說說示溫涂料（轉(zhuǎn)）
示溫涂料也叫熱敏余料或者叫變色涂料，它是以顏色或外觀變化來指示物體表面溫度及溫度分布，具有測溫功能的一種功能性涂料。其原理就是涂層被加熱到一定的溫度時，涂料中的對熱敏感的顏料發(fā)生某些物理或者化學(xué)變化，導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)、分子形態(tài)的變化，外在的表現(xiàn)就是顏色變化，因此可以根據(jù)顏色隨著溫度變化而發(fā)生改變的特性來測量一定范圍內(nèi)的溫度數(shù)值。
熱變色的現(xiàn)象被人們注意并且加以研究始于100多年前；而示溫涂料真正發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用是和航空航天工業(yè)的發(fā)展分不開的，特別是第二次世界大戰(zhàn)期間，示溫涂料的發(fā)展達(dá)到鼎盛時期。目前，示溫涂料主要研究和應(yīng)用的國家有德國、英國、美國、日本、俄羅斯及中國。我們國家示溫涂料研究從60年代由原化工部涂料工業(yè)研究所開始研發(fā)，取得了相當(dāng)?shù)某晒?，測溫范圍37℃-1150℃，而且種類很多，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。早期，隨著我國煉油工業(yè)的興起，煉油裝置需要超溫報(bào)警涂料，示溫涂料應(yīng)運(yùn)而生，70年代，我國航空工業(yè)突飛猛進(jìn)，設(shè)計(jì)、選材都要依據(jù)表面溫度分布而定，從而更加促使示溫涂料向不可逆多變色方向發(fā)展，系列化的不可逆、多變色示溫涂料研制成功，為我國航空工業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，80年代又成功研制了熔融示溫片。
示溫涂料通常分為兩大類型：可逆型和不可逆型?？赡嫘褪緶赝苛暇褪羌訜岬侥骋粶囟燃窗l(fā)生色變，冷卻時顏色又恢復(fù)到原狀，可以反復(fù)使用測溫；不可逆示溫涂料就是加熱到某一溫度顏色發(fā)生變化，冷卻時顏色不能恢復(fù)到原來顏色，可以記錄表面經(jīng)受過的溫度。國內(nèi)對可逆示溫涂料研究很少，幾乎是空白。國外示溫涂料已經(jīng)趨向低溫（100℃左右），甚至零下的低溫方向發(fā)展，特別是向可逆示溫涂料出現(xiàn)了一系列產(chǎn)品；但是其鼎盛時期已經(jīng)不再，近幾年關(guān)于示溫涂料的報(bào)道也是很少見了。
根據(jù)變色次數(shù)，示溫涂料分為單變色、雙變色、多變色三類，從測溫范圍可分為低溫型（<100℃）、中溫型（100℃-500℃）、高溫型（>500℃）。其組成包括變色顏料、漆基、填料及溶劑，可逆型變色顏料主要選用的無機(jī)變色顏料是Ag、Hg、Cu的碘化物、金屬配位化合物或者復(fù)鹽；不可逆型變色主要選用鉛、鉻、鎳、鈷、鐵、鎘、鍶、鋅等的硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、鉻酸鹽、硫化物等。漆基選擇既要符合顏料特性又不能與顏料起反應(yīng)，低溫示溫涂料常用的基料有蟲膠清漆，醇酸樹脂，硝酸纖維素，三聚氰胺樹脂，脲-甲醛縮合物，氨基甲酸酯，纖維素糠醛樹脂，甲基丙烯酸酯-乙酸乙烯酯共聚物，環(huán)氧樹脂等；高溫示溫涂料基料通常選擇有機(jī)硅樹脂或者改性有機(jī)硅樹脂。
示溫涂料作為測溫重要的載體，與一般的測溫工具，如溫度計(jì)和熱電偶相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：
1.特別適用于一般溫度計(jì)無法或者難以測量的場合，如高速運(yùn)轉(zhuǎn)的部件，大面積表面，復(fù)雜構(gòu)件的溫度測量。
2.不可逆示溫涂料可作為被測物溫度變化的半永久記錄資料，并且可以重復(fù)。
3.具有最高歷經(jīng)溫度“記憶”功能，能夠進(jìn)行后期溫度測讀，無需即時觀測或記錄設(shè)備。
4.用多變色示溫涂料能夠測量表面溫度分布，并且可以適用于非金屬表面測量。
5.使用方便，簡單，經(jīng)濟(jì)，直觀，是其他測溫手段不能代替的。
示溫涂料雖然具有以上的優(yōu)點(diǎn)；但是在實(shí)際溫度測量應(yīng)用中有許多弊端，最大缺點(diǎn)就是受到使用條件，如加熱速度，時間，環(huán)境溫度影響較大，精確度比一般測溫工具差一些，只能對一些特征溫度點(diǎn)進(jìn)行測量，無法對溫度的變化過程進(jìn)行連續(xù)測量。即使如此，示溫涂料仍然在工業(yè)及航空和國防領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，如采用示溫涂料對飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星發(fā)射器、炮彈、返回式衛(wèi)星等溫度的測量；采用示溫涂料對發(fā)動機(jī)渦輪盤溫度的測量；煉油工業(yè)中催化加氫、石油裂解等大型設(shè)備，經(jīng)常需要大面積監(jiān)視內(nèi)部襯里是否破壞，反應(yīng)是否正常，可以通過涂在外壁的示溫涂料得以實(shí)現(xiàn)；非金屬材料工作時，承受的熱載測量一般溫度計(jì)難以完成，采用示溫涂料可以取得滿意的效果；液晶示溫在食品保鮮，冷藏溫度指示方面也取得良好的應(yīng)用。示溫涂料不僅滿足了工業(yè)生產(chǎn)的需要，而且還為美化生活提供了條件。將示溫涂料涂布在紙張，木材，塑料，金屬，陶瓷，玻璃，布匹等底材上，獲得裝飾性，趣味性高的底材制品，可以制作變色衣料，變色窗簾，變色茶杯，例如美國Nature公司將示溫涂料涂于瓷杯上，室溫時呈夜幕景象圖案，倒入熱水黑夜景象消失，顯示出白天景象，一看就知道茶水的冷熱，給人以賞心悅目之感，有涂料專家認(rèn)為，這種新型熱可逆變色涂料大有發(fā)展前景。
示溫涂料的涂裝施工與普通防腐蝕工業(yè)涂料基本相似。以國內(nèi)一款JS-S型單變色不可逆示溫報(bào)警涂料為例，其有3款品種（240℃示溫涂料，270℃示溫涂料，370℃示溫涂料）由甲乙雙組分組成，涂裝前必須對底材進(jìn)行表面處理，等級要求符合GB8923相關(guān)規(guī)定或者根據(jù)ISO8504:2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定和處理，要求基面必須干凈無污染。將甲乙組分按照比例充分混合攪拌，并且靜置5分鐘后進(jìn)行刷涂，涂層厚度干膜為25-35μm，涂布率0.15-0.2Kg/㎡，配好的涂料在6-8小時內(nèi)用完，涂裝工具清洗和涂料稀釋可以使用示溫涂料專用稀釋劑。涂裝現(xiàn)場嚴(yán)禁火種，保持良好通風(fēng)，環(huán)境溫度25℃，相對濕度<65%，涂裝5小時后實(shí)干，即可投入使用。這種示溫涂料適用于煉油化工設(shè)備外壁，工作溫度為140℃，100℃，200℃，當(dāng)溫度分別達(dá)到240℃，270℃，370℃時，其涂層在60分鐘內(nèi)可由藍(lán)色變?yōu)榘咨?，淺棕色，白色，即警告操作人員設(shè)備發(fā)生異常，應(yīng)即時采取措施，為確保設(shè)備正常運(yùn)行和生產(chǎn)安全保駕護(hù)航。
隨著涂料的技術(shù)，特別是功能涂料的技術(shù)發(fā)展，示溫涂料也在鼎盛期過后進(jìn)一步持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展，尤其是低溫可逆示溫涂料，微膠囊示溫涂料的開發(fā)取得了可喜的成績。特別是不限于工業(yè)及航空航天領(lǐng)域的民用變色物品的使用迅猛發(fā)展，例如國內(nèi)珠三角地區(qū)一些企業(yè)生產(chǎn)的變色工藝品不但多姿多彩而且行銷國內(nèi)外，從而帶動了變色材料和示溫涂料發(fā)展。雖然示溫涂料屬于小眾化產(chǎn)品；但是在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，也是其他測溫工具所不能代替的測溫手段，根據(jù)市場最新調(diào)研報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)2025年全球示溫涂料市場規(guī)模將達(dá)到30億美元，未來幾年年復(fù)合增長率CAGR為10%。
筆者始終堅(jiān)持認(rèn)為：未來工業(yè)涂料的發(fā)展，在于技術(shù)的突破和各種功能型涂料的開發(fā)及其性能應(yīng)用的不斷延伸的觀點(diǎn)，其中也包括本文涉及的示溫涂料的二次開發(fā)與創(chuàng)新，特別是對低溫可逆多變示溫涂料的研究將成為重點(diǎn)和熱點(diǎn)。