色母粒

色母粒是由一种或多种组分的大量颜料或染料与载体树脂等，经严格加工分散工艺制成的高效能和高浓度颜色的树脂着色用混合物。国内色母粒需求量很大，发展潜力巨大。因此色母粒生产工艺技术研发很有必要。

下面我们全面了解下色母粒，包含常见分类、基本成分、色母粒生产工艺及设备，最后一起眺望一下色母粒的应用和未来的发展。

1、色母粒分类

1）根据用途不同

色母粒分为注射色母、吹塑色母、纺丝色母等，各品种又可分为不同等级。

高级注射色母用于化妆品包装盒、玩具、电器外壳及其他高级制品；普通注射色母用于一般日用塑料制品、工业容器等。高级吹塑色母用于超薄制品吹塑着色。

普通吹塑色母用于一般包装袋、编织袋吹塑着色。纺丝色母用于纺织纤维纺丝着色，色母颜料颗粒细，浓度高，着色力强，耐热、耐光性好。低级色母用于制造对颜色品质要求不高的低级产品。

2）根据载体不同

分为PE、PP、PVC、PS、ABS、EVA、PC、PET、PEK、酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯、聚酰胺、氟树脂色母等。

3）根据功能的不同

分为抗静电、阻燃、抗老化、抗菌、增白增亮、增透、耐候、消光、珠光、仿大理石纹（流纹）、木纹色母粒等。

4）根据用户的使用情况

分为通用色母和专用色母。低熔点PE色母往往作为通用色母，适用于载体树脂之外的其他树脂着色。国际上绝大多数正规色母粒企业一般不生产通用色母，通用色母通用范围很狭小，技术指标、经济效益较差。

通用色母在不同塑料中呈现不同颜色，着色效果的预见性差。通用色母影响产品强度，产品易变形、扭曲，对工程塑料更为明显。通用色母为了通用，选用较高耐热等级颜料，成本较高，造成浪费。

专用色母在制品加工过程中，具有浓度高、分散性好、清洁等显著优点。专用色母耐热等级一般与用于制品的塑料是相适应的，正常温度下放心使用，仅在温度超出正常范围和停机时间过长情况下会引起不同程度变色。

5）按颜色的不同

分为黑、白、黄、绿、红、橙、棕、蓝、银、金、紫、灰、粉红色母粒等。

2、色母粒原料基本成分

1）颜料

颜料是基础着色成分，最好先进行预处理，将其微细粒子表面用树脂包覆起来，阻止相互絮凝，使之易于分散。为包覆混合均匀，采用对颜料有亲合力，又可溶解树脂的溶剂，如邻二氯苯、氯苯、二甲苯等。在树脂溶解的情况下，进行颜料的分散处理，然后回收或除去溶剂。

2）载体

载体是色母粒的基体。目前专用色母粒都是选用相同树脂作为载体，可保证色母粒与被着色树脂的相容性，有利于颜料更好分散。载体树脂种类很多，有聚乙烯、无规聚丙烯、聚1-丁烯、低相对分子质量聚丙烯等。

对于聚烯烃色母粒，一般选用高熔体指数的LLDPE或LDPE为载体树脂，加工流动性较好，将其与被着色树脂共混调节体系的粘度，起到浸润和分散颜料的作用，最大限度减少分散剂用量，甚至不用分散剂也可达到良好的分散效果，并保证被着色制品的性能不下降。

3）分散剂

分散剂润湿和包覆颜料，促使颜料在载体中均匀分散不再凝聚，其熔点应比树脂低，与树脂有良好的相容性，和颜料有较好的亲合力。分散剂种类较多，可选用低相对分子质量聚乙烯蜡、聚酯、硬脂酸盐、白油、氧化低相对分子质量聚乙烯等。

4）添加剂

色母粒除着色外，还根据用户的多方面要求，加入阻燃剂、抗氧剂、抗静电剂、光稳定剂等，同时具有多种功能。有时用户并未要求，但色母粒企业也会视产品需要建议添加一些助剂。

3、色母粒生产工艺

色母粒生产工艺要求严格，可以分为干法工艺和湿法工艺。

1）湿法工艺

色母粒料经研磨、转相、水洗、干燥、造粒而成。研磨处理颜料时，需进行一系列技术检测，如测定研磨浆液细度、扩散性能、固体含量等。湿法工艺有油墨法、冲洗法、捏和法、金属皂法4种方法。

（1）油墨法

油墨法即油墨色浆的生产方法。配料通过三辊研磨，在颜料表面包覆低分子保护层。研磨后的油墨色浆与载体树脂混合，以二辊塑炼机进行塑化，最后通过单螺杆或双螺杆挤出机进行造粒。

（2）冲洗法

冲洗法是颜料、水和分散剂通过砂磨，使颗粒＜1μm，利用相转移法使颜料转入油相，蒸发浓缩干燥，加入载体后，挤出造粒得到色母粒。转相需要有机溶剂及相应的溶剂回收装置，操作复杂，增添了处理的困难。

（3）捏和法

捏和法是将颜料和油性载体掺混后，通过捏和使颜料从水相冲洗进入油相。油性载体包覆颜料表面，使颜料分散稳定，防止凝聚。然后挤出造粒即得色母粒。

（4）金属皂法

颜料经过研磨粒度达到1μm左右，在一定温度下加入皂液，均匀润湿颜料颗粒表面，形成皂化液保护层（如硬脂酸镁），不会引起絮凝，保持一定的细度。再加入载体高速搅拌混合，挤出造粒得色母粒。

2）干法工艺

一些企业在生产高档色母粒时，自行制备预分散颜料，然后用干法工艺造粒。色母粒生产条件随制品要求呈现多样化的选择方案。高搅+单螺杆，高搅+双螺杆是最通用的生产工艺。为提高颜料分散性，有的企业将载体树脂磨成粉料。

密炼机+单螺杆、密炼机+双螺杆也是生产高品质色母粒采用的工艺技术。目前，色母粒测色、配色技术更加普及，更多地引入高性能分光光度计来辅助完成配色。

4、生产设备

色母粒生产设备包括研磨设备、高低速捏和机、混炼机、挤出造粒设备等。研磨设备有砂磨机、锥体磨、胶体磨、高剪切分散机等。

捏和机通过抽真空减压排气、抽取挥发物及脱水；热工工况通过导热油、蒸气加热或水冷却；出料方式是翻缸出料、阀门下出料和螺杆出料；捏合桨选用变频调速器调速。

混炼机分为开放式炼胶机和密闭式炼胶机两种。挤出造粒设备有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机（平同、平异、锥同、锥异）、多螺杆挤出机和无螺杆挤出机等。

5、色母粒的应用与发展

色母粒应用领域广泛，主要服务对象是塑料行业、橡胶行业和纤维行业等。

1）塑料

塑料用色母粒颜料含量通常在10%~20%之间，使用时以1：10至1：20的比例加入到需要着色的塑料中，就可达到设计颜料浓度的着色树脂或制品。色母粒塑料同着色塑料可以是相同品种或相容的其他塑料品种。

色母粒可以是单一颜色品种或多种颜料拼色品种。颜料选择要符合塑料制品加工条件和各项质量要求。色母粒在塑料制品领域应用比较成熟和普遍，塑料制品85%的着色剂采用色母粒，使用方便，没有干粉颜料的粉尘飞扬问题，彻底解决颜料分散不良引起的制品色点、颜料不一致等弊病。

聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、有机玻璃、尼龙、聚碳酸酯、赛璐璐、酚醛塑料、环氧树脂、胺基塑料等品种，均有相应的色母粒。

塑料行业中，色母粒市场需求集中在工程塑料制品（家电、汽车）、建筑塑料制品（管材、型材）、农用薄膜制品、塑料包装制品等方面。家电、汽车、建筑塑料制品行业等对色母粒要求较高，用量大，对色母粒发展具有推动作用。

2）橡胶

橡胶用色母粒制备方法类似于塑料色母粒，选用的颜料、增塑剂及合成树脂应是同橡胶相配合的品种。颜料在橡胶中主要作为补强剂和着色剂。黑色颜料以炭黑为主；白色颜料有氧化锌、钛白粉、碳酸钙等；其他颜料有氧化铁、铬黄、群青、氧化铬绿、耐晒黄、联苯胺黄、酞菁绿、色淀红C、二噁嗪紫等。

电线、电缆、轮胎大量应用炭黑，把传统炭黑全部改为炭黑色母粒，其用量在所有色母粒中占据首要位置。目前国内外炭黑企业还不能完全生产炭黑色母粒，要在轮胎炭黑色母粒方面进行研究，改善其制品性能，市场潜力巨大。

加工橡胶时采用橡胶色母粒可避免粉状颜料引起的粉尘飞扬，改善操作环境。色母粒容易分散均匀，使橡胶制品颜色均匀一致，颜料实际耗用量有所降低。

橡胶着色颜料用量常在0.5%~2%之间，无机颜料用量稍多一些。这种加工颜料应同橡胶加工工艺及质量相配合，以适应橡胶行业需要，颜料企业需要做大量的应用研究工作，以发展和推广这类加工颜料的品种。

3）纤维

纤维原液着色是在抽纺纤维时，色母粒直接加到纤维粘胶或纤维树脂中，使颜料呈现在抽丝中，称为纤维内部着色。

与传统染色相比，纤维原液着色将树脂和色母粒加工成有色纤维后直接用于纺织，省略后染整工艺，具有投资小、节能、无三废和着色成本低等优点，目前占比5%左右。

纤维着色母粒用颜料要求色泽鲜亮、分散性好、热稳定性好、耐光、耐溶剂、耐酸碱、耐漂白剂、不溶于水，无机或有机颜料均可选用。