着色剂为何会影响抗氧剂、光稳定剂作用效果？

改变塑料材料色泽、同时赋予塑料制品靓丽外观的颜料或染料均可称为塑料着色剂。着色剂着色的塑料制品的生产消费量占全部塑料制品生产消费的80%以上。

图 着色剂（色粉）

由于着色剂分子中所含化学元素种类不同、化学结构不同，塑料着色剂产品不仅用途、着色力、遮盖力、着色持久性或牢固性、耐候性、耐化学品性、毒性等主要性能存在显著差异，而且对着色塑料制品的加工成型性、加工过程的热氧稳定性、使用过程的光、氧稳定性能产生一定影响。

尤其对光、氧稳定化的着色塑料制品，塑料着色剂若与抗氧剂、光稳定剂配合不当，即可导致着色塑料制品过早褪色或变色，又可加快着色塑料制品的光、氧老化速度。

一 着色剂对抗氧剂作用的影响

铬黄是不透明的无机着色剂，可用于聚烯烃、聚苯乙烯、丙烯酸树脂等热塑性塑料，其着色力强、遮盖性好，耐水和耐溶剂性优良。

但因铬黄是铬酸铅或碱式铬酸铅同硫酸铅组成的含铅化合物，与含硫抗氧剂DLTP、DSTP、1035、300等共用，在塑料加工的高温条件下会发生化学反应，生成黑色硫化铅，影响塑料制品的外观，也大幅度削弱了抗氧剂的防热氧老化作用。因此，含铬着色剂不能与含硫抗氧剂共用。

此外，聚丙烯分子链中含有叔碳原子，极易受氧引发而分解，在加工、储存和应用过程中必须使用抗氧剂进行防老化保护。在着色聚丙烯中，某些着色剂会与低分子受阻酚抗氧剂发生化学反应，而削弱抗氧剂的作用。部分着色剂对聚丙烯中低分子酚类抗氧剂的作用影响（表）可分为三类： 

表1 着色剂（15%）对加有酚类抗氧剂聚丙烯的热氧稳定性的影响

• 严重影响：槽法炭黑、单偶氮红3B、喹吖啶酮品红、酞菁蓝、氧化铁黄棕；

• 中等影响：酞菁绿、炉法炭黑、群青、氧化铬绿；

• 稍有影响：镉黄、（硫化）汞镉红、金红石型二氧化钛。

珠光粉在某些树脂中与单酚抗氧剂BHT共用时，会使白色制品变黄而引发产品质量问题。

二 着色剂对光稳定剂作用的影响

着色剂对着色塑料制品中光稳定剂作用的影响主要有两方面作用。

一是着色剂含铜、锰、镍等重金属元素或杂质，具有光活性、光敏性，催化并加快塑料材料的光老化速度。含有游离铜和杂质的酞菁蓝会促使聚丙烯光老化；氧化铁红可使聚丙烯中苯并三唑、二苯甲酮、有机镍盐光稳定剂的效能下降20%以上；对于聚乙烯，二氧化钛、群青、氧化铬绿、钴绿、铁红等着色剂的使用，会加剧光老化。

二是某些分子结构的着色剂可与光稳定剂发生作用，直接削弱光稳定剂的效能。酸性着色剂可使受阻胺光稳定剂失效；在聚丙烯中，偶氮红、黄可与受阻胺光稳定剂发生作用，偶氮缩合红BR、偶氮缩合黄3G可使受阻胺光稳定剂作用分别下降25%和50%左右。

图  抗氧剂

表2为不同着色剂对含有苯并三唑类光稳定剂（UV—328）的高压聚乙烯光稳定性的影响。可以看出，桔铬黄明显提高高压聚乙烯的光稳定性，酞菁绿和群青略有提高或无多大影响，而镉黄则降低了高压聚乙烯的光稳定性。

F.Steinlin和W.Sear用不同着色剂（1％）、抗氧剂1010（0.1％）、光稳定剂770（0.5％）和聚丙烯于285℃下纺丝，并拉伸4倍，得到80分特/24根的纤维。此纤维经过氙灯光老化试验， 

表 2不同着色剂对含苯并三唑的高压聚乙烯薄膜的光稳定性的影响

当强度下降50％时，对样品所受辐射量进行对比。对比结果说明，用有机颜料黄、红、橙分别着色的聚丙烯纤维，虽然加入抗氧剂和光稳定剂，但其稳定性低于未着色的聚丙烯纤维。

总结：对光、氧稳定化的着色塑料制品，塑料着色剂若与抗氧剂、光稳定剂配合不当，即可导致着色塑料制品过早褪色或变色，又可加快着色塑料制品的光、氧老化速度如何正确使用助剂，对于塑料制品的稳定性至关重要。因此在塑料改性过程中，对于助剂结构与性质的了解与掌握，是非常重要的。

文章作者李杰，艾邦高分子整理编辑

作者简介

李杰高工主要从事塑料抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂等塑料防老化功能助剂、功能母料及塑料功能材料的科研、开发、生产、检测、应用及企业管理工作。

曾任北京市农药-助剂质量监督检验站站长、北京助剂研究所所长、北京化工三厂总工程师等职务。

现任北京加成助剂研究所所长、北京天加科技有限公司总经理，并任中国石化联合会中小企业工作委员会副主任委员、科技部中小企业创新发展基金专家库专家、全国塑料标准化技术委员会老化试验方法分会委员、中国塑料加工工业协会专家委员会专家、中国塑编协会专家、中塑协塑料助剂专业委员会专家组专家，《增塑剂》编委会副主任委员、《精细与专用化学品》、《塑料助剂》、《合成材料老化与应用》编委，中国塑料加工工业协会改性专委会常务理事、工程塑料专委会理事、中国染料工业协会色母料及功能母料专委会委员等职。

2006年、2014年，二次获得中国石油和化学工业联合会授予的“中国石油和化工优秀民营企业家”称号。

获得国家发明专利和北京市科学技术进步奖，发表论文90余篇，主编《塑料助剂与配方设计技术》（第一版、第二版、第三版）、《聚氯乙烯助剂与配方设计技术》、《塑料稳定剂及其应用》、《塑料光稳定剂与应用技术》(化学工业出版)、《塑料润滑剂及表面助剂》（中国石化出版社）等专著，参与起草国家标准《塑料热老化试验方法》GB/T 7141-2008等。

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