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示温涂料【原理】四碘合汞酸银（Ag2[HgI4]）是黄色粉状物质，它的结构为四方晶系。
它在常温下呈黄色，加热到40℃以上时，结构转为立方晶系，外观呈橙色。
四碘合汞酸铜（CuHgI4）是红色粉状物质，常温下的结构为四方晶系，外观呈红色，加热到71℃以上，结构也转为立方晶系，外观呈棕黑色。
用这两种原料配制成的涂料，能在不同温度下反复显示不同的颜色，因此叫示温涂料。
四碘合汞酸银和四碘合汞酸铜在实验室里的制取过程和变色条件可以用下面的简式表示。
【操作】（1）称取2g硝酸汞，溶于40mL水中。
另取4.5g碘化钾，溶于另40mL水中。
把少量碘化钾溶液加入到硝酸汞溶液中，稍加搅拌，有橙色的沉淀（HgI2）生成。
继续加入碘化钾溶液，开始橙色沉淀越来越多，以后慢慢减的无色透明溶液一分为二，分别放在两只烧杯里。
（2）称取1g硝酸银，溶于20mL水中，将硝酸银溶液加入上述的溶液中，烧杯内产生大量黄色沉淀（Ag2[HgI4]）。
（3）称取1g硝酸铜，溶于10mL水中，并把它加入上述另一份溶液中，烧杯内产生大量红色沉淀（CuHgI4）。
（4）把上述产生沉淀的两种混合液各自静置一段时间，然后倒掉上面一层澄清的溶液。
再分别用水洗涤沉淀2～3次。
方法是在两种混合液里加入较多的水，搅拌后静置约半小时，弃去上层清液。
反复2～3次。
最后把这两种沉淀物（不必烘干）分别和木工用的白胶或透明胶水（如鹅牌合成胶水）混合，即得到两种示温涂料。
用毛笔蘸取这些涂料在白纸上描成图画或写成文字，待它干燥。
（5）把上述描有图画或文字的纸条贴在盛有热水的大烧杯外壁，原来黄色的图画不久变成桔红色，冷却后又变黄色，原来红色的图画不久变成棕黑色，冷却后又变红色。
该纸条可以长久反复使用。
【说明】（1）配制上述试剂溶液及洗涤沉淀物的水都必须用蒸馏水。
（2）选用透明胶水，是为了防止涂料脱落，同时又不遮盖其颜色。
胶水用量不必多，按照上述配比，只添加几滴胶水即行。
示温涂料的原理及应用1. 示温涂料的概述示温涂料是一种特殊的涂料，其主要功能是通过颜色的变化来显示物体表面的温度变化。
示温涂料常用于工业领域的温度监测和表面温度显示，可以非常直观地反映物体的温度分布情况。
2. 示温涂料的原理示温涂料的原理基于热敏原料的热致变色性质。
当温度发生变化时，热敏材料会改变自身的电子结构与分子间的相互作用，从而导致颜色的变化。
通常示温涂料会在不同的温度范围内显示不同的颜色，通过不同颜色之间的过渡来表示温度的变化。
3. 示温涂料的特点•直观可见：示温涂料能够以视觉的方式直接显示温度变化，无需任何仪器设备。
•快速响应：示温涂料具有较快的响应速度，能够几乎实时地显示温度的变化。
•简易使用：示温涂料无需复杂的操作步骤，只需将涂料均匀涂刷在物体表面即可使用。
•适应性广：示温涂料可用于不同材料表面，如金属、陶瓷、塑料等，具有较高的适应性。
4. 示温涂料的应用领域4.1 工业应用示温涂料在工业领域有广泛的应用，主要包括以下几个方面： - 设备监测：示温涂料可用于监测设备、机器的表面温度，及时发现可能存在的温度异常，预防设备故障。
- 热流检测：通过在物体表面涂刷示温涂料，可以直观地观察热流的传递和分布情况，帮助分析和改善热传导效率。
- 焊接质量监控：示温涂料可以用于监测焊接过程中的温度变化，帮助调整焊接参数、改善焊接质量。
4.2 建筑应用示温涂料在建筑领域也有一定的应用，主要有以下几个方面：- 节能效果评估：通过使用示温涂料，在建筑表面观察不同位置的温度变化，可以评估建筑节能措施的效果，指导设计和改善建筑能源利用效率。
- 屋顶反射性能测试：示温涂料可以用于测试屋顶表面的反射性能，以评估其对太阳能的反射和吸收情况。
- 太阳能电池板调整：示温涂料可用于太阳能电池板的调整和测试，帮助优化电池板的工作效率。
5. 示温涂料的发展前景随着工业技术的不断进步和应用需求的增加，示温涂料作为一种方便、直观、实用的温度监测工具，具有广阔的发展前景。
温变粉是一种温变材料，也称为可逆感温变色颜料或变色粉。
它的主要成分包括变色染料、显色剂和溶剂。
1.变色染料：这是温变粉中的主要变色物质，通常是一种有机或无机颜料。
在温度变化时，变色染
料发生结构变化，从而改变其颜色。
2.显色剂：显色剂的作用是增强变色染料的颜色效果，使其在温度变化时更明显。
显色剂的种类和
浓度会影响温变粉的颜色变化范围和敏感度。
3.溶剂：溶剂是温变粉的载体，起到分散和溶解变色染料和显色剂的作用。
选择合适的溶剂对于确
保温变粉的稳定性和性能至关重要。
此外，温变粉的颗粒呈圆球状，平均直径为2~7微米，外部是一层厚约0.2~0.5微米既不能溶解也不会融化的透明外壳，这层外壳可以保护变色物质免受其他化学物质的侵蚀。
变色涂料是指涂层的颜色随环境条件如光，温度，湿度，PH值，电场，磁场等变化而变化的一种特殊涂料变色涂料分为示温涂料和变色龙涂料两种示温涂料概念示温涂料是一种利用颜色变化测量物体表面温度及温度分布的特种涂料，即因受热而发生颜色变化以指示温度的涂料。
示温涂料通常也称为热敏涂料示温涂料特点及用途示温涂料特别适宜在连续运转件和复杂结构物件进行测温而这些部件往往是温度计，毫伏计难以测温或不可能测温的（高温时）示温涂料适宜测量物体大表面积的温度分布又可同时测量许多元件部位的温度示温涂料有较宽的测量范围其使用方便，操作简单示温涂料也是一种很好的报警材料，例如化工反应釜，石油裂解釜等的超温报警示温涂料特别是低温可逆示温涂料广泛应用于民用方面，有着很好的装饰美化和示警作用发达国家的发展现状我国发展现状: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.近年来我国某些高校和科研单位（浙江大学，复旦大学）研制可逆型示温涂料其产品正在应用推广中. 典型示温涂料介绍高分子液晶可逆示温涂料高分子液晶可逆示温涂料是目前正在开发的一类可逆示温涂料。
其具有颜色温度变化灵敏、艳、示温误差极小、反复性好等其他类示温涂料无可比拟的优点。
另外,因其涂层具有强度高、耐温性好等特点,将是可逆示温涂料今后发展的一个方向。
目前,高分子液晶聚合物可逆示温涂料已小范围地应用。
如日本开发的颜色随温度变化的汽车涂料就是利用液晶聚合物和水性树脂乳液等物质的组成物,其涂膜呈现良好的耐候性和色差.高分子液晶可逆示温涂料应解决的问题是:① 寻找降低原材料与加工成本的有效途径; ② 揭示加工、结构与性能之间的定量关系;③开发适宜的高分子液晶的新型共混和复合技术,以满足不同性能的要求;④使液晶相变温度进一步向低温区扩展,进一步扩大液晶相温度区间。
150℃单变色不可逆示温涂料使用说明
1．应用范围：
主要用于测量飞机仪表、蒙皮等动态部件表面温度以及其他需要进行温度指示的工件。
2．技术指标：
150℃单变色不可逆示温涂料
（1）颜色变化：绿色→黑色；
（2）恒温时间：到欲测温度即变色，应答时间大约为5~10秒；
（3）误差：±5℃；
（4）干燥时间：表干 30分钟；实干 2~4小时。
（5）配比：（绿组份：白组份）=1：1
3．工作环境：
相对湿度98%（工作前2小时），大气温度30-50℃时对变色性能无影响。
4．施工
（1）使用时，被涂物表面的油污必须除净，先打磨再用汽油或二甲苯等有机溶剂擦洗干净。
（2）本涂料所用稀释剂为二甲苯。
（3）分别将示温漆的白、绿组份搅匀；按配比称取一定量的白、绿组份，混合搅拌均匀后，即可刷涂或加入适量稀释剂调至适宜的粘度进行喷涂，涂层厚度控制在25±5um为宜。
（4）涂刷好的漆膜待室温彻底干燥后即可进行检验。
（5）现场试验后试件表面温度降至室温后，对照标准色板判读温度范围。
（6）此漆存放一段时间后出现分层，属正常现象。
使用前必须将漆下层沉淀用力搅起使成为均匀漆液，不能有分层现象存在。
否则影响变色。
5．贮存期：
本产品在符合贮存规定的条件下，自生产之日起有效贮存期为6个月。
超过贮存期的产品需经检验合格后，方可使用。
示温涂料的变色机理示温涂料是一种利用颜色变化测量物体表面温度及温度分布的特种涂料。
其原理是涂层被加热到一定温度时，涂层中对热敏感的颜料发生某些物理或化学变化，导致其分子结构、分子形态的变化，外在的表现就是颜色变化，借以指示温度，因而又称为热变色涂料或热敏涂料。
1示温涂料的变色示温机理1.1熔融型示温涂料的变色示温原理结晶有机化合物具有在某一固定温度下从不透明的固态转变为透明的液态（熔融态）的基本特征。
当涂膜干燥成膜后，微细的结晶有机化合物会对白色光产生漫散射，从而使涂层显示白色；一旦涂层受热达到结晶有机化合物的熔点时，该化合物的晶格被破坏，晶体质点做无规则的运动，因此导致结晶固体变为透明的液体（熔融始终温差不超过2℃），涂层的颜色也相应地由白色迅速转变为无色透明，熔融前后可以产生较大的色差，从而使涂层在很小的温度间隔内瞬时反映出温度的变化。
1.2不可逆型示温涂料的变色示温原理1.2.1固相反应固相反应是利用2种或2种以上物质的混合物，在特定温度范围内发生固相间的化学反应，生成一种或一种以上新物质，从而显示与原来截然不同的颜色，以此指示温度。
1.2.2氧化反应物质在氧化气氛下加热，可以发生氧化反应，生成一种与原组成截然不同的物质，显现新的颜色，达到指示温度的目的。
1.2.3热分解无论是有机物还是无机物，在一定的温度和压力下，大部分能发生分解反应。
这种分解反应破坏了物质的原有结构，分解产物与原物质的化学性质截然不同，呈现新的颜色，同时伴有诸如CO2，SO2，H2O，NH3等气体放出。
利用这一性质达到指示温度的目的。
1.2.4升华具有升华性质的某些物质与填料配用显示一种颜色，但在一定压力下，加热到一定温度时它们由固态分子直接变为气态分子逸出漆基，脱离涂层，此时涂层只显示填料的颜色，利用这一原理达到示温目的。
1.3可逆型示温涂料的变色示温原理1.3.1晶型转变某些变色颜料，例如Cu2HgI4以及Ag2HI4等金属络合物遇热后晶型发生改变，致使颜色发生变化，冷却后恢复原来的晶型，颜色也随之复原。
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。
转化型漆基材料有醇酸树脂、氨基树脂等。
通常选用附着力强、颜色浅并且不与颜料组分起化学反应的物质，如选用虫胶清漆、醇酸清漆作低温变色示温涂料的漆基；还可选用酚醛树脂、有机硅树脂作高温变色示温涂料的漆基[11]。
涂料成膜物通常都是油溶性的，如何将油溶性树脂转变为水溶性树脂，一般采用2种方法：成盐法通过酸碱反应将聚合物主链转变为可溶于水的阴离子或阳离子；在聚合物中引入非离子基团法和将聚合物转变成两性离子中间体法。
本实验制备方法：首先制备酸值较高的醇酸树脂，用弱碱中和成盐，然后融合在水中，成乳液状（淡黄色），得到在水中分散性较好的醇酸树脂，可使水性涂料与其有较好的相溶性。
1.4 工艺流程图
2 实验条件的确定
2.1 变色颜料的确定
变色颜料：六水合氯化钴，六亚甲基四胺。
目前，从现有热致变色涂料所用的热致变色颜料的化学成分和性质来看，可将其分为二大类：无机材料类、有机材料。
变色机理：有机化合物产生可逆热温变色可认为是由于随温度改变分子结构发生了如下变化：电子给予体与电子接受体如酸-碱、酮一醇、内酰亚胺-丙酰胺间发生了平衡移动；两种空间构型或两种晶体结构互变；分子受热开环或产生自由基等。
而无机化合物的热温可逆变色是由于分子晶相变化，配位基几何构型或配位数发生变化。
当达到某一温度时，颜料颜色发生改变，冷却时颜色又恢复到原色。
热温可逆变色颜料主要选用Ag、Hg、Co的碘化物、络合物或复盐和钴盐、镍盐与亚甲基四胺所形成的化合物等。
本可逆热致变色材料变色机理：钴胺盐可逆热致变色材料加热到一定温度（30-80℃）后会失去结晶水，变成蓝色，一经冷却，由于吸收空气中的水汽，逐渐恢复原来的颜色（粉红色）。
按照1.3制备方法制备变色颜料，将制得的变色颜料以变色温度、复色时间和变色后的颜色质量等作为考核指标来确定最佳的变色颜料，结果见表1。
从表1可见：4号和5号试样变色温度低，其次为2号试样；4、5号试样复色时间最长；3号试样要比1、从颜色方面考虑，其次是2、3号试样；3号试样复色时间最短，试样3号较好，2、4、5号试样更理想。
综合考虑变色温度、复色时间和变色后颜色质量，因此选择3号试样制备变色颜料。
2.2 漆料配方的确定
在经过多次探索性实验的基础上，利用涂料的基本性能如干擦性、粘附性，平滑性等，进行初步考察得涂料配方，结果表明，但当漆基在一定用量范围内时，它对变色温度的影响不大，不会对涂料的变色温度造成太大的影响，超出其用量范围，会对涂料的性能造成较大的影响。
这是因为漆基用量增大，颜料粒子在漆基中被相互隔离，降低了它们的变色程度，从而使变色温度提高。
2.3 填料的选择
填料的作用机理：填料作为添加剂，主要是通过它占据体积发挥作用，由于填料的存在，基体材料的分子链就不能再占据原来的全部空间，使得相连的链段在某种程度上被固定化，并可能引起基体聚合物的取向。
由于填料的尺寸稳定性，使得相连的链段在某种程度上被固定化，聚合物界面区域内的分子链运动受到限制，在填充的聚合物中，热变形温度提高，而使金属化温度上升，收缩率降低，弹性模量、刚度、硬度、冲击强度提高。
填料的作用：①降低成型制件的收缩率，提高制品的尺寸稳定性、表面光洁度、平滑性以及平光性或无光性等；②树脂粘度有效的调节剂；③可满足不同性能要求，提高耐磨性、改善导电性及导热性等，大多数填料能提高材料冲击强度及压缩强度，但不能提高拉伸强度；④可提高颜料的着色效果；⑤某些填料具有极好的光稳定性和耐化学腐蚀性；⑥有增容
作用[12]。
本实验采用滑石粉。
2.4 重复试验
为进一步考察所选涂料配方的性能，按2.3中确定的涂料配方再进行3次重复试验，结果如表2。
从表2的结果可以看出，编号4、5的涂料有较好的漆膜光泽、涂层外观，干擦性和遮盖力也较好，遮盖力和外观都较差。
另外，其变色温度与变色颜料的变色温度基本一致。
而颜料分数低于0.25的配方，遮盖力和外观都较差。
另外，漆基含量在0.35时虽然有较好的遮盖力，但是涂层干燥后容易掉粉，且变色温度也略微升高。
因此根据以上结果，同时考虑成本等其它因素，本系列涂料的基本配方（质量分数表示）可选定如下：漆基0.40，变色颜料030，填料0.30，稀释剂适量。
2.5 影响变色温度的其他因素的探讨
影响示温涂料的因素有以下几点：温度、压力、恒温时间、湿度、光照以及周围的气体环境等都会在一定程度上影响示温涂料变色温度 [13]。
3 结论
通过实验确定了钴铵盐（COCl2·2C6H12N4·10H2O）为变色颜料，滑石粉为填料的低温可逆示温涂料配方，经试验检测，涂料能达到GB/T9755-2001合成树脂乳液涂料标准的性能。
低温可逆示温涂料是一种功能性涂料，具有广泛的应用前景。
特别是物体表面温度报警、航空工业的应用非常广泛。
低温可逆示温涂料应用于日常生活是今后研究示温涂料工作的一个趋势。
参考文献
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