注意，這時(shí)盡可能采用專用色母，且選擇濃度低的色母，以增加添加量來提高其分散性（可選擇1∶20、1∶10的專用色母）。

通過上面的分析比較可以看到，通用色母及專用色母各有千秋，但從著色效果及制品性能來說專用色母仍優(yōu)于通用色母。建議當(dāng)用戶確定了自己欲著色的樹脂的種類后，首選專用色母。