Cách sử dụng sắc tố để tạo màu cho sản phẩm cao su

Nhà sản xuất Pigment Blue 60 cho biết có hai phương pháp chính để tạo màu cho sản phẩm cao su: tô màu bề mặt và tô màu trộn.

Tô màu bề mặt

Tô màu bề mặt là phun sắc tố lên bề mặt sản phẩm cao su để tạo màu cho bề mặt sản phẩm. Phương pháp này có hiệu quả nhất định đối với sản phẩm tĩnh, nhưng đối với sản phẩm động, sắc tố trên bề mặt dễ bong tróc và phai màu.

Tô màu trộn

Tô màu trộn là phương pháp phổ biến nhất và là phương pháp chủ đạo trong tạo màu cao su. Tô màu trộn cũng được chia thành phương pháp dung dịch và phương pháp trộn, trong đó phương pháp trộn gồm tô màu bột khô, tô màu hồ (color paste), tô màu hạt và tô màu masterbatch cao su.

1. Tô màu dung dịch

Tô màu dung dịch là dùng dung môi khác hòa tan cao su thành dung dịch có nồng độ nhất định, sau đó thêm sắc tố và các hợp chất cao su (trừ lưu huỳnh) vào dung dịch, khuấy trộn đều ở nhiệt độ xác định rồi sấy khô để loại bỏ dung môi, cuối cùng cho lưu huỳnh vào máy cán luyện. Phương pháp này thao tác phức tạp, sắc tố và chất tương hợp dễ phân tán không đều, gây sai khác màu, dung môi khó thu hồi, dễ gây ô nhiễm môi trường, hiện nay đã ít được sử dụng.

2. Tô màu phương pháp trộn

Hiện nay, tô màu bằng phương pháp trộn là cách phổ biến nhất để tạo màu cho sản phẩm cao su, tức là cho sắc tố trực tiếp hoặc trộn trước với vật mang rồi đưa vào cao su, sau đó trộn đều qua máy cán luyện để tạo màu cho cao su. Các cách cụ thể như sau:

Tô màu bột khô

Phương pháp này là cho trực tiếp sắc tố bột vào cao su cùng với các phụ liệu nhỏ và trộn trong máy cán luyện. Ưu điểm của phương pháp này là thao tác đơn giản và chi phí thấp, nhưng khi trộn bụi lớn, gây ô nhiễm môi trường, khó phân tán đều, có sai khác màu; nếu hạt quá cứng và quá thô còn gây các vấn đề chất lượng như điểm màu, sọc hoặc nhiễm bẩn phổ màu, hiện nay ít được sử dụng. Để thuận tiện sử dụng, bột sắc tố có thể được chế thành sắc tố tiền phân tán cùng với axit stearic và sulfat…, loại sản phẩm này đã có bán trên thị trường.

Tô màu hồ màu

Phương pháp này là trộn trước sắc tố với phụ gia dạng lỏng (như chất hóa dẻo), nghiền bằng máy ba trục thành hồ hoặc huyền phù, sau đó cho vào hỗn hợp cao su theo tỷ lệ nhất định. Phương pháp này tránh được bụi bay, đồng thời thuận lợi cho sự phân tán của sắc tố trong cao su và tính đồng đều của màu. Tuy nhiên hàm lượng sắc tố trong hồ màu thấp, lực nhuộm không cao, khối lượng vận chuyển lớn, hao hụt nhiều và không thuận tiện cho người sử dụng.

Tô màu hạt

Có hai cách chính để chế tạo hạt sắc tố. Cách thứ nhất giống phương pháp tạo hạt của các phụ gia bột khác: bột sắc tố trước tiên được làm ẩm bằng chất hoạt động bề mặt, sau đó tạo hạt bằng nấu chảy sáp hoặc đùn nóng chảy cùng với nhựa resin; cách thứ hai là làm ẩm sắc tố bằng chất hoạt động bề mặt, sau đó dùng lực cơ học làm các hạt sắc tố mịn thành huyền phù nồng độ nhất định, rồi trộn và đồng kết với nhựa latex, tạo hạt sau khi sấy và cán. Chất hoạt động bề mặt chủ yếu là loại anion và không ion, như muối axit béo, sulfonat… Nhựa latex thường dùng latex tự nhiên. Loại sắc tố hạt này dễ sử dụng, phân tán tốt, không bụi bay, không ô nhiễm môi trường, màu tươi sáng, màu đều, không sai khác màu, là một phương pháp tô màu nhiều tiềm năng phát triển. Tuy nhiên quy trình chế tạo hạt sắc tố phức tạp và chi phí cao, hạn chế việc ứng dụng rộng rãi.

Tô màu masterbatch

Phương pháp này là trộn sắc tố, một phần chất hóa dẻo và các phụ gia khác của cao su với cao su thô bằng máy cán mở để tạo masterbatch sắc tố có nồng độ khoảng 50%, sau đó trộn vào cao su theo tỷ lệ tạo màu. Phương pháp này hiệu quả hơn đối với việc tạo màu của các sắc tố hạt mịn khó phân tán, cho màu đều và không sai khác màu. Cần chú ý đến nồng độ sắc tố trong masterbatch và khấu trừ lượng phụ gia khác có trong masterbatch.

Về lựa chọn sắc tố, việc chọn sắc tố màu phù hợp phụ thuộc vào các yêu cầu gia công đã nêu ở trên và mục đích sử dụng cuối cùng của sản phẩm, trong đó yếu tố sau quan trọng hơn. Các yếu tố sau đây phải được xem xét:

● Khả năng chống phai màu, do các yếu tố như ánh nắng mặt trời, tiếp xúc nhiệt hoặc lão hóa tự nhiên gây ra. ● Khả năng chống nhòe màu và tác động có hại đến tính chất lão hóa của nền cao su cơ bản, tránh các màu chứa đồng hoặc mangan. ● Do sản phẩm cao su màu phải cạnh tranh trên thị trường, việc giảm chi phí màu trên mỗi pound cho sản phẩm cao su lưu hóa đòi hỏi lựa chọn cẩn thận loại sắc tố kinh tế nhất để đạt được kết quả mong muốn.