低温可逆变色涂料的研究
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变色油墨/油漆Thermochromic Material一.可逆感温变色油墨的变色原理:感温变色颜料是一种随温度上升或下降而反复改变颜色的微胶囊。
1.基本色:可逆感温变色颜料在显色状态有以下15个基本色:除基本色外,还可根据客户要求配置有色变有色:如:橙色变黄色,绿色变黄色,紫色变蓝色,紫色变红色,红色变黄色,蓝色变黄色,紫红色变浅蓝色,紫蓝色变浅红色,咖啡色变红色等等。
2、常规变色温度:18℃、22℃、31℃、33℃、45℃、65℃,其它变色温度需定制。
3、感温变色油墨可随温度的上升、下降而反复必变颜色。
(以31℃红色为例,变色形式为31℃以上呈现无色,26℃以下呈现红色)。
4、感温变色油墨/油漆可应用于丝网印刷、产品喷涂,产品之设计以高温环境时与低温环境时有颜色变化为诉求,并大多应用于人体感温、水温变化等的系列产品,也可做防伪设计使用。
二、油墨应用:1、干燥方式:(自干、烤干、UV固化),使用时可用相应的稀释剂稀释。
(也可定制水性油墨,并用水稀释)印刷背景建议使用白色或浅白色系,可提高颜色变化的差异度。
2、如需丝网印刷,网版选择为:网目大小选择在150目~200目之间。
3、适用印刷方式与印刷底材为:丝印\胶印\转印\移印\喷涂等,(纸张\布料\金属\玻璃\陶瓷\塑料)。
三、注意事项:储存:感温变色油墨应密封储存于密闭、干燥、阴暗处,避免阳光直射。
毒性与安全性:感温变色油墨对皮肤用呼吸道有轻微刺激性,搬运时应密闭,印刷操作时的环境应保持良好的通风状况。
油墨完全干燥后,不会有任何异味或刺激性,符合安全玩具和食品包装规格基准。
四、感温变色油漆的产品运用:感光变色油墨/油漆Photochromic Material一、变色原理:感光变色材料经阳光/紫外线照射后、而产生颜色变化;当失去阳光/紫外线后会还原回原本的颜色。
二、基本4色:紫色、红色、蓝色、黄色。
(无色变有色)三、基本色之间的互配四、油漆应用:1、干燥方式:(自干、烤干、UV固化),使用时可用相应的稀释剂稀释。
耐高低温差交替瞬变特种涂料的研制宁波浙润涂层新材料科技有限公司蓝席建孟祥苓1、前言随着社会经济发展要求的快速提升,涂料开始各种特殊场合承担起独特的功能,传统的耐高温涂料大体可分为两大类,一类由树脂加固化剂的模式(双组份或者多组份)虽可实现常温自干,但耐高温性受固化剂影响较大,无法承受太高的温度;另一类是在常温下无法自干,要在高温烘烤下实现自干,这类涂料由于烘烤不仅能源消耗高,而且不能在一些无法烘烤的大型耐热装备表面涂装使用。
上述涂料有一个共同缺点是要缓慢升降温,对于瞬间升温或者瞬间降温的,由于底材和涂层之间热膨胀系数的差异,极容易造成涂层剥落。
本论文研究目标是开发一种既能常温自干,还能长期耐受四五百摄氏度的高温,又能经受400—0℃冰水混合物的温差交替瞬变的特种涂层,实现使用环境和范围的新突破。
虽然市场调研发现市面上普通的耐高温涂料已经不少,通过专利查询,我们发现了一些近似的涂料,但能实现400—0℃冰水混合物温差交替剧变的涂层并不常见。
比如公开号为CN 200810117091.1的专利申请“一种可常温固化的有机硅耐高温涂料所称的有机硅耐高温涂料”具有常温干燥快、漆膜坚韧、价格便宜等特点,但不涉及温差交替循环剧变功能。
公开号为CN101671522A的专利申请“运输车辆专用耐高温涂料及其制备方法”虽也有一定的耐热性,但从原理上看其并未加入类似的特种助剂,用于增加耐高低温差交替瞬变的性能,而且它的“温差循环试验”最低温也仅在23℃,循环次数也只有4次,仍然无法满足很多特种应用场所的要求。
如大型化工合成工艺中,为了精确控制反应程度,在高温反应接近完成时要求通过急速降温来降低官能团的活性,使反应适时终止。
普通的耐高温涂料在温度剧烈变化是由于和钢铁之间的膨胀收缩系数的差异,往往导致涂层剥落,一方面降低了防护效果,另一方面掉落的涂层对化工反应工艺过程带来了很大的隐患。
宁波作为全国的大化工基地,既能耐高温又能实现耐温差交替循环剧变的涂层具有很大的市场空间。
第51卷第3期 202丨年3月涂料工业PAINT &COAT1NGS INDUSTRYVol. 51 No. 3Mar. 2021低温固化粉末涂料的研究进展许伟坤1,王慧丽2,董亿政2,袁辉强2,范萍”(1.浙江工业大学材料科学与工程学院,杭州310014;2.浙江中法新材料有限公司,杭州310006)摘要:低温固化粉末涂料可节约能源、降低成本、并可将粉末涂料的应用领域拓展至热敏性底材,因此其研究与开发具有十分重要的意义。
然而低温固化粉末涂料自身存在着低温固化与其室温贮存稳定性及其制粉过程化学稳定性的矛盾。
针对低温固化粉末涂料现存的上述问题,着重从三个方面,即降低固化反应活化能、提高树脂基体低温流动性及防止制备过程中的预固化进行了分析,综 述了低温固化粉末涂料在配方设计、专用树脂设计的进展、固化促进剂微胶囊化以及超临界流体技术在低温固化粉末涂料中的应用情况。
并对今后低温固化粉末涂料的研发方向进行了展望。
关键词:粉末涂料;低温固化;反应活化能;低温流动性;预固化中图分类号:TQ637. 82 文献标识码:A文章编号:0253-4312(2021 )03-0076-07doi:10. 12020/j.issn.0253-4312. 2021. 3.76Research Progress in Low-Temperature Curing Powder CoatingsXu Weikun',Wang Huili:,Dong Yizheng2,Yuan Huiqiang2,Fan Ping1(1. Z h e jia n g U n iv e rs ity o f T e c h n o lo g y, C o lle g e o f M a te r ia ls S c ie n c e a n d E n g in e e r i n g, H a n g z h o u310014, C/iina;2.N e w S in o-F r e n c h P o ly m e r M a te r ia h C o., L td., H a n g z h o u310006.C h i n a)A bstract:Low-temperature curing powder coatings can not only save energy and reducecosts,but also expand the application of powder coatings to heat-sensitive substrates.Therefore,the research and development of it have great significance.However,the low- temperature curing powder coatings itself has the contradiction between the low-temperature curing,the storage stability at room temperature and the chemical stability during processing.Regarding to the above-mentioned problems existing in low-temperature curing powder coatings,three aspects were focused on for discussion in this paper,including reduction of the activation energy of the curing reaction,improvement of the fluidity of low-temperature of the resin matrix,and prevention of pre-curing during the process of powder preparation.The development of low-temperature curing powder coatings in design of foiTnulation and resin preparation,as well as the application of curing accelerator microencapsulation and supercritical fluid technology in low- temperature curing powder coatings were reviewed.Finally,the future development trend of low- temperature curing powder coatings was prospected.Key w ords:powder coatings;low-temperature curing;activation energy;fluidity at low- temperature;pre-curing **通信联系人许伟坤等:低温固化粉末涂料的研究进展粉末涂料是以树脂基料和固化剂为成膜物质,并辅以填料、颜料和功能性助剂的100%固体分的粉 末形态涂料。
可逆热致变色材料的应用新进展
1. 可逆热致变色材料的简介
可逆热致变色材料是一类能够在不同温度下发生可逆变色的材料,其颜色变化通常与分子内部结构的改变有关。
这种材料在光学、光电子、化学、生物等领域都有着广泛的应用。
2. 可逆热致变色材料的应用
在光学领域,可逆热致变色材料常常应用于染色镜片、窗帘、室
内遮阳窗帘等领域。
在这些应用中,它们能够随着环境温度的变化而
自动调节颜色的深浅,从而实现物品颜色的变化。
在光电子领域,可逆热致变色材料则被用于智能窗、智能玻璃和
防伪领域。
智能窗和智能玻璃通过控制可逆热致变色材料的颜色变化,实现对光线的调节,使得玻璃可以在透明和不透明之间转换。
防伪领
域中,这种材料被使用在防伪印刷上,通过颜色的变化来达到防伪的
效果。
在化学和生物领域,可逆热致变色材料则被应用于环境污染物检
测和生物分子检测。
这种材料能够随着环境的改变而发生颜色变化,
从而可以用于检测环境中特定物质的浓度或者用于检测特定生物分子
的存在。
3. 可逆热致变色材料的新进展
近年来,随着对可逆热致变色材料的研究不断深入,越来越多的新型材料被开发出来。
例如,一种基于氧化锌纳米线的可逆热致变色材料,在实验室条件下展现出了非常独特的可逆变色特性。
此外,针对复杂环境中特殊应用的需求,科学家们还在探索如何将可逆热致变色材料集成到柔性电子中,以实现更广泛的应用。
总体来说,可逆热致变色材料在未来应用前景广阔,科学家们还需在材料的可重复性、稳定性等方面继续进行研究和深入挖掘其潜在应用。
一种粉色变蓝色的低温可逆示温涂料作者:张霞等来源:《硅谷》2015年第01期摘要本文采用水溶性醇酸树脂为基料,无机非金属材料(滑石粉)作为填料,钴铵盐作为变色物质,配制出在水中分散性较好的醇酸树脂,制备了一种粉色变蓝色的低温可逆示温涂料。
针对所用的基料和清漆进行优化配制,配制出在水中分散性较好的醇酸树脂,可与颜料相溶。
通过填料选择、变色温度及涂料性能的检测,确定了较佳涂料配方。
研究表明:较优的物料质量比为漆基:变色颜料:填料=6:3:1。
研制成的低温可逆示温涂料,变色明显,有实用价值,特别是在金属物体表面温度报警方面。
关键词示温涂料;可逆;水性;变色涂料中图分类号:TQ638 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2015)01-0017-02当涂料被加热到一定温度会发生颜色变化,以此来指示物体的表面温度及温度分布情况的涂料称为示温涂料。
可根据示温涂料变色后颜色是否可以恢复,分成可逆示温涂料和不可逆示温涂料[1-7]。
可逆示温涂料的应用广泛,不仅在工业生产中起示温报警作用,在美化生活中也有作用,比如可以涂在纸张、塑料、木材、金属、玻璃、布等材料上起到美化的作用,可以制作变色衣料、变色茶杯、防伪标签[8-10]。
本研究主要是研制一种粉色变蓝色的低温可逆示温涂料。
该涂料主要用于储油罐温度的监测。
1 实验1.1 实验仪器及药品仪器:研钵、玻璃棒、烧杯、烘箱、刮板细度计、研磨机、玻璃珠。
主要原料:六水合氯化钴,六亚甲基四胺(化学纯);尿素。
漆基材料:醇酸清漆,工业级。
辅助材料:滑石粉。
1.2 钴铵盐的制备将六水合氯化钴,六亚甲基四胺,尿素按一定比例混合,然后进行研磨,干燥即得。
1.3 水溶性醇酸树脂基料的制备漆基又称基料,是漆料中的不挥发部分。
能形成涂膜,并能黏结颜料。
基料对色漆和涂膜的性能起决定性作用。
根据漆基中成膜材料成膜机理不同,可分转化型和非转化型两大类。
非转化型漆基材料包括纤维素聚合物、氯化橡胶等。
变色油漆原理引言:变色油漆是一种具有特殊性质的涂料,它能够在不同温度或光照条件下发生颜色的变化。
这种神奇的性质使得变色油漆被广泛应用于许多领域,如温度传感器、智能建筑和纺织品等。
本文将介绍变色油漆的原理及其应用。
一、变色油漆的基本原理变色油漆的颜色变化是由其特殊的化学成分和结构实现的。
一种常见的变色油漆是基于热敏变色原理的。
它的主要成分是由热敏颜料和聚合物基质组成的。
在低温下,热敏颜料呈现出一种颜色,而在高温下则呈现另一种颜色。
具体来说,热敏颜料中含有一种特殊的化学物质,称为温度感应颜料,它可以根据温度的变化改变其吸收或反射光的能力,从而改变其颜色。
聚合物基质是将热敏颜料固定在物体表面的介质,它能够保护颜料不受外界因素影响,并提供良好的附着性和耐久性。
二、变色油漆的工作原理当变色油漆暴露在不同温度环境下时,温度感应颜料会发生物理或化学变化,从而导致颜色的变化。
这种变化是由于温度改变引起颜料分子结构的重新排列或物理状态的改变。
以热敏变色油漆为例,当温度升高时,颜料分子之间的相互作用会发生变化,从而导致颜料的吸收或反射光的能力发生变化。
这种变化会引起颜色的变化,使得油漆呈现出不同的颜色。
相反,当温度降低时,颜料分子重新排列,使油漆恢复到原来的颜色。
三、变色油漆的应用领域1. 温度传感器:由于变色油漆能够根据温度的变化发生颜色的变化,它被广泛应用于温度传感器领域。
通过监测油漆的颜色变化,可以准确地测量物体的温度,实现温度的监控和控制。
2. 智能建筑:变色油漆可以应用于智能建筑中,用于调节室内温度和节能。
例如,在夏季高温时,油漆会变成较浅的颜色,以反射部分阳光,从而降低室内温度。
而在冬季,油漆会变成较深的颜色,吸收更多的阳光热量,提高室内温度。
3. 纺织品:变色油漆可以应用于纺织品上,用于实现颜色的变化和图案的变化。
通过改变油漆的温度或光照条件,可以实现纺织品的颜色变化,使其具有更多的设计和时尚元素。
结论:变色油漆是一种利用热敏颜料和聚合物基质实现颜色变化的特殊涂料。
可逆变色建筑涂料简介:可逆变色建筑涂料是利用热致变色材料制成的一种功能性涂料,也称示温涂料,其基本特性是当涂层能够达到一定温度后,涂料颜色改变,当温度降低后又恢复原有的颜色。
该类涂料用于娱乐场所、酒店、宾馆、餐厅、会议厅以及家庭居室的内墙装饰的点缀,有其独特的装饰功能作用。
变色原理:可逆变色涂料的变色是由于涂料中使用了能够在一定温度下发生颜色变化的可逆变色颜料。
变色颜料在一定温度下发生的变色赋之于涂膜。
当可逆变色涂膜受热达到一定温度时,由于涂料中的颜料发生物理、化学变化,如晶格转变、结晶水的得失、配位体的几何构型的变化、pH值变化、电子得失、液晶型高分子体系变化等,都可能引起颜料的颜色发生变化。
当温度降低后颜料又能够恢复成原有的颜色。
对于无机类可逆热致变色颜料,其变色机理主要是晶型转变、结晶水的得失和配位体的几何构型的变化等。
①晶型转变许多无机颜料具有晶体结构,在一定的温度作用下其晶格可能会发生晶型的转变,因为同一种物质在不同晶型时具有不同的颜色,从而导致颜料产生颜色变色。
而当温度发生变化(减低)时,晶型又转变回来,颜色也随之而变。
例如碘化汞(HgI2),常温下呈正方晶体结构,为红色,当加热到137 ℃时转变成斜方晶体结构,为青色。
冷却到室温后晶型又转变为正方形,复又变为红色。
如图1所示:②失去结晶水含有结晶水的物质加热到一定温度时会失去结晶水,从而引起颜色的变化;当冷却时物质物质又从环境中吸收水而重新含有结晶水,变化的颜色又转变回来。
该过程的示意如图2所示。
利用物质结晶水的得失变化所发生的颜色变化能够得到可逆变色颜料。
例如,粉红色的氧化钴·六亚甲基四胺,加热到一定温度(35 ℃)时失去结晶水而改变颜色,冷却后又能够从空气中吸收水分并结合结晶水而恢复原来的颜色。
反应的方程如下:这种颜料变色的实质是化合物失去配位体的分解反应,当环境中有足够的配位体存在时,能够进行逆向反应,但颜色复原需要较长的时间和较高的空气湿度。
一、概述超细粉末涂料是一种新型的涂料材料,具有颗粒细小、涂膜光滑、耐候性好、环保无污染等特点,因此在汽车制造、建筑装饰、家电制造等领域得到了广泛的应用。
然而,传统的超细粉末涂料制备过程中存在着固化时间长、固化温度高、生产效率低等问题,制约了其在产业化应用中的发展。
低温快速固化超细粉末涂料制备关键技术的研究和产业化具有重要意义。
二、低温快速固化超细粉末涂料制备关键技术研究1. 超细粉末的选择超细粉末是低温快速固化超细粉末涂料的核心材料,其选择直接影响着涂料的固化速度和涂膜的性能。
目前常用的超细粉末材料有环氧树脂、有机硅树脂、聚酯树脂等。
近年来,还出现了一些基于纳米技术的新型超细粉末材料,如纳米氧化锌、纳米二氧化钛等,其具有更优异的性能,逐渐成为超细粉末涂料制备的新选择。
2. 固化剂的改进固化剂是决定涂料固化速度的关键因素,目前常用的固化剂主要有环氧固化剂、酮胺固化剂、酸酐固化剂等。
针对低温快速固化涂料的要求,研究人员对固化剂进行了不断的改进,如优化其配方、提高其活化性能、降低其固化温度等,以实现低温快速固化的目标。
3. 涂布工艺的优化涂布工艺对于低温快速固化超细粉末涂料的制备至关重要。
传统的涂布工艺受限于涂布设备的性能和固化条件的要求,使得生产效率低下。
需要对涂布工艺进行优化,改进喷涂头设计、优化涂布厚度控制、提高喷涂速度等,以实现低温快速固化超细粉末涂料的高效制备。
三、产业化应用前景分析低温快速固化超细粉末涂料具有固化时间短、固化温度低、涂膜性能优越的特点,对于提高涂料制备效率、优化产品性能、降低生产成本具有重要意义。
其在汽车制造、家电制造、建筑装饰等领域具有广阔的应用前景。
尤其是在汽车制造领域,低温快速固化超细粉末涂料能够满足汽车车身部件涂装的高效生产需求,降低了能源消耗和环境污染,具有较好的市场前景。
四、结语低温快速固化超细粉末涂料制备关键技术的研究和产业化,可以有效提升超细粉末涂料的制备效率和产品性能,推动其在各个领域的广泛应用。
低温粉末涂料配方
配方:
1.主要树脂-50%
2.填充剂-30%
填充剂主要用于增加涂料的体积,并提高涂料的密度。
常用填充剂有滑石粉、硬脂酸钙和二氧化钛等。
填充剂的选择需要考虑其在低温下的稳定性和对涂料物理性能的影响。
3.颜料-15%
颜料是用于涂料的着色和美观性的添加剂。
常用的低温粉末涂料颜料有氧化铁、钛白粉和碳酸钙等。
选择适合低温固化的颜料,确保涂料的颜色和光泽度符合要求。
4.助剂-5%
助剂用于改善涂料的流动性、抗静电性和抗粘连性等性能。
常用的低温粉末涂料助剂有流平剂、平滑剂和润湿剂等。
根据具体需要选择适合低温涂料的助剂,提高涂料的施工性能和使用寿命。
总结:。
可逆温度变色标签原理可逆温度变色标签原理引言可逆温度变色标签是一种非常有趣和实用的材料,它可以根据温度的变化而改变其颜色。
这种材料被广泛应用于食品安全、医疗保健和环境监测等领域。
在本文中,我们将介绍可逆温度变色标签的原理,并深入探讨其背后的科学原理。
温度敏感染料可逆温度变色标签的核心是温度敏感染料,它是一种可以对温度变化作出反应并改变颜色的物质。
常见的温度敏感染料有染料分子和聚合物。
染料分子染料分子是一种有机化合物,具有良好的色彩可变性和温度敏感性。
在低温下,它们通常处于无色或浅色状态,而在高温下则会变成深色。
这是因为在低温下,染料分子的分子结构相对紧密,吸收色散和散射光的能力较弱;而在高温下,它们的分子结构变得更松散,能够更好地吸收光线,从而使颜色变深。
聚合物是由许多重复单元组成的高分子化合物。
它们具有独特的结构和物理特性,可以通过调整其成分和结构来实现温度变色效果。
聚合物在低温下通常呈现一种颜色,而在高温下则呈现另一种颜色,这是由于温度的变化导致聚合物链的构象发生改变,从而改变了对光的吸收和散射。
温度感测机制了解了温度敏感染料的基本特性后,让我们进一步探讨温度变色标签的感测机制。
隐形墨水温度变色标签通常使用的是一种称为隐形墨水的可逆温度敏感染料。
在低温下,隐形墨水呈现无色或浅色状态,无法被肉眼观察到。
而当温度升高时,隐形墨水会发生颜色变化,从而变得可见。
热敏纸为了更好地应用温度变色标签,通常会将隐形墨水涂覆在热敏纸上。
热敏纸是一种含有感温微胶团的特殊纸张,当其受到外界热源的刺激时,会通过热敏显色反应呈现出对应的颜色。
温度变色原理了解了温度感测机制后,我们可以进一步解释可逆温度变色标签的原理。
可逆温度变色标签的变色是可逆的,这意味着当温度恢复到其原始状态时,颜色也会恢复到初始状态。
这是由于温度敏感染料的特性决定的。
当温度升高时,染料分子或聚合物会重新排列,从而改变了吸光性能。
但当温度降低时,它们可以恢复到初始状态,颜色也随之恢复。
第27卷 第1期湖 南 大 学 学 报 (自然科学版)V o1.27,N o.1 2000年2月Jou rnal of H unan U n iversity(N atu ral Sciences Editi on)Feb.2000文章编号:100022472(2000)0120035205低温可逆变色涂料的研究Ξ胡智荣1,陈声宗1,钟旭东2(1.湖南大学化学化工学院,湖南长沙 410082;2.佛山石湾园林陶瓷厂,广东佛山 528031) 摘 要:采用Co盐(CoC l2・2C6H12N4・10H2O)作为变色材料,无机非金属材料(Si O2,CaO,M gO,A l2O3粉)作为填料,制成低温可逆变色涂料Λ通过填料选择、变色温度、恢复原颜色时间的试验及涂料性能的检测,确定了最佳涂料配方Λ关键词:涂料;示温涂料;可逆变色中图分类号:TQ637.5 文献标识码: AR esearch of R eversib le Changing2co lo r Coatingin the L ow er T em peratu reHU Zh i2rong1,CH EN Sheng2zong1,ZHON G Xu2dong2(1.Co llege of Chem istry and Chem ical Engineering,H unan U n iv,Changsha 410082,Ch ina;2.Sh i w an Yuan lin Ceram ic Facto ry,Fu shan 528031,Ch ina) Abstract:A low tem p eratu re reversib le changing2co lo r coating has been develop ed by u sing Co2salt(CoC l2・2C6H12N4・10H2O)as co lou r2changing sub stance,and ino rgan ic nonm etallic m aterials(Si O2,CaO,M gO,A l2O3)pow der as fillers.T he op ti m um coatings fo rm u lati on is determ ined by choo sing fillers,testing of co lou r2 changing tem p aratu re and co lou r2recovering ti m e as w ell as p ain t p rop erties.Key words:coating;therm oco lou r reversib le;co lou r2changing随着科学技术的迅速发展,工业上对温度的控制要求越来越高,特别是某些用一般测温仪器无法测量和高速转动难以测量的场合Λ例如,炼油装置的超温报警,通信电缆封接,非金属材料在尖端科学领域中如飞机的发动机涡轮叶片、火焰筒,返回式卫星与大气层摩擦产生的温度等等,迫切需要一种能自动显示温度的材料,以解决温度难以监测的问题Λ近几十年来,世界各国的科学界无不关注这一问题,因此,各种各样的致热变色(示温)涂料应运而生,广泛用于航空、电力、炼油、电子、机械、食品、卫生、医疗等各个领域Λ目前,德、英、美、日、俄等国家已经研制出一系列不同用途的变色涂料,在研究和应用方面处于领先地位,并正朝着低温(100℃左右)乃至零下低温方向发展,以满足工业和日Ξ收稿日期:1999207210作者简介:胡智荣(1943-),男,广东五华人,湖南大学副教授.常生活各个领域的需要[1]Λ我国对变色涂料的研究始于60年代,在研究和应用方面取得了可喜的进展,但是,其研究的产品大都属于高温不可逆变色涂料,至于低温可逆变色涂料研究还很少,几乎是空白[2]Λ基于上述情况,本研究的目的是拟用无机盐为颜料,以无机非金属材料为填料,制成一种低温可逆变色涂料Λ1 变色机理变色涂料是由变色物质加上其它辅助成分制成的特种功能材料Λ这种材料具有颜色随温度而变化的特性Λ可逆无机变色涂料,从它的组成和性质来看,属于无机材料类,这种材料的可逆变色机理是利用某些变色材料在一定温度作用下其晶格发生位移,即由一种晶型转变为另一种晶型从而导致颜色改变,而当冷却到室温后晶型复原,颜色也随之复原的原理[3]Λ由于变色材料晶格位移变化比温度变化慢,因而晶型改变所出现的颜色变化滞后于温度变化,而且晶型复原过程的颜色变化滞后现象更加明显Λ由于某些含结晶水的无机盐加热到一定温度后会失去结晶水而改变颜色,冷却后又能从空气中吸收水分形成结晶水,例如Co 盐,其化学反应方程式如下:CoC l 2・2C 6H 12N 4・10H 2O CoC l 2・2C 6H 12N 4+10H 2O 粉红色 天蓝色 因此这种物质的变色其实质是络合物的配位数发生变化Λ这种物质受热后变色快,但颜色复原需要较长的时间和较高的空气湿度,称为有记忆功能的材料[4]Λ2 实验所用主要原材料及辅助材料2.1 主要原材料漆基材料:醇酸清漆,工业级;变色材料:CoC l 2・2C 6H 12N 4・10H 2O ,化学纯;溶剂:二甲苯等,化学纯Λ2.2 辅助材料Si O 2,CaO ,M gO ,A l 2O 3等粉末,工业级;助剂:化学纯Λ3 工艺路线及填料选择3.1 工艺流程的确定实验采用工艺流程如图1Λ3.2 填料选择取漆基材料5g ,颜料2g ,溶剂适量,分别用Si O 2,CaO ,M gO ,A l 2O 3粉末作填料,按上述工艺路线制成涂料,并检测其性能,63 湖南大学学报(自然科学版) 2000年见表1Λ表1 填料选择试验试验号填 料pH 值耐水性干燥时间 h粘附性变色温度 ℃复色时间 hA Si O 27.048h 不起泡48好6512B CaO 8.024h 起泡60不好7012C M gO 8.024h 起泡60不好7012DA l 2O 37.024h 不起泡48好556从表1可见,B 和C 涂料性能差,变色温度高(70℃),复色时间长(12h ),这是因为它使用CaO 和M gO 作为填料,属碱性物质,影响醇酸清漆的性能,因而制成的涂料耐水性差,粘附性不好;A 和D 以Si O 2和A l 2O 3作填料,它与漆基配用较好,使结构更加均匀,有利于晶体位移[5],变色温度也较低,特别是A l 2O 3使涂料均匀性更好,因此,变色温度最低,而且恢复原色的时间最短Λ4 配方确定及实验结果分析4.1 配方确定在探索实验的基础上,实验采用优选法确定涂料的配方,见表2Λ 表2 涂料配方 g配方号颜 料漆 基填 料助 剂稀释剂1101010少 量适 量2102020少 量适 量3201020少 量适 量4202010少 量适 量4.2 涂料的制备及其性能测定称取一定量的颜料、漆基、填料分别放入混合器中,加入适量的稀释剂和助剂,并将混合器置于50℃的水浴槽中,搅拌均匀,使其充分混合,每次升温5℃,保温15m in ,观察其颜色变化情况,并将涂料颜色改变的温度作为变色温度Λ然后将上述实验结果按照建筑涂料性能的测试方法测试涂料的性能,结果见表3Λ表3 涂料性能比较配方号粘度(涂4杯) s悬浮性 %干擦性耐水性(48h )涂刷性能16280不掉粉不起泡良24260不掉粉不起泡差33860微掉粉不起泡差47180不掉粉不起泡好从表3可见,1号、4号涂料性能较好,说明涂料的性能与漆基材料及填料的配比有直接关系,当颜料与漆基质量之比为1,漆与填料质量之比大于1时,它的附着力和强度都较好Λ4.3 变色温度试验为了进一步观察涂料的变色情况,将上述4种配方制成的涂料置于干燥箱中,分别控73 第1期 胡智荣等:低温可逆变色涂料的研究 83 湖南大学学报(自然科学版) 2000年制干燥箱内的温度为40℃,45℃,50℃,55℃,每次保温15m in,其变色情况见表4Λ表4 变色温度比较配方号温度 ℃颜 色温度 ℃颜 色温度 ℃颜 色温度 ℃颜 色140粉 红45粉 红50粉 红55天 蓝240粉 红45粉 红50粉 红55天 蓝340粉 红45粉 红50粉 红55天 蓝440粉 红45粉 红50粉 红55天 蓝从表4可见,涂料的变色温度均在50~55℃之间Λ再对上述涂料每次升温1℃,保温15m in,测定其变色温度见表5Λ表5 涂料变色温度实验配方号温度 ℃颜 色温度 ℃颜 色温度 ℃颜 色温度 ℃颜 色151粉 红52浅 蓝53天 蓝54天 蓝251粉 红52浅 蓝53浅 蓝54天 蓝351粉 红52浅 蓝53浅 蓝54天 蓝451粉 红52浅 蓝53天 蓝54天 蓝从表5可知,1号、4号涂料变色温度为53℃,2号3号为54℃Λ说明涂料变色温度范围主要取决于颜色的变色温度和填料选择,而对配方中颜料和漆基用量多少关系不大Λ4.4 复色时间比较将变色后的涂料从干燥箱中取出,置于室温下(24℃,相对湿度70%)自然冷却,并测定其恢复原色所需的时间,见表6Λ表6 恢复原色的时间配方号1234恢复原色时间 h4.54.04.07表6可见,涂料复色时间4号最长,其原因是漆的用量较多,而填料相对较少,当漆基用量过多时,颜料被漆料密封后,使得晶体转移时间延长;2、3号填料相对较多,使颜料较好地均匀分布,从而不影响晶体转移,因此复色时间短,但填料多,涂料性能差Λ从上述实验可知,1号配方制成的涂料,其悬浮性能、涂刷性能都比较好(见表3),而且变色灵敏度高(见表5),但恢复原色的时间稍长(见表6)Λ因此,在1号配方基础上将填料调整为12g,即m颜料∶m漆基∶m填料=1∶1∶1.2,进行重复实验,测定其变色温度,结果见表7Λ表7 重复试验实验号温度 ℃颜 色温度 ℃颜 色温度 ℃颜 色温度 ℃颜 色551粉 红52浅 蓝53天 蓝60天 蓝651粉 红52浅 蓝53天 蓝60天 蓝751粉 红52浅 蓝53天 蓝60天 蓝将上述实验结果,参照建筑内墙涂料性能有关测试方法,拟定(表8)有关指标作为低温可逆变色涂料性能的评价标准,结果见表8Λ表8 涂料性能测试结果检测项目容器中状态遮盖力(g ・m -2)涂层外观干燥时间 h耐水性 h 耐碱性 h 复色时间 h标准技术无结块,悬浮性好≤250平整均匀≤48≥96≥4805无结块,悬浮性好220平整均匀36120484.06无结块,悬浮性好210平整均匀36125504.07无结块,悬浮性好215平整均匀36120504.0 注:技术标准为GB 9755288合成浮液涂料标准试验结果表明,所选配方重复性能好,且涂料性能均达到规定值Λ5 结 语低温可逆变色涂料是一种能记忆颜色变化的新型功能涂料,具有广阔的应用前景,并且具有深远的社会意义和经济效益[6]Λ由于这种涂料的研究报道很少,要研制出具有更低温度可逆变色的涂料,还有待于进一步研究Λ参考文献:[1] 郭家振.示温涂料的原理及应用[J ].化工时刊,1976,10(9):7~10.[2] 王疑然.示温涂料的现状与发展[J ].涂料工业,1991(6):35.[3] 李文戈,王文芬,吴锦屏.可逆热致变色材料[J ].功能材料,1997,28(4):337~338.[4] 宫永宽,陈拴虎.热致变色材料及其应用[J ].物理化学学报,1995,11(2):97~100.[5] 刘智荣,陈声宗,钟旭东.低温可逆示温涂料的研究[J ].涂料工业,1999(8):8~20.[6] N akade 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