CN111500187A - 一种基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆及涂层制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆及涂层制造方法。本发明基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆由钴蓝、二氧化锆、三氧化二钇、高温有机树脂805、二甲苯、正丁醇组成，其中，所述钴蓝所占质量配比为17.5～19.5％，二氧化锆所占质量配比为15.7～17.7％，三氧化二钇所占质量配比为1.0～1.4％，高温有机树脂805所占质量配比为26.8～28.8％，二甲苯所占质量配比为28.6～30.6％，正丁醇所占质量配比为5.7～6.7％。本发明基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆能精确的形成等温线，从而可方便并精确的判别物体表面的温度分布状况。

Description

一种基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆及涂层制造方法

技术领域

本发明涉及用于高温部件表面温度测试的功能性涂料，尤其是关于一种基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆。

背景技术

不可逆示温漆是一种涂敷在物体表面，根据物体表面温度不同能显示出不同颜色且具有不可逆性的功能性涂料。由于示温漆可方便涂敷在待测物体表面，不受物体形状和结构以及运动状态的限制，特别是在高速旋转的部件上使用时不受任何限制，能完成热电偶难以或不易处理的测量。而且不可逆示温漆由于其不可逆性，因此能避免温度回落带来的误差，具有较高的精度，因此广泛用于测量发动机高温部件的表面温度。

国外开发出较多品种的示温漆，其中具有代表性的宝马罗·罗公司研制的多变色示温漆，工作温度范围从280℃到1170℃共7个品种，示温漆的校准、使用有严格的工艺规范，判读精度可达±10℃。然而由于国外对示温漆技术封锁严重，公众难以获得其高辨识精度的示温漆配方。

国内对不可逆示温漆研究起始于60年代，到90年代初研制了部分不可逆示温漆，多变色示温漆工作温度范围从400℃到960℃共6个品种，示温漆的校准、判读是以颜色为基准，但没有严格的工艺规范。所研制的不可逆示温漆在发动机高温部件上经多年试用后，存在涂层易脱落，变色颜色与生产厂提供的标准色板颜色相差太大，精度较低，判读误差较大的问题，难以满足实际温度测量的要求。

发明内容

本发明的目的：为了解决现有技术多变色不可逆示温漆涂层容易脱落、精度较低、判别误差较大的问题，本发明提供了一种不易脱落、精度较高、判别误差较小的三变色不可逆示温漆，所述三变色不可逆示温漆制成的涂层能精确的显示出物体表面相应三个变色点处的等温线。

本发明的技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供的基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆由钴蓝、二氧化锆、三氧化二钇、高温有机树脂805、二甲苯、正丁醇组成，其中，所述钴蓝所占质量配比为17.5～19.5％，二氧化锆所占质量配比为15.7～17.7％，三氧化二钇所占质量配比为1.0～1.4％，高温有机树脂805所占质量配比为26.8～28.8％，二甲苯所占质量配比为28.6～30.6％，正丁醇所占质量配比为5.7～6.7％。

所述钴蓝所占质量配比为18.5％，二氧化锆所占质量配比为16.7％，三氧化二钇所占质量配比为1.2％，高温有机树脂805所占质量配比为27.8％，二甲苯所占质量配比为29.6％，正丁醇所占质量配比为6.2％。

所述不可逆示温漆细度不大于20μm，其粘度范围为24～30秒。

所述不可逆示温漆涂敷物体表面后厚度为18～26μm。

另外本发明提供了所述基于等温线辨识的单变色不可逆示温漆涂层的制造方法，其包括如下步骤：

步骤1:将质量配比为17.5～19.5％的钴蓝，质量配比为15.7～17.7％的二氧化锆，质量配比为1.0～1.4％的三氧化二钇，质量配比为26.8～28.8％的高温有机树脂805，质量配比为28.6～30.6％的二甲苯，质量配比为5.7～6.7％的正丁醇混合均匀，并经研磨后制成不可逆示温漆；

步骤2:搅拌所述不可逆示温漆，使其细度不大于20μm，其粘度范围为24～30秒；

步骤3:对所需喷涂表面进行清洗，用喷压为0.2～0.3MPa喷压枪进行喷涂，其中，所述喷压枪离喷涂表面的距离为10～15cm；

步骤4:烘干所喷涂的不可逆示温漆涂层；

步骤5:测量所述不可逆示温漆涂层厚度，如果其厚度不在18～26μm内，则重复步骤3、4、5。

本发明的有益效果：本发明通过对温度敏感颜料、示温漆助色填料、粘合颜料、均匀展色基料以及溶解基料溶剂和稀释剂进行筛选，在选中的原料中选择颜料、填料、基料和溶剂按一定比例配方，配制了一种基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆。所述三变色不可逆示温漆涂敷在高温物体表面时，能在相应变色点处发生显著的变色，并在上述三个温度点处形成三种颜色的等温线，每种颜色代表一种温度，从而较为准确地显示了高温物体表面的温度变化情况，可为新机研制和在役发动机试验验证及其它行业领域壁面温度测量提供测试技术支持。而且所述不可逆示温漆原材料均为国内生产，购置方便、研发、使用成本低，其测试成本仅为常规热电偶测温费用的20％，因此极大降低了试验成本，具有较大的军事、经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆一较佳实施方式的等温线示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明:

本发明通过对温度敏感颜料、示温漆助色填料、粘合颜料、均匀展色基料以及溶解基料溶剂和稀释剂进行筛选，在选中的原料中选择颜料、填料、基料和溶剂按一定比例配方，配制了一种基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆。本实施方式中，所配制的基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆由质量配比为18.5％的钴蓝，质量配比为16.7％的二氧化锆，质量配比为1.2％的三氧化二钇，质量配比为27.8％的高温有机树脂805，质量配比为29.6％的二甲苯，质量配比为6.2％的正丁醇混合均匀，并经研磨后制成。其中，所述变色颜料钴蓝对热作用敏感，有较好的着色和遮盖力，在热作用下变色迅速，且变色前后色差大，并具有明显的变色界限。所述填料二氧化锆、三氧化二钇耐热性、耐光及耐候性好，不易粉化，有利于示温漆的显色，并能增强涂层的附着力。所述基料高温有机树脂805的耐温性好，附着力强，与颜填料混合不起化学反应，能明显增强涂层的附着力，使三变色不可逆示温漆不易脱落。所述溶剂二甲苯、正丁醇混具有良好的溶解基料高温有机树脂805的能力，且不与颜料钴蓝和填料二氧化锆、三氧化二钇发生化学反应，因此能使所述三变色不可逆示温漆各组分混合均匀，从而提高其性能。

所配制的三变色不可逆示温漆经0.5小时研磨后，再用旋转搅拌设备将示温漆放在转动滚轮上搅拌1小时，完成示温漆的搅拌，使其细度不大于20μm，粘度在24～30秒之内。并在喷涂前10分钟，用丙酮将所要喷涂的燕尾型标准试片表面擦洗一遍，用小型喷枪完成燕尾型标准标定试片的喷涂，其中，所述喷枪的压力在0.2MPa～0.3MPa之间，所述喷枪距燕尾型标准标定试片的喷涂距离为10～15cm。喷涂完成后，将试件放入干燥箱中干燥，并在80度温度下烘干，并保持恒温1小时。然后用涂层测厚仪测量涂层厚度，所述三变色不可逆示温漆涂层厚度应在22μm左右，允许有4μm的偏差，如果涂层太薄或太厚，则应清除干净，并重新喷涂，从而完成基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆涂层的制作。

下面通过喷涂若干相同配方示温漆的燕尾型标准试片，在燕尾型标准试片未喷涂示温漆的面最窄处焊接控温热电偶，用示温漆标定设备对喷涂的燕尾型标准试片按一定的时间和一定的温度加热，观察试片的变色情况及等温线位置，在另一片燕尾型标准试片等温线位置处布置热电偶，在相同条件下标定试片，同时录取等温线温度。当试片达到峰值温度并恒温3分钟后，所述三变色不可逆示温漆将在1060℃、1118℃、1180℃温度点处发生变色，并在各温度点形成等温线。

实际测量发动机表面温度时，将所述三变色不可逆示温漆涂敷在发动机表面，并在高温燃气和混合气体中验证所述示温漆在发动机高温部件表面颜色的变化和界限，并将其颜色变化情况与等温线标定结果进行比对，从而快速且准确地得到发动机表面的温度分布状况。

另外，根据实际需要，本发明三变色不可逆示温漆的配方还可在一定范围内作调整，如所述钴蓝质量配比可在17.5～19.5％内作调整，所述二氧化锆质量配比可在15.7～17.7％内作调整，所述三氧化二钇质量配比可在1.0～1.4％内作调整，所述高温有机树脂805质量配比可在26.8～28.8％内作调整，所述二甲苯质量配比可在28.6～30.6％内作调整，所述正丁醇质量配比可在5.7～6.7％内作调整。

本发明所配制的三变色不可逆示温漆通过先制定标准试片，并标定等温线温度。然后通过将所述三变色不可逆示温漆涂敷在所需要测量的物体表面，根据三变色不可逆示温漆的各示温点的颜色变化情况，可较为方便且准确判别物体表面的温度分布状况。由于本发明配制的三变色不可逆示温漆的变色界限明显，判读精度较高，而且涂敷方便，特别适用于一般测温工具无法或难于测量的场合，如连续运转的部件、大面积表面，复杂物体表面。而且收环境影响较小，并不会破坏被测试件的结构和工作状态，不影响被测发动机的空气动力学和热动力学，被测试件可以反复使用，测温成本较低，并可广泛应用发动机、燃气轮机、工业管道、陶瓷和塑料等表面温度的测量，具有较大的应用价值。

Claims (5)

1.一种基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆，其特征在于：由钴蓝、二氧化锆、三氧化二钇、高温有机树脂805、二甲苯、正丁醇组成，其中，所述钴蓝所占质量配比为17.5～19.5％，二氧化锆所占质量配比为15.7～17.7％，三氧化二钇所占质量配比为1.0～1.4％，高温有机树脂805所占质量配比为26.8～28.8％，二甲苯所占质量配比为28.6～30.6％，正丁醇所占质量配比为5.7～6.7％。

2.根据权利要求1所述的基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆，其特征在于：所述钴蓝所占质量配比为18.5％，二氧化锆所占质量配比为16.7％，三氧化二钇所占质量配比为1.2％，高温有机树脂805所占质量配比为27.8％，二甲苯所占质量配比为29.6％，正丁醇所占质量配比为6.2％。

3.根据权利要求1或2任一项所述的基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆，其特征在于：所述不可逆示温漆细度不大于20μm，其粘度范围为24～30秒。

4.根据权利要求3所述的基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆，其特征在于：所述不可逆示温漆涂敷物体表面后厚度为18μm～26μm。

5.一种权利要求1所述的基于等温线辨识的三变色不可逆示温漆涂层的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1:将质量配比为17.5～19.5％的钴蓝，质量配比为15.7～17.7％的二氧化锆，质量配比为1.0～1.4％的三氧化二钇，质量配比为26.8～28.8％的高温有机树脂805，质量配比为28.6～30.6％的二甲苯，质量配比为5.7～6.7％的正丁醇混合均匀，并经研磨后制成不可逆示温漆；

步骤2:搅拌所述不可逆示温漆，使其细度不大于20μm，其粘度范围为24～30秒；

步骤3:对所需喷涂表面进行清洗后喷涂；

步骤4:烘干所喷涂的不可逆示温漆涂层；

步骤5:测量所述不可逆示温漆涂层厚度，如果其厚度不在18～26μm内，则重复步骤3、4、5。

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