Ukroem.ru / Кровельные материалы / Поликарбонат / Вы сейчас просматриваете:

Цветной сотовый поликарбонат: технология получения

Споры о том, хорош цветной поликарбонат или плох, ведутся уже не первый год, но единого мнения нет. Учитывая тот факт, что производство поликарбоната набирает обороты и его предлагает все больше компаний, вопрос выбора — стекло, пленка или поликарбонат — скорее, из области личных предпочтений и финансовых возможностей. Но существует некоторое преимущество жесткого пластика в том, что он имеет богатую палитру оттенков, пусть и не все из них пользуются одинаковым спросом покупателей.

Принципы окрашивания сотового поликарбоната

Производство поликарбоната
Завод по производству поликарбоната

Производство поликарбоната делится на два этапа: сначала на химических комбинатах синтезируют поликарбонатную массу, которая в гранулированном виде служит исходным материалом для получения готовых изделий. На этом этапе он еще не имеет цвета, гранулы – прозрачные, окрашивается вторичный расплав, когда из гранул льется или формуется экструзионным способом монолитный, сотовый или профилированный пластик.

Линии для производства поликарбоната из гранул устанавливают у себя многие производители кровельных материалов, в продуктовой линейке каждого, как правило, представлено несколько цветов: бронза, металлик, молочный, синий, зеленый, желтый или оранжевый (см. фото), но для заказчика большой партии предлагается изготовление поликарбоната любого цвета. Использующиеся цветовые красители должны отвечать нескольким требованиям:

  • стабильной дисперсией пигмента, поскольку высокая вязкость расплавленного поликарбоната препятствует равномерному распределению красителя по всей массе;
  • сохранению цветового оттенка в процессе распределения пигмента по поликарбонатной массе.

Были попытки смешивать пигмент с гранулами до расплавления, но ровного цвета одинаковой интенсивности получить не удавалось. Для улучшения распределяемости пигмента в поликарбонат часто добавляется полиэтиленгликоль, однако такая добавка не гарантирует отсутствия интенсивных и блеклых полос или пятен, которые может иметь листовой поликарбонат, кроме того, добавка полиэтиленгликоля снижает физико-механические свойства пластика.

Применяемое оборудование и пигменты

Цветной литой поликарбонат
Литой цветной поликарбонат

Тем не менее технология сухого перемешивания гранул и пигмента в настоящее время существует, для этого требуется экструдер с определенной глубиной захвата и медленной скоростью перемешивания, равномерность окрашивания достигается за счет изменения температуры от места подачи материала до головки на сотни градусов Цельсия. Экструдер представляет собой цилиндр со шнеком, который вращается в автоматическом режиме, гранулы и краситель подаются внутрь непрерывным потоком, в процессе движения к головке гранулы меняют свою структуру – переходят в расплавленное состояние и одновременно перемешиваются с красящим веществом. Температура расплава регулируется с помощью теплоносителя, который подается под кожух экструдера к поверхности рабочего цилиндра, теплоноситель разогревается с помощью инфракрасных или электрических нагревателей, а охлаждается с помощью вентиляторов. Винтовая резьба шнека имеет постоянный шаг, минимальный и максимальный угол наклона – 9 и 18 градусов соответственно. Диаметр шнека, измеренный по верхней плоскости зубца, не меняется по всей его длине, диаметр может иметь рабочее соотношение с длиной шнека в разных марках экструдеров от 1/10 до 1/24, скорость подачи материала низкая. Рабочий механизм изготовлен из легко чистящихся материалов, это особенно важно, когда необходимо изготавливать несколько разноокрашенных партий поликарбоната.

Красители, которые используются для производства поликарбоната разных оттенков

Пигменты для поликарбоната
Пигменты, применяемые для окраски поликарбоната

Цветной сотовый поликарбонат получают с применением минеральных красителей, содержащих окислы свинца, цинка, титана, хрома, кадмия, железа, сурьмы, а также сульфоселенидов кальция, сульфидов кадмия и пр., кроме минеральных красителей используются и органические – фталоцианиновые, как с металлом, так и без, а также органические красители на основе замещенных фталоцианинов, атомы водорода в них замещены на карбокси-, нитро-, алкокси-, сульфо- арилокси-, амино-, тиоциангруппы. Используются красители и на растворимой основе, например, оксазиновые, трифенилметановые, антрахиноновые, последние интересны тем, что сохраняют стойкость окраски при температурах до 700 градусов. Органические красители часто смешивают с белыми пигментами, такими как двуокись титана.

Качественное распределение пигмента по поликарбонатной массе зависит от того, с какой частотой вращается шнек. Интенсивность цвета обратно пропорциональна частоте вращения. Рабочими скоростями для разных цветов является область от 20 до 280 оборотов шнека в минуту.

Технология получения цветного поликарбоната

Цветные гранулы
Цветной гранулированный поликарбонат

Первоначальное смешивание гранул и красителей можно осуществлять с помощью вальцев и смесителей любой конструкции, они бывают ленточные, грибовидные, двухконусные и т.д. Краситель должен составлять от общей массы не менее 0,1 и не более 5%, самые лучшие результаты получаются, если его количество составляет 0,5-1%. Напомним, что речь идет об окрашивании ячеистого поликарбоната, цветной монолитный поликарбонат изготавливается несколько иным способом. Вначале весь объем красителя, который идет на изготовление партии листов определенного цвета, перемешивается с небольшим количеством гранул, это необходимо для получения интенсивной окраски, окрашенные гранулы затем подаются к основной массе. Температура на входе в экструдер составляет 350 градусов, оптимальным считается диапазон от 260 до 300 градусов, к выходной головке температура снижается до 160-180 градусов. Давление в этом процессе критичным не является и варьируется в широком диапазоне: от 3,43 до 68,6 мПа, но следует отметить, что давление в 49 мПа уменьшает степень дисперсии цветового пигмента, а рабочее давление в диапазоне 20,6-41,2 мПа накладывает ограничения на объем загружаемого в экструдер сырья.

Подобная технология не препятствует использованию нескольких красителей для получения определенного оттенка, а также не мешает добавлению в поликарбонат пластификаторов, стабилизаторов, наполнителей, антиоксидантов.

Способ поверхностного окрашивания

Разноцветный ячеистый поликарбонат
Ячеистый поликарбонат разных цветов

Существует еще один способ окрашивания поликарбоната, при котором краска наносится на поверхность уже сформованных листов или других изделий, их погружают в ванны с красителем, который не растворяется в воде, но растворяется в маслах, температура раствора составляет 60 градусов. Кроме красителя в раствор добавляются ПАВы, например, дитретоктилсульфосукцинат натрия и сольвентнафты. Этот способ хорош для листов, использующихся в помещениях, поскольку стойкость его окраски ниже, чем у вышеописанного. Сколько стоит такой лист, можно уточнить у продавцов или производителей поликарбоната. В любом случае цена его будет несколько ниже, чем цена на аналогичный лист, окрашенный обычным способом.

Дополнительную полезную информацию можно получить из видео: