[科普中国]-示温涂料

以颜色或现象变化来指示物体表面温度及温 度分布的一种涂料。其组成包括热敏颜料、漆 基、溶剂和填料。基料主要为耐光耐候性较 好的丙烯酸类树脂和有机硅树脂。示温涂料 可分为可逆和不可逆两类，其中又有单变色、 双变色和多变色之分。这类涂料适于水银温 度计、毫伏计、辐射高测计不宜测温的地方， 或连续运转的部件及大面积表面温度分布的 测示。如用于化工、炼油、反应釜外壁起到 超温报警作用，用于飞机发动机和内部仪表、 蒙皮结构的温度测定和温度分布测示等。

示温涂料的发展在第二次世界大战前后，一些国家对示温涂料就进行了研究和生产。最早出现的示温涂料是1938年德国的I．G法贝宁达斯公司的热色线。20世纪40—70年代，示温涂料的研究和应用有了很大的发展，其间也出现了易于使用和灵敏变色的示温片和可逆示温涂料。70年代以后，则逐渐转向低温及可逆示温涂料的研究。

在国内，北方涂料工业研究设计院从20世纪60年代开始了对示温涂料的研究。所研制的示温涂料在航空、国防和民用设备上广泛应用。近年来，我国一些高校及科研单位(如浙江大学、复旦大学等)也开始研制可逆型示温涂料，其产品正在应用推广之中。1

分类示温涂料是借涂料颜色的变化来指示涂装物温度的 变化和分布情况。因涂料中含有对温度敏感的 颜料，所以涂膜受热至一定温度时，颜色即发生 变化。通常分为：①可逆性示温涂料。涂膜受热 至一定温度时即发生变色，冷却时又恢复到原 来的颜色。其变色机理，对有机物来说，由于温 度变化而使分子结构发生变化，例如电子给予 体与电子接受体的相互转化，酸-碱、酮-醇、 内酰亚胺-内酰胺等的平衡移动，两种空间结 构或晶体结构互变，分子开环或产生自由基等； 对无机化合物来说是由于晶相的改变，配位基 几何结构或配位数之间的变化。②不可逆性示 温涂料，即当温度恢复原来温度后，涂料颜色不 能恢复原状。其变色机理是温度变化后，产生了 不可逆的化学反应，如化学组成改变(释放出气 体)、生成新的化合物等。

可逆示温颜料可逆示温涂料有碘化合物(HgI2、Ag2- HgI4、AgHgI4、Cu2HgI4、AgHgI4+ Cu2HgI4)、胺化合物(CoCl·2C6H12N4·10H2O、 CoBr2·2C6H12N4·10H2O、CoI2·2C6H12N4· 10H2O、CoSO4·C6H12N4·9H2O、NiBr2· 2C6H12N4·10H2O、NiCl2·2C6H12N4·10H2O、Ni (NO3)2·2C6H12N4·10H2O，其中C6H12N4为六亚 甲基四胺，即乌洛托品)，它们的变色温度大都 在100℃以下，处于40～75℃之间。

不可逆示温涂料不可逆示温涂料大多是金属盐，如钴化合 物[Co(NH3)5Cl3、Co(NH3)5ClSiF6、Co(NH3)6- PO4、CoNH4PO4·H2O、CoCO3、CoC2O4]、镍化 合物[NiCO3、NiC2O4、Ni(NH4)PO4·6H2O、Ni- (CNS)2·4吡啶、Ni(MoO4)6·8H2O]、铜化合 物[CuSO4·Cu(OH)2、CuCO3·Cu(OH)2、CuC2- O4·3H2O、2Cu(CNS)2·2吡啶]、铬化合 物{[Cr(NH3)6]4(P2O7)3、(NH4)2Cr2O7、[Cr(NH3)5Cl]C2O4}、镉化合物[Cd(OH)2、CdC2O4·3 H2O]、锰化合物[MnCO3、MnC2O4·5H2O、 MnC4H4O6、Mn(NH4)2P2O7]、钼化合 物[(NH4)3PO4·12MoO3、Fe(MoO4)6·7H2O]及 NH4VO3·FeC2O4·2H2O、(NH4)2V2O7、ZnO、 Pb(OH)2、Ag2CO3等，它们的变化温度都在 100℃以上，有的高达950℃，大多数在 150～300℃之间。

优点示温涂料的优点是： 适合于温度无法测量 的场合，可测量表面温度分布，使用方便，不需 任何仪器设备。不可逆示温涂料可作为记录资 料予以保存；热敏纸的成色剂；化学反应过程中 温度变化的指示；热交换器、反应设备、管道、电 机外壳的涂装；贮罐等温度指示；玩具、商标、室 内装饰、服装等；尤其是用作防伪商标，利用手 触热量，使商品显色；国防、消防、陶瓷、 变色茶杯等，均可使用。示温涂料的缺点是受使 用条件的限制， 精确度差。2

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所