彩色橡膠制品與橡膠著色劑的介紹運用！
圖片橡膠制品制成黑色、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。
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)設計的角度，以印象產(chǎn)品外觀的色彩，去提升商品價值，去制造給人以美的藝術感的產(chǎn)品。

2、分類標識和警示作用：橡膠制品，特別是安裝在設備內部重要的位置，如密封件配件，防塵罩，膜片，O形圈等，以及復合膠管層，特殊專用膠墊，需要以不同顏色標識，便于區(qū)別和維修。一些外裹橡膠材質的電纜電線，用符合孟塞爾色標十色譜進行著色標識，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、增強橡膠的導電性能。眾所周知，非極性橡膠導電性很差，可以說絕緣性是它的特點，即使是極性橡膠，其導電性能也不能滿足不同導電需求，而加入兼具導電功能的著色劑炭黑如乙炔炭黑，就能彌補橡膠導電性能的不足。
5、某些著色劑的耐熱功能。有些無機著色劑加入橡膠中，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，精心挑選經(jīng)濟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：無機著色劑和有機著色劑。
　一、無機著色劑
通常情況下使用的無機著色劑有氧化鐵、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。所有的這些色調都比較暗淡，全部以相當細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（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到泛紅的藍色等色調。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用和任何有可能觸及果汁等酸性物質的室內用途。群青在橡膠中的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。
氧化鉻綠可提供藍綠色調，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。
所有無機著色劑的著色劑都較弱，其正常的用量為膠料總質量的2%～5%。無機著色劑一般比有機色劑更容易分散，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著色劑來說，事實上，所有的著色劑粉塵飛揚均很嚴重，生產(chǎn)過程中必須采取預防措施。
1．二氧化鈦（鈦白粉）

分子式TiO2。
性質 無臭無味的白色粉末。相對分子質量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、有機酸、稀無機酸、有機溶劑和油，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，有促進聚氯乙烯老化的作用，主要適用于室內使用的制品，但該型略帶藍色，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40份。對噻唑類和次磺酰胺類促進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 白色粉末。細度（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，易結團，使用時應充分混煉。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。
性質白色六角晶體或粉末。相對分子質量81.38。相對密度5.5~6.5。熔點1720℃。折射率1.95～2.0。細度（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不到著色的目的，配合量需高達60份，但因對橡膠有較強的解聚作用，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）
化學組成 硫化鎘和硒化鎘的混合物
分子式
CdS·CdSe。
性質 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，多用于硬質橡膠制品。
5．氧化鐵紅（鐵丹、鐵紅）
化學組成 三氧化二鐵
分子式Fe2O3。
性質 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 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，可溶于無機酸和堿。貯存時應與酸性和堿性物質隔離。中鉻黃和深鉻黃的色光與標準樣同，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，混煉時應注意先使本品分散均勻，然后再加硫黃。
7．鋅黃（鋅鉻黃）
化學成分 鋅鉀鉻酸鹽的復合物
性質 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 無定形藍綠色粉末，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，應用時須混煉均勻，可用于硬質橡膠制品。
9．群青
化學成分 大致為含有多硫化鈉而具有特殊結構的硅酸鋁。
性質 藍色粉末，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%?；九浞街?05%±5%。篩余物（300目篩）≤0.5%（特級663型≤0.10%）。
使用性能 藍色著色劑，在白色膠料中使用時有提色作用，可清除膠料的黃光。用量較大時應注意對硫化速度的影響，不適于耐酸制品。
　二、有機著色劑
出于美觀方面的考慮，為了獲得色彩艷麗的橡膠制品，需使用無機著色劑無法提供的具有鮮艷色澤的有機著色劑。正是由于這一原因，導致了有機著色劑在橡膠配合工藝中的大量應用。雖然大部分有機著色劑無法像無機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)生相當誘人的外觀。
有機著色劑的單價比無機著色劑高得多，不過，它們的使用效果也好得多，但一般來說，有機著色劑的使用成本還是比無機著色劑高。
　著色劑種類及名稱對照表
注：熱穩(wěn)定性是指常壓下硫化的數(shù)值，連續(xù)硫化或非常短的硫化循環(huán)通常允許更高的溫度；光穩(wěn)定性用褪色試驗機測試，在一般的橡膠應用中，級別為1～2的著色劑往往令人滿意，在某些特別的應用場合才選擇級別為3的著色劑。
1、有機紅著色劑
紅色可能是受歡迎的顏色，但由于有機紅著色劑的化學性質，它也可能是讓人討厭的顏色。用于彩色橡膠制品的有機紅著色劑有8大類（見表1），它們分別是：永固紅2B；吡唑啉酮紅；硫化紅；喹丫酮紅；萘酚紅；立索爾寶紅；色淀紅Ｃ；立索爾紅。
用途廣的永固紅2B包括鋇紅鹽和鈣紅鹽。鋇鹽提供橙色調紅，鈣鹽提供微藍色調紅。兩者混合可以產(chǎn)生多種色調。這些顏色濃烈而鮮艷，相對較易滲色。它們具有適宜的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性，不過，硫化溫度一旦超過175℃它們就會開始褪色。
吡唑啉酮紅提供的色調介于鋇鹽與鈣紅鹽兩種永固紅2B之間。吡唑啉酮紅色調因具體的種類而各異，但彼此之間的差異不是特別大。吡唑啉酮紅的顏色是鮮艷、明快、透明的，是純粹的有機著色劑，而不是鹽。吡唑啉酮紅具有優(yōu)異的耐皂質滲色性，其熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性大致相當于永固紅2B。吡唑啉酮紅是獲準用于接觸食物的橡膠制品的有機著色劑。它的使用成本高于永固紅2B，但是其特殊的色調、良好的耐滲色性及其在醫(yī)療方面的應用又使人們離不開它。
硫代紅是技術上無可挑剔但價格昂貴的著色劑。它僅僅用于不常見的色調，而且經(jīng)常摻和起來使用。
喹丫酮紅具有卓越的技術性能，但其價格相對較貴。這種著色劑獲準用于食物接觸的橡膠制品。
萘酚紅不同的鹽可以提供從橙紅到藍紅的多種色調。與永固紅2B相比其價格較貴，所以只在對耐皂質滲色性有突出的要求時才使用。
立索爾寶紅、色淀紅C和立索爾紅則是價格較低的著色劑，過去一直大量使用。不過，它們的技術性能比較差，隨著對橡膠制品質量和使用期限的日益重視，這類著色劑用得越來越少。
橡膠色母料通常是擠出、模壓和壓延彩色橡膠制品生產(chǎn)商的首選。這種色母料一般是以大約50%的著色劑含量且高分子量粘合劑的形式制備的。其用量一般為膠料總量的1%～3%。吡唑啉酮紅和永固紅2B較難分散，因此，對于這兩種著色劑大力推薦采用橡膠色母料。
　2、有機橙著色劑
常用的有機橙著色劑分為兩大類，即鄰聯(lián)茴香胺橙和二芳基橙。鄰聯(lián)茴香胺橙提供的是純凈而有點偏紅的橙色調，而二芳基橙的色調則更黃一些。這兩種著色劑的不褪色性能均相當好，而二芳基橙具有更好的耐光性能。這兩種產(chǎn)品都比前面提到的有機紅著色劑更容易分散，但是仍然推薦使用橡膠色母料。其色母料的濃度和使用量與紅色橡膠色母料相同。
　3、二芳基黃
二芳基黃著色劑可提供鮮艷、純凈的黃色調。這樣的著色劑共有4大類，其區(qū)別在于對分子的取代程度不同。這些種類分別被命名為AAA、AAOT、AAMX和AAOA（如表1所示），它們是按不褪色性從差到好的順序依次排列的。這些著色劑被認為是容易分散的著色劑。不過，廣泛使用的還是橡膠色母料，這些色母料的特性與前述顏色相同。
　4、酞青藍
這是藍色橡膠制品用的主要著色劑，它有各種各樣的色調，以紅色調者在橡膠中的用途廣。這類顏色的熱穩(wěn)定性差，因此，使用酞青藍時必須考慮硫化溫度。非結晶型酞青藍的紅色調較少，但是熱穩(wěn)定性卻要好得多。綠色調的酞青藍與其它種類相比，其強度相當弱，而熱穩(wěn)定性則好得多，價格也更昂貴。酞青藍著色劑很難分散，應以橡膠色母料或色膏的形式使用。這種橡膠色母料的性能與其它顏色的橡膠色母料類似。
　5、酞青綠
這種著色劑也有幾種色調，從微黃綠色到微藍綠色，它是綠色橡膠制品用的多的一種著色劑。很多綠色橡膠制品是把黃色、藍色及這種綠色摻合起來進行生產(chǎn)的。酞青綠的各種色調均有優(yōu)異的技術性能，并且全都很難分散。對于這種著色劑再次推薦使用橡膠色母料，該色母料的特性與其它顏色的橡膠色母料類似。
　顏色的搭配
以上是有關橡膠膠料及其所選用的著色劑的基本信息。然而，很少有橡膠制品是用一種著色劑（無機的或有機的）生產(chǎn)的。在正常情況下，橡膠制品的終顏色是由某些特殊的顏色搭配起來形成的，因而，顏色搭配是成功地生產(chǎn)彩色橡膠制品的基本要求。再者，由于任何一種彩色制品均與流行時尚有關，人們對新穎色彩的要求日益提高。
要讓一種橡膠制品跟另一種橡膠制品顏色搭配確實是一件困難的事情
橡膠著色、拼色原理：
從橡膠制品配色的光學現(xiàn)象可知，顏色可以互相混合產(chǎn)生不同於原來顏色的新顏色，這種混合可以是顏色色光的混合（色光相加混合），也可以是顏色色料的混合（色料相減混合）。另外顏料大多不是單純的一個色調，往往帶有一定的色光，給拼色時帶來一定困難，現(xiàn)就拼色的一些基本原理述如下。
顏色色料的混合—色料相減混合
人眼對紅、綠、藍為敏感，大多數(shù)顏色可通過這三種顏色按照不同的比例合成產(chǎn)生。
顏色色料的混和為相減混合，一般僅用紅、黃、藍三種顏色色料來混合。所謂紅色是透過紅色波長，吸收中間綠色及附近的顏色波長。當黃、藍混合時，黃色顏料吸收短的波段，藍色顏料吸收長的波段，只剩下中間綠色波段透過，則人們感受為綠色。同樣，紅、黃混合時剩下560nm以上的波段透過，即為橙色。同理，紅、藍混合在一起，成為紫色。因為各種顏料對射入的光線總從原來色光中減去一些色光，所以這種混合稱為相減混合。
顏色色光的混合—相加混合
補色定律：若兩個顏色相混合產(chǎn)生白色或灰色，則兩個顏色為互補色。兩個互補色以適當比例混合，產(chǎn)生白色或灰色。若按其他比例混合，便產(chǎn)生近似比重大的顏色成份的非飽和色。
中間定律：若任何兩個非補色相混合，便產(chǎn)生中間色，其色調決定於兩個顏色的相對數(shù)量，而接近比例大的顏色。中間色的飽和度決定於兩者在色調順序上的距離，兩者距離越近，飽和度越高，反之飽和度越低。
代替律：相似色混合後仍相似，感覺上相似的顏色可以互相代替。
幾個拼色問題
我們必須注意顏料在拼色時，除了在原色的拼合外，也還產(chǎn)生色光的拼合，這是因為每種顏料不止一個吸收率。例如，典型的孔雀綠在乙醇的吸收光譜中，它的兩個吸收帶是在可見光的紅光區(qū)和紫外區(qū)。拼色的幾個問題簡述如下。
消光原理
當要改變某些色光或白、黑色制品要求雪白或烏黑時，就要利用補色原理來改變色光或消除某些黃光。例如黃光藍色加以微量紫色就變成紅光的藍，這是因為紫色是由紅、藍光組成，藍光可以減去黃光，這樣就增強了紅光，變?yōu)榧t光藍。紅光藍加入少量綠，可以變成黃光的藍。
色調
色調是用以區(qū)分各種顏色的基礎，因顏料本身缺少純色源，為了求得一種色調，往往需要用不同顏色來拼色成為純正色調。橡膠材料色時，就是常常采取一種顏料為主要色料，再拼合少量其他色來使色調純正。
顏色深、淺控制
橡膠材料色時，常常采取一種顏料為主要色料，再拼合少量其他色來使色調純正。
橡膠材料的色深、淺控制，通常認為要使顏色變深就加黑，顏色變淺就加白色，這樣呈現(xiàn)色調變灰，明亮度和飽和度也受了影響，拼出的色彩不鮮艷。
顏色的深淺程度，主要是由色料吸收率所決定，也是原色光在三原色的光的總強度中所占比例的一種重度。例如主要的原色光全部是紅光而沒有綠光和藍光時，則看到的非常飽和的紅色，也就是較純的紅色。