Guía para el diseño de fórmulas para la línea de producción de granulación de masterbatch de color para interiores de automóviles

La apariencia y el rendimiento del interior del automóvil（Máquina de extrusión de placas ABS #jwellLos componentes ） están determinados en gran medida por el diseño de la formulación de los masterbatches de color. Estos masterbatches, que utilizan polipropileno como soporte, no solo deben cumplir con los requisitos de buen brillo y ausencia de desviaciones de color entre colores similares, sino que también deben controlar estrictamente el contenido de COV y adaptarse al entorno de uso específico de los interiores de automóviles. El diseño de la formulación de los masterbatches de color para componentes de color para interiores de automóviles se muestra en la tabla a continuación.Película de moldeo por soplado fórmula de masterbatch de color de grado).

Este artículo se centrará en los puntos centrales de la formulación de masterbatch de color para componentes interiores de automóviles y analizará las tecnologías clave en la producción industrial desde los siguientes aspectos, proporcionando referencias prácticas para los profesionales de la industria.

1. Color similar, espectro diferente

2. Brillo

3. Pigmentos inorgánicos compuestos coloreados

4. Aplicación del negro de carbón

5. Control de COV

Color similar, espectro diferente

El mayor desafío en la selección de masterbatch de plástico para componentes de color del interior del automóvil es evitar el fenómeno de "mismo color pero diferentes espectros".

Requiere lograr la coincidencia de diferentes muestras de color de plástico y el mismo color objetivo bajo diversas fuentes de luz. Cada objeto tiene su propia curva de reflectancia espectral. Cuando este objeto refleja el espectro visible al observador bajo una fuente de luz específica, se genera un valor triestímulo espectral.

Cuando los valores triestímulo espectrales de dos objetos con diferentes curvas de reflectancia espectral son iguales, se considera que estos dos objetos son condicionalmente isocromáticos.

Una vez que cambia la fuente de luz, debido a las diferentes distribuciones de energía de cada fuente, los valores triestímulo espectrales generados serán diferentes, lo que conduce al fenómeno de heterogeneidad isocromática.

La mayoría de los fabricantes de automóviles utilizan los dos conjuntos de fuentes de luz D65 F11 como base para determinar la heterogeneidad isocromática. ¿Cómo evitar el fenómeno de colores similares con espectros diferentes? En primer lugar, se debe recopilar una amplia gama de datos de pigmentos, crear una base de datos informática y adoptar tecnología de igualación de color asistida por computadora. Por ejemplo, al utilizar la igualación de color manual, es necesario comparar los pigmentos automotrices y realizar un análisis del espectro de reflexión. Esto requiere una mayor experiencia por parte de los igualadores de color.

Brillo

Como es bien sabido, los colores de la mayoría de los modelos de coches se componen principalmente de tonos fríos como el beige, el gris, el marrón y el negro. Los diferentes tonos de beige, gris y negro se nombran según sus características únicas. Por ejemplo, Y20 (gris), 95T (beige), 82V (negro) y 9B9 (negro). A estas las llamamos placas de color estándar. Los diferentes números de color representan un conjunto de valores L, a y b. La determinación del color de los componentes del interior del coche generalmente utiliza un espectrofotómetro para comparar la diferencia de color con las placas de color estándar (fuente de luz D65, fuente de luz F11). El rango de diferencia de color para los diferentes números de color varía, y se pueden encontrar detalles específicos en las especificaciones de evaluación del color para interiores de coches de cada fabricante, como la VW50190 de Volkswagen. Además, los datos sobre los colores suelen estar estrechamente relacionados con la textura del molde, el brillo, etc. La tabla a continuación muestra los requisitos de brillo para varios materiales de interior bajo diferentes colores.

Pigmentos inorgánicos compuestos coloreados

Dado que los componentes de color de los interiores de los automóviles se presentan principalmente en tonos claros, como beige y gris claro, los pigmentos inorgánicos compuestos de color son la opción preferida. Son un tipo de cristales dopados que se forman mediante la adición de uno o varios iones metálicos a la red de otros óxidos metálicos. Los iones dopados causan una interferencia especial con la luz incidente. Ciertas longitudes de onda se reflejan mientras que el resto se absorben, convirtiéndose así en pigmentos coloreados. Es decir, varios óxidos metálicos se distribuyen uniformemente en la red del nuevo compuesto químico, como una solución, pero en un estado sólido similar a una sustancia vítrea. Químicamente, puede considerarse una solución sólida estable. Por lo tanto, presenta una excelente durabilidad, alto poder cubriente, excelente resistencia al calor, a la luz, a la intemperie, a los productos químicos, alta reflectancia infrarroja y capacidad de blindaje ultravioleta parcial. Puede mejorar la resistencia a la intemperie, a la luz, el aislamiento de los productos plásticos y prolongar su vida útil.
La red granate de los pigmentos inorgánicos compuestos coloreados incorpora óxido de níquel, óxido de cromo (III) u óxido de manganeso como componentes colorantes. Elementos como el níquel, el cromo, el manganeso y el antimonio presentes en estos pigmentos granate rellenan los defectos cristalinos originales del dióxido de titanio, formando una estructura cristalina más completa y mejorando la estabilidad de la red cristalina.

Estos elementos metálicos han perdido sus propiedades químicas, físicas y fisiológicas originales. Por lo tanto, este tipo de pigmento de rutilo no puede considerarse como compuestos de níquel, cromo o antimonio ni como sus óxidos simples. La inercia de los pigmentos de óxidos metálicos mixtos es muy alta. La cantidad de sustancias solubles en agua es inferior a 2 ppm, y el ácido gástrico humano simplemente no puede disolverlas. Por lo tanto, incluso si entran en el estómago y los intestinos, son inofensivos para el cuerpo humano; el contacto con el cuerpo humano también es absolutamente seguro. Por esta razón, no se clasifican como sustancias peligrosas. Según las instrucciones del fabricante sobre compatibilidad, pureza y manipulación segura, la mayoría de estos pigmentos se consideran no tóxicos y cumplen con los requisitos para el contacto con alimentos y las normas de seguridad para juguetes.

Aplicación del negro de carbón

En el caso de piezas de automóviles o electrodomésticos, la mayoría se pintan de gris o gris claro. Por lo tanto, la selección del negro de humo también es fundamental. El negro de humo es un producto que se forma cuando los hidrocarburos se someten a una combustión incompleta y pirólisis en un horno de reacción. Según las diferentes materias primas y procesos de producción, se le denomina "negro de horno", "negro de humo", "negro de gas", "negro de acetileno" y "negro de tanque".

El humo de lámpara negra, también conocido como humo de lámpara negra, se originó en la antigua China y Egipto. En aquella época, se quemaba aceite y grasa en palanganas cónicas invertidas de porcelana o barro, y el hollín se depositaba en la superficie fría de las palanganas. Lo recogían regularmente.

Incluso hoy en día, este método de producción se conserva en gran medida, salvo que las materias primas utilizadas son aceites derivados del petróleo o del alquitrán de hulla, que se queman en una placa de hierro plana de hasta 1.5 metros de diámetro. El gas de combustión, que contiene negro de humo, se recoge mediante una campana extractora interior revestida de ladrillo y, a través de curvas y conductos de evacuación de humos, llega al dispositivo de deposición.

Para controlar las propiedades del negro de humo producido, es necesario garantizar que las materias primas experimenten principalmente una combustión incompleta cerca del espacio entre la placa de combustión y la campana extractora. En el tubo situado justo al lado, la combustión se produce en condiciones de oxígeno insuficiente, lo que genera partículas de negro de humo más grandes. Por estas razones, el negro de humo presenta una distribución granulométrica más amplia, siendo su principal característica su gran tamaño.

Dado que solo una pequeña parte de las partículas formadas en el espacio entre la placa de combustión y la campana extractora entra en contacto con el oxígeno del aire, estos negros de humo presentan una pequeña cantidad de óxidos superficiales, un pH neutro y muy pocas sustancias volátiles, generalmente menos del 1 %. Debido al gran tamaño de las partículas del negro de humo, su oscuridad y poder colorante son bajos. #máquinacompuesta

Es bien sabido que el gris se prepara generalmente mezclando una gran cantidad de pigmento blanco de titanio con una pequeña cantidad de negro de humo. Especialmente para piezas de automóviles o electrodomésticos, se elige más gris o gris claro, y se requiere una mayor precisión de la diferencia de color (ΔE < 0.5, L, a y b también tienen ciertos límites). Dado que la cantidad de negro de humo añadida al preparar el gris es pequeña, el error causado por la transmisión de la medición dificulta el control de la diferencia de color del producto. Por lo tanto, el uso de un pigmento con menor poder colorante puede lograr el doble de resultado con la mitad del esfuerzo. Por ejemplo, la empresa alemana Elringklinger Lamp Black 101 tiene un tamaño de partícula mayor de 95 nm, un área superficial de 20 m2/g, un valor de pH de 7.5 y tiene buena fase azul y dispersabilidad, lo que lo convierte en el colorante preferido para mezclar gris. Durante la producción a gran escala, puede reducir el impacto de los errores de medición en la estabilidad del color.

Control de COV

Los COV (compuestos orgánicos volátiles) presentes en los masterbatches de color para plásticos automotrices provienen principalmente de aditivos funcionales (agentes antiestáticos, inhibidores de rayos UV, etc.) y dispersantes. Por lo tanto, la elección de los aditivos adecuados cobra especial importancia. En este sentido, reconocidos proveedores de aditivos para polímeros, tanto nacionales como internacionales, ya han mejorado sus productos. Han lanzado una serie de aditivos que ofrecen mayor compatibilidad con polímeros, menor contenido de COV, no producen escarcha ni adherencia a altas temperaturas.

Para cumplir con los requisitos de rendimiento de diversos componentes automotrices, los materiales plásticos para piezas interiores de automóviles suelen modificarse para lograr mayor resistencia, dureza y resistencia al desgaste. Por lo tanto, los masterbatches de color se utilizan en la granulación por modificación de mezcla completa. Es necesario prestar atención a la proporción de adición y la distribución de la mezcla de los masterbatches de color para garantizar que la diferencia de color de los productos moldeados por inyección después de la mezcla y la granulación cumpla con los requisitos.