1 概述
色母粒（Color Master Batch）是指顏料按20%-80%比例經研磨或雙螺桿擠出均勻地分散到樹脂中而制得的顏色顆粒，美國稱之為顏料濃縮物（ Pigment Concentration）或顏料制備物（Pigment Preparation）。它具有著色效果優越、便于自動計量和運輸、節約能源、無粉塵、無污染等優點，在塑料等材料的著色中應用普遍。
塑料制品采用色母粒著色最早于上世紀50年代問世于美國，60年代在歐美塑料廠得到廣泛推廣應用，70年代，它的年增長率已達25~30%。我國于上世紀70年代中旬在長沙、北京、上海等地開始研制并投入小批量生產。
石化工業的發展使塑料加工業獲得了突飛猛進的發展，塑料產品產量大幅度增加，質量和檔次不斷提高，新品種不斷涌現，塑料制品工業在努力滿足日用消費品市場需要的同時，為農業、包裝業、建筑與裝飾業、汽車、機械、家電、郵電等工業發展做出了積極貢獻。
因此與塑料加工業密不可分的色母粒需求量潛力不可輕視。由于我國市場的巨大潛力，以及過去10多年經濟的快速成長，為色母粒市場的發展帶來契機，1994-2002年市場平均成長率高達24％左右，預計2003-2005年，市場將繼續保持在20％的年平均成長率。
自上世紀80年代末以來，隨著我國塑料工業的迅猛發展，尤其是汽車、家用電器及日用消費品等行業的發展，以及人們對著色制品要求的進一步提高，色母粒著色已成為塑料的主要著色方法，色母粒因此而得到最廣泛的應用。
目前，我國色母粒生產企業有400家之多，主要分布在廣東、浙江、江蘇、山東、北京、上海、湖南、河北和天津等省市，它們分屬于各個工業系統，其中年生產能力在1000噸以上的企業有50多家，遍布全國各地。而全國色母粒的總需求量不到12萬t/a，生產能力嚴重過剩，導致國內色母粒行業普遍開工不足，市場競爭十分激烈。
國外色母粒市場主要集中在西歐、北美和日本，生產色母粒的企業多是跨國公司或世界500強企業，如美國Hanna、PoIyone、德國BASF、Hoechst 、瑞土Ciba-Geigy、Giarant等公司，年產量在100萬噸以上，其中西歐占50%以上，Hanna公司一年的銷售量達14萬噸。世界色母粒市場體系是壟斷經營，色母生產集中在幾十個超級大公司。例如壟斷世界碳黑生產的超級大公司卡博特也壟斷了世界上30%黑色母的生產；科萊恩公司、漢納公司、休門公司等壟斷世界上大部分色母粒的生產和銷售。
雖然國內對色母粒的研究開發已有20多年的歷史，但由于相關原材料、技術水平等與國外存在著差距，所以進展緩慢，與快速發展的塑料加工業、化纖、電纜業，尤其是建筑材料、工程塑料、細旦纖維行業極不相適應。產品品種結構單一，開發新產品的技術力量相對薄弱，致使色母粒在低檔次水平上無序競爭。一些外資企業看好國內高檔色母粒產品的潛在市場，相繼在上海、廣東等地以獨資或合資的形式建廠，如美國Polyone、日本DIC等公司。我國色母粒工業可用一句話概括：發展快、差距小、前景廣。色母粒在國外發展只不過幾十年的歷史，中國改革開放使我國色母粒工業一起步就緊跟世界發展潮流。我國全套引進世界先進生產設備和生產技術，進口質量優異的顏料和分散劑，可以生產世界一流水平的色母粒。因此可以說中國色母粒工業水平與世界水平差距不大。然而中國與外國色母粒工業不同，國外色母粒工業由極少數的幾個跨國公司壟斷生產，而中國色母粒發展還處于計劃經濟向市場經濟過渡階段。現我國色母粒生產分屬于幾個行業，如：塑料制品行業（上海、無錫），塑料樹脂生產商（北京、遼陽），纖維生產行業，因此沒有形成中堅力量。相反由于中國知識產權保護不力，市場競爭規則不齊全，導致色母粒生產廠家如雨后春筍般的誕生，質量參差不齊，給人們造成中國色母粒整體水平不高的錯覺。眾多廠家參與市場競爭，導致色母粒價格不斷振蕩向下，以致于投資中國的國外公司也不得不參于色母粒價格大戰。隨著色母粒行業競爭加劇，中國色母粒工業被迫進入調整，其必將按照世界發展規律運行。
色母粒行業的發展，使得色母粒花色品種由原來簡單著色向復雜化、功能化方向發展。現在，各種專用色母粒及功能色母粒，如纖維色母粒、高速電纜色母粒、涂膜色母粒、漁網色母粒、阻燃色母粒、抗靜電色母粒、防霧滴色母粒、長壽色母粒、仿瓷仿大理石色母粒、納米抗菌色母粒等相繼在我國面世。同時，色母粒應用技術也日臻完善。
由于色母粒越來越受客戶的歡迎，預計美國色母粒產量增長速度會高于塑料工業。工程塑料用色母粒的利潤將會大于其它樹脂用色母粒的利潤，這是因為工程塑料要求色母粒耐溫高、技術含量高，因而附加值也大。
從長遠發展來看，我國塑料工業在“十五”期間將得到飛速發展，到2005年，我國塑料制品總量將超過1200萬t，需色母粒15萬-24萬t。色母粒新產品的開發和生產已成為塑料加工業最活躍的領域之一，尤其是在建筑材料、工程塑料和塑料薄膜等行業具有巨大的市場潛力。
在今后的幾年中色母粒在下列塑料制品中的應用將有較大幅度增長。
（1）用于包裝材料PP、PS、ABS的色母粒將保持首位增長
塑料包裝材料代替傳統紙張和玻璃近年有長足的進步。人們生活節奏加快，一次性餐具又使包裝業有了新的增長點。PP、PS、ABS包裝材料上用色母粒將劇增。
（2）汽車用色母粒有大的需求
據美國底特律全球性咨詢公司BRG Townsend公司預測，我國汽車用塑料市場幾乎每年都會成長10%，將從2000年的32.67 萬噸，10年后成長到81萬噸。我國政府在”十五”規劃中指出到2005年我國汽車產量將達到320萬輛，每年私家轎車的成長速率預計為12.7%。各大原材料供貨商目前正互相聯合共同發展業務，隨著與汽車行業密切相關的配套車用塑料制件的消費量隨之增加，將帶動色母粒行業的需求，因此預期用于汽車行業的色母粒需求量也將隨之上升。
（3）電纜用色母粒有較大的需求量
近年來，我國投入巨資進行農村和城市電網的改造，電力建設的重點將從電站建設轉向電網的建設，改造和優化電源結構。此外，我國將同時加快城網改造以促進電力消費。再加上架空電纜的需求量，也將帶動色母粒產業的迅速發展。我國加入世界貿易組織后，電信市場向世界開放，我國的數據通信市場將迅速發展，未來前景廣闊。
（4）丙綸纖維用色母粒仍將有所增長
丙綸原液著色目前還是丙綸染色唯一途徑，丙綸廣泛應用于地毯等家用裝飾材料。美國年產地毯13億m2 ，人均5 m2。我國才4500萬m2 ，人均僅0.05 m2。由此可見，我國地毯業有很大發展，其色母粒需求也將隨之增長。
（5）建筑材料對色母粒的需求也將增長
近年來，建筑用塑料發展很快，塑料建材已有一定的生產規模。合成樹脂為原料的各種塑料膜、片、板材、管材、框架、異型材等制品將會有更大的市場需求。在我國禁用鍍鋅管后，建筑給水用塑料管將很有競爭優勢。預計到2005年我國城鄉室內外給排水管鋪設需求量就達30萬噸。其中聚乙烯管材約14萬噸，燃氣管網聚乙烯管材需求量也達4萬噸，近年來，有近7,000 hm2的建筑使用PVC排水管，大量的鍍鋅水管被塑料管所取代。塑料管材在節能和應用上具有明顯的優勢，尤其保溫性能普遍較好。而且塑料管材生產耗能僅為鍍鋅管的20%。聚烯烴等塑料管材，在”西氣東輸”管線、燃氣管網、建筑室內外給排水、污水處理、節水、排污等廣闊領域中替代鋼管，具有耐熱、耐老化、機械強度高，耐環境應力開裂性、抗蠕變性能好、韌性剛度適當等諸多優點，與鋼管相比，成本可降低12%左右，使用壽命可達50年（鋼管一般為20年），而且維護費用低。此外電線電纜光纜的護套管每年聚乙烯管用量就達4萬噸，配套的硅芯管用量要超過2萬噸。建筑材料包括PVC塑料型材和PE、PP管材。據統計，2000年我國PVC型材產量約為300萬噸。消耗色母3萬噸。到2005年，各種塑料管材的需求量將達到380萬噸左右，需色母粒4萬噸。
（6）今后用于家電產品、鐵路和公路建設的工程塑料將大幅上升，“十五”期間，我國工程塑料行業將保持10%-15%的增長速度。到2005年，我國五大通用工程塑料和ABS的需求量將分別達到62萬噸和160萬噸，需用色母粒4萬噸。
（7）薄膜是塑料制品的最大市場，2000年農膜和包裝膜占塑料制品總量的50%，約450萬噸，其中農膜為200萬噸，包裝膜為250萬噸。今后，薄膜的需求量將達到600萬噸，約需求色母粒3萬噸。
3 最新技術發展動向
色母粒技術的開發方向始終致力于顏料、分散劑和載體相互兼容，以提高顏料的分散性，進而提高色母粒中顏料的含量。下面從顏料、分散劑和載體三個方面介紹色母粒的最新技術進展。
3.1顏料
色母粒越來越向顏料高濃度化方向發展，色母粒中顏料含量越高，顏料愈難分散，所以對顏料的要求越高。高濃度色母粒用顏料的80%市場份額被國外跨國公司壟斷，這些顏料在出廠前都經過預處理，并添加分散劑，可用于制備高濃度色母粒。
美國Sunchemical公司最近推出了一種類似于顏料預分散體的產品—色砂，顏料含量高達90%，分散效果較好，可直接應用，亦可以與樹脂混合造粒制備高濃度色母粒。成本較濕法產品低，目前其生產工藝過程處于保密階段。
我國生產顏料的技術和工藝還很落后，色母粒用顏料的品種少、質量低。國內一些企業雖然開發出了大分子紅顏料，但耐熱性和著色力較低，品種也少，與國外同類產品相比，差距還較大。而色母粒用的高檔大分子黃顏料還一片空白。
大日本油墨公司（DIC）和東洋油墨公司（TOYO INK）扮演了兼并重組的重要角色，并分別坐上世界顏料生產量第一把交椅。
進入90年代后期，歐洲顏料三大巨頭巴斯夫公司、汽巴公司、赫斯特公司公別在上海、青島、天津建立了合資企業，促使中國顏料生產有一個很大發展。1998年中國已成了世界主要有機顏料出口國之一。
無機顏料主要生產商德國拜耳公司在上海提供各類優質氧化鐵顏料；加拿大DCC公司在新鄉提供各類優質鉻系顏料；湘潭飛虹顏料有限公司生產優質無毒鎘系顏料、銻鈦黃、鎳鈦黃、鈷藍等；據悉瑞士汽巴—嘉基向重慶轉讓包膜系顏料生產技術；世界最大碳黑制造商美國卡博特公司在上海已形成7萬t/a碳黑生產能力，提供各類優質碳黑；重慶鈦白粉股份有限公司引進生產金紅石型鈦白粉技術目前已投產。中國已成為世界上溶劑顏料生產基地和出口基地，已具備發展色母粒工業良好物質基礎。
3.2 分散劑
分散劑在色母粒制備中起潤濕和包覆顏料、輔助顏料在載體中進行分散的作用。國外對分散劑的研究比較全面和深入，品種比較齊全。
科萊恩（Clariant）公司最近推出了一種新型顏料分散助劑一Ceridust系列微粉蠟。通常采用的分散助劑是各種規格的蠟。從蠟的外觀形態上看有不同形狀，最常用的是粉末狀、片狀等。普通蠟的顆粒明顯大于顏料顆粒，對顏料粒子的包覆不均勻。而微粉蠟的顆粒尺寸與顏料尺寸接近，蠟粉粒子填充在顏料粒子間使顏料粒子保持一定的距離并提供潤濕作用，能夠顯著地改進顏料的分散性。雖然價格較高，但使用微粉蠟達到與普通蠟相同的著色強度時，所用的顏料較少，并且，該微粉蠟品種齊全，可滿足聚烯烴塑料和工程塑料的不同要。目前，在歐、美等國家色母顏料分散過程中已普遍使用這種微粉蠟。
國內分散劑的品種較少，常用的低分子量聚乙烯蠟是采用裂解法生產，分子量分布寬、雜質多、有異味，對顏料的分散效果差。近幾年開發了鈦酸酯分散劑，但分散效果不明顯，還應再擴大分散劑品種，尤其是樹脂專用品種。由四平智地礦勘查開發有限公司精細化工公司利用水解專利方法生產的聚乙烯蠟，其質量較裂解法生產的聚乙烯蠟更優。
3.3載體
載體是色母粒的重要組成部分，其作用是增強顏料與要著色的樹脂之間的親和力和提高著色組分與樹脂的分散與混合。
用茂金屬催化法合成的樹脂作載體能大大提高顏料在色母粒中的協同效應和分散性。由于顏料在色母粒中分散性提高，可獲得一個更均一的相，因此，顏料用量更少，而同時保持著色質量。這是因為茂金屬催化法合成的樹脂與Z-N催化法合成的樹脂不同，茂金屬催化法合成的樹脂作載體能制備高濃度的色母粒，顏色含量可達80%。
色母粒中用茂金屬催化法合成的樹脂作載體不僅會使著色容易，并使色母粒產生美觀感，而且對著色產品的力學性能也有改善。因為顏料分散好，結晶性提高，得到的制品的耐應力開裂性能提高。
現國內一些樹脂生產廠家根據色母粒工業的快速發展狀況，相繼研制或推出了用于色母粒的專用樹脂，如，燕山石化新近推出的1I20A，蘭化研究院研制生產的高光色母粒專用基料，天津石化公司最近推出TJZS-2433/2650F色母粒專用樹脂.
3.4 設備
色母粒生產用的設備大部分均為國產化，主要設備同向平行雙螺桿擠出機、高低速捏和機經過幾十年的研究開發，已達到生產色母粒的要求。江陰市新達塑料機械有限公司近幾年推出的往復式單螺桿混煉擠出機使國內色母粒生產用設備上了一個新的臺階。
3.5總的發展趨勢與建議
色母粒向顏料高濃度方向發展以降低最終產品的著色成本，色母粒與添加劑相結合開發多功能的產品是色母粒今后的發展方向。
我國塑料行業的快速發展必將帶動色母粒行業的發展，色母粒產品具有廣闊的應用前景。
針對該產品的生產現狀，色母粒行業協會擬提出以下建議：
（1）國內生產企業應聯合上游企業和科研究院校開發適于色母粒應用的顏料和分散劑，增加產品品種，提高產品的技術含量，使色母粒產品向高質量方向發展。
（2）色母粒生產企業應充分利用色母粒專業委員會提供的信息，加強溝通和合作，制訂行業標準，凈化市場，使競爭變得有序，促進行業健康發展。
（3）市場對色母粒需求的特征表現為高度的分散化和專門化，生產企業應對市場需求進行細化，拓寬色母粒產品的應用領域，開發多功能和高技術含量的色母粒產品，以滿足市場的需要。
（4）中國融入WTO以后，國外企業紛紛進入中國市場，這些企業在為我國色母粒行業注入新活力的同時也加劇了市場的競爭，國內企業只有不斷完善自我，不斷創新，在提高產品的技術含量上下功夫，才能在競爭中立于不敗之地。
目前國內色母粒行業開工不足，其原因在于，除新建生產裝置增速過快，產品訂單不足等市場客觀因素外，還有一重要的主觀因素，即國產色母粒產品結構單一，品種不全，通用型產品占據很大比重，而高濃度和超高濃度，功能性色母粒及細旦纖維用色母粒所占比重較少。反觀色母粒技術水平較高的國外，顏料、分散劑等原材料品種齊全，已形成了系列化和專業化產品結構。所以，我國色母粒生產企業應苦練內功，拓寬現有原材料和輔助原材料的應用范圍，開發高技術含量的色母粒產品，這是國內色母粒生產企業擺脫發展困境的有效途徑。
4外資色母粒企業現狀
歐美是世界顏料工業發源地，70年代世界顏料工業第一次轉向美洲。進入90年代，由于環保費用日趨增大，人員開支使生產成本上升，歐洲消費已趨飽和，導致顏料工業第二次大轉移，重點轉向亞洲及中國。 在品種開發方面，我國色母粒生產廠家已經開發出了纖維用色母粒、薄膜用色母粒、電線電纜用色母粒、聚烯烴色母粒、PVC色母粒、注塑制品用色母粒。我們認為，未來色母粒將朝著多功能化、高顏料含量和高技術含量方向發展。我國色母粒生產企業應提高產品的技術含量，使色母粒產品向高質量方向發展，盡快多開發新品，拓寬色母粒產品的應用領域，使多功能和高技術含量的色母粒產品全力滿足市場的需要，滿足國內所有下游用戶的需求，這樣才能在競爭中立于不敗之地。
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