日本 DIC SYMULER RED P3013 单偶氮色淀颜料红 塑料级高着色力 耐光耐热色母粒用
日本 DIC SYMULER RED P3013:单偶氮色淀颜料红(塑料级)
C.I. Pigment Red 53:1 蓝光红色相,耐温约 180 °C、耐光 5–6 级,着色力强、分散性好、耐迁移性佳,专为 PVC、PS/ABS、聚烯烃与软质塑料着色开发
一、产品定位与技术参数
SYMULER RED P3013 是日本 DIC(迪爱生)SYMULER 系列中的单偶氮色淀类有机颜料,C.I. 索引号 C.I. Pigment Red 53:1,色相为蓝光红,原厂标注耐温约 180 °C、耐光 5–6 级。
要把这个牌号讲清楚,先要回答一个更基础的问题:塑料着色用的红色颜料,为什么普遍是"色淀"?
答案是成本与耐热性的双重约束。最便宜的红色是立索玉红(对位红),但它在 100 °C 以上就会发生热迁移与色变,根本进不了注塑车间。真正的有机颜料分子普遍存在共轭体系大、分子间氢键强、极性基团多这三个特征,决定了它们的耐热上限普遍在 150–200 °C 区间。
色淀(Lake)就是在有机颜料分子上"接"上一段金属离子配位结构,用来提高分子的极性与晶体稳定性。接上去的金属离子通常是钙、钠、铝,对应的就是常见的单偶氮色淀颜料家族。这个结构改造带来的直接效果是——分子量变大、晶型更规整、极性更强,于是耐热性上去了、迁移性下来了、着色力也上来了。代价则是分散难度同步上升,这一点在后文的加工要点里会详细展开。
单偶氮色淀的定位,是"低成本下的合格耐热"。它无法替代喹吖啶酮红(洋红类)、无法替代蒽醌类高透明红,但在 PVC 片材、PS/ABS 注塑件、聚烯烃着色母这些对耐热要求中等、对成本敏感、批量大的场景里,它是最经济的方案。
从原厂公开的应用方向看,P3013 的落点集中在:PVC 制品、PS/ABS、聚烯烃、软质塑料以及色母粒。这些应用的共同点是——加工温度可控、批量大、对色差容忍度中等。而它不适合的场景同样明确:高温成型(超过 200 °C)、高透明浅色制品、以及需要户外长期暴晒的场合。选型的核心,就是在这两极之间找到自己产品的位置。
| 项目 | 参数 / 说明 |
|---|---|
| 品牌 / 牌号 | 日本 DIC(迪爱生) SYMULER RED P3013 |
| 产品系列 | DIC SYMULER 有机颜料系列 |
| 颜料类型 | 单偶氮色淀颜料红(塑料级) |
| C.I. 索引号 | C.I. Pigment Red 53:1 |
| 色相 | 蓝光红 |
| 耐温性 | 约 180 °C |
| 耐光性 | 5–6 级 |
| 透明性 | 透明至半透明 |
| 外观 | 粉末 / 颗粒 |
| 推荐添加量 | 塑料 0.05%–2%(按着色深度与基材调整) |
| 典型应用 | PVC 制品、PS/ABS、聚烯烃、软质塑料、色母粒 |
| 包装 | 25 kg/桶(具体以随货 TDS 为准) |
二、DIC SYMULER 单偶氮色淀红的技术原理
P3013 的技术原理,可以沿着"母体结构—色淀化改造—结晶与分散"三层来理解。这三层分别决定了它的颜色、耐热与加工表现,且彼此存在明确的取舍。
第一层:单偶氮母体决定了色相与基础性能。单偶氮颜料由芳香胺的重氮化偶氮化合物与含羟基萘甲酸类偶合组分反应生成。重氮盐与偶合组分的分子结构决定了发色团长度,发色团越长,共轭体系越大,吸收峰越向长波方向移动,颜色越偏蓝、越鲜艳。P3013 被定位为"蓝光红"而非"正红",正是这一分子层面差异的直接体现。这一层同时决定了单偶氮颜料的固有局限:发色团体系较小,导致着色力显著低于喹吖啶酮与蒽醌类,这也是它在成本竞争中不得不依靠价格而非性能取胜的根本原因。
第二层:色淀化改造决定了耐热性与迁移性。单纯的偶氮颜料分子间氢键网络在高温下容易被破坏,导致颜料从熔体中析出并迁移到制品表面。色淀化通过将偶氮上的羟基与金属离子形成配位盐(钙、钠、铝等离子),把原本的中性分子变成离子型晶体。结果有三:一是分子间作用力从氢键升级为离子键,晶体稳定性显著提高,熔融温度上限随之提高;二是极性增强、亲油亲水平衡被打破,从而不易在聚烯烃等非极性基体中迁移;三是晶型更规整,颗粒堆积更紧密,着色效率与透明度都可获得提升。需要强调的是,色淀化对分散性是负向作用——离子型晶体比中性分子更难被剪切力打散,这正是分散工艺需要重点关注的原因。
第三层:晶体形态与粒径分布决定了最终外观。有机颜料的最终色相强度不取决于化学结构本身,而取决于晶体聚合状态与粒径分布。颜料颗粒过大,着色力下降且会出现"砂粒感";颗粒过细,则单位质量的表面积过大,容易产生絮凝(tinting strength 骤降)与分散剂被过度消耗。P3013 的原厂资料给出"透明至半透明"的定位,说明其粒径分布是针对塑料着色的高着色力场景做过调整的,而非针对油墨的高透明场景。从加工角度看,这意味着它在 PVC 与 PS/ABS 注塑中应能较快达到目标色,但在需要高透明浅色调的体系中可能需要更充分的分散时间。
色淀化改写的三个分子层面
把上述三层机制落到微观形貌上,P3013 在熔体中的存在状态可以概括为"被树脂包裹的颜料聚集体",它的演变过程直接决定了最终的颜色与表面质量。
第一步是团聚体的破碎。商品颜料出厂时是"软团聚体",内部由单晶以范德华力堆积成松散团块。这个团块在注塑机的高剪切螺杆中会被逐步打散为单个晶粒与小型聚集体。对 P3013 而言,由于色淀化使晶体作用力增强,破碎所需剪切强度高于普通偶氮颜料,这就是为什么同样的加工条件,单偶氮色淀往往比喹呋啶酮更难达到相同的高色度。
第二步是润湿与锚定。破碎后的颜料颗粒必须被熔体完全润湿,否则会在制品表面形成肉眼可见的色点(speckle)与麻点。离子型晶体表面极性较高,与聚烯烃这类非极性基体的相容性天然偏差,因此配方中通常需要额外的分散剂或偶联剂做界面桥接。这一点在 PS/ABS 体系中尤为关键,因为 PC/ABS 共混体系本身对色差极其敏感。
第三步是絮凝的抑制。这是色淀颜料最容易被忽视的一环。颜料颗粒在熔体中若因范德华力或残余离子重新聚集成"絮凝体",宏观着色力会急剧下降——同样的添加量,颜色会明显变浅,而且这种变浅不是线性的,会随着加工时间延长而继续恶化(过分散的副作用)。工业上称之为"色变(shade change)"。抑制手段有三条:一是控制剪切强度与时间,避免过度剪切破坏分散剂包覆层;二是选用与颜料极性匹配的分散剂体系;三是控制熔体温度上限,减少颜料在高温下的表面活化导致的再聚集。
第四步是表面析出的控制。若制品在高温下使用,或基体中含有与颜料相容性较好的低分子物(如增塑剂),颜料可能从基体中缓慢迁移到表面,形成喷霜(bloom)或色差漂移。色淀化虽然显著改善了这一点,但并非完全消除。在软质 PVC 中,增塑剂含量越高、迁移倾向越强,这一点必须在配方阶段就纳入考虑。
与喹吖啶酮红、酞菁红的有机颜料横向对照
| 颜料体系 | 代表品种 | 耐温上限 | 着色力 | 分散难度 | 成本档位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 单偶氮色淀红(本文) | P3013(C.I. PR 53:1) | 约 180 °C | 中 | 中—高 | 低 |
| 喹吖啶酮红(洋红类) | DIC FASTOGEN 系列 / 贺利 Magenta 类 | 约 200–250 °C | 高 | 高 | 高 |
| 酞菁红 | C.I. PR 57:1 类 | 约 200–280 °C | 极高 | 极高 | 中高 |
| 蒽醌类高透明红 | C.I. PR 177 类 | 约 200–250 °C | 高 | 极高 | 高 |
| 立索玉红(对位红) | C.I. PR 57:1 传统型 / PR 102 类 | 约 100 °C | 高 | 低 | 最低 |
| 无机红色颜料 | 氧化铁红等 | 约 300 °C 以上 | 低—中 | 低(易沉降) | 低 |
三、关键性能指标与测试方法
| 性能指标 | 典型范围 | 测试标准 | 对应用途的影响 |
|---|---|---|---|
| 耐温性 | 约 180 °C | 原厂公开资料 / DSC 观察 | 决定注塑料筒与模具的允许温度上限 |
| 耐光性 | 5–6 级 | 原厂公开资料 / ISO 105-B02 | 决定户外或半户外制品的使用寿命 |
| 着色力 | 中高(色淀类典型区间) | ISO 787-16 着色力测试 | 直接影响色母粒配方的添加比例与成本 |
| 分散性 | 中(色淀晶体较难打散) | 砂磨分散 + 目视色点评级 | 决定是否需要专色母与预分散工艺 |
| 耐迁移性 | 良(离子型晶体) | 热迁移与喷霜加速试验 | 决定软质 PVC 与长期高温制品的适用性 |
| 透明度 | 透明至半透明 | 原厂公开资料 / 分光光度计透光率 | 决定浅色体系与透明制品的可行性 |
| 色光稳定性 | 蓝光红相,批次一致性需核对 | 色差仪 ΔE 值(对标样) | 决定多批次生产的色差控制难度 |
| 化学稳定性 | 耐稀酸、稀碱、盐溶液、醇类 | 原厂公开资料 | 决定在特殊介质环境中的适用性 |
| 添加量 | 塑料 0.05%–2% | 原厂推荐 / 试配确定 | 决定成本与是否需要专色母 |
数据边界说明:原厂公开资料中,P3013 的具体熔点、密度、堆积密度、吸油量、平均粒径与比表面积未逐项列出,本文不作推测性填写。上表中除耐温、耐光、透明度、色相、C.I. 索引号、推荐添加量、包装规格与化学耐受性外的其余指标,均为该颜料类别的典型参考区间,仅用于横向比较,不可作为本牌号的验收依据。实际选型与验收必须以随货 TDS 与第三方检测报告为准。
特别提醒三点使用误区:第一,耐温 180 °C 指的是颜料本身的耐热上限,不等于建议加工温度就是 180 °C——实际建议加工温度应低于该值 20–30 °C 留出安全裕量;第二,单偶氮色淀不适合做高透明浅色制品,若目标色值偏浅或需要透光,须改用喹呋啶酮或酞菁体系;第三,增塑剂含量高的软质 PVC 中必须做喷霜与色迁移验证,不能仅凭常温样品合格就放行。
四、应用领域与配方建议
从原厂公开的应用方向看,P3013 主要落在四类场景:PVC 制品、PS/ABS、聚烯烃、软质塑料与色母粒。这四类场景的技术要求差异很大,决定了同一个牌号在不同体系中的表现会有明显分化。
在 PVC 硬质制品(板材、管材、型材)中,P3013 的价值在于成本与耐热的平衡。硬 PVC 的加工温度通常在 170–190 °C,恰好落在 P3013 的耐温能力边界之内,因此可以稳定使用。但必须注意加工温度的上限控制——当料温长期超过 190 °C 时,色淀结构可能开始不可逆分解,表现为色相变暗、光泽下降。
在 PS/ABS 注塑件中,P3013 的着色力与分散性表现是主要矛盾。PS 与 ABS 制品对色差极敏感,任何色点或絮凝都会被直接判定为不合格。此时应当采用预分散母粒而非干混,并配合螺杆侧的三段分散段设计。
在聚烯烃(PP/PE)体系中,P3013 的迁移风险最高。聚烯烃是非极性基体,虽然色淀化提升了抗迁移性,但在高添加量与高温使用条件下仍需验证。如果制品用于食品包装或接触高温,应同步索取迁移测试数据。
在色母粒生产中,P3013 是典型的"做色母"而非"直接干混"的品种。原因在于:色淀颜料的分散门槛较高,若在终端客户处干混,客户往往达不到所需色度,而改用专色母可把分散风险前置到色母工厂解决。这也是色母行业愿意为中等品级颜料付加工费的根本原因。
| 应用方向 | 推荐添加量 | 工艺要点 |
|---|---|---|
| PVC 硬质板材 / 管材 | 0.3%–1.0% | 控制料温 ≤185 °C;建议三辊研磨或双螺杆预分散 |
| PS/ABS 注塑件 | 0.2%–0.8% | 优先使用专色母;螺杆需配置混炼段;避免过高剪切 |
| 聚烯烃(PP/PE)注塑 | 0.3%–1.2% | 需验证热迁移与喷霜;高温使用场景加做老化后色差 |
| 软质 PVC(增塑剂体系) | 0.5%–2.0% | 必须做喷霜与色迁移验证;控制增塑剂品种与用量 |
| 色母粒生产 | 按目标色值 5%–40% | 砂磨至细度达标后出粒;建议与分散剂配套开发 |
| 油墨 / 涂料(非塑料) | 按配方调整 | P3013 塑料级为主,油墨应用需另行确认适用型号 |
五、加工工艺与常见问题
加工要点
- 干燥与含水率控制:有机颜料本身不易吸湿,但色母粒生产与粉体配料环节的水分会导致结块与色点。建议在配料前确认颜料包装完好、无受潮结块;若已结块,需先过筛或低温烘干后分散,严禁将结块颗粒直接投入生产。
- 分散设备选择:色淀型颜料的分散门槛较高,三辊研磨与双螺杆挤出是最有效的两条路径。三辊研磨适合实验室与小批量打样,能量密度高但需注意升温;双螺杆挤出适合规模化色母生产,可通过增加混炼段数量与调整转速比来提升分散效果。普通双螺杆(低混炼配置)往往难以达到目标色度。
- 剪切强度与时间的平衡:这是分散工艺的核心矛盾。剪切不足则分散不完全、制品出现色点;剪切过度则打散分散剂的包覆层,引发絮凝,宏观表现为色度变浅且随时间持续变浅。经验做法是:以达到目标色度为准,宁可略欠也不要过分散,并把色差作为放行的第一判据。
- 分散剂与偶联剂的选择:针对离子型色淀晶体,分散剂应优先选择含极性锚固基团的高分子型分散剂(如聚酯类、聚酰胺类、含脂肪胺的界面剂),而非低价的小分子蜡或脂肪酸酯。小分子分散剂虽然初始分散快,但在高温下易迁移失效,反而加剧长期色差。
- 熔体温度上限管理:P3013 的耐温约 180 °C,因此料筒温度应控制在 175 °C 及以下。在 PVC 硬质件加工中,这一点与塑化充分度是一对矛盾——温度偏低可能塑化不完全,偏高则损伤颜料。解决方向是提高螺杆剪切效率而非单纯升温。
- 停机与换色处理:颜料在料筒内长时间停留会加速沉降与结块,换色时应先用本色料清机,再进行新色母的过渡,避免残留颜料造成二次污染与色点。
- 批次色差控制:P3013 标称蓝光红色相,但不同批次间的色光漂移是实际生产中最常见的问题。建议每批到货抽取色样,用色差仪与标准样比对 ΔE 值,并把 ΔE 判定标准写入采购规格。
常见问题及对策
| 问题现象 | 可能原因 | 解决措施 |
|---|---|---|
| 制品表面出现黑色或彩色斑点 | 颜料未充分分散,残留团聚颗粒 | 延长砂磨时间;改用三辊或高混炼双螺杆;检查过滤网并更换滤芯 |
| 同一配方色度逐批变浅 | 过分散导致絮凝 | 降低螺杆转速或缩短塑化时间;更换高分散性分散剂;改用预分散母粒 |
| 色相偏黄 / 偏暗 | 料温过高导致色淀结构不可逆分解 | 将料筒温度降至 175 °C 以下;缩短停留时间;检查热电偶与加热圈 |
| 制品表面出现白霜或色迁移 | 低分子迁移至表面;增塑剂体系高风险 | 降低添加量;改用更高迁移稳定性的品种;做热老化后色差验证 |
| 色母粒挤出时扭矩异常升高 | 颜料含水或分散剂过量 | 检测原料水分;降低分散剂比例;检查熔体温度是否偏高 |
| 与色浆体系混用后出现色花 | 两种着色体系相容性差异 | 避免不同色系混用;如必须混用需先做小样验证 |
| 批次间色差超出客户标准 | 颜料批次色光漂移或称量误差 | 每批到货做 ΔE 比对;使用电子秤定量;建立批次台账 |
六、牌号识别与质量判断
在实际的来料与生产环节,P3013 的识别与质量判断需要区分三个层次:包装标识核对、物性指标复核、以及应用验证。这三个层次缺一不可,只做前两步容易让不合格品流入生产。
第一层是包装与标签核对。应确认包装上标注的品牌(DIC / 迪爱生)、牌号(SYMULER RED P3013)、C.I. 索引号(C.I. Pigment Red 53:1)三项完全一致,并核对批号、生产日期、净重与包装完整性。特别要留意的是DIC 的 SYMULER 系列下还有多个红色牌号,不同牌号对应不同色淀金属与不同色光,只写"SYMULER RED"而不写后缀是常见的错误采购。
第二层是基础物性与外观的复核。粉末颜料的目视检查要点包括色相是否呈均匀的蓝光红、无结块、无明显杂质点。有结块说明包装在储存期间受潮或经历过高温,此类批次不建议直接投产。同时应索取同批次 COA,核对着色力、耐光性、耐温性、含水量与筛余物这几项对塑料加工最关键的指标。
第三层是应用验证。颜料的实验室指标合格不等于在客户配方中合格。建议在正式量产前完成三项验证:一是小样打样对色,确认色相与色度落在客户标准内;二是加工稳定性验证,连续生产并留样,观察色度是否随时间漂移;三是老化后色差验证,按客户要求做热老化或光老化后复测 ΔE 值。
- 包装核对三要素:品牌 DIC / 迪爱生、牌号 SYMULER RED P3013、C.I. 索引号 Pigment Red 53:1,三者必须同时出现且互相对应。
- 系列内牌号区分:SYMULER 系列含多个红色牌号,不同牌号的色淀金属与色光不同,采购与使用时必须写全牌号后缀,不可只写"SYMULER RED"。
- 外观检查:粉末应呈均匀蓝光红,无结块、无明显杂质点与异物;结块批次需重新评估。
- 索取 COA:核对着色力、耐光性、耐温性、含水量与筛余物这几项关键指标。
- 与同类色淀的横向比对:若怀疑串料,可用分散性对比试验辅助判断——相同配方的色度明显低于标准样,往往指向了结构不同的品种。
- 应用端验证不可省略:实验室指标合格不等于在客户配方中合格;小样对色、加工稳定性与老化后色差三项验证均须完成。
- 储存条件复核:确认储存温度低于 40 °C、包装密封、远离强氧化剂与强光;受潮或超温储存批次应单独评估。
七、包装储运与合规说明
有机颜料的储存核心是防潮、防热、防氧化、防光照。颜料本身化学性质稳定,但包装一旦破损或环境温度过高,色淀结构可能发生水解或氧化,导致色相漂移与着色力下降。
原厂给出的储存建议是:储存于阴凉干燥处,避免阳光直射和受潮,保持包装密封,远离强氧化剂,建议储存温度低于 40 °C,使用前确保充分干燥分散。实务中,车间现场应做到"先进先出",且不宜在配料区长期堆放未使用的整桶颜料——粉体包装在长时间搬动与开合中,受潮与破袋的概率都会显著上升。
另外需要提醒的是粉尘与职业防护。有机颜料粉体在配料与投料环节会产生粉尘,虽然颜料本身不属于高毒品种,但仍应配合局部排风与防静电措施,避免长期吸入与粉尘扬起造成的洁净度问题。
关于本牌号:日本 DIC SYMULER RED P3013 (C.I. Pigment Red 53:1,单偶氮色淀颜料红,塑料级)为常规工业品级有机颜料,按原厂公开资料可符合 RoHS 与 REACH 法规要求,部分牌号具备食品接触相关认证——但 P3013 是否具备食品接触认证,需以随货文件为准,本文不作推定。
使用建议:如需用于食品包装、化妆品包装或医疗接触类制品,请在采购前明确提出并索取对应的合规证明文件;若用于出口订单,需同步确认目标市场的化学品法规要求。
技术支持:若需要该牌号的完整 TDS、MSDS、着色力与耐光性实测数据,或需要针对具体基材(PVC / PS / ABS / PP / PE)做配色调色试样与分散工艺验证,欢迎联系上海道勤塑化(上海开晓实业)技术团队,可协助索取原厂资料并提供打样支持。咨询电话:18217738086。
本文数据整理自原厂公开技术资料与实际加工经验,仅供选型参考,实际参数以随货 TDS 与实物检测为准。
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