1 概述
色母粒（Color Master Batch）是指颜料按20%-80%比例经研磨或双螺杆挤出均匀地分散到树脂中而制得的颜色颗粒，美国称之为颜料浓缩物（ Pigment Concentration）或颜料制备物（Pigment Preparation）。它具有着色效果优越、便于自动计量和运输、节约能源、无粉尘、无污染等优点，在塑料等材料的着色中应用普遍。
塑料制品采用色母粒着色最早于上世纪50年代问世于美国，60年代在欧美塑料厂得到广泛推广应用，70年代，它的年增长率已达25~30%。我国于上世纪70年代中旬在长沙、北京、上海等地开始研制并投入小批量生产。
石化工业的发展使塑料加工业获得了突飞猛进的发展，塑料产品产量大幅度增加，质量和档次不断提高，新品种不断涌现，塑料制品工业在努力满足日用消费品市场需要的同时，为农业、包装业、建筑与装饰业、汽车、机械、家电、邮电等工业发展做出了积极贡献。
因此与塑料加工业密不可分的色母粒需求量潜力不可轻视。由于我国市场的巨大潜力，以及过去10多年经济的快速成长，为色母粒市场的发展带来契机，1994-2002年市场平均成长率高达24％左右，预计2003-2005年，市场将继续保持在20％的年平均成长率。
自上世纪80年代末以来，随着我国塑料工业的迅猛发展，尤其是汽车、家用电器及日用消费品等行业的发展，以及人们对着色制品要求的进一步提高，色母粒着色已成为塑料的主要着色方法，色母粒因此而得到最广泛的应用。
目前，我国色母粒生产企业有400家之多，主要分布在广东、浙江、江苏、山东、北京、上海、湖南、河北和天津等省市，它们分属于各个工业系统，其中年生产能力在1000吨以上的企业有50多家，遍布全国各地。而全国色母粒的总需求量不到12万t/a，生产能力严重过剩，导致国内色母粒行业普遍开工不足，市场竞争十分激烈。
国外色母粒市场主要集中在西欧、北美和日本，生产色母粒的企业多是跨国公司或世界500强企业，如美国Hanna、PoIyone、德国BASF、Hoechst 、瑞土Ciba-Geigy、Giarant等公司，年产量在100万吨以上，其中西欧占50%以上，Hanna公司一年的销售量达14万吨。世界色母粒市场体系是垄断经营，色母生产集中在几十个超级大公司。例如垄断世界碳黑生产的超级大公司卡博特也垄断了世界上30%黑色母的生产；科莱恩公司、汉纳公司、休门公司等垄断世界上大部分色母粒的生产和销售。
虽然国内对色母粒的研究开发已有20多年的历史，但由于相关原材料、技术水平等与国外存在着差距，所以进展缓慢，与快速发展的塑料加工业、化纤、电缆业，尤其是建筑材料、工程塑料、细旦纤维行业极不相适应。产品品种结构单一，开发新产品的技术力量相对薄弱，致使色母粒在低档次水平上无序竞争。一些外资企业看好国内高档色母粒产品的潜在市场，相继在上海、广东等地以独资或合资的形式建厂，如美国Polyone、日本DIC等公司。我国色母粒工业可用一句话概括：发展快、差距小、前景广。色母粒在国外发展只不过几十年的历史，中国改革开放使我国色母粒工业一起步就紧跟世界发展潮流。我国全套引进世界先进生产设备和生产技术，进口质量优异的颜料和分散剂，可以生产世界一流水平的色母粒。因此可以说中国色母粒工业水平与世界水平差距不大。然而中国与外国色母粒工业不同，国外色母粒工业由极少数的几个跨国公司垄断生产，而中国色母粒发展还处于计划经济向市场经济过渡阶段。现我国色母粒生产分属于几个行业，如：塑料制品行业（上海、无锡），塑料树脂生产商（北京、辽阳），纤维生产行业，因此没有形成中坚力量。相反由于中国知识产权保护不力，市场竞争规则不齐全，导致色母粒生产厂家如雨后春笋般的诞生，质量参差不齐，给人们造成中国色母粒整体水平不高的错觉。众多厂家参与市场竞争，导致色母粒价格不断振荡向下，以致于投资中国的国外公司也不得不参于色母粒价格大战。随着色母粒行业竞争加剧，中国色母粒工业被迫进入调整，其必将按照世界发展规律运行。
色母粒行业的发展，使得色母粒花色品种由原来简单着色向复杂化、功能化方向发展。现在，各种专用色母粒及功能色母粒，如纤维色母粒、高速电缆色母粒、涂膜色母粒、渔网色母粒、阻燃色母粒、抗静电色母粒、防雾滴色母粒、长寿色母粒、仿瓷仿大理石色母粒、纳米抗菌色母粒等相继在我国面世。同时，色母粒应用技术也日臻完善。
由于色母粒越来越受客户的欢迎，预计美国色母粒产量增长速度会高于塑料工业。工程塑料用色母粒的利润将会大于其它树脂用色母粒的利润，这是因为工程塑料要求色母粒耐温高、技术含量高，因而附加值也大。
从长远发展来看，我国塑料工业在“十五”期间将得到飞速发展，到2005年，我国塑料制品总量将超过1200万t，需色母粒15万-24万t。色母粒新产品的开发和生产已成为塑料加工业最活跃的领域之一，尤其是在建筑材料、工程塑料和塑料薄膜等行业具有巨大的市场潜力。
在今后的几年中色母粒在下列塑料制品中的应用将有较大幅度增长。
（1）用于包装材料PP、PS、ABS的色母粒将保持首位增长
塑料包装材料代替传统纸张和玻璃近年有长足的进步。人们生活节奏加快，一次性餐具又使包装业有了新的增长点。PP、PS、ABS包装材料上用色母粒将剧增。
（2）汽车用色母粒有大的需求
据美国底特律全球性咨询公司BRG Townsend公司预测，我国汽车用塑料市场几乎每年都会成长10%，将从2000年的32.67 万吨，10年后成长到81万吨。我国政府在”十五”规划中指出到2005年我国汽车产量将达到320万辆，每年私家轿车的成长速率预计为12.7%。各大原材料供货商目前正互相联合共同发展业务，随着与汽车行业密切相关的配套车用塑料制件的消费量随之增加，将带动色母粒行业的需求，因此预期用于汽车行业的色母粒需求量也将随之上升。
（3）电缆用色母粒有较大的需求量
近年来，我国投入巨资进行农村和城市电网的改造，电力建设的重点将从电站建设转向电网的建设，改造和优化电源结构。此外，我国将同时加快城网改造以促进电力消费。再加上架空电缆的需求量，也将带动色母粒产业的迅速发展。我国加入世界贸易组织后，电信市场向世界开放，我国的数据通信市场将迅速发展，未来前景广阔。
（4）丙纶纤维用色母粒仍将有所增长
丙纶原液着色目前还是丙纶染色唯一途径，丙纶广泛应用于地毯等家用装饰材料。美国年产地毯13亿m2 ，人均5 m2。我国才4500万m2 ，人均仅0.05 m2。由此可见，我国地毯业有很大发展，其色母粒需求也将随之增长。
（5）建筑材料对色母粒的需求也将增长
近年来，建筑用塑料发展很快，塑料建材已有一定的生产规模。合成树脂为原料的各种塑料膜、片、板材、管材、框架、异型材等制品将会有更大的市场需求。在我国禁用镀锌管后，建筑给水用塑料管将很有竞争优势。预计到2005年我国城乡室内外给排水管铺设需求量就达30万吨。其中聚乙烯管材约14万吨，燃气管网聚乙烯管材需求量也达4万吨，近年来，有近7,000 hm2的建筑使用PVC排水管，大量的镀锌水管被塑料管所取代。塑料管材在节能和应用上具有明显的优势，尤其保温性能普遍较好。而且塑料管材生产耗能仅为镀锌管的20%。聚烯烃等塑料管材，在”西气东输”管线、燃气管网、建筑室内外给排水、污水处理、节水、排污等广阔领域中替代钢管，具有耐热、耐老化、机械强度高，耐环境应力开裂性、抗蠕变性能好、韧性刚度适当等诸多优点，与钢管相比，成本可降低12%左右，使用寿命可达50年（钢管一般为20年），而且维护费用低。此外电线电缆光缆的护套管每年聚乙烯管用量就达4万吨，配套的硅芯管用量要超过2万吨。建筑材料包括PVC塑料型材和PE、PP管材。据统计，2000年我国PVC型材产量约为300万吨。消耗色母3万吨。到2005年，各种塑料管材的需求量将达到380万吨左右，需色母粒4万吨。
（6）今后用于家电产品、铁路和公路建设的工程塑料将大幅上升，“十五”期间，我国工程塑料行业将保持10%-15%的增长速度。到2005年，我国五大通用工程塑料和ABS的需求量将分别达到62万吨和160万吨，需用色母粒4万吨。
（7）薄膜是塑料制品的最大市场，2000年农膜和包装膜占塑料制品总量的50%，约450万吨，其中农膜为200万吨，包装膜为250万吨。今后，薄膜的需求量将达到600万吨，约需求色母粒3万吨。
3 最新技术发展动向
色母粒技术的开发方向始终致力于颜料、分散剂和载体相互兼容，以提高颜料的分散性，进而提高色母粒中颜料的含量。下面从颜料、分散剂和载体三个方面介绍色母粒的最新技术进展。
3.1颜料
色母粒越来越向颜料高浓度化方向发展，色母粒中颜料含量越高，颜料愈难分散，所以对颜料的要求越高。高浓度色母粒用颜料的80%市场份额被国外跨国公司垄断，这些颜料在出厂前都经过预处理，并添加分散剂，可用于制备高浓度色母粒。
美国Sunchemical公司最近推出了一种类似于颜料预分散体的产品—色砂，颜料含量高达90%，分散效果较好，可直接应用，亦可以与树脂混合造粒制备高浓度色母粒。成本较湿法产品低，目前其生产工艺过程处于保密阶段。
我国生产颜料的技术和工艺还很落后，色母粒用颜料的品种少、质量低。国内一些企业虽然开发出了大分子红颜料，但耐热性和着色力较低，品种也少，与国外同类产品相比，差距还较大。而色母粒用的高档大分子黄颜料还一片空白。
大日本油墨公司（DIC）和东洋油墨公司（TOYO INK）扮演了兼并重组的重要角色，并分别坐上世界颜料生产量第一把交椅。
进入90年代后期，欧洲颜料三大巨头巴斯夫公司、汽巴公司、赫斯特公司公别在上海、青岛、天津建立了合资企业，促使中国颜料生产有一个很大发展。1998年中国已成了世界主要有机颜料出口国之一。
无机颜料主要生产商德国拜耳公司在上海提供各类优质氧化铁颜料；加拿大DCC公司在新乡提供各类优质铬系颜料；湘潭飞虹颜料有限公司生产优质无毒镉系颜料、锑钛黄、镍钛黄、钴蓝等；据悉瑞士汽巴—嘉基向重庆转让包膜系颜料生产技术；世界最大碳黑制造商美国卡博特公司在上海已形成7万t/a碳黑生产能力，提供各类优质碳黑；重庆钛白粉股份有限公司引进生产金红石型钛白粉技术目前已投产。中国已成为世界上溶剂颜料生产基地和出口基地，已具备发展色母粒工业良好物质基础。
3.2 分散剂
分散剂在色母粒制备中起润湿和包覆颜料、辅助颜料在载体中进行分散的作用。国外对分散剂的研究比较全面和深入，品种比较齐全。
科莱恩（Clariant）公司最近推出了一种新型颜料分散助剂一Ceridust系列微粉蜡。通常采用的分散助剂是各种规格的蜡。从蜡的外观形态上看有不同形状，最常用的是粉末状、片状等。普通蜡的颗粒明显大于颜料颗粒，对颜料粒子的包覆不均匀。而微粉蜡的颗粒尺寸与颜料尺寸接近，蜡粉粒子填充在颜料粒子间使颜料粒子保持一定的距离并提供润湿作用，能够显著地改进颜料的分散性。虽然价格较高，但使用微粉蜡达到与普通蜡相同的着色强度时，所用的颜料较少，并且，该微粉蜡品种齐全，可满足聚烯烃塑料和工程塑料的不同要。目前，在欧、美等国家色母颜料分散过程中已普遍使用这种微粉蜡。
国内分散剂的品种较少，常用的低分子量聚乙烯蜡是采用裂解法生产，分子量分布宽、杂质多、有异味，对颜料的分散效果差。近几年开发了钛酸酯分散剂，但分散效果不明显，还应再扩大分散剂品种，尤其是树脂专用品种。由四平智地矿勘查开发有限公司精细化工公司利用水解专利方法生产的聚乙烯蜡，其质量较裂解法生产的聚乙烯蜡更优。
3.3载体
载体是色母粒的重要组成部分，其作用是增强颜料与要着色的树脂之间的亲和力和提高着色组分与树脂的分散与混合。
用茂金属催化法合成的树脂作载体能大大提高颜料在色母粒中的协同效应和分散性。由于颜料在色母粒中分散性提高，可获得一个更均一的相，因此，颜料用量更少，而同时保持着色质量。这是因为茂金属催化法合成的树脂与Z-N催化法合成的树脂不同，茂金属催化法合成的树脂作载体能制备高浓度的色母粒，颜色含量可达80%。
色母粒中用茂金属催化法合成的树脂作载体不仅会使着色容易，并使色母粒产生美观感，而且对着色产品的力学性能也有改善。因为颜料分散好，结晶性提高，得到的制品的耐应力开裂性能提高。
现国内一些树脂生产厂家根据色母粒工业的快速发展状况，相继研制或推出了用于色母粒的专用树脂，如，燕山石化新近推出的1I20A，兰化研究院研制生产的高光色母粒专用基料，天津石化公司最近推出TJZS-2433/2650F色母粒专用树脂.
3.4 设备
色母粒生产用的设备大部分均为国产化，主要设备同向平行双螺杆挤出机、高低速捏和机经过几十年的研究开发，已达到生产色母粒的要求。江阴市新达塑料机械有限公司近几年推出的往复式单螺杆混炼挤出机使国内色母粒生产用设备上了一个新的台阶。
3.5总的发展趋势与建议
色母粒向颜料高浓度方向发展以降低最终产品的着色成本，色母粒与添加剂相结合开发多功能的产品是色母粒今后的发展方向。
我国塑料行业的快速发展必将带动色母粒行业的发展，色母粒产品具有广阔的应用前景。
针对该产品的生产现状，色母粒行业协会拟提出以下建议：
（1）国内生产企业应联合上游企业和科研究院校开发适于色母粒应用的颜料和分散剂，增加产品品种，提高产品的技术含量，使色母粒产品向高质量方向发展。
（2）色母粒生产企业应充分利用色母粒专业委员会提供的信息，加强沟通和合作，制订行业标准，净化市场，使竞争变得有序，促进行业健康发展。
（3）市场对色母粒需求的特征表现为高度的分散化和专门化，生产企业应对市场需求进行细化，拓宽色母粒产品的应用领域，开发多功能和高技术含量的色母粒产品，以满足市场的需要。
（4）中国融入WTO以后，国外企业纷纷进入中国市场，这些企业在为我国色母粒行业注入新活力的同时也加剧了市场的竞争，国内企业只有不断完善自我，不断创新，在提高产品的技术含量上下功夫，才能在竞争中立于不败之地。
目前国内色母粒行业开工不足，其原因在于，除新建生产装置增速过快，产品订单不足等市场客观因素外，还有一重要的主观因素，即国产色母粒产品结构单一，品种不全，通用型产品占据很大比重，而高浓度和超高浓度，功能性色母粒及细旦纤维用色母粒所占比重较少。反观色母粒技术水平较高的国外，颜料、分散剂等原材料品种齐全，已形成了系列化和专业化产品结构。所以，我国色母粒生产企业应苦练内功，拓宽现有原材料和辅助原材料的应用范围，开发高技术含量的色母粒产品，这是国内色母粒生产企业摆脱发展困境的有效途径。
4外资色母粒企业现状
欧美是世界颜料工业发源地，70年代世界颜料工业第一次转向美洲。进入90年代，由于环保费用日趋增大，人员开支使生产成本上升，欧洲消费已趋饱和，导致颜料工业第二次大转移，重点转向亚洲及中国。 在品种开发方面，我国色母粒生产厂家已经开发出了纤维用色母粒、薄膜用色母粒、电线电缆用色母粒、聚烯烃色母粒、PVC色母粒、注塑制品用色母粒。我们认为，未来色母粒将朝着多功能化、高颜料含量和高技术含量方向发展。我国色母粒生产企业应提高产品的技术含量，使色母粒产品向高质量方向发展，尽快多开发新品，拓宽色母粒产品的应用领域，使多功能和高技术含量的色母粒产品全力满足市场的需要，满足国内所有下游用户的需求，这样才能在竞争中立于不败之地。
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