示温涂料

当涂层被加热到一定温度而发生颜色或其他现象变化来指示物体表面温度及温度分布的涂料称作示温涂料，通常也称为变色涂料或热敏涂料。根据示温涂料变色后出现颜色的稳定性，可以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。

二．单色不可逆示温涂料

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。

1. 应用

单变色不可逆示温涂料主要用于飞机仪表、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。单变色不可逆示温涂料必须正确使用才能达到示温效果，这除与产品性能有关外，还与实际使用环境有关。如果涂层实际使用条件(如升温速度、恒温时间、气氛、压力等)与其所规定的技术指标之间相差越大，涂层所出现的变色温度与标定的变色温度之间误差也越大。因此，在使用单变色不可逆示温涂料时，必须尽量使应用环境和技术指标相符或相近。另外，漆膜厚度也要与技术指标一致。

2.发展前景

单变色不可逆示温涂料发展至今，已有温度跨度为30～1350℃，约100多种产品，但各国的产品品种和温度范围不同。目前的品种仍不能完全满足测温的需求，例如国产高温段(300℃以上)的品种存在温度间隔大、品种少、误差大等缺点；有些产品因原材料原因濒I临绝种，有些品种亟须改进。因此，单变色不可逆示温涂料仍需要改进和完善。不过，单变色不可逆示温涂料具有测温精度较高，在飞机、火炮等部件的测温，电气设备、机器设备、化工设备的安全警报指示和科研上仍将继续发挥作用。

三．多变色不可逆示温涂料

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。
世界各国都重视对多变色不可逆示温涂料的开发研制。目前已有几十个品种，温度跨度为60—1300℃。但是各国的情况有所不同，如德国研制生产9种双变色示温涂料，温度范围从55—1300℃；5种三变色示温涂料，温度范围为65～340℃。如美国的多变色示温涂料有3种，温度范围为285—1800℃。如英国生产的有450～1100℃八变色示温涂料，牌号为C3；600～1070℃十变色示温涂料，牌号为GTl；以及牌号分别为TP6、TP7、TP8的六变色、七变色、八变色的示温涂料，测温跨度分别为500～1150℃、600～1070℃、420～910℃。我国现有Sw-M多变色不可逆示温涂料系列7个品种，由北方涂料工业研究设计院研制并生产；测温跨度分别为400—1250℃的8个品种。

1.多变色不可逆示温涂料的特性

用多变色不可逆示温涂料测温，只用一种涂料就能测出一个温度区间的温度分布，极为方便和经济，所以要比单变色不可逆示温涂料用途广。其一般能精确到(±10～±20)℃，测量结果及精度与使用条件有很大的关系。有些品种只能在特定的环境中使用，例如国产sw．M一3只能在煤油燃烧产物和大量空气混和物中使用，而在其他气氛中使用时，必须重新标定。

2.多变色不可逆示温涂料的应用

多变色不可逆示温涂料主要用于发动机主燃烧室、火焰筒、涡轮外环导向叶片、加力扩散器以及其他动态或大面积场的测温。多变色不可逆示温涂料的正确使用：①多变色不可逆示温涂料的示温精度要差于一般的温度计，它只能给出一个温度区间，要想进一步准确测量某一点温度，需采取其他方法或几种示温涂料交替使用；②每种示温涂料的使用环境条件各不相同，使用之前应确定该品种是否适用于使用环境。

3.多变色不可逆示温涂料的发展前景

多变色不可逆示温涂料是目前应用最广和最多的示温涂料，经过几十年的发展，现已有几十个品种问世，其温度范围为300—1600℃之间，极大地满足了高温测量的需要。现在需要解决的问题有：①开发温度跨度大、间隔小、色差明显、精度高的新型品种；②探索其发色机理，以指导新品种的开发研制。

四．可逆示温涂料

可逆示温涂料的出现的应用是在20世界60年代末到70年代初。德国、英国和美国均发展了自己的可逆示温涂料，日本在可逆示温涂料的开发和应用上要领先于其他国家。可逆示温涂料发展至今，其性能和温度范围均趋成熟，已成功应用于各个领域。而我国在可逆示温涂料方面的开发和研究较晚。可逆示温涂料按呈色物的性质可分为无机可逆示温涂料和有机可逆示温涂料，也可按呈色的多少分为多变色可逆示温涂料和单变色可逆示温涂料。目前应用最广，技术条件最为成熟的是以热敏变色有机材料为呈色物的有机可逆示温涂料。

目前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。

可逆示温涂料的应用及前景

可逆示温涂料的应用很广泛，除在工业生产中起示温报警作用之外，还为美化生活提供条件，如涂在纸张、木材、塑料、金属、陶瓷、玻璃、布等底材上，获得装饰性、趣味性高的底材和制品，可以制作变色衣料、变色茶杯、防伪标签等。又可用在汽车轮胎、橡胶制品等缺陷的无损检测方面。可逆示温涂料现朝着温度范围宽(从零下几十度到200℃左右)、多变色、灵敏和重复性好、寿命长的方向发展。需要解决的问题是：①微胶囊化技术的进一步研究；②液晶聚合物技术的研究；③新的热变色物质的开发。