导电塑料如何做成彩色的？ 德宇塑料在彩色导电改性材料方面取得突破

简答

传统的导电塑料通常是黑色的，因为常见的导电填料（例如炭黑、石墨和碳基粉末）会使材料颜色变深。为了制造彩色导电塑料，配方必须使用更高效的导电网络、更低的填料含量、更好的分散性、相容的树脂系统、精心选择的颜料和精确的电阻控制。

技术难点在于导电率和颜色常常相互冲突。高导电填料含量可提高电气性能，但会使材料变黑、变灰、​​粗糙、易碎或难以着色。低导电填料负载有助于颜色匹配，但可能无法形成稳定的导电网络。

余姚德宇德宇塑料通过结合导电网络设计、分散控制、树脂相容性、颜料匹配和表面电阻验证，在彩色导电和彩色抗静电塑料改性材料方面实现了项目级突破。 DEYU可根据客户颜色、电阻范围、应用及成型工艺，在PP、PA、ABS、PC、PC/ABS、PMMA等树脂体系的基础上开发非黑色导电或静电耗散改性材料。

对于现有的静态控制方向，DEYU 提供 DGK-ABS KJD678R-BZ 永久防静电 ABS🔍, DGK-PP KJD789R-A1 永久防静电 PP🔍 以及透明防静电 ABS / PMMA 平台，用于客户特定的颜色和电阻开发。

为什么导电塑料通常是黑色的

导电塑料广泛应用于电子、电气设备、工业零件、汽车部件、传感器、托盘、外壳、连接器、防静电容器和ESD保护零件。

大多数传统导电塑料是黑色的。原因很简单：炭黑和石墨对于构建导电网络来说是有效、相对经济且易于使用的。但它们强烈吸收可见光，因此最终的改性材料变成黑色或深灰色。

对于许多工业零件来说，黑色是可以接受的。但现在更多的客户需要有颜色的导电塑料：

• 白色防静电外壳
• 灰色导电托盘
• 蓝色ESD零件
• 红色功能组件
• 黄色警示罩
• 绿色装备零部件
• 天然或半透明防静电部件
• 用于产品识别的彩色导电部件

这带来了配方挑战。如果导电填料颜色太浓，则塑料无法配色。如果导电填料减少，表面电阻可能变得不稳定。如果添加过多的颜料，导电网络可能会中断。如果分散性较差，某些区域可能导通，而另一些区域则不导通。

彩色导电塑料不是黑色导电塑料加颜料。它们需要不同的表述逻辑。

彩色导电塑料是什么意思？

彩色导电塑料是指既具有电气功能又具有规定的非黑色外观的改性塑料材料。

电气功能可包括：

• 抗静电性能
• 静电耗散性能
• 导电性能
• ESD保护
• 表面电阻控制
• 音量阻力控制
• 成型后电阻稳定

颜色要求可能包括白色、浅灰色、深灰色、蓝色、绿色、红色、黄色、自然色、定制工程颜色或客户指定的色调。

在实际应用中，“有色导电”并不总是意味着非常低的电阻。颜色越浅、导电率要求越高，配方就越困难。正确的开发方法是在一开始就定义颜色目标和阻力目标。

电导率水平和颜色难度

导电塑料的选择首先应确定所需的电阻范围。不同的电阻水平需要不同的导电网络密度。

电目标	典型电阻方向	颜色难度	通用颜色可行性
防静电	更高的电阻范围	难度较低	根据树脂的不同，可以有白色、灰色、蓝色、绿色、自然色和浅色
静电耗散	中等电阻范围	中等难度	灰、蓝、绿、深色等颜色比较可行
导电	较低的电阻范围	高难度	黑色是最简单的；深色是可能的；浅色很难
高导电率	电阻极低	难度极高	通常是黑色或非常暗的颜色

该表说明了为什么客户不应只说“导电塑料”。他们应该指定目标是抗静电的、静电耗散的还是导电的。

DEYU 的彩色导电解决方案是通过平衡这两个目标而开发的：颜色和电阻。

主要技术路线

1. 低附加导电网络设计

传统的炭黑导电塑料通常需要高填料含量。这提供了良好的导电性，但它使材料变黑，并会降低韧性和流动性。

彩色导电塑料需要更高效的导电网络。这意味着使用较少的深色填料或使用对颜色影响较小的导电系统来实现目标电阻。

可能的技术方向包括基于碳纳米管的系统、低添加量的特种导电碳系统、导电聚合物系统、金属纤维或金属涂层填料系统、混合导电网络和永久抗静电系统。

2.碳纳米管和高效导电系统

碳纳米管有时可以以比传统炭黑更低的添加量构建导电网络。这为彩色静电耗散或导电改性材料提供了更多可能性。

其优点是添加量较低，与大量添加炭黑相比，对机械性能的影响较小，可用于非黑色或深色改性材料，并且如果控制分散，则具有良好的导电稳定性。

风险也很明显：分散困难、成本较高、黑色调仍然存在、浅色仍然具有挑战性，阻力可能随流动方向和零件厚度而变化。

3. 浅色永久防静电系统

对于浅色部件，尤其是白色、本色、浅灰色或半透明类材料，永久性防静电系统可能比强导电碳系统更合适。

这些系统旨在控制静电荷，而不是提供非常低的电阻。

适用于客户需要抗静电或静电耗散性能但不要求强导电性的情况。

4. 金属纤维或金属基导电系统

金属纤维或金属基导电填料无需使用大量黑碳填料即可提供导电性。在某些应用中，它们可以支持灰色或特殊颜色方向。

该路线适用于必须平衡颜色、机械强度和导电性的选定导电部件。必须评估成本、密度、加工磨损和表面外观。

5.混合导电网络

在许多情况下，仅一种导电填料是不够的。 A混合导电网络可以结合多种导电材料以减少总填料负载并提高稳定性。

可能的组合包括碳纳米管加炭黑、碳纤维加导电碳、导电添加剂加永久抗静电系统、金属纤维加导电碳、以及导电填料加颜色稳定颜料系统。

目的是构建稳定的导电网络，对颜色、韧性和加工的损害较小。

6. 颜料和导电网络兼容性

导电塑料的配色比普通塑料更困难。颜料会干扰导电网络、影响分散、改变流动性并影响表面电阻。

对于彩色导电塑料，颜料的选择必须考虑热稳定性、分散性、与导电填料的相互作用、着色强度、对表面电阻的影响、机械性能、批次颜色一致性和成型温度稳定性。

DEYU的彩色导电开发包括电气测试和配色，而不是把颜色作为最后一步。

彩色导电塑料是一个协同设计问题

导电填料使材料变暗。电导率需要连续的网络。颜色和电阻可能会发生冲突。浅色比深色难得多。

对于浅色，DEYU通常建议先确认客户需要的是抗静电、耗散静电还是真正的导电性能。 A 白色防静电部件可能在许多系统中都可以实现，但白色高导电部件要困难得多，并且可能不如标准非导电塑料那么明亮。

上面的示例图像显示了实用的颜色开发方向：导电或碳纤维复合颗粒与不同的模制颜色基材一起进行评估。配方目标不仅是电气功能，还包括颜色容差、表面纹理、成型稳定性和批次一致性。

树脂体系有色导电塑料

有色导电PP

PP广泛应用于托盘、容器、外壳、包装零件、汽车零件和工业部件。彩色抗静电或导电 PP 通常用于成本、耐化学性和轻量化性能很重要的场合。

可能的方向包括防静电白色PP、灰色静电耗散PP、彩色ESD PP托盘、导电黑色或深色PP、具有永久防静电系统的PP和具有碳基导电网络的PP。

选择要点包括表面电阻目标、零件壁厚、色调、刚度、抗冲击性、成型流程和成本目标。

有色导电 PA6 和 PA66

PA6和PA66用于结构和机械零件。导电PA材料通常用于汽车、电气、工业和设备部件。

可能的方向包括彩色防静电PA6、灰色导电PA66、碳纤维导电PA66、用于工业零件的静电耗散PA和耐磨导电PA系统。

选择要点包括吸湿性、强度、耐热性、表面电阻、颜色稳定性、成型收缩率和冲击平衡。

有色导电 ABS 和 PC/ABS

ABS和PC/ABS常用于外壳、电子设备、电器零件和外观部件。客户可能需要彩色防静电或 ESD 外壳。

可能的方向包括白色防静电ABS、灰色静电耗散ABS、彩色ESD ABS外壳、PC/ABS防静电改性材料和阻燃彩色防静电PC/ABS。

选择要点包括外观、冲击强度、表面光泽、阻燃性、颜色稳定性、电阻目标和加工温度。

有色导电 PC 和 PMMA

PC和PMMA常用于光学、电子和外观相关部件。有色抗静电或透明类静电控制材料更具挑战性。

可能的方向包括抗静电PC、彩色静电耗散PC、PMMA抗静电复合材料、具有永久抗静电系统的PC和特殊光学静电控制材料。

对于PC和PMMA，如果客户既需要光学外观又需要电气功能，则必须非常明确地定义目标。

DEYU 彩色导电改性材料的突破

DEYU通过导电网络设计、分散控制、颜色和电阻协同设计以及广泛的树脂覆盖率，开发了彩色导电和彩色抗静电复合解决方案。

导电网络设计

DEYU不仅仅依赖于传统的高负载炭黑系统。对于彩色导电材料，DEYU根据目标电阻和颜色选择导电系统。

可能的路线包括碳纳米管系统、高效导电碳系统、导电纤维系统、永久抗静电系统、混合导电网络和树脂专用导电配方设计。

分散控制

分散是稳定电阻的关键。分散不良会导致电阻波动、表面缺陷、黑点、纤维簇或机械性能弱。

DEYU专注于导电填料分散、颜料分散、树脂相容性、加工温度、螺杆配置、颗粒均匀性和批次一致性。

颜色和电阻协同设计

对于普通塑料来说，选择好基材后就可以进行配色。对于导电塑料，颜色必须与导电性一起设计。

DEYU评估颜色目标、电阻范围、颜料体系、导电填料体系、基础树脂、成型条件、表面外观和长期稳定性。

广泛的树脂覆盖范围

DEYU可基于PP、PA6、PA66、ABS、PC、PC/ABS、PMMA、PPS、PPA、TPU等特种体系开发有色导电或抗静电改性材料。

不同的树脂具有不同的导电和颜色行为。 DEYU的多树脂平台允许客户首先选择正确的基础树脂，然后开发颜色和导电系统。

实用色彩可行性指南

目标颜色	困难	推荐电气方向	笔记
黑色的	低的	导电、静电耗散、抗静电	导电塑料最简单的颜色
深灰色	低到中	导电或静电耗散	颜色和电阻之间的良好平衡
深蓝色/深绿色	中等的	静电耗散或中等导电	需要电导率和颜料平衡
红/棕	中到高	抗静电或静电耗散	色调可能会变暗
浅灰色	中到高	抗静电或静电耗散	强导电更难
白色的	高的	抗静电或选定的静电耗散型	强导电白很难
黄色/浅色	非常高	主要是防静电	导电填料强烈影响亮度
自然/半透明	非常高	特殊防静电系统	导电透明度有限

客户案例：彩色防静电 ABS 外壳

客户生产电子设备外壳。原黑色防静电ABS满足电阻要求，但最终产品需要浅灰色外观以适应品牌设计。

客户要求ABS树脂，浅灰色，抗静电，注塑成型，表面电阻稳定，外观良好，无明显黑点，冲击强度合格。

DEYU分析了原始的黑碳基体系，发现直接配色是不可能的，因为导电填料添加量太高且材料太暗。

DEYU将导电系统和颜料系统一起调整。第一次试验改善了颜色，但耐药性不稳定。第二次试验优化了导电分散体和树脂相容性。第三次试验调整了颜料平衡和成型稳定性。经过验证，客户获得了浅灰色的静电耗散ABS材料，其电阻一致性和表面外观都可以接受。

DEYU DGK 有色导电材料平台

DEYU可以支持：

• DGK-PP有色防静电系列
• DGK-PP有色导电系列
• DGK-PA6有色导电系列
• DGK-PA66有色导电系列
• DGK-ABS有色防静电系列
• DGK-PC/ABS彩色ESD系列
• DGK-PC防静电系列
• DGK-PMMA防静电系列
• 彩色导电复合系统
• 彩色 ESD 塑料改性材料

DEYU可调整基础树脂、表面电阻范围、体积电阻范围、导电填料体系、永久抗静电体系、颜料体系、色调、机械性能、冲击强度、流动性、阻燃性、耐磨性、表面外观和成型工艺。

客户应提供的信息

为了开发彩色导电材料，DEYU建议客户提供：

• 目标树脂
• 目标颜色
• Pantone、RAL 或实物颜色样本（如果有）
• 目标表面电阻
• 是否需要抗静电、消静电或导电性能
• 产品应用
• 零件厚度
• 成型工艺
• 机械强度要求
• 影响要求
• 阻燃要求
• 耐磨要求
• 当前材料问题
• 样品零件或图纸

有了这些信息，DEYU 就可以确定该项目是否应使用永久性防静电系统、碳纳米管系统、混合导电网络、导电纤维系统或其他有色导电配方。

FAQ

1. 为什么大多数导电塑料都是黑色的？

因为炭黑、石墨和许多碳基导电填料都是深色的，并且强烈吸收可见光。它们有效地构建导电网络，但使颜色匹配变得困难。

2. 导电塑料可以是白色或浅色的吗？

在选定的系统中可以使用白色或浅色的防静电塑料。强导电白色材料的难度要大得多，因为低电阻通常需要更多的导电填料。

3. 黑色导电塑料中可以直接添加颜料吗？

通常不会。黑色导电填料在颜色中占主导地位。彩色导电材料需要同时设计导电网络和颜料系统。

4. 首先应该确认什么，颜色还是电阻？

两者必须一起确认。目标颜色和目标电阻范围定义了技术路线、成本、可行性和验证计划。

5. DEYU可以定制彩色导电塑料吗？

是的。 DEYU可以根据树脂、颜色、表面电阻、机械要求、成型工艺和应用条件定制有色导电和抗静电改性材料。

结论

导电塑料通常是黑色的，因为传统的导电填料强烈影响颜色。为了使导电塑料着色，配方必须平衡导电网络效率、填料含量、分散性、颜料相容性、树脂选择、电阻目标、外观、韧性、流动性和成本。

彩色导电塑料并不是通过简单地在黑色导电塑料中添加颜料来实现的。它们需要颜色和电气性能的协同设计。

余姚德宇德宇塑料在彩色导电、彩色抗静电塑料复合材料方面取得项目级突破。通过导电网络设计、分散控制、宽树脂平台覆盖和耐色共同开发，DEYU可以帮助客户开发适用于PP、PA、ABS、PC、PC/ABS、PMMA等树脂体系的非黑色导电或静电耗散材料。