示温涂料变色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。
示温涂料的核心是其中的变色颜料,变色颜料受热时发生一系列物理或化学的变化,从而导致其分子结构的变化,例如晶型转化、pH值的变化、失去结晶水、升华、熔融、氧化分解以及固相反应等引起的变色。
不可逆示温涂料变色原理
不可逆示温涂料变色原理主要是升华、熔融、热分解、氧化等。热分解示温涂料种类最多,在一定的压力和温度下,由于热分解放出水蒸气、氨气和二氧化碳等,改变了原来物质的组成与结构,形成新物质,呈现新的颜色。常温下分别呈绿色与蓝色,当加热到一定温度时,分别变为黑褐色和红棕色。在温度升高时颜色由红一紫一绿,这是由于离子晶格膨胀的结果。对于失水的示温涂料,有些在高温下失去结晶水,在低温潮湿的环境中又吸收空气中的水分,恢复成原来的颜色。受热到一定温度(约35度),分别失去结晶水而变为蓝紫色、蓝色,自然冷却后,它又吸收空气中的水分,恢复成原来的粉红色。
可逆示温涂料变色原理
晶型转变:有些结晶型变色颜料,在一定的温度下,其晶格会发生改变,由一种晶型转变成另一种晶型,从而导致颜色的改变。冷却后,晶型复原,颜色也随之复原。
pH变化:某些物质与高级脂肪酸混合,并加热到一定温度时,酸基离解出自由质子,与某种物质作用出现明显的颜色变化。冷却使质子和酸根结合,物质颜色亦复原。
失去结晶水:物质分子内含有结晶水,当加热到一定温度时,它能失去结晶水,引起颜色变化。而当冷却时,重新吸收空气中的水汽,渐渐地恢复到原来的颜色。
电子转移:有些热色材料是由电子在不同组分中转移而引起氧化还原反应,从而导致颜色的变化。
示温涂料种类有可逆和不可逆之分。可逆型示温涂料是指其被加热到某一温度时发生色变,降温后涂料颜色又恢复原状;不可逆示温涂料是指涂层受热到某一温度时,呈现出新的颜色,而当涂层冷却至常温时,不能恢复到原色。
另外,按涂层随温度变化而发生颜色改变的次数不同,又可分为单变色、双变色和多变色示温涂料。在温度变化时,单变色示温涂料只发生一次色变,温度继续改变时,其色相不再改变。
单变色不可逆示温涂料是研制和应用最早的示温涂料,各国均有自己的品种。它主要用于飞机仪表、蒙皮各部的温度分布的测量;炼油厂裂解反应釜测温和超温报警;电气设备的发热监控;以及其他场所如产品热处理过程的监控和标记等等。
多变色不可逆示温涂料具有大面积场测温功能,记忆最高温度不破坏物体表面形状,不影响气流状态,使用方便,测量结果直观等特点。因此广泛应用于发动机燃烧室、涡轮外环导向叶片、加力扩散器等部件的测温。
示温涂料注意事项
储存:感光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:感光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。
散热器上示温粉末涂料喷涂方法及注意事项
示温粉末涂料喷涂方法和普通的散热器粉末涂料相同,散热器的前处理一定要检测合格;喷涂区域的环境卫生一定要干净,不能交叉污染;示温粉末涂料应保持干燥,在使用和贮存过程中要防止粉末受潮,否则容易使散热器表面产生气泡、缩孔和针孔;回收粉和普通粉一样回收、混喷,不会影响二次上粉率。
烘烤炉内气体对示温粉末有一定的影响,固化炉不论是隧道炉还是固定炉,都存在炉内气体排放的问题。原因是粉末涂料是由各种化学物质组成的,涂膜在炉内经高温而发生化学反应,会产生大量气体。这些气体如果不及时排出,就会造成炉内粉末涂膜产生针孔和失光等现象,而且有可能会破坏示温粉末中有机颜料的化学结构,所以必须在适当的位置高一到两个排气孔。另外,同一炉内尽量不喷其他不同颜色、不同品种的粉末涂料,以防互相干扰,影响涂膜的颜色、光泽和相互污染。
管件从烘箱中取出时颜色会保持高温时的颜色,当管件的温度逐渐下降时,颜色会随着温度的下降而变化,这由颜料的变温区间来决定什么温度显示什么颜色。