在塑料與橡膠制品行業(yè)，熱塑性橡膠（TPR）白色料因其純凈、明亮的視覺效果，廣泛應(yīng)用于鞋材、玩具、日用消費品及醫(yī)療配件等領(lǐng)域。然而，生產(chǎn)過程中TPR白料出現(xiàn)的色差問題，一直是困擾眾多工程師與技術(shù)人員的頑疾。色差不僅指不同批次間的顏色偏差，更包括同一批次甚至同一產(chǎn)品上的顏色不均、發(fā)黃、泛灰或光澤度不一致等現(xiàn)象。這一問題直接導(dǎo)致產(chǎn)品外觀品質(zhì)下降，增加返工成本，甚至引發(fā)客戶投訴與退貨，對企業(yè)聲譽和經(jīng)濟效益造成顯著影響。解決TPR白料色差問題，需要從高分子材料學(xué)、顏料科學(xué)、加工工藝學(xué)及質(zhì)量控制管理等多個維度進行系統(tǒng)性剖析與精準調(diào)控。

一、 顏料與母粒：色彩穩(wěn)定性的基礎(chǔ)

顏色的呈現(xiàn)，根源在于顏料。對于白色TPR而言，其潔白度、遮蓋力與色相的穩(wěn)定性，首先取決于白色顏料體系的選擇、品質(zhì)與分散狀態(tài)。

鈦白粉的核心作用。TPR的白度主要來源于金紅石型鈦白粉（TiO2）。鈦白粉的純度、粒徑大小與分布、表面包覆處理工藝直接決定了其白度、消色力與耐候性。使用雜質(zhì)含量高、粒徑不均或未經(jīng)過硅、鋁等無機物包覆處理的鈦白粉，容易導(dǎo)致白度不足、底色發(fā)灰或黃相，并且在加工和使用過程中因光催化作用而加速黃變。鈦白粉的添加比例也需精確計算，過低則遮蓋力不足，露出基料底色；過高則成本增加，并可能影響材料力學(xué)性能。

白色母粒的分散性。絕大多數(shù)生產(chǎn)采用白色母粒進行著色。母粒中鈦白粉的含量、載體樹脂與TPR基料的相容性、以及母粒的制備工藝（如雙螺桿造粒的剪切與分散效果）至關(guān)重要。如果母粒分散性差，鈦白粉顆粒在TPR基體中團聚，不僅影響白度均勻性，還會形成視覺可見的色點或條紋。載體樹脂若與TPR相容性不佳，會在界面處形成光散射，導(dǎo)致顏色發(fā)霧或產(chǎn)生云紋。

熒光增白劑（OBA）的合理使用。為補償基料微黃或追求高亮白效果，配方中常添加熒光增白劑。OBA能吸收不可見的紫外光并轉(zhuǎn)化為藍色可見光，從而中和黃相，提升視覺白度。然而，OBA的添加量有最佳范圍，過少效果不彰，過量則可能導(dǎo)致制品泛紫藍光，與標(biāo)準板產(chǎn)生色差。此外，OBA的耐熱性需與加工溫度匹配，否則在高溫下易分解失效甚至產(chǎn)生副產(chǎn)物導(dǎo)致變色。

配色系統(tǒng)的科學(xué)性。純白往往需要微調(diào)。為校正基料或鈦白粉本身的微黃/微藍底色調(diào)，可能需要添加極微量的藍色、紫色或紅色顏料進行校正。這部分調(diào)色顏料的添加量必須極其精確和穩(wěn)定，任何微小的波動都會在白色這一敏感色系上被放大。所有顏料的熱穩(wěn)定性必須滿足TPR加工溫度要求。

白色顏料與助劑對TPR白度的影響因素

材料因素	具體表現(xiàn)	導(dǎo)致的色差現(xiàn)象	控制要點
鈦白粉品質(zhì)	純度低，粒徑粗，包覆差	白度低，底色灰黃，易黃變	選擇金紅石型、專用級、高耐候性產(chǎn)品
白色母粒	分散性差，載體不相容	顏色不均，有色點、云紋	評估母粒分散性，確保載體相容
熒光增白劑	添加量不當(dāng)，耐熱性不足	白度異常，泛紫藍光，高溫變黃	精確計量，選擇耐高溫型OBA
調(diào)色顏料	熱穩(wěn)定性差，添加量波動	批次間色偏（偏藍、偏紅等）	使用穩(wěn)定顏料，精密稱量設(shè)備

二、 TPR基礎(chǔ)樹脂與配方：基底的潔凈與穩(wěn)定

TPR基料本身是顏色的載體，其純凈度、化學(xué)性質(zhì)及配方中的其他組分，如同畫布的質(zhì)地，深刻影響著最終呈現(xiàn)的色彩。

基礎(chǔ)膠（SBS/SEBS）本身顏色。不同供應(yīng)商、不同牌號的SBS或SEBS基礎(chǔ)膠，其本身的白度存在差異。氫化度高的SEBS通常比SBS顏色更淺、更穩(wěn)定。若更換基礎(chǔ)膠供應(yīng)商或牌號，即使使用相同比例的母粒，最終制品顏色也可能產(chǎn)生偏差。

填充油的顏色與穩(wěn)定性。TPR配方中大量使用的環(huán)烷油或石蠟油，其本身應(yīng)是無色或淺色的。若油品顏色深、雜質(zhì)多或抗氧化性差，在加工受熱時容易氧化變色，直接導(dǎo)致TPR制品泛黃。選擇高精煉、低色澤、高抗氧化穩(wěn)定性的填充油是保證白料顏色的前提。

助劑的影響

配方中的抗氧劑、紫外吸收劑、潤滑劑等助劑，其本身的顏色和熱穩(wěn)定性需納入考量。某些胺類抗氧劑本身帶有顏色，且受熱可能產(chǎn)生顯色副產(chǎn)物。潤滑劑如硬脂酸鋅等，如果品質(zhì)不佳或添加過量，也可能影響制品白度。

回收料的使用。添加回收料是控制成本的有效手段，但對白料顏色是巨大挑戰(zhàn)?；厥樟辖?jīng)過多次熱歷史，已發(fā)生一定程度的熱氧老化，顏色必然變深、發(fā)黃。將黃變的回收料加入新料中生產(chǎn)白料，如同在白色顏料中摻入黃色染料，極易導(dǎo)致顏色灰暗、不鮮亮。白料生產(chǎn)中對回收料的品質(zhì)和添加比例必須進行極其嚴格的控制，甚至避免使用。

三、 加工工藝：熱與剪切的作用

TPR的加工成型是一個涉及熱、氧、機械剪切的復(fù)雜過程，這些因素極易引發(fā)聚合物的降解與變色。

加工溫度是關(guān)鍵因素。溫度是導(dǎo)致TPR熱氧老化的最主要外因。過高的加工溫度（包括注塑機或擠出機的料筒溫度、模具溫度）會顯著加速聚合物分子鏈的斷裂和氧化，導(dǎo)致制品黃變。SBS中的聚丁二烯段含有不飽和雙鍵，對熱尤為敏感。因此，在保證塑化質(zhì)量和充模完整的前提下，應(yīng)盡可能采用較低的加工溫度。溫度設(shè)置的不均勻或熱電偶測量失準，也會導(dǎo)致機臺內(nèi)不同區(qū)域熔體實際溫度差異，從而引起色差。

熔體在料筒內(nèi)停留時間。熔體在加熱的料筒內(nèi)停留時間過長，相當(dāng)于經(jīng)歷了不必要的長時間熱歷史，累積熱老化程度加深，必然導(dǎo)致黃變。這在開機、停機、換料、生產(chǎn)小件制品周期長等情況下尤為突出。因此，優(yōu)化生產(chǎn)計劃，減少停機換色時間，對于維持顏色穩(wěn)定至關(guān)重要。

剪切熱的影響。機械螺桿的旋轉(zhuǎn)對物料產(chǎn)生剪切作用，部分機械能會轉(zhuǎn)化為熱能（剪切熱）。過高的螺桿轉(zhuǎn)速、背壓，或使用過度磨損的螺桿/料筒（導(dǎo)致回流剪切加劇），都會產(chǎn)生過多的剪切熱，使熔體局部溫度實際高于設(shè)定溫度，引起熱降解變色。

設(shè)備清潔度。加工設(shè)備，特別是料筒、螺桿、模具流道內(nèi)若殘留有之前生產(chǎn)的深色料、雜料，會污染TPR白料，導(dǎo)致顏色發(fā)灰、發(fā)黑或出現(xiàn)雜色點。由深色料換為淺色料時，必須進行徹底的清洗，必要時使用專門的螺桿清洗料。

TPR加工工藝參數(shù)對色差的影響

工藝參數(shù)	不當(dāng)設(shè)置	對顏色的影響機制	改善方向
加工溫度	過高或波動大	加劇熱氧降解，分子鏈斷裂黃變	在保證加工性下用最低溫度，校準溫控系統(tǒng)
停留時間	過長	累積熱歷史，氧化程度加深	優(yōu)化周期，減少停機，及時清機
螺桿轉(zhuǎn)速/背壓	過高	產(chǎn)生過量剪切熱，局部過熱降解	優(yōu)化參數(shù)，避免不必要的剪切
設(shè)備清潔	不徹底	殘留舊料污染，混入雜色	建立嚴格的換料清洗規(guī)程

四、 設(shè)備與模具：確保均勻性的硬件保障

設(shè)備的性能與模具的設(shè)計，直接影響著熱量傳遞、物料流動的均勻性，從而決定了顏色分布的均一性。

注塑機/擠出機狀態(tài)。設(shè)備的老化或故障會引入不穩(wěn)定因素。溫控系統(tǒng)失靈（如加熱圈損壞、熱電偶不準）導(dǎo)致溫度波動。螺桿或料筒磨損導(dǎo)致塑化不均、混煉效果差，顏料分散不均勻。止逆環(huán)損壞導(dǎo)致射膠/擠出不穩(wěn)定，每模/每段時間的塑化量不一致，從而引起色差。

模具設(shè)計的影響。模具的流道、澆口設(shè)計不合理，可能導(dǎo)致充填過程中料流前鋒溫度下降過多（冷料）或剪切生熱過高（灼傷），在制品上形成局部色差。冷卻系統(tǒng)設(shè)計不佳，導(dǎo)致制品各部分冷卻速度差異巨大，不僅影響結(jié)晶度（進而影響光澤和顏色感知），也可能因內(nèi)應(yīng)力分布不均導(dǎo)致后期放置過程中發(fā)生不同程度的黃變。

混料與喂料系統(tǒng)。如果采用主料與色母機械混合后直接喂料的方式，混料機的混合均勻性至關(guān)重要?；旌蠒r間不足或混料機性能差，會導(dǎo)致色母分布不均，制品產(chǎn)生色條紋或色差。確保喂料系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定，避免出現(xiàn)“架橋”等斷斷續(xù)續(xù)下料的情況，以保證配比的穩(wěn)定性。

五、 環(huán)境與后期變化：不可忽視的外部因素

制品的顏色并非在出廠那一刻就固定不變，環(huán)境因素和使用條件會引發(fā)表面緩慢的物理化學(xué)變化，導(dǎo)致色差。

熱氧老化黃變。即使加工過程中控制了熱歷史，TPR制品在長期儲存或使用過程中，暴露在空氣中，仍會緩慢發(fā)生熱氧老化，導(dǎo)致逐漸黃變。這取決于材料本身的抗氧體系效能。添加足量且協(xié)同高效的主輔抗氧劑（如酚類+亞磷酸酯類）是延緩后期黃變的關(guān)鍵。

紫外光致黃變。TPR，特別是SBS基的TPR，分子中的不飽和雙鍵在紫外線照射下易發(fā)生光氧化反應(yīng)，導(dǎo)致鏈斷裂和生成發(fā)色基團，使制品表面黃變。對于戶外使用的白色TPR制品，必須添加足量的紫外吸收劑（如苯并三氮唑類）和光穩(wěn)定劑（如受阻胺類HALS）。

環(huán)境污染。制品在儲存或運輸過程中，若環(huán)境不潔，接觸灰塵、油煙或其他化學(xué)物質(zhì)（如臭氧、氮氧化物等），也可能導(dǎo)致表面污染變色。

測量條件與人為因素。顏色評估需要在標(biāo)準光源箱下，由經(jīng)過培訓(xùn)的質(zhì)檢員與標(biāo)準色板進行比對。不同的光源（如D65日光、TL84商店光）、觀察角度、觀察者自身狀態(tài)都會影響顏色判斷。使用色差儀進行量化評估是更客觀的方法，但儀器的校準、測量位置的選擇也需規(guī)范。

六、 系統(tǒng)性的色差控制與預(yù)防體系

要穩(wěn)定生產(chǎn)出顏色一致的TPR白料制品，必須建立一套覆蓋原材料、加工、檢測全流程的預(yù)防性質(zhì)量控制體系。

嚴格的原材料準入與檢驗。建立合格供應(yīng)商名錄，對每批進廠的TPR基礎(chǔ)料、白色母粒、填充油及其他助劑進行小樣試產(chǎn)和顏色評估，合格后方可投入批量使用。保留標(biāo)準樣品，作為日后比對基準。

標(biāo)準化配色與配料流程。使用高精度電子秤進行配料，確保比例準確無誤。實現(xiàn)母粒的自動化計量喂料，避免人工配料誤差。如果需配色，建立科學(xué)的配色配方和工藝，并嚴格記錄。

固化與優(yōu)化加工工藝。通過工藝驗證確定最佳的加工溫度、壓力、速度等參數(shù)組合，并將其納入標(biāo)準化作業(yè)指導(dǎo)書，要求所有機臺和班次嚴格執(zhí)行。定期對設(shè)備進行維護保養(yǎng)，確保其處于良好狀態(tài)。

完善的質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。實行首件檢驗、巡檢、末件檢驗制度。不僅依靠肉眼判色，更應(yīng)配備色差儀，定期抽檢并記錄L, a, b*值及ΔE，實現(xiàn)顏色的量化管理。建立清晰的可接受色差標(biāo)準（如ΔE<1.0）。

可追溯性管理。實現(xiàn)從原材料批次到生產(chǎn)機臺、班次、直至成品批次的全流程信息記錄。一旦出現(xiàn)色差問題，可以迅速追溯源頭，精準分析原因，實施糾正與預(yù)防措施。

七、 未來展望：新材料與智能控制

隨著技術(shù)進步，新的材料和工藝為解決TPR白料色差問題提供了更多可能。

高性能基礎(chǔ)材料。開發(fā)氫化度更高、本征顏色更淺、熱穩(wěn)定性更好的SEBS基TPR，可以從源頭上提升材料的抗黃變能力。

復(fù)合穩(wěn)定化體系。研究更高效、耐抽出的復(fù)合抗氧劑和光穩(wěn)定劑體系，特別是高分子量的受阻胺光穩(wěn)定劑，能更持久地保護制品，防止后期黃變。

在線顏色監(jiān)測與反饋控制。在擠出或注塑過程中集成近紅外光譜（NIR）或可見光光譜探頭，實時監(jiān)測熔體顏色，并與設(shè)定標(biāo)準值比對，一旦出現(xiàn)偏差，系統(tǒng)可自動微調(diào)工藝參數(shù)或添加比例，實現(xiàn)閉環(huán)控制，將色差扼殺在萌芽狀態(tài)。

數(shù)字化配色與供應(yīng)鏈協(xié)同。利用云計算和數(shù)字化配色技術(shù)，將顏色數(shù)據(jù)在原材料供應(yīng)商、母粒廠、制品廠之間無縫傳遞，減少人為傳遞和解讀帶來的誤差，提升整個供應(yīng)鏈的顏色一致性。

問答環(huán)節(jié)

問：如何快速判斷TPR白料色差是源于材料還是加工過程？

答：一個有效的初步判斷方法是打板對比法。取出現(xiàn)色差的TPR粒料，在實驗室小型注塑機或壓片機上，使用標(biāo)準且溫和的工藝條件（避免過熱和長停留時間）制作標(biāo)準試片。將此試片顏色與正常批次的標(biāo)準色板對比。如果此時顏色正常，說明問題主要出在車間大機的加工工藝或設(shè)備狀態(tài)上；如果顏色仍然偏差，則問題很可能出在原材料（基礎(chǔ)料或色母）本身。此法可以快速縮小排查范圍。

問：為什么有時TPR白料制品放置一段時間后才會變黃？

答：這種現(xiàn)象稱為后期黃變，主要有以下原因：1. 熱氧老化：制品內(nèi)部在加工中已產(chǎn)生的微量過氧化物或自由基，在儲存期間繼續(xù)緩慢引發(fā)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致逐漸黃變。2. 抗氧體系消耗殆盡：配方中的抗氧劑在加工高溫下已大量消耗，不足以保護制品在后期使用中的氧化。3. 氣體熏黃：制品包裝在不透氣的薄膜中，或存放在有氮氧化物、臭氧等污染氣體的環(huán)境中，會發(fā)生氣相熏黃。4. 紫外線作用：即使室內(nèi)燈光中的紫外線長期積累也可能引起黃變。解決之道在于優(yōu)化抗氧體系，并注意儲存環(huán)境。

問：使用全自動集中供料和混料系統(tǒng)能完全解決色差問題嗎？

答：全自動系統(tǒng)能極大程度地減少人為因素引起的波動，如配料誤差、混合不均、下料中斷等，是保證顏色穩(wěn)定性的有力工具。但它不能解決所有問題。如果原材料本身批次間有差異，或者加工設(shè)備（如注塑機）的溫控、塑化不穩(wěn)定，依然會產(chǎn)生色差。自動系統(tǒng)是保證輸入穩(wěn)定，但過程的穩(wěn)定還需要設(shè)備和技術(shù)來保障。它是一個必要條件，而非充分條件。

問：對于已經(jīng)生產(chǎn)出來的色差制品，有什么補救方法嗎？

答：對于已產(chǎn)生的色差制品，處理方式有限且成本較高：1. 降級使用：如果顏色要求不嚴，可用于對顏色不敏感的低端產(chǎn)品或部件。2. 返工：將制品破碎造粒后，以一定低比例摻入新料中生產(chǎn)深色制品，此法需謹慎評估對深色料顏色的影響。3. 表面處理：如噴涂白色油漆，但會改變觸感、增加成本且可能脫落。最經(jīng)濟有效的方法還是從預(yù)防入手，避免色差品的產(chǎn)生。

問：測量顏色時，ΔE值在什么范圍內(nèi)可以接受？

答：ΔE是量化色差的總指標(biāo)，但其可接受范圍因產(chǎn)品、客戶要求和觀察條件而異。在標(biāo)準化光源下（如D65），一般來說：ΔE < 0.5，人眼幾乎無法分辨差異，屬于優(yōu)秀匹配。ΔE 在0.5 – 1.5之間，有經(jīng)驗的觀察者可察覺細微差異，但通常在生產(chǎn)可接受范圍內(nèi)。ΔE > 1.5，色差比較明顯，需要根據(jù)具體產(chǎn)品標(biāo)準判斷是否允收。許多企業(yè)會內(nèi)部規(guī)定ΔE < 1.0或更嚴格的標(biāo)準。需要注意的是，ΔE是綜合值，有時即使ΔE不大，但a、b值的正負偏移方向不同，給人的色感也不同（如偏青還是偏紅），需結(jié)合具體數(shù)據(jù)判斷。