二氧化钛添加量对高温尼龙颜色和性能影响

陶祝庆

（富士康科技集团 苏州 昆山 215300）

二氧化钛添加量对高温尼龙颜色和性能影响

陶祝庆

（富士康科技集团 苏州 昆山 215300）

在高温尼龙配色过程中，无机颜料二氧化钛添加量的不同对高温尼龙配色过程中颜色和性能有很大的影响，通过测试色差和力学测试的研究得出二氧化钛最恰当的添加量，对工程配色人员有很好的指导性，为塑料制品的生产提供了依据。

高温尼龙；二氧化钛；配色；添加

1 引言

二氧化钛别名钛白粉，分子公式TiO2，相对分子质量79.90，染料索引颜料白6 C.I.P.W.6(C.I.No.77891) 。二氧化钛是很好的白色颜料，广泛用于涂料、塑料、化学纤维和化装品中，其生产工艺流程长，技术复杂，其先进的生产技术至今仍然为国内少数公司所垄断[1]。随着塑料行业的飞速发展，许多塑料连接器产品朝着轻、薄、短小、颜色多样化方向发展，尤其对高温尼龙的配色提出更高的要求。在配色过程中的第一步必须要给塑料打底色，即添加适量的二氧化钛以遮盖塑料本身自带的淡黄色。从而更好地发挥电脑模拟配色的能力，加快配色效率。但是超量的添加又会对高温尼龙的材料性能带来影响。为了最大限度的降低此影响导致的产品不良，本工作研究并比较了不同二氧化钛添加量对高温尼龙HTN配色过程中颜色和性能的影响。

2 实验部分

2.1 主要原料

二氧化钛，规格R350，美国DUPONT公司，产地中国上海；

高温尼龙HTN，规格HTN FR52G30NH，美国DUPONT公司，产地中国上海；

扩散油，规格AK1000，德国瓦克公司，产地广东深圳；

2.2 主要设备和仪器

色差分光仪，GretagMacbeth Color-Eye 7000A，美国爱色丽公司。

射出成型机器，SE100D，日本Sumitomo Heavy Industries.Ltd；

摆锤冲击试验机，INSTRON5567，英国英斯特朗有限公司；电子万能材料试验机，HT-8041，台湾弘达仪器。

2.3 样品制备

设置高温尼龙HTN干燥条件为干燥温度120℃，干燥时间4hrs。原料干燥结束后，取出原料冷却，待常温后，使用微量天平分别秤取二氧化钛0g，5g，10g，15g，20g，30g，40g，然后分别加入500g高温尼龙HTN中。对应加入扩散油0g，1g，2g，4g，6g，8g，在透明加厚塑料袋子中混合均匀。再在射出成型机器中注塑样条，设置下料温度50℃，1段温度300℃，2段温度300℃，4段温度310℃，5段温度310℃，螺杆转速120RPM，模具温度120℃，待温度参数到达设置温度后，射出成型得到7组哑铃试片和长条试片以便测试使用。

3 结果与讨论

3.1 不同二氧化钛添加量对高温尼龙HTN颜色的影响

使用色差分光仪测试样品试片，可以使用L*，a*，b*，DE*这4个参数来区分不同颜色之间的差别，L*正向越大，说明颜色越白，L*负向越大，说明颜色越暗；a*正向越大，说明颜色越红，a*负向越大，说明颜色越绿；b*正向越大，说明颜色越蓝，b*负向越大，说明颜色越黄。DE*不存在负数值，DE*越大表示两个样品在颜色上的差别越大。

由表1可以看出，选择没用添加二氧化钛的高温尼龙HTN即1～0g做为标准样，并测试其L*，a*，b*数值，2～5g，3～10g，4～15g，5～20g，6～30g，7～40g做为比较样。从数据上进行比较，随着添加量的增加，2号～7号色差DE*逐渐增加，即试样表现得越来越白，2号～3号添加量增加5g，虽然L*值变化不明显，但是b*值变化还是蛮大的，此比例不能说明添加量已经达到饱和状态。4号～5号添加量增加5g，L*数值变化0.7，5号～6号随着添加量继续增加10g，L*数值只变化0.7，说明随着二氧化钛添加量的增加，体系所表现的颜色趋于饱和。

表1 7种试片条所测试的L* a* b*以及DE*

3.2 不同二氧化钛添加量对高温尼龙HTN力学性能的影响

为了表征材料的力学性能，塑料连接器行业一般对塑料材料进行三级检验测试，其中包含塑膠抗拉強度/伸長率/抗折強度/抗折模数/衝擊強度的测试。

由表2可以看出，随着二氧化钛添加量的增加，高温尼龙抗拉强度，抗折強度，抗折模数，衝擊強度逐渐降低，这是由于作为颜料的二氧化钛本身分子量较大，化学成分稳定，在高分子聚合物尼龙中很难枝接到高分子结构中，只会降低高分子之间的分子结合力，添加量越多，高分子之间的分子结合力越弱。另外二氧化钛颗粒直径约在200～350nm之间，具有较高的比表面积，添加量越多，尼龙聚合体中很容易团聚而造成分散不良[2]，导致高分子之间的分子结合力变差。10g～20g添加量之间，伸長率保持一个稳定数值，对比0g添加量伸長率数值，伸長率下降5%；超过30g伸長率继续降低，伸長率下降10%，不符合连接器设计经验，即体系二氧化钛添加量最好控制在小于4%之内。

表2 7种试片条所测试的力学性能数据

4 结论

（1）随着二氧化钛在高温尼龙HTN中的添加量的增加，其白度不断增加。当浓度超过3%时，白度上升缓慢，说明二氧化钛所能给体系带来的增白效果已经达到饱和状态，故推荐二氧化钛的添加量在3%之内。

（2）随着二氧化钛在高温尼龙HTN中的添加量的增加，高温尼龙的各项力学性能逐渐下降，10g～20g添加量之间，韧性保持一个稳定数值，从保持材料性能角度考虑二氧化钛添加量最好控制在小于4%之内。综合颜色和材料性能双重考虑，二氧化钛的添加量最好控制在在3%之内。

[1]吴立峰主编.塑料着色和色母粒实用手册.北京:化学工业出版社，1998.9.

[1]吴立峰主编.塑料着色和配方设计手册.北京:化学工业出版社，2009.4.

TQ342 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）02-0025-02