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白色母粒在塑料制品中应用广泛，钛白粉颜料对其质量有着至关重要的作用，而白色母粒中钛白粉的添加量一般在20-80%。从2016年初至今，钛白粉价格从10900元/吨涨至18800元/吨(华东地区)，这让白色母粒生产企业苦不堪言!
那么，以湿法超细碳酸钙或轻质纳米碳酸钙替代部分钛白粉颜料制备丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)白色母粒，会对白色母粒的色彩性能和冲击性能有什么影响呢?
1、实验原料及方法
湿法超细碳酸钙：CC-6000，江西广源化工有限责任公司;
轻质碳酸纳米钙：QZNM;
钛白粉：金红石型钛白粉，TYR-231;
其他原料：ABS、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺EBS等。
色母粒制备方法：原料干燥、混合、造粒、注塑、性能测试。
2、碳酸钙对白母粒样板反射率的影响
对于不透明的物体，其颜色是通过反射率来表征和体现的。
碳酸钙替代钛白粉对白母粒样板反射率的影响
由上图(a)可知：
纯钛白粉样板的反射率曲线居中，而湿法超细碳酸钙CC-6000替代比例不同的样板反射率则分布在两边，且差异不明显;
湿法超细碳酸钙CC-6000替代比例为20%时，与纯钛白粉样板的反射率曲线较为接近
由上图(b)可知：
纯钛白粉样板的反射率曲线处于上方，替代量为20%和30%时，样板的反射率与与纯钛白粉样板的反射率曲线较为接近。
机理分析：
碳酸钙能在一定程度上可阻隔颜料粒子团聚，使颜料粒子在ABS中的分散性得到改善，提高其有效浓度，从而抵消钛白粉含量下降导致的不良影响，从而保证母粒着色效果基本不受影响;
湿法超细碳酸钙CC-6000由于吸油量小，在基体中更易分散，也能更好地协助钛白粉粒子分散，从而体现了优于轻质纳米碳酸钙QZNM的替代效果。
3、碳酸钙对白母粒色彩性能的影响
色彩性能的三要素是色相、明度、饱和度。
(1)对L*值的影响
湿法超细碳酸钙CC-6000的加入使L*值增加，除了替代量为40%的样板外;
轻质纳米碳酸钙QZNM的加入使L*值下降或增加很少。
(2)对a*值的影响
a*值表示从洋红色至绿色的范围。
使用湿法超细碳酸钙CC-6000替代后，样板a*值相对变化较小，说明出现颜色的变化不明显。
(3)对b*值的影响
b*值表示从黄色至蓝色的范围。
湿法超细碳酸钙CC-6000替代后的样品主要呈现+b*，说明使用CC-6000替代后的样板更偏向黄相;
轻质纳米碳酸钙QZNM替代后的样板主要呈现-b*值，说明样板更偏向蓝相。
从整体变化趋势来看，使用两种碳酸钙替代钛白粉后，对色彩性能的影响较小，说明碳酸钙的加入不会改变钛白粉对ABS的着色效果。
机理分析：
由光学理论可知，钛白粉被碳酸钙替代后，制品中钛白粉含量降低，制品颜色应该会下降;由实验结果可知，碳酸钙替代部分钛白粉后，着色力没有下降;
钛白粉粒子之间存在着“空穴”，适量的碳酸钙粒子由于空间位阻效应可以分布在钛白粉粒子间的“空穴”中，提高钛白粉的分散性。
(4)对样板色差△E的影响
色差(△E)对色彩的变化作一个整体评价，它描述了两种颜料之间的差异，是人们对颜色差异的量化指标。色差值△E越大，说明两种颜色差异越大。
由上图可知：
在不同的替代量时，湿法超细碳酸钙CC-6000的色差值均小于轻质纳米碳酸钙QZNM;
湿法超细碳酸钙CC-6000替代量为20%和30%时，样板的色差值为0.55，明显低于轻质纳米碳酸钙QZNM;湿法超细碳酸钙CC-6000更有利于钛白粉的分散。
两种碳酸钙后会使样板产生不同程度的色差，但是它们与标样样板的色差均未超过3，即符合行业标准。
4、两种碳酸钙对样条冲击性能的影响
由上图可知：
采用碳酸钙部分替代钛白粉后，其冲击强度都有一定程度的下降，随着替代比例的增加呈逐渐下降的趋势;
在不同的替代比例时，湿法超细碳酸钙CC-6000的冲击强度要高于轻质纳米碳酸钙QZNM。
5、结论
采用碳酸钙替代部分钛白粉颜料，白色母粒样板反射率变化不明显，色差值均小于3，冲击强度随替代比例的增加呈逐渐下降趋势;
采用碳酸钙替代部分钛白粉颜料，在不降低色母粒色彩性能的情况下，可提高钛白粉颜料的分散性，同时降低生产成本，对于色母粒企业来说意义重大。
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