颜料的野心

颜料制造商正在生产颜色更鲜艳、更稳定的颜料，这些颜料可以承受更高的加工温度和多次加工，并满足可持续发展目标。

颜料行业最近的收购为颜料用户创造了更多样的产品种类，并有望加快创新步伐。例如，今年6月，总部位于德国的休巴赫集团（Heubach Group）宣布与私人投资公司 SK Capital Partners 合作收购科莱恩的颜料业务。该交易预计于 2022 年上半年完成，合并后的业务将以 Heubach 的名义运营。

拥有 200 多年生产颜料历史的家族企业 Heubach 表示，这些企业将共享“互补的产品系列和区域兼容的资产足迹”，并承诺继续优先考虑产品开发。

同月，随着日本迪爱生（DIC）集团成员太阳化学品（Sun Chemical）完成对巴斯夫全球颜料业务巴斯夫 Colors & Effects 的收购，另一项长期悬而未决的颜料交易也完成了。 这项交易最初是在 2019 年宣布的，但一直受到监管程序的阻碍。新合并的业务将提供更广泛的特效颜料、无机颜料、有机颜料、特种染料和颜料制剂产品。

德国Sun Chemical全球技术行业管理塑料主管 Christof Kujat 说：“此次收购使我们能够整合两家公司的技术能力，创造领先颜料公司的新价值，包括在日益重要的可持续性领域。”

与此同时，颜料供应商 DCL公司于2021年7月31日收购了位于美国南卡罗来纳州的Sun Chemical的 Bushy Park 制造工厂。该交易包括苝和喹吖啶酮的特种颜料系列。该公司表示，这些为包括汽车、工业涂料和工程塑料市场在内的应用提供了高色度、高耐久性、高热稳定性和透明度。Bushy Park 业务的出售解决了监管机构对这些颜料类型供应的竞争担忧。

可持续引发的兴趣

除了最近的一系列并购活动之外，颜料市场对可持续产品和应用的兴趣日益浓厚。Sun Chemical的 Kujat 表示，作为向更可持续解决方案迈进的一部分，许多聚合物加工商正在寻找生物基和可堆肥配方。可堆肥产品可能具有挑战性，因为包括着色剂在内的所有成分都必须符合成分、分解、生物降解和生态毒性标准。在欧盟内部，EN 13432:2000 是可堆肥和可生物降解包装的标准，它与欧洲包装和包装废物指令 (94/62/EC) 相关联，所有进入此类包装的塑料包装和材料都可以通过认证以符合标准。

Kujat 说：“我们的产品系列涵盖了可堆肥塑料着色的所有色彩空间。这些颜料必须满足低重金属和低NIAS（非故意添加物质）的监管要求。虽然最终使用的着色剂成分在最终配方中的百分比通常很低，但许多品牌所有者都要求高纯度。在最终产品中，即使检测到低水平的 NIAS 也会有问题。”

Kujat表示，除了目前提供的EN 13432认证颜料外，该公司正在开发一种优化的蓝色颜料制剂，能为可堆肥和可生物降解塑料提供更高的剂量和更大的配色自由度。 他说正在开发的着色剂将允许比标准酞菁更高的剂量，并且是基于 EN 13432 认证的颜料。

科莱恩颜料业务部也一直积极开发可用于可堆肥应用的颜料。该公司在今年夏天早些时候表示，其 PV Fast 和 Graphtol 颜料系列中的九种产品完全符合EN 13432标准（使用量未超过最终塑料产品的最大浓度时），并通过了奥地利TÜV的 OK compost industry认证。现在经过认证的有机颜料为适用于工业堆肥的可生物降解塑料提供了鲜艳的颜色，包括黄色、橙色、红色、粉色、蓝色和绿色。

有机颜料获得 EN 13432认证是一项关键发展。根据总部位于英国的欧洲化学品供应商 Cornelius 的高性能化学品销售经理 Tony Bruce 的说法，一些可以产生鲜艳颜色的常见有机着色剂不可生物降解，有些还含有重金属。他说：“明亮的彩色包装正是一个开始被可堆肥塑料渗透的领域”。


用于可堆肥或可生物降解聚合物的无机颜料需要谨慎选择。今年5月宣布将被美国证券投资公司 Prince International Corporation 以约 21 亿美元的价格收购的Ferro公司表示，其一些食品接触级颜料，包括群青和氧化铁颜料，符合EN 13432的要求。

重金属

朗盛无机颜料 (IPG) 业务部门塑料全球市场细分经理 Stefano Bartolucci 说：“由于重金属含量受到监管，某些类别的颜料不能用于对可再生或化石资源制成的可生物降解塑料进行着色。例如，镍、铬或铜基颜料就是这种情况。”

朗盛表示，其Colortherm品牌的氧化铁颜料几乎完全不含重金属。该公司的实验室可以测量重金属含量，以帮助客户确定可生物降解或可堆肥聚合物中允许的最大颜料浓度。Bartolucci 说：“即使颜料含量很高，可生物降解塑料的重金属含量也能稳定地保持在限值以内。”

涉及健康、安全和可持续性的法规不断发展，尤其在欧盟。Bartolucci 说：“与其他化学分支一样，颜料在塑料中的应用将受到与欧盟化学品战略相关的法律和监管变化的影响，以实现更可持续和无毒的环境。” 该战略于2021年3月获得批准。作为其他可能对无机颜料产生影响的法规的例子，他还强调了有关欧洲食品接触和玩具法规的计划修订，尽管他表示他相信该公司的无机颜料将继续能够安全使用。

可持续解决方案的另一个趋势领域——生物基改性聚合物，对颜料的要求并不那么苛刻，因为它们不需要满足堆肥标准，而且通常不像传统的化石基聚合物那样在如此高的温度下加工，用户对颜料的可选择范围更广，但食品包装或其他与食品接触的用途需要相关部门的批准。

热稳定性

Bartolucci 表示，工程塑料更高的加工温度使着色成为一项更具挑战性的任务，热稳定性是一个决定性因素。 “就有机颜料而言，高加工温度通常会导致分解加速，但无机替代品在180°C以上的温度下可能会发生颜色变化，”他解释道。

Bartolucci 表示，朗盛最近扩大了其用于耐热、高性能塑料的 Colortherm Yellow无机颜料系列。新的 Colortherm Yellow 5颜料以氧化铁为基础，Colortherm Yellow 26以铁酸锌为基础，采用该公司专有的 Laux 生产工艺制造，提高了热稳定性。两者都设计用于在 220-260°C 温度范围内进行经济高效的着色。

新牌号旨在填补常规颜料与该公司更高性能的 Colortherm Yellow 20 和 Colortherm Yellow 30 之间的温度性能差距，后者基于氧化铁和铁酸锌，热稳定性高达 300°C。Bartolucci 说：“在相同的色彩空间中具有同样高的色彩强度，它们为塑料制造商和加工商提供了极好的折衷方案。”

他补充说，这个Colortherm Yellow 系列涵盖了光、饱和黄色色调以及橙色色调的色谱。Bartolucci 称，锌铁氧体（Colortherm Yellow 26 和 Colortherm Yellow 30）的颜色强度由于其制造工艺而比同类产品高 20%。颜色强度越高，塑料着色所需的颜料添加量相应越低。

Oxide Green 30C659 是 Shepherd Color公司的一种新型深绿色颜料，据说具有出色的红外反射特性，适用于各种塑料应用，尤其是薄膜和纤维。该公司营销经理 Mark Ryan 表示，作为公司 Dynamix ED 颜料系列的一部分，Oxide Green 30C659 经过特殊加工以提供紧密的粒度分布，并经过处理以极大地提高润湿性和分散性。

“在薄膜中（这些特性）减少了超大或未分散的颗粒导致缺陷或条纹的机会，”Ryan说： “在纤维中，整体改进的分散性降低了滤网的压力并减少缺陷。”

Dynamix ED系列最近增加的另一个产品是 Yellow 30C133，它是一种 PY184 钒酸铋黄，可补充该公司NTP Yellow 和 RTZ Orange 颜料。Ryan表示，该颜料系列“用具有高热稳定性、优异分散性能和鲜艳彩色的高性能颜料全面覆盖了黄色色彩空间。”

Ferro 塑料全球营销经理 Daniel Lladó 表示，Ferro公司最近推出了 6000 系列，这是一种高分散性（低过滤测试值）系列的红色氧化铁，专为薄膜、纤维和其他要求苛刻的应用而设计。他说，该公司目前还在研究封装和表面改性技术以提高颜料性能，如加工性、耐热性和耐候性，以及耐化学品性。

疫情影响

在过去的 18 个月中，新冠疫情使表面消毒液的使用大幅增加，给颜料用户带来了新的潜在挑战 - 褪色。 Sun Chemical表示，由于对颜色稳定性测试的需求有所增加，他们将几种有机颜料直接暴露在消毒溶液中并对它们进行了研究。全球塑料技术实验室经理迈克尔威利斯（Michael Willis）说：“这项研究提供了板片与干颜料暴露于四种消毒液的颜色稳定性的比较。结果令人印象深刻，几乎没有出现灾难性的颜色失效，尤其是在高性能颜料类别中。”

机械回收在减少塑料废弃物方面发挥着关键作用。 然而，它也产生了多重挑战，其中之一是着色剂需要足够强力以承受消费后回收 (PCR) 可能经受的多个热循环。

Sun Chemical的 Kujat 解释说，多个高温处理步骤可能会导致材料降解。 “如果消费后回收材料（PCR）含有令人担忧的化学物质，例如降解的杂质，则其替代原始聚合物的能力将受到限制。因此，较低质量的PCR可能会阻碍该行业实现产品高回收的目标。这就是为什么我们看到了从更纯净、更安全、更强力的塑料着色剂就开始采取措施以确保进一步回收利用的趋势，”他说。

Kujat 说，Sun Chemical提供了一系列适用于聚烯烃机械回收的颜料，包括高密度聚乙烯。其中包括 Eupolen 和 Microlen 产品系列（前身为巴斯夫品牌），据称它们具有非常好的分散性、低翘曲和更高的颜料纯度。据说Sunfast 牌号PB15:3 249-7900和PG7 264-7700也非常适合用于 PCR，具有高着色强度和易分散。

根据 Lladó 的说法，为了延长使用寿命和重复使用塑料可能采取的举措在Ferro公司也被视为提供高耐热性和耐候性颜料的机会。而且，随着 PCR 使用的增加，还需要能够提供更均匀颜色的颜料。

Lladó 说，Ferro的群青颜料可以增强黑色或灰色的蓝色底色，避免白色或奶油色的黄色，这有助于均匀化不同来源或批次PCR可能产生的颜色变化。他说，该公司的 Nubiperf SRD 群青蓝提供了高着色强度和增强的红色底色，并且非常有效地改善了回收材料的美感。

近红外分选

回收的另一个关键点是使用近红外 (NIR) 扫描仪按树脂类型对黑色颜料材料进行分类的能力，因为传统的炭黑颜料塑料是吸收红外线而不是反射红外线。近红外或红外反射或“近红外可见”黑色颜料作为替代品在过去几年中被引入。在美国，使用近红外可见颜料的关键驱动因素是无法分拣的黑色部件会成为价值较低的材料流。这也是欧洲的一个关键驱动因素，而且塑料包装废物指令中也包含对可分类性的要求。

Sun Chemical的 Kujat 说，欧洲法规涵盖越来越多的行业，并扩展到制造过程中和生命周期结束时的环境影响。因此，需要重新设计包装中使用的颜料以实现近红外可分类。该公司的 Sicopal Black K 0098 FK（前巴斯夫品牌）是一种无机黑色颜料，用于通过近红外检测进行回收。“我们最近将2%的使用水平从使用条件 A-H 的扩展到了条件J，为可微波和可直接入烤箱的食品包装打开了大门，”他说。

朗盛的Bartolucci表示，该公司的Bayferrox 303 T黑色颜料的近红外反射率为 20%，可以使用近红外探测器进行高效的树脂识别和分类。

对近红外可分选颜料的需求也被视为 Shepherd Color公司的发展趋势。Ryan说：“由于对可回收性和可持续性的日益关注，我们看到了人们对这项技术的极大兴趣”。公司提供黑色10P925用于原始新料的深黑色和黑色10P950用于需要更高着色强度的PCR。他说：“我们一直致力于将其他颜料与这些‘红外黑’颜料一起使用，以优化深色主色调。”

同时，根据 Lladó 的说法，Ferro公司的近红外反射颜料包括颜料棕29 (24-3950FCP) 和颜料黑 33 (Nubifer NB-803K FCP)，自2020年6月以来，这两种颜料均已被 FDA 批准为食品接触材料。他说，目前该领域的工作旨在提高颜料的性能，例如通过添加群青蓝(UMB)来增加底色并添加蓝色色调（群青蓝对红外透明，不会干扰分选）。


本文翻译自AMI《配混世界》杂志

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