深圳市景藝姿科技有限公司感溫變色材料 Thermochromic Material
一． 生變化，從而實(shí)可逆感溫變色顏料的變色原理和結(jié)構(gòu)：
感溫變色顏料是一種隨溫度上升或下降而反復(fù)改變顏色的微膠囊。
可逆感溫變色顏料是由電子轉(zhuǎn)移型有機(jī)化合物體系制備的。 電子轉(zhuǎn)移型有機(jī)化合物是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)色體系。在特定溫度下因電子轉(zhuǎn)移使該有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)顏色轉(zhuǎn)變。這種變色物質(zhì)不僅顏色鮮艷，而且可以實(shí)現(xiàn)從“有色===無(wú)色”和“無(wú)色===有色”狀態(tài)的顏色變化,這是重金屬?gòu)?fù)鹽絡(luò)合物型和液晶型可逆感溫變色物質(zhì)所不具備的。
微膠囊化的可逆感溫變色物質(zhì)稱為可逆感溫變色顏料(俗稱：溫變顏料,感溫粉或溫變粉)。這種顏料的顆粒呈圓球狀，平均直徑為2~7微米（一微米等于千分之一毫米）。其內(nèi)部是變色物質(zhì)，外部是一層厚約0.2~0.5微米既不能溶解也不會(huì)融化的透明外殼，正是它保護(hù)了變色物質(zhì)免受其他化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。因此，在使用中避免破壞這層外殼是十分重要的。
二. 感溫變色顏料的基本色：
目前本公司生產(chǎn)的可逆感溫變色顏料在顯色狀態(tài)有以下15個(gè)基本色：
1、感溫變色顏料之間的互配和拼色:
因?yàn)榭赡娓袦刈兩伭显陔[色狀態(tài)時(shí)是無(wú)色的，這使得不同顏色/不同變色溫度/不同系列的變色顏料之間可以互配和拼色，從而獲得更加豐富多彩的變色效果。
2-1、感溫變色顏料基本色之間的互配：
將基本色之間按一定比例互配，可以獲得許多過(guò)渡色無(wú)色的變色效果。
例如：
2-2、感溫變色顏料與普通顏料之間拼色：
可以獲得 色A 色B 的變色效果。
例如：
三、 熱敏變色顏料的類型：
1、熱消色型（R系列）：
在低溫時(shí)為有色狀態(tài)，當(dāng)溫度升至設(shè)定值時(shí)顏料從有色變?yōu)闊o(wú)色。它的變色溫度可根據(jù)用戶需要在-20～80℃范圍內(nèi)設(shè)定:。R系列變色顏料的品種最多，色譜齊全，是最常用的變色顏料系列。其色～溫關(guān)系曲線如圖1所示：
圖 1. R系列 色～溫關(guān)系曲線 圖 2. F系列 色～溫關(guān)系曲線
2、熱發(fā)色型（F系列）：
其色～溫特性與R系列正相反。在低溫時(shí)為無(wú)色狀態(tài)，當(dāng)溫度升至設(shè)定值時(shí)顏料從無(wú)色變?yōu)橛猩Ｋ陌l(fā)色溫度區(qū)間為：60～65℃。其色～溫關(guān)系曲線如圖2所示。
四、 感溫變色顏料的變色溫度
1、感溫變色溫度
實(shí)際上，感溫變色顏料的變色溫度不是一個(gè)溫度點(diǎn)，而是一個(gè)溫度區(qū)間，也就是從變色開始至變色結(jié)束所包含的溫度范圍（T0～T1）。這個(gè)溫度區(qū)間的寬度一般為4~6℃，有些變色精度較高的品種(窄區(qū)間品種，以“N”表示)其變色溫度區(qū)間較窄，只有2~3℃。
通常，我們將等速升溫過(guò)程中，變色基本完成時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度 T1 定義為該感溫變色顏料的變色溫度。
2、感溫變色循環(huán)次數(shù):
取少許被測(cè)變色顏料，用504環(huán)氧膠調(diào)勻，在白紙上刮樣(厚度0.05-0.08毫米)室溫20℃以上靜置一天。剪取10×30 mm紙樣。取600 mL燒杯二只，注入水。其水溫分別為被測(cè)樣品變色溫度區(qū)間上限（T1）以上5～20℃和下限（T0）以下不小于5℃（對(duì)于RF-65系列油墨，水溫分別定為T0=35℃，T1=70℃），并保持水溫。將試樣輪流浸入二個(gè)燒杯中，完成每次循環(huán)的時(shí)間為3~4秒鐘。觀察顏色變化并記錄可逆變色循環(huán)次數(shù)（通常，熱消色系列的變色循環(huán)次數(shù)大于4000—8000次）。
五、 感溫變色顏料在塑料制品中的應(yīng)用：
1、R系列感溫變色顏料最適合用于注塑和擠塑：
R系列（塑膠級(jí)）是本司開發(fā)的專門用于塑膠的變色顏料品種。其特點(diǎn)是：囊壁厚，強(qiáng)度高，耐熱性好，更加易于分散均勻，消色時(shí)殘留色少。
2、適用范圍：
本品可用于聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、軟聚氯乙烯（S-PVC）、AS 和ABS等透明或半透明塑料的注塑、擠塑成型。也可混入不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)玻璃或尼龍單體內(nèi)澆鑄、模壓、固化成型。
3、用量：
用于注塑、擠塑加工或澆鑄、模壓、固化成型時(shí),變色顏料的用量為塑料量的0.4~3.0% ,通常為 0.6 ~2.0% 。變色顏料與塑料粒子要充分混和均勻（混合時(shí)可使用少量白油）。如果是普通顏料與變色顏料拼色，則普通顏料（或染料）的用量大約為變色顏料的0.5-2.5% 。
4、色母料：
在大批量生產(chǎn)時(shí)可先將變色顏料加入聚乙烯蠟或聚苯乙烯蠟中制成顏料含量為10%的色母料，然后再與塑料粒子混合使用。這樣可使變色顏料分散的更均勻。色母料的制備方法可參考本司提供的技術(shù)資料。
5、溫度：
加工溫度應(yīng)控制在200℃以下,最高不要超過(guò)230℃,并盡量減少物料的受熱時(shí)間。（高溫，長(zhǎng)時(shí)間加熱將損害顏料的變色性能）。
6、注意事項(xiàng)：
A : 注塑和擠出中使用變色顏料時(shí)塑料中不應(yīng)再同時(shí)使用其它填充料或普通顏料(例如：鈦白粉，碳酸鈣，***，碳黑等)，否則將會(huì)屏蔽變色效果。
B: 澆鑄、模壓、固化成型中使用變色顏料時(shí)應(yīng)先將變色顏料加入不飽和聚脂、有機(jī)玻璃或尼龍單體內(nèi)內(nèi)攪拌分散均勻，然后再加入引發(fā)劑或固化劑開始聚合或交聯(lián)反應(yīng)。因?yàn)樵谟杈酆篌w系粘度急劇升高，此時(shí)加入變色顏料會(huì)使大量顏料顆粒包裹在一起，難于分散均勻。另外，此時(shí)的攪拌操作也會(huì)使體系中殘留大量氣泡。
C.: 慎重選擇交聯(lián)劑或固化劑：在環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂的交聯(lián)固化過(guò)程中，其內(nèi)部有時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的收縮應(yīng)力，導(dǎo)致變色顏料微膠囊外殼破裂，其它化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入顏料內(nèi)部使其失去變色性能。這種情況在環(huán)氧樹脂固化厚度大于0.2毫米并且使用多胺類固化劑時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生。
D: 不能使用密煉機(jī)、捏和機(jī)、高速分散機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)等高剪切設(shè)備進(jìn)行塑料粒子與變色顏料的預(yù)混合。這些設(shè)備會(huì)嚴(yán)重破壞變色顏料表面的保護(hù)層，使其失去變色性能。另外，在制備色母料時(shí)應(yīng)避免變色顏料經(jīng)受反復(fù)的擠出造粒操作。
E:在PVC樹脂的配方中應(yīng)避免使用含磷的穩(wěn)定劑和增塑劑，否則會(huì)使變色注塑制品在消色狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的殘留色。
