4769.1~4769.4-2014 颜料和体质颜料 增塑聚氯乙烯中着色剂的试验 | 梦能涂料每日解读标准
核心定位: 颜料和体质颜料在增塑聚氯乙烯(PVC-P)中着色剂试验的“国家级化工行业标准体系”。本系列标准由中国石油和化学工业联合会提出,全国涂料和颜料标准化技术委员会归口,2014年12月31日发布,2015年6月1日实施。标准体系分为4个部分:第1部分:基础混合料的组成和制备(HG/T 4769.1-2014)、第2部分:试验样品的制备(HG/T 4769.2-2014)、第3部分:白色颜料相对消色力的测定(HG/T 4769.3-2014)和第4部分:迁移性的测定(HG/T 4769.4-2014)。该系列标准规定了着色增塑聚氯乙烯中着色剂试验的全流程,从基础混合料的配方与制备、试验样品的制备、白色颜料相对消色力的测定到着色剂迁移性的测定与评估,涵盖了增塑PVC中颜料性能测试的完整环节。该标准体系是评估颜料在软质PVC制品中应用性能(颜色、分散、消色力、迁移)的核心技术文件。
一、 标准体系基本信息
| 编号 | 标准名称 | 发布/实施 | 内容概要 |
|---|---|---|---|
| 4769.1 | 颜料和体质颜料 增塑聚氯乙烯中着色剂的试验 第1部分:基础混合料的组成和制备 |
2014-12-31 2015-06-01 |
规定了两种基础混合料(A和B)的配方及其制备方法。基础混合料是后续颜料测试的基准介质,其成分和制备方法直接影响测试结果的可重复性。 |
| 4769.2 | 颜料和体质颜料 增塑聚氯乙烯中着色剂的试验 第2部分:试验样品的制备 |
2014-12-31 2015-06-01 |
规定了增塑聚氯乙烯(PVC-P)中着色剂试验样品的制备方法,包括预混合、两辊机混炼及试样压制的具体条件与要求,适用于无机和有机颜料及多种形态的颜料制剂。 |
| 4769.3 | 颜料和体质颜料 增塑聚氯乙烯中着色剂的试验 第3部分:白色颜料相对消色力的测定 |
2014-12-31 2015-06-01 |
规定了在含特定白色颜料的PVC-P基础混合料中加入炭黑颜料制剂以测定白色颜料相对消色力的方法,涵盖术语定义、试验设备、取样、试样制备、色度测量与评估全过程。 |
| 4769.4 | 颜料和体质颜料 增塑聚氯乙烯中着色剂的试验 第4部分:迁移性的测定 |
2014-12-31 2015-06-01 |
规定了增塑PVC中着色剂迁移性的测定程序及对迁移程度进行定量评估的方法,适用于着色PVC-P板中颜料向同类白色材料迁移的测定。 |
梦能涂料解读: 本系列标准体系完整构建了在增塑PVC介质中对着色剂进行试验的三大核心环节:混合料基础(第1部分)→样品制备(第2部分)→性能测试(第3部分:消色力;第4部分:迁移性)。这形成了一个从“原材料制备”到“最终性能评估”的完整闭环。该标准体系与HG/T 4768系列(颜料在塑料中分散性评定)和HG/T 4767系列(塑料加工过程中颜色热稳定性试验)共同构成了颜料在塑料应用领域最完整、最核心的试验标准体系。
二、 第1部分:基础混合料的组成和制备(HG/T 4769.1-2014)
2.1 范围
本部分规定了两种基础混合料(A和B)的组成和制备方法。基础混合料用于将颜料或颜料制剂分散在增塑聚氯乙烯中。
2.2 基础混合料的组成(第3章)
3.1 基础混合料A:
用于测定着色剂颜色性能。不含二氧化钛。配方(以质量份计):
| 组分 | 含量/份 | 备注 |
|---|---|---|
| S-PVC (K值70) | 70 | 悬浮法聚氯乙烯,K值70,通用型 |
| E-PVC | 30 | 乳液法聚氯乙烯 |
| DINP | 60 | 邻苯二甲酸二异壬酯,主增塑剂 |
| 环氧大豆油 | 3 | 辅助增塑剂兼热稳定剂 |
| 液体Ba/Cd稳定剂 | 2 | 钡镉复合稳定剂 |
| 硬脂酸 | 0.5 | 润滑剂 |
3.2 基础混合料B:
用于测定白色颜料的光学性能。含二氧化钛。配方(以质量份计):
| 组分 | 含量/份 | 备注 |
|---|---|---|
| S-PVC (K值70) | 70 | 悬浮法聚氯乙烯,K值70 |
| E-PVC | 10 | 乳液法聚氯乙烯 |
| DINP | 60 | 主增塑剂 |
| 环氧大豆油 | 3 | 辅助增塑剂兼热稳定剂 |
| 液体Ba/Cd稳定剂 | 2 | 钡镉复合稳定剂 |
| TiO2(金红石型) | 10 | 白色颜料,提供白色底色 |
| 硬脂酸 | 0.5 | 润滑剂 |
2.3 基础混合料的制备(第4章)
4.1 步骤: 使用实验室用高速混合机进行。将除稳定剂外的所有组分在混合机中混合至温度达到80℃,加入稳定剂,继续混合至温度达到95℃。然后倒入表面覆盖薄膜的盘中冷却。冷却后通过刮刀或挤压通过筛网(孔径介于0.6mm~1.2mm之间)。将获得的粉末装入密封容器中备用。
梦能涂料解读——基础混合料的核心工程意义:
1. 两种混合料(A和B)的分工: 基础混合料A(不含TiO2)用于测试着色剂的颜色性能(如着色力、色相)。基础混合料B(含TiO2)专门用于测试白色颜料的性能(如消色力)。二者分工明确,避免了白色颜料的干扰。
2. 精确配方的确立: S-PVC(70)+E-PVC(30)的组合确保了良好的加工性和物理性能。液体Ba/Cd稳定剂(虽然环保性有争议)是当时最有效的PVC热稳定体系之一,确保了试验过程中基材本身不因热降解而变色。
3. 严格的制备程序: 规定了80℃先混合、95℃加入稳定剂的精确温度控制,以及最后的过筛操作。这是保障每批次基础混合料性能一致性的工业操作红线。
三、 第2部分:试验样品的制备(HG/T 4769.2-2014)
3.1 范围
本部分规定了增塑聚氯乙烯(PVC-P)中着色剂试验用试验样品的制备过程,描述了制备检验特定颜料特性用试样时基础混合料、颜料和颜料制剂的使用方法。适用于无机和有机颜料及粉状、膏状和粒状颜料制剂。
3.2 核心设备
3.2 两辊机: 可加热,两辊间距可调整,辊直径应介于80mm~200mm之间,两辊转速比例应介于1:1.1到1:1.2之间。
3.3 压片机: 可加热亦可冷却。
3.3 操作步骤(第5章)
5.1 预混合: 在振动混合器中混合规定量的着色剂和PVC基础混合料。特殊情况下(膏状着色剂),推荐在聚乙烯或聚丙烯烧杯中使用调和小铲手动预混合至均匀。
5.2 两辊机混炼:
① 预先调节两辊机辊轮表面温度至160℃±5℃;
② 将混合物放在两辊机上,调节辊轮间隙,使得混炼片厚度均匀且介于0.4mm~0.5mm之间;
③ 使所有材料在前辊上形成连续的膜片。混炼过程中,通过一片一片连续切割并不断翻转打包防止材料跑出辊外,确保混合完全;
④ 混炼片成型后,辊轮应再转动200圈。滚动时间应至少为5 min,但不得超过10 min;
⑤ 结束时,可调节辊间距,取出混炼好的色片。
5.3 试样的压制:
将混炼片放入压片机的镀铬板间的模具框中压制成需要的厚度,压片机的温度应控制在165℃~170℃之内,压制时间不得超过2 min。然后移至冷却板快速冷压,取出备用。
3.4 附录A的说明
附录A指出,两辊机混炼是各相关实验室的默认方式。颜料的作用方式和工艺条件对分散至关重要,而分散又是测定着色剂性能的决定因素。对于颜料制剂,应注意到载体材料可能改变基础混合料的整体性能。
5.3条推荐对混炼片进行压制,但应在尽可能避免热降解的条件下进行(165℃~170℃/2min以内)。若直接在两辊机上对薄板实施光度测量,则可免除压制过程。
梦能涂料解读——样品制备的核心工程意义:
1. 200圈/5~10min的混炼标准化: 200转的固定转数和5~10min的时间窗口,是保证颜料在PVC中充分、可重复分散的核心操作参数。这是不同批次、不同操作人员之间结果可比性的保障。
2. 压制条件的红绳: 165℃~170℃/2min内完成热压,超过此温度或时间,PVC-P体系可能开始发生热降解,影响测试准确性。快速冷压避免二次结晶对颜色的影响。
3. 厚度0.4mm~0.5mm的均匀色片: 这个厚度范围是后续进行光度测量(消色力测定)时,确保光学性能(反射、散射)稳定的必要条件。
四、 第3部分:白色颜料相对消色力的测定(HG/T 4769.3-2014)
4.1 范围
本部分规定了在一定白色颜料含量的增塑聚氯乙烯(PVC-P)基础混合料中加入炭黑颜料制剂测定白色颜料相对消色力的方法。适用于白色颜料相对消色力的测定。
4.2 术语和定义
3.1 消色力: 白色颜料增加彩色、灰色或黑色媒介颜色亮度,使其颜色变浅的能力。
3.2 相对消色力: 样品消色力与商定参照颜料消色力的比值,用百分数表示。
4.3 试验步骤(第6章)
6.1 试样的制备:
6.1.1 预混: 称取100份基础混合料A、4份白色颜料和份量合适的炭黑颜料或制剂。炭黑颜料或制剂的用量应使制备的色板的反射值介于30%~60%之间。
6.1.2 在160℃±5℃的试验: 按第2部分(HG/T 4769.2)的规定进行两辊机混炼。混合物加到160℃运转的两辊机上。
6.1.3 在130℃±5℃的试验: 使用6.1.2制备的混炼片。两辊机温度应保持为130℃±5℃。将混炼片穿过两辊间隙,折叠1次后再次穿过,重复10次。
6.1.4 试样的压制: 将混炼片放入压片机压制厚度不小于1mm的板,压片机温度控制在165℃~170℃之内,压制时间不得超过2min。冷却后裁切成50mm×50mm的试验样品。
6.2 色度数据的测量: 在合适的波长下用光度计测量样品色度数据。用同样的方法测量商定参照颜料色度数据。推荐使用D65光源。
4.4 评估(第7章)
根据测得的样品与商定参照颜料色度数据得出样品相对消色力。或直接从光度计读取样品相对消色力数值。
4.5 试验报告(第8章)
应至少包括:识别被检白色颜料和商定参照颜料需要的信息(颜料号、牌号、批号);本部分编号(HG/T 4769.3);色度数据;相对消色力;炭黑颜料制剂的说明(类型、浓度、形态);与规定方法的差异;试验日期、试验人员。
梦能涂料解读——白色颜料相对消色力测定的工程意义:
1. 消色力的定量化: 消色力(增白能力)是白色颜料最核心的性能指标之一。本标准通过“炭黑色板的反射值(30%~60%)”为标准条件,以色度数据计算相对消色力,实现了精准、可量化的评价。
2. 160℃与130℃两次混炼的目的: 与HG/T 4768.2(增塑PVC中颜料分散性)的原理一致——先在160℃进行初始分散,再在130℃以更强剪切(窄间隙)进一步分散。两次分散后测定着色强度,可评估白色颜料在PVC中的分散程度对消色力的影响。
3. 光度计法 vs 目视法: 标准明确推荐使用光度计测量色度数据(推荐D65光源),可直接输出ΔL*、Δa*、Δb*及相对消色力数值。这比传统目视法更科学、更精准、更可重复。
五、 第4部分:迁移性的测定(HG/T 4769.4-2014)
5.1 范围
本部分规定了着色的增塑聚氯乙烯(PVC-P)板中的颜料迁移到与其接触的同类白色材料上的测试程序以及对颜料迁移性进行定量评估的方法。还适用于颜料从其他聚合物材料中迁移到白色增塑聚氯乙烯上的迁移性的测定。本部分不涉及颜料浮色的测试。
5.2 术语和定义
3.1 浮色(blooming): 着色剂在薄膜表面上从聚合物中沉积出来。
3.2 渗色(bleeding): 着色剂进入并渗透聚合物的扩散过程,由此造成沾色或色变。
3.3 迁移(migration): 着色剂从聚合物移至表面(浮色)或其他媒介(渗色)的过程。
5.3 试验仪器(第4章)
4.1 烘箱: 带有热风循环通风系统,可将温度维持在80℃±5℃。
4.2 白板: 按照HG/T 4769.2的规定制备,最小尺寸为75mm×75mm。
4.4 荷载: 质量不少于500g。
5.4 操作步骤(第6章)
6.1 程序:
① 将试样(50mm×50mm,按HG/T 4769.2制备)放在两个白板之间,并用辊子将空气挤出,确保试样和白板紧密接触;
② 将白板+试样装入两个平板间,并至少使用500g负荷压载;
③ 将压好的平板置于80℃±5℃的烘箱中放置24h;
④ 将白板与试样分开,冷却至室温后立即进行评估工作。
注:也可以采用有关双方商定的其他温度和时间条件进行试验。
5.5 评估(第7章)
用符合GB/T 251规定的评定沾色用灰色样卡,目测白板的所有沾色,用沾色级别(1~5级)表示迁移性试验结果。目测的基准面为未与试样接触的白板的白色边缘。
检验程序结束后,应立即进行评估,因为迁移现象会随存储不断进行,有可能造成白板的进一步色变。
梦能涂料解读——迁移性测定的工程意义:
1. 迁移性是有机颜料最重要的“环境安全性”指标: 在软质PVC制品(如玩具、人造革、电线电缆护套、汽车内饰件)中,颜料向接触的白色件迁移会严重影响美观和产品价值。80℃/24h的标准条件,模拟了制品在热天或长期使用中的加速迁移条件。
2. 立即评估的红绳: 标准特别强调“检验程序结束后,应立即进行评估”。因为迁移现象在测试结束后依然会继续进行,延迟评估会导致误判等级(沾色更严重)。这是实践中极易被忽视的关键细节。
3. 灰色样卡评级: 采用GB/T 251(纺织品色牢度的灰色样卡)进行评定,1级最差(严重沾色),5级最好(无沾色)。几乎所有颜料供应商的迁移性数据都以此标准为基准。
六、 四部分标准的逻辑关系与选择
| 编号 | 标准作用 | 核心输出 | 对于颜料选型的工程意义 |
|---|---|---|---|
| 4769.1 | 基础混合料的制备 |
基础混合料A(无TiO2) 和B(含TiO2) |
提供可重复的基准测试介质。无TiO2的A料用于常规颜色测试;含TiO2的B料专用于白色颜料测试。 |
| 4769.2 | 试验样品的制备 | 标准化的色片/色板 | 规定了两辊机混炼(160℃/200转/0.4~0.5mm)和压制(165℃~170℃/2min)的标准化操作。任何测试(消色力、迁移性)都以此为基础。 |
| 4769.3 | 白色颜料相对消色力测定 | 相对消色力(%) | 定量评价白色颜料在PVC中增白能力的核心方法。相对消色力越高(>100%),遮盖力越强。是白色颜料采购的核心验收指标。 |
| 4769.4 | 着色剂迁移性的测定 | 沾色等级(1~5级) | 定量评价颜料向邻近白色材料迁移的程度。是评估有机颜料在软质PVC制品中“安全性”和“不污染性”的核心红线数据。 |
梦能涂料解读——四部分的关联性:
1. 第1部分(基础混合料)→ 第2部分(样品制备)→ 第3/4部分(性能测试): 这是一个线性、不可跳过的基础流程。没有符合第1部分的混合料,就不能制备第2部分的标准样品;没有第2部分的标准样品,就无法进行第3和第4部分的性能测试。三者是“原材料→半成品→成品”的关系。
2. 第3部分(消色力)专门针对白色颜料: 其他彩色颜料不需要测试消色力。
3. 第4部分(迁移性)是所有着色颜料(尤其有机颜料)的通用测试: 在软质PVC制品中,迁移性比消色力更受关注,因为它直接关系到产品是否会“污染”周围材料。无机颜料(如群青、钛白)通常不存在迁移问题。
七、 核心总结
HG/T 4769.1~4769.4-2014是中国颜料和体质颜料在增塑聚氯乙烯中着色剂试验领域最完整、最核心的标准体系。它通过1个基础混合料标准(第1部分)+ 1个样品制备标准(第2部分)+ 2个性能测试标准(第3部分消色力/第4部分迁移性)全面构建了从“测试介质的制备”到“最终着色剂性能的定量评估”的完整闭环;通过基础混合料A(无TiO2)和B(含TiO2)两种明确区分的基础料配方奠定了测试结果的基材可比性;通过第2部分中两辊机混炼的标准化操作(160℃/200转/0.4~0.5mm厚度/5~10min时间窗口/165℃~170℃/2min压制)确保了样品制备的重复性;通过第3部分中炭黑色板反射值30%~60%的标准条件、160℃与130℃两次分散程序以及光度计法计算相对消色力提供了白色颜料增白能力的精准、定量化评价手段;通过第4部分中80℃±5℃/24h的标准迁移测试条件、500g固定荷载和GB/T 251灰色样卡沾色1~5级评级体系提供了着色剂在软质PVC中迁移性的行业公认标准评估方法。其中,相对消色力(第3部分,>100%指优于参照颜料)和沾色等级(第4部分,5级完全不沾色/1级严重沾色)是定义白色颜料增白能力和着色剂环境安全性的最核心量化指标。本系列标准为颜料和体质颜料的生产、检测和选用提供了全面、科学、系统的技术依据,是塑料加工业中评估PVC着色剂性能的核心标准文件。
对于梦能涂料而言,本系列标准是评估和推荐用于软质PVC制品的着色剂时最权威的技术文件。在为客户提供PVC制品配色或评估颜料在PVC中的应用性能时,必须严格遵循本系列标准的全部四个部分:首先使用第1部分制备基础混合料、然后使用第2部分制备标准测试样品,最后根据需求使用第3部分(白色颜料)或第4部分(所有着色剂)进行性能测试。在采购颜料时,必须要求供应商提供按本标准进行的第三方检测报告,重点审查相对消色力(白色颜料)或迁移性(沾色等级)数据。只有完整理解并严格执行本系列标准的要求,才能确保选用的着色剂在客户生产的软质PVC制品中实现优异的颜色性能和环境安全性目标。