第二节 色母粒和添加剂
膨体长丝（BCF）的生产为熔体纺丝，即采用原液着色，颜色则通过色母粒计量添加。
色母粒是把超常量的颜料均匀载附于树脂之中而制得的具有一定尺寸的颗粒。由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂，经良好分散而成的塑料着色剂，其所选用的树脂对着色剂具有良好的润湿和分散作用，并且与被着色材料具有良好的相容性。
色母粒主要由颜料、载体和添加剂聚合而成。即颜料+载体+添加剂=色母粒。
色母粒着色是现今最普遍采用的塑料着色法。
一、基本成分
1.颜料或染料
颜料又分为有机颜料与无机颜料。有机颜料与一般无机颜料相比，通常具有较高的着色力，颗粒容易研磨和分散、不易沉淀，色彩也较鲜艳，但耐晒、耐热、耐候性能较差。无机颜料的粒子不熔化，必须很细，才能顺利通过喷丝板而不造成堵板现象。
常用的有机颜料有酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、偶氮红等。常用的无机颜料有镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等。
2.载体
色母粒的载体就是色母粒的基体。专用色母一般选择与制品树脂相同的树脂作为载体，两者的相容性最好，但同时也要考虑载体的流动性，载体必须有很好的可纺性，流动性能好。
生产BCF常用的载体有：聚丙烯（PP）切片用于生产丙纶膨体长丝（PP—BCF）色母粒的载体；聚己内酰胺（PA6）切片用于生产锦纶膨体长丝（PA6—BCF）色母粒的载体；聚酯（PET）切片用于生产涤纶膨体长丝（PET—BCF）色母粒的载体。
3.分散剂
促使颜料均匀分散并不再凝聚，分散剂的熔点应比树脂低，与树脂有良好的相容性，与颜料有较好的亲和力。最常用的分散剂为聚乙烯低分子蜡和硬脂酸盐。
4.添加剂
添加剂主要有：抗老化剂、抗静电剂、阻燃剂、增亮剂、抗菌剂、抗静电剂、抗氧化消光剂和增白剂等品种，分散性能要好，色牢度要高，除非客户提出要求，一般情况下色母中并不含有上述添加剂。
二、性能质量要求
色母粒外观质量要求：颗粒大小均匀，无太长、无粘连、无粉末。
对称重计量的影响：如果有太长和粘连的颗粒，就有可能堵计量螺杆，造成色母粒加入量减少，而形成色差。如果粉末太多，就会在色母粒出口处形成堆积，影响色母粒的加入量而产生色差。
对体积计量的影响：受色母粒颗粒均匀度的影响，每一种颜色的比例是不一样的。如果有太长和粘连，就会造成堵螺杆或计量孔的现象，造成色差。
1.熔融指数
色母粒的熔融指数（MFI）要高，因色母粒对聚丙烯切片的流动性都有一定的阻碍性，黑色和蓝色的阻碍性最大，因其颜料主要为有机炭黑。当色母粒的熔融指数高于聚丙烯切片的熔融指数时，色母粒容易熔化，渗透到聚丙烯熔体里，使得原液着色的熔体颜色混合均匀，不易形成色差。
2.含水率
色母粒的含水率要小于0.1%。如果色母粒含水率高于0.1%，水分在喷丝板之前无法挥发，很容易形成“气泡丝”，导致纤维断裂，生产过程中断头增多，成品形成毛丝较多，断裂强度也会下降。
3.灰分
在保证颜料粒子大小的前提下，尽可能保证较低的灰分。色母粒的灰分含量要小于100mg/kg，即小于0.01%。
色母粒灰分含量高，不仅堵滤网和喷丝板，缩短了其使用周期，而且还易产生毛丝。堵板严重时，会导致计量泵漏熔体，断头较多，还导致纤维断裂强度下降。
4.耐热性
色母粒所选用的颜料，最基本的要求是要经得起纤维生产过程中的温度，保持其色牢度的稳定，不能因为纺丝温度而引起颜色的变化，耐热温度一般聚丙烯色母粒要求为260℃以上，聚己内酰胺色母粒要求为300℃以上，聚酯色母粒要求为320℃以上。
5.分散性
色母粒用颜料应分散性优良，而且在色母粒中要分散均匀，且使用的分散剂不会降低丙纶的品质，否则不能生产出品质好的原液着色纤维，运行也不稳定，在牵伸纤维时易断裂或产生异常纤维。
6.耐光性
在光的作用下有些颜料有光敏作用，使着色纤维褪色和脆损，而颜料的耐光性基本与其化学结构有关，所以在制作色母粒时要充分注意颜料的耐光性，耐光性差的颜料需要使用时，可以考虑添加紫外线吸收剂。
7.稳定性
色母粒中使用的颜料对着色纤维要有优良的稳定性。即着色纤维聚合物经长时间接触热、光或经受高温时颜料不会与纤维反应，形成新的化学基团使聚合物性能降低。所以色母粒中应选用尽可能纯的颜料，不含铁、铜、铅等盐杂质，保证着色纤维的物理性能优良。
8.耐水性、耐干洗性和耐油性
着色纤维制品在使用过程中难免要经过水洗或溶剂干洗，要接触到油剂，特别是用于地毯时，所以其使用的着色剂要有良好的耐水洗性、耐干洗性、耐油性。
一般采用的色母粒技术是湿法工艺。色母粒料经水相研磨、转相、水洗、干燥、造粒而成，只有这样产品质量才能得到保证。另外，颜料在研磨处理的同时，还应进行一系列色母粒技术检测，如测定砂磨浆液的细度、测定砂磨浆液的扩散性能、测定砂磨浆液的固体含量以及测定色浆细度等项目。色母粒具体质量要求见表2-4。
表2-4 色母粒质量要求
丙纶BCF色母粒以唐山丰彩塑胶有限公司最专业化，其配色精准，色牢度高，供货及时，可纺性高，质量稳定。且外观颗粒大小均匀，无长条、粘连和粉末，适应体积和称重两种色母粒计量方式，在BCF色母粒界享有卓著的声誉。现在与美国西雅图化学有限公司合作，生产尼龙（PA）色母粒系列产品，正式跨入锦纶BCF色母粒高端市场。正在开发涤纶BCF差别化功能色母粒，已满足涤纶BCF高附加新产品的要求。