CN101760111A - 300℃～800℃多变色不可逆示温涂料 - Google Patents
300℃～800℃多变色不可逆示温涂料 Download PDFInfo
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Abstract
一种300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，由有机硅改性环氧树脂为基料，及酞菁类有机颜料、复合型热变色颜料、填料、助剂、固化剂和溶剂组成。本示温涂料主要用于动态运转部件及大面积温度场的测温，涂料储存稳定性好，使用方便，涂膜具有良好的机械性能，变色灵敏，色差明显和精度高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于动态运转部件及大面积温度场的测温涂料，特别是一种测温范围在300℃～800℃之间的多变色不可逆示温涂料。
背景技术
多变色不可逆示温涂料是一种能在某一温度区间内呈现不同颜色从而指示温度的涂料，具有大面积场测温功能，记忆最高温度，在测温过程中，不会破坏物体表面形状，不影响气流状态，使用方便，测量结果直观等特点，主要应用于飞机发动机燃烧室、涡轮外环导向叶片、加力扩散器等部件的测温，另外也用于其他机车的发动机、燃烧炉等动态及大面积温度场的测温。
目前，国外多变色不可逆示温涂料的产品主要以罗-罗公司生产多变色不可逆示温涂料为代表，性能处于世界先进水平，但在示温点方面存在某些温区太宽，精度不好的缺点。我国现有SW-M多变色不可逆示温涂料系列8个品种，但存在示温误差大，应答时间长，色差不明显等缺点。并且，国内现有的多变色不可逆示温涂料大多是上世纪70年代末至80年代初研制的，由于原材料的变化造成产品质量不稳定，部分产品已无法生产，与国外相比，国内的多变色不可逆示温涂料性能上存在很大的差距。
发明内容
本发明的目的是提供一种高精度、宽温区、变色灵敏性和准确性高的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料。
本发明的技术要点是：以耐温性好的有机硅改性环氧树脂为基料，提供良好的涂膜机械性能；以经过处理的热变色颜料和填料，并配合有机颜料和釉上陶瓷颜料，提供良好的热变色性能。硅酸盐填料的加入，使得涂膜在高温条件下保持良好的成膜性能；釉上陶瓷颜料的加入，一方面给涂膜提供一定强度，另一方面提供了一种对比色料；有机颜料的加入，为涂膜提供了低温变色的能力。助剂的加入，主要是为了提高颜料的润湿分散性；含氨基的硅烷固化剂一方面可以保证涂膜的常温固化，另一方面保证了涂膜的高温稳定性。
本发明300℃～800℃多变色不可逆示温涂料的基本组成(按质量份数，下同)是：
基料 35.0％～45.0％
酞菁类有机颜料 1.5％～2.0％
复合型热变色颜料 14.0％～20.0％
陶瓷釉上颜料 5.0％～10.0％
填料 7.0％～12.0％
助剂 1.5％～2.0％
溶剂 15.0％～20.0％
固化剂 5.0％～10.0％
本发明300℃～800℃多变色不可逆示温涂料中的有机硅改性环氧树脂的基本组成是：
硅中间体6018 16％～22％
环氧树脂601 28％～34％
环己酮 45％～55％
钛酸正丁酯 0.01％～0.03％
有机硅改性环氧树脂的合成工艺是：将用环己酮溶解好的环氧树脂601加入到三口反应瓶，加入三分之一的用环己酮溶解好的硅中间体6018和钛酸正丁酯，搅拌升温，待回流时开始滴加剩余硅中间体6018，90分钟滴完，保温反应3小时后测胶化点达到3分钟以下后冷却出料。
本发明300℃～800℃多变色不可逆示温涂料中的酞菁类有机颜料的基本组成是：
酞菁蓝G 50％～55％
酞菁蓝GB 25％～33％
酞菁绿 10％～15％
本发明300℃～800℃多变色不可逆示温涂料中的无机复合型热变色颜料的基本化学组成是PbxCr3yCd2yO4x-1·Co2z(NH2)z-1(PO3)Z，其中：
铬含量 30％～40％
钴含量 2％～5％
镉含量 20％～30％
本发明300℃-800℃多变色不可逆示温涂料中的陶瓷釉上颜料的基本组成是：
釉上陶瓷红 75％～85％
釉上果绿 15％～25％
本发明300℃～800℃多变色不可逆示温涂料中填料的基本组成是：
玻璃粉 10％-16％
滑石粉 18％-24％
高岭土 15％-22％
氧化镁 10％-16％
氧化钙 7％-12％
本发明300℃-800℃多变色不可逆示温涂料中的助剂的基本组成是：
有机硅偶联剂KH550 45％-55％
分散剂毕克104S 45％-55％
本发明300℃-800℃多变色不可逆示温涂料中的溶剂是二甲苯。
本发明300℃-800℃多变色不可逆示温涂料中的固化剂是质量份为 60％的TDI三聚体。
本发明300℃-800℃多变色不可逆示温涂料的生产工艺：
(1)填料的预处理：将按配比量称好的填料混合，加入一定量的溶剂和有机硅偶联剂，搅拌30分钟，放置60分钟，备用；
(2)称料及预混合：按配比准确称量基料、酞菁类有机颜料、溶剂和助剂并混合，加入经处理的填料浆和无机复合型热变色颜料搅拌均匀成混料；
(3)研磨分散：将混料用研磨设备进一步研磨分散，用刮板细度计控制细度至25μm以下，过滤，密封罐包装。
(4)固化剂单独包装
本发明的效果：本发明是以合成的有机硅改性环氧树脂为基料，以酞菁类有机颜料、经预处理的无机复合型热变色颜料和填料及釉上陶瓷颜料组成热变色颜填料，与助剂、固化剂配合构成的多变色不可逆示温涂料，具有以下明显效果：平均示温间隔为45℃，示温范围500℃，应答时间在3分钟以内，示温误差为±5℃-10℃，可以人工方便判读温度。
本发明的性能：
表-1 300℃-800℃多变色不可逆示温涂料的示温性能
(2)基本性能
表-2 300℃-800℃多变色不可逆示温涂料的基本性能
(3)示温点及色度值
表-3 300℃-800℃多变色不可逆示温涂料示温点及色度值
附图说明
附图-1为300℃～800℃多变色不可逆示温涂料示温色板。
具体实施方式
有机硅改性环氧树脂及制备
将环氧树脂300g溶于环己酮300g，加入到三口反应瓶；将硅中间体180g溶于环己酮250g，取硅中间体/环己酮溶液150g加入到三口反应瓶；钛酸正丁酯0.01g加入到1500ml三口反应瓶，搅拌升温，待回流时开始滴加剩余硅中间体/环己酮溶液，90分钟滴完，保温反应3小时后测胶化点达到3分钟以下后冷却出料，得有机硅改性环氧树脂。
实施例1：
涂料配方为：
甲组份：有机硅改性环氧树脂液 40.0g
酞菁蓝GB 0.9g
酞菁蓝G 0.5g
酞菁绿 0.3g
复合型热变色颜料 15.0g
釉上陶瓷红 5.7g
釉上果绿 1.4g
玻璃粉 1.1g
滑石粉 1.4g
高岭土 1.7g
氧化镁 1.0g
氧化钙 1.2g
有机硅偶联剂KH550 1.0g
分散剂104S 1.0g
二甲苯 20.0g
乙组份：60％TDI三聚体液 8.0g
甲组份：称取玻璃粉1.1g，滑石粉1.4g，高岭土1.7g，氧化镁1.0g和氧化钙1.2g混合，加入二甲苯10.0g和有机硅偶联剂KH5501.0g，搅拌30分钟，放置60分钟后，倒入混料桶。按涂料配方称取其他物料，加入混料桶，搅拌均匀后，用锥形磨进行研磨分散，细度至30微米以下后，过滤包装。
乙组份直接包装。
实施例2
涂料配方为：
甲组份：有机硅改性环氧树脂液 45.0g
酞菁蓝GB 0.7g
酞菁蓝G 0.5g
酞菁绿 0.2g
复合型热变色颜料 20.0g
釉上陶瓷红 5.0g
釉上果绿 1.2g
玻璃粉 1.3g
滑石粉 1.5g
高岭土 1.2g
氧化镁 0.8g
氧化钙 1.1g
有机硅偶联剂KH550 0.8g
分散剂104S 0.6g
二甲苯 18.0g
乙组份：60％TDI三聚体液 8.5g
甲组份：按配方称取玻璃粉，滑石粉，高岭土，氧化镁和氧化钙混合，加入二甲苯10.0g和有机硅偶联剂KH5500.8g，搅拌30分钟，放置60分钟后，倒入混料桶。按涂料配方称取其他物料，加入混料桶，搅拌均匀后，用锥形磨进行研磨分散，细度至30微米以下后，过滤包装。
实施例3
涂料配方为：
甲组份：有机硅改性环氧树脂液 45.0g
酞菁蓝GB 1.0g
酞菁蓝G 0.5g
酞菁绿 0.2g
复合型热变色颜料 19.0g
釉上陶瓷红 5.2g
釉上果绿 1.4g
玻璃粉 1.0g
滑石粉 1.7g
高岭土 1.0g
氧化镁 1.2g
氧化钙 1.3g
有机硅偶联剂KH550 1.0g
分散剂104S 0.8g
二甲苯 20.0g
乙组份：60％TDI三聚体液 8.5g
制备：甲组份，按配方称取玻璃粉，滑石粉，高岭土，氧化镁和氧化钙混合，加入二甲苯10.0g和有机硅偶联剂KH5500.8g，搅拌30分钟，放置60分钟后，倒入混料桶。按涂料配方称取其他物料，加入混料桶，搅拌均匀后，用锥形磨进行研磨分散，细度至30微米以下后，过滤包装。乙组份直接包装。
Claims (10)
1.一种300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，其特征是：该涂料中含有下列按质量百分数计算含量的组分：
基料： 35.0％～45.0％
酞菁类有机颜料 1.5％～2.0％
复合型热变色颜料 14.0％～20.0％
陶瓷釉上颜料 5.0％～10.0％
填料 7.0％～12.0％
助剂 1.5％～2.0％
溶剂 15.0％～20.0％
固化剂 5.0％～10.0％
2.根据权利要求1所述的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，其特征在于：所述的基料是质量份为50％的有机硅改性环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料中的有机硅改性环氧树脂，其特征在于：是由道康宁公司出品的含硅羟基的硅中间体(6018型)与环氧树脂(601型)经缩合而成，基本组成如下：
硅中间体6018 16.0％～22.0％
环氧树脂601 28.0％～34.％
环己酮 45.0％～55.0％
钛酸正丁酯 0.01％～0.03％
4.根据权利要求1所述的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，其特征在于：所述的酞菁类有机颜料组成为：酞菁蓝G 50％～55％、酞菁蓝GB 25％～33％，酞菁绿10％～15％。
5.根据权利要求1所述的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，其特征在于：所述的无机复合型热变色颜料化学组成为PbxCr3yCd2yO4x-1·Co2z(NH2)z-1(PO3)Z，其中铬含量30％～40％，钴含量2％～5％，镉含量20％～30％。
6.根据权利要求1所述的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，其特征在于：所述的陶瓷釉上颜料组成为釉上陶瓷红75％～85％，釉上果绿15％～25％。
7.根据权利要求1所述的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，其特征在于：所述的填料组成为玻璃粉12％～20％、滑石粉18％～26％、高岭土15％～23％、氧化镁10％～18％、氧化钙7％～15％。
8.根据权利要求1所述的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，其特征在于：所述的助剂组成是有机硅偶联剂(KH550)45％～55％，分散剂(毕克104S)45％～55％。
9.根据权利要求1所述的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，其特征在于：所述的溶剂是二甲苯。
10.根据权利要求1所述的300℃～800℃多变色不可逆示温涂料，其特征在于：所述的固化剂是质量份为60％的TDI三聚体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100630 |