示温涂料研究进展模板

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资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。大连工业大学化工与材料学院本科生课程总结论文课程名称:涂料与涂装论文题目:示温涂料研究进展学院:化工与材料学院专业:材料化学班级学号:081-01学生姓名:姜文龙指导教师:刘俊龙完成时间:-04-29示温涂料研究进展姜文龙

1资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。(大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连116034)摘要:详细介绍了示温涂料国内外应用现状,示温涂料的定义以及分类,并展望了未来示温涂料的发展趋势。关键词:示温涂料;应用现状;发展趋势ResearchprogressoftemperatureindicatingcoatingsJiangWenLong(dalianuniversityoftechnologyinstituteofchemicalandmaterials,indalian,liaoningprovince116034)Abstract:introducespresentapplicationtemperatureindicatingcoatingsathomeandabroad,thetemperatureindicatingcoatingsdefinitionandclassification,andlooksforwardtothefuturedevelopmenttrendoftemperatureindicatingcoatings.Keywords:temperatureindicatingcoatings;Applicationstatus;Developmenttrend0引　言示温涂料是利用在特定的温度范围内,有明显的颜色变化或者熔融状态时发生颜色变化的化合物作为颜料,以温度测定为目的的一类专用涂料。示温涂料在一定的条件下,当加热到某一温度时,会出现某一颜色变化,由此可确定该涂料的指示温度。示温涂料可用于航空、电子、炼油、电力、机械等各个工业领域。1示温涂料的分类

2资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。根据示温涂料变色后出现颜色的稳定性,能够分成可逆型示温涂料和不可逆型示温涂料;又可根据涂层随温度变化所出现的颜色的多少分为单变色示温涂料和多变色示温涂料。当受热到一定温度涂层颜色发生变化,显出一种新的颜色,而再冷却到常温时,重新又恢复到原来的颜色,这种涂料称为可逆型示温涂料;如果冷却到常温时,涂层颜色不能恢复到原来的颜色,则称为不可逆型示温涂料。随温度上升,涂层在某一温度范围只出现一种新的颜色,此类涂料称为单变色示温涂料;如果随温度上升涂层在不同的温度阶段能出现2种以上的新的颜色,则称为多变色示温涂料。2示温涂料的发展现状示温涂料的研究和应用在国外已有五六十年的历史。德国的IG公司在第二次世界大战前首先使用了示温涂料,之后,英国、美国、俄罗斯和日本也相继研制出各种各样的示温涂料。英国的示温涂料发展较快,Synthetic-IndustrilFnishes公司研究的示温涂料,温度高达1lOO℃,主要用在飞机的发动机上。Thermo-Graphic-Measurements的研究的产品主要用于电子元件、高压电路、各种工艺设备、轴承套、视器危险部件及高温灭菌方面。美国Curtis-wright公司和Tempil公司对示温涂料的研制也很早。其产品主要用于气动加热温度测量、超温报警及无损探伤等方面。俄罗斯的门捷列夫化工学院、里加油漆厂等对示温涂料进行了研究,其研究的重点是不可逆示温涂料。在国内,北方涂料工业研究设计院从20世纪60

3资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。年代开始了对示温涂料的研究。所研制的示温涂料在航空、国防和民用设备上广泛应用。其主要产品有SW2S单变色不可逆示温涂料系列25个品种;SW2M多变色不可逆示温涂料系列7个品种;示温贴片系列及超温报警漆等其它示温涂料。由于可逆示温涂料能够满足中国工业、国防、现代科技发展的新需要和其广泛的应用前景,引起了国内的一些高校和科研单位(如浙江大学、复旦大学等)的极大兴趣,也开始研制可逆型示温涂料,其产品正在应用推广之中。3示温涂料的应用3.1超温报警在高温设备上涂刷预警示温涂料(也称热敏涂料、变色漆),当设备运行出现异常引起表面温度超过涂料的预警温度时,涂层的颜色发生明显变化。根据涂层的变色速度、变色部分涂膜颜色的深浅、变色部位、变色形状、变色面积,真实地反映出高温设备内部温度以及隔热层的情况,据此做出正确的判断并采取相应的应急措施,避免因设备超温引发事故[1]。例如:在炼油工业中,判断反应釜是否温度过高;在铁路车辆上轴温的监控,以及电气回路、电器中过载发热的早期预警等。如重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司一期年产300kt合成氨装置废热锅炉和输气总管所采用的示温涂料[2],设备外壁温度约200℃,设备表面处理经过喷砂处理达到Sa215或Sa310,用Merckens公司的SINO470010白色底漆打底(30μm),干燥8h后再涂装SINO450009示温涂料,涂层总厚度不大于90μm。该涂料在300℃由绿色变为棕黄色,400℃变为白色。

4资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。杨德等人[3]以纯有机硅为漆基,N-5、N-7固化剂,与复合变色颜料配制的GT-Y-240、GT-Y-270、GT-Y-370报警示温涂料具有较好的超温报警、阻燃性能。该涂料用作石油、化工、化肥、冶金、高温反应炉外壁的涂层,对炉内发生异常时引起的超温情况起到报警的作用,在气化炉、变换炉、石油裂解炉外壁及平台、支撑件和贯穿件的失火和爆炸事故中起到保护作用。例如:宁夏化工厂、陕西渭河化肥厂的气化炉、兰州石油化工厂的毫秒炉、烯烃车间均已大量使用,效果良好。3.2大面积表面温度的测量一般的测温仪器,一般只能测定某一点的温度,不适用于大面积表面温度的测量。多变色不可逆示温涂料具有大面积测温功能,用一种涂料就能测出一个温度区间的温度分布,而且记忆最高温度时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。示温涂料在航空、航天工业上能够测量人造地球卫星穿过大气层时由于空气摩擦,卫星表面的温度分布;飞机飞行的表面温度等。示温涂料也常见于大型体育运动场表面温度的分布测定。刘正堂等人[4]在原400~600℃多变色不可逆示温涂料(型号为SW-M-1)的基础上,以环氧改性有机硅树脂为粘结剂,低熔点玻璃填料为增熔剂,有机颜料为辅助热色颜料,超细微粉填料为展色剂,配合原颜料体系,制得了一种新型的示温性能理想的350~700℃多变色不可逆示温涂料,并研究了多种因素对涂层示温性能的影响。3.3非金属材料的温度测量

5资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。伴随着科学技术的发展,非金属材料(如陶瓷、玻璃、塑料、纤维等)在尖端科学中的应用日趋广泛,但对它们工作时承受热载的测量还是个难题,用一般的温度计、毫伏测量计难以达到目的。例如飞机驾驶舱内的各种仪表、控制系统温度测量,既不能连接热电偶又不能使用温度计,但使用示温涂料可获得满意的效果。陈纯馨等人[5]以无机物PbCrO4为热敏变色颜料,无机非金属材料Al2O3作为填料,乳胶漆为漆基,确定了最佳涂料配方,即颜料:填料:漆基=1:1:1时,研制成高温可逆示温涂料。其变色温度为100℃,复色时间为5秒,涂料在4种颜色之间发生可逆变色,可用于高温变色陶瓷材料。3.4建筑装饰随着科学技术的日益发展,建筑装饰涂料的品种也愈来愈多,并受到人们的青睐。可逆示温涂料随着温度的不同,发生颜色的变化,满足了不同人的审美要求,可作为娱乐场所、酒店、宾馆、餐厅、会议厅及家居内外墙壁装饰等。胡智荣等人[6]采用钴盐为变色颜料,以聚乙烯醇(PVA)、甲醛、膨润土等为原料合成一种新型复合成膜物质,以无机非金属材料为填料,制成水溶性可逆变色建筑涂料。该涂料变色比较灵敏,变色时间较短,且达到了建筑涂料的性能测试标准。胡治元等人[7]以钴盐为变色晶体,吸水性材料为水气平衡剂,研制成一种变色涂料。该涂料根据高吸水性树脂和多孔性无机材料的物理化学特性,能有效地克服环境湿度、成膜材料对变色点温度的影响,适用于防结露涂料。

6资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。3.5防伪作用众所周知,假冒伪劣产品不但对消费者造成了伤害,也侵占了产品生产者的利益,为此很多产品包装上都增加了防伪标识,以利于消费者辨别产品的真伪。现在防伪商标多用激光防伪,但其设备昂贵,制版价格高。用低温可逆示温涂料制作的商标,只需用简单的普通热源(如一根火柴,一杯热水,或一个灯泡,甚至用手触摸)提供热量,即可使商标发生颜色变化,然后根据涂膜颜色的变化,判别产品的真伪。汪雪梅[8]以钴盐作为变色物质,研制成FW防伪涂料。该涂料在温度低于35℃时呈粉红色,当温度升高到37℃时则显蓝色,温度高于40℃时,则又转变为墨绿色。若沿着原来温度变化途径逆向降温,颜色的色调也沿着原途径逆向变化,由墨绿变蓝,最后恢复到粉红色。在实际应用中,方便、经济、快速、准确。3.6指示消毒灭菌的温度有待消毒的物品先涂覆一层薄薄的示温涂料标记,然后经过高温高压蒸汽进行消毒,如果示温涂料呈现预定温度的颜色,说明被消毒物品已达到消毒所需的温度,即表明已起到了消毒作用。国外在食品工业及医药工业中受到了普遍重视和应用。如丹麦生产的罐头,若在盖上有一个暗绿色的标记,表明已经过杀菌处理。4示温涂料的发展趋势示温涂料是一种新型的特种涂料,已在国防科研和工业各个部门获得了广泛应用。展望未来示温涂料的研究和开发,其呈以下发展趋势。

7资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。4.1提高示温涂料的测量精度示温涂料经过半个多世纪的发展,已经开发出数百个品种,广泛用于国防科研、工业和日常生活的各个领域。但当前大部分示温涂料的测量精度在10~20℃,还无法满足某些行业精细测温的要求,如示温涂料近年来常被用来检测空气动力模型表面微小的温差。这些类型的应用对示温涂料的性能提出了严格的要求。示温涂料的示温范围必须很宽,涂膜坚硬(不破裂或剥落)、光滑(至少应与模型表面光滑度相一致),而且必须要有足够的灵敏度来检测很小的温差。NASALangley研究中心成功研制成基于聚合物基料的金属复合物示温涂料。该示温涂料能够满足在严格环境下检测微小温差的要求[9]。4.2开发绿色示温涂料当前,大部分示温涂料都是溶剂型,变色颜料中常使用重金属盐及偶氮类化合物,这类涂料在生产和使用过程中对环境造成较大的污染。随着世界各国对环境保护的重视以及人们环保意识的日益增强,发展环境友好型示温涂料已是大势所趋。未来的示温涂料,不但性能优良,而且节省资源,对人体和环境无害。曹优明[10]用性能优良的环保型的水性环氧-丙烯酸树脂作主要成膜物质,将无机热变色材料分散于环氧-丙烯酸树脂中,配制成环保型高性能示温涂料。结果表明,所得到的环氧-丙烯酸热变色涂料的性能优良,受热变色效果明显。 4.3　改性现有的低温示温涂料

8资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。现在常见的有机硅低温示温涂料,在温度降低时,除膜会出现微小的裂缝,严重时会导致涂膜破裂、脱落,从而使示温涂料丧失示温功能。根据发光强度和涂膜硬度,在示温涂料中引进一种新的粘合剂,对示温涂料的配方进行优化。经过样品检测,得到了最佳的低温示温涂料的配方。使用结果表明在低温时,涂膜性能优良,没有出现微小的裂缝,而且按该配方制造的低温示温涂料涂膜的均方根粗糙度小于0115μm[11]。4.4发展液晶类示温涂料液晶类示温涂料是当前正在开发的一类示温涂料,具有颜色温度变化灵敏、鲜艳、示温误差小、重复性好等优点,是示温涂料今后发展的一个方向。日本利用液晶聚合物和水性树脂乳液等物质为成膜物,开发出了颜色随温度变化的汽车涂料,其涂膜能呈现良好的耐候性和色差[12]。4.5加强变色材料的基础研究示温涂料利用变色材料在不同温度下发生颜色变化来指示温度,当前各国都加强了对变色材料的研究。日本近年来研制成新型的经过电子转移呈现出可逆热色性的有机物。该类有机物在-100~200℃之间都有很好的变色敏锐性,而且价格低廉。为了促进变色材料的发展,中国国家自然科学基金会也已将变色材料作为功能材料的一种,列为应用基础研究项目,力争研究开发出灵敏度高、稳定性好、使用寿命长、合成工艺简单的变色材料。

9资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。4.6拓展示温涂料的新用途随着对示温涂料研究的不断深入,示温涂料的应用领域也在不断扩大。如应用示温涂料来测量在短时工作的风洞中表面传热速率。测量是在振荡风洞UT-1的钝头锥形模型(头半径10mm,半锥角为10°)中进行,振荡风洞在马赫数为M=6、流量历时为40ms时,按Ludwig方案操作。按照头半径计算的雷诺数范围为60000～210000。使用2种类型的示温涂料:单变色和双变色示温涂料。双变色示温涂料含有另外添加的对温度不敏感的染料,以弥补激发光强度的变化。实验结果显示出很好的重现性,但在模型头上的热通量比用CFD预测和热电偶测量的要低[13]。另外,利用示温涂料还能够研究当流体由层流向湍流转变时,边界层对流传热的变化[14]。5结语示温涂料作为一种特殊的测温工具,以其制造简单、使用方便、适用面广等特点、已广泛应用于航空、电子、炼油、电力、机械、医学、石油化工等各个工业领域。为保障安全生产,提高中国科技水平方面作出了一定的贡献,取得了良好的经济效益和社会效益。参考文献[1]杨兴武1一种示温涂料及应用1腐蚀与防护,,24(11):495～496[2]马胜军1超温预警示温涂料在石化行业的应用1

10资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。首届特种涂料技术及应讨会1西安:1227～230[3]杨德,刘洁,张仲康．有机硅示温涂料［J］.有机硅材料,,15(2):16-18[4]刘正堂,杨新歧,李淑杰,等.新型350~700℃多变色不可逆示温涂料的研制［J］.涂料工业,,36(12):51-54[5]陈纯馨,陈忻,刘爱文,等.高温多变色可逆示温材料的研制［J］.化工新型材料,,32(12):50-52[6]胡智荣,钟旭东.可逆变色建筑涂料的研究［J］.新型建筑材料,(5):46-48[7]胡治元,陈巍.新型示温可逆变色涂料［J］.化学建材,,21(3):7-11[8]汪雪梅,鲍霞.FW防伪涂料的研制与应用［J］.涂料工业,,36(5):47-48[9]IijimaYoshimi,EgamiYasuhiro,NishizawaAkira,etal.Optimizationoftemperature-sensitivepaintformulatoinforlarge-scalecryogenicwindtunnels[R].ICIASFRecord,InternationalCongressonInstrumentationinAerospaceSimulationFacilities,,70-76.[10]曹优明.环氧-丙烯酸热变色涂料的研究［J］.化工新型材料,,34(5):71-74[11]MosharovV,OrlovA,RadchenkoV.Temperaturesensitivepaint(TSP)forheattransfermeasurementinshort

11资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。durationwindtunnels[R].ICIASFRecord,InternationalCongressonInstru2mentationinAerospaceSimulationFacilities,,351-356.[12]刘正堂.示温涂料的应用与发展［J］.精细与专用化学品,,12(21):1-3[13]PopernackThomasGJ,OwensLR,HamnerMP,etal.Appli-cationoftemperaturesensitivepaintfordetectionofboundarylayertransition[R].ICIASFRecord,InternationalCongressonInstrumentationinAerospaceSimulationFacillities,1997,77-83.[14]CattafestaLN,LiuT,SullivanJP.Uncertaintyestimatesfortemperature-sensitivepaintmeasurementswithcharge-coupleddevicecameras[J].1998(1),2102-2108.