本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，特別涉及一種示溫涂料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化，以及渦輪增壓技術(shù)引入，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度逐步提高。在高溫工作環(huán)境下，汽車自燃風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越大。目前，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的高溫風(fēng)險(xiǎn)，主要通過(guò)傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)顯示器等電子元器件系統(tǒng)來(lái)識(shí)別、監(jiān)控，但電子元器件本身也受高溫老化的影響，可能會(huì)出現(xiàn)失靈的現(xiàn)象。

為了更簡(jiǎn)便的識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)艙的高溫風(fēng)險(xiǎn)，研究人員希望能夠通過(guò)在引擎蓋外表面涂覆一種高溫變色涂料，以顏色變化來(lái)提示高溫風(fēng)險(xiǎn)，以達(dá)到預(yù)警作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種示溫涂料及其應(yīng)用，其在室溫情況下，為涂料本身顏色，當(dāng)溫度升高至閾值后，涂料顏色變化起到提示作用。

本發(fā)明提供了一種示溫涂料，由以下組分構(gòu)成：

所述顯色劑為接受電子呈現(xiàn)顏色的化合物，所述發(fā)色劑為隨溫度升高轉(zhuǎn)移電子的化合物。

優(yōu)選的，所述顯色劑為酚類、羥酸、磺酸或者酸式磷酸酯及其金屬鹽。

優(yōu)選的，所述發(fā)色劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯、聚烯丙基甲醇類、戊金胺類、β-內(nèi)酰胺類或者螺環(huán)吡喃類。

優(yōu)選的，所述顯色劑為苯酚，所述發(fā)色劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯。

優(yōu)選的，所述成膜劑為二乙醇醚類、丙二醇醚類或者N-甲基吡咯烷酮。

優(yōu)選的，所述其他助劑為防腐劑、耐磨劑和/或紫外線吸收劑。

優(yōu)選的，所述丙烯酸乳液的固含量為46～60wt％，粘度為200～1000mPa.s，pH為5.5～6.5。

優(yōu)選的，所述水性環(huán)氧酯乳液的固含量為39～45wt％，粘度為350～2800mPa.s，pH為7.5～9。

優(yōu)選的，所述示溫涂料包括：

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的示溫涂料在中的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的示溫涂料中的發(fā)色劑和顯色劑分別為電子給予體和電子接受體，兩者之間因溫度變化可以發(fā)生電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，發(fā)色劑達(dá)到溫度閾值后，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，顯色劑接受電子，吸收或輻射一定波長(zhǎng)的光，表觀上產(chǎn)生顏色變化。當(dāng)溫度低于溫度閾值后，涂料的顏色恢復(fù)原有顏色。進(jìn)一步的，本發(fā)明的示溫涂料還包括水性環(huán)氧酯、丙烯酸乳液以及成膜劑，三者保證了在較低溫度下，涂料即可以成膜。綜上所述，本申請(qǐng)上述組分協(xié)同作用，使示溫涂料具有較好的綜合性能，如：實(shí)現(xiàn)可逆的顏色變化，起到示警作用，低溫成膜，涂覆性能良好。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了一種示溫涂料，由以下組分構(gòu)成：

所述顯色劑為接受電子呈現(xiàn)顏色的化合物，所述發(fā)色劑為隨溫度升高轉(zhuǎn)移電子的化合物。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖緶赝苛献鳛樾枰崾緶囟鹊奈矬w涂層，其各個(gè)組分及其含量通過(guò)合理優(yōu)化的匹配，使示溫涂料作為涂層時(shí)具有較高的綜合性能。

本發(fā)明的示溫涂料，由水性環(huán)氧酯乳液、丙烯酸乳液、成膜劑、消泡劑、流平劑、顏填料、顯色劑、發(fā)色劑、分散劑、pH調(diào)節(jié)劑、其他助劑和水構(gòu)成。

按照本發(fā)明，所述水性環(huán)氧酯乳液為環(huán)氧樹脂與油酸經(jīng)過(guò)酯化后分在水溶劑中得到的乳液。優(yōu)選的，所述水性環(huán)氧酯乳液的固含量為39～45wt％，粘度為350～2800mPa.s，pH為7.5～9。本發(fā)明對(duì)于其來(lái)源沒(méi)有特殊限制，市售產(chǎn)品即可。更優(yōu)選為中海油常州涂料研究所出售的產(chǎn)品。所述水性環(huán)氧酯乳液的添加量為25～40wt％，優(yōu)選為26～35wt％，更有選為28～32wt％。

所述丙烯酸乳液為丙烯酸類單體(如甲基丙烯酸)及其酯類乳化分散在水中均聚或共聚獲得的一種乳液。優(yōu)選的，所述丙烯酸乳液的固含量為46～60wt％，粘度為200～1000mPa.s，pH為5.5～6.5。本發(fā)明對(duì)于其來(lái)源沒(méi)有特殊限制，市售產(chǎn)品即可。更優(yōu)選為中海油常州涂料研究所出售的產(chǎn)品。所述丙烯酸樹脂的添加量為25～40wt％，優(yōu)選為26～35wt％，更有選為28～32wt％。

所述成膜劑，能夠促進(jìn)高分子化合物塑性流動(dòng)和彈性變形，改善聚結(jié)性能。本發(fā)明優(yōu)選能夠低溫成膜的成膜劑，更優(yōu)選為二乙醇醚類、丙二醇醚或者N-甲基吡咯烷酮。所述二乙醇醚類可以為二乙醇二乙醚、二乙醇丁醚等；所述丙二醇醚類可以為丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚等。所述成膜劑的添加量為0.1～5wt％，優(yōu)選為0.5～4wt％。

所述消泡劑優(yōu)選為非硅類消泡劑，更優(yōu)選為非硅類礦物油消泡劑。所述消泡劑的添加量為0.05～0.5wt％，更優(yōu)選為0.1～0.4wt％。

所述流平劑優(yōu)選為氟碳聚合物類流平劑，能夠降低體系表面張力增加潤(rùn)濕力。所述流平劑的添加量為2～8wt％，優(yōu)選為3～6wt％。

所述顏填料為顯示顏色的物質(zhì)，其為本發(fā)明涂料在溫度閾值以下時(shí)提供顯示的顏色。所述顏填料包括顏色顏填料和體質(zhì)顏填料，所述顏色顏填料可以為鋁粉、鈦白粉、炭黑等，所述體質(zhì)顏填料可以為碳酸鈣或者滑石粉等。所述顏色顏填料與體質(zhì)顏填料的添加比例沒(méi)有特殊限制，按照現(xiàn)有方法添加即可。

所述顯色劑為接受電子呈現(xiàn)顏色的化合物，所述顯色劑為酚類、羥酸、磺酸或者酸式磷酸酯及其金屬鹽，優(yōu)選為苯酚、雙酚A、己酸、辛酸、對(duì)苯二甲酸、磷酸甲酯。

所述發(fā)色劑為隨溫度升高轉(zhuǎn)移電子的化合物，所述發(fā)色劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯、聚烯丙基甲醇類、戊金胺類、β-內(nèi)酰胺類或者螺環(huán)吡喃類。所述螺環(huán)吡喃類如：1,3,3-三甲基吲哚啉-7-氯-β-萘并螺吡喃、二-β-萘并螺吡喃等。

當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，發(fā)色劑和顯色劑發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)他們之間電子的給予和接受，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致顏色發(fā)生可逆變化。發(fā)色劑達(dá)到溫度閾值后，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，顯色劑接受電子，吸收或輻射一定波長(zhǎng)的光，表觀上產(chǎn)生顏色變化。當(dāng)溫度低于溫度閾值后，涂料的顏色恢復(fù)原有顏色。

其他組分配合所述發(fā)色劑和顯色劑發(fā)生作用，決定變色溫度，調(diào)節(jié)變色的靈敏度。所述發(fā)色劑的添加量為5～15wt％；所述顯色劑的添加量為5～15wt％。

所述分散劑可以促進(jìn)顏填料的分散，優(yōu)選為多已內(nèi)配多元醇-多乙烯亞胺嵌段共聚物，丙烯酸酯或者油氨基油酸酯。

所述PH調(diào)節(jié)劑主要為調(diào)節(jié)涂料體系的酸堿平衡，保持涂料的穩(wěn)定性，其可以優(yōu)選為2-氨基-2-甲基-1-丙醇，N-甲基乙醇胺，N-氨丙基-甲基乙醇胺等鏈烷醇胺類。經(jīng)PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)后，涂料體系的PH值保持在6～8。

所述其他助劑優(yōu)選為防腐劑、耐磨劑和/或紫外線吸收劑，用于提升涂料體系的綜合性能。

本發(fā)明所述示溫涂料優(yōu)選的由以下組分構(gòu)成：

本發(fā)明所述的示溫涂料的制備方法，包括以下步驟：

將水性環(huán)氧酯乳液、丙烯酸乳液、成膜劑、消泡劑、流平劑、顏填料、顯色劑、發(fā)色劑、分散劑、其他助劑和水按照添加比例進(jìn)行混合，添加pH調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)pH值后，得到示溫涂料。

本發(fā)明所述的示溫涂料的溫度閾值一般為90℃，高于該溫度閾值后，發(fā)色劑激發(fā)顯色劑顯示顏色變化，以發(fā)出顏色預(yù)警。特別優(yōu)選的，所述發(fā)色劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯，顯色劑為酚類時(shí)，超高溫度閾值后酚類顯示紅色。溫度低于閾值后，顯色劑恢復(fù)無(wú)色狀態(tài)，涂料回復(fù)原始顏色。

本發(fā)明的實(shí)施例公開(kāi)了所述示溫涂料在汽車中的應(yīng)用。所述示溫涂料特別適用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車引擎蓋的涂覆。一旦發(fā)生溫度的升高，示溫涂料則可以顯示顏色變化，起到預(yù)警作用。

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的示溫涂料及其應(yīng)用行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。

實(shí)施例1

將水性環(huán)氧酯乳液、丙烯酸乳液、成膜劑、消泡劑、流平劑、顏填料、顯色劑、發(fā)色劑、分散劑、其他助劑和水按照添加比例進(jìn)行混合，添加PH調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)PH值后，得到示溫涂料。

選用的水性環(huán)氧酯乳液固含量39～45wt％，粘度350～2800mPa.s，pH7.5～9。

丙烯酸乳液的固含量為46～60wt％，粘度200～1000mPa.s，pH5.5～6.5。

成膜劑為二乙醇二乙醚，

消泡劑為非硅類礦物油消泡劑，

流平劑為氟碳聚合物類流平劑，

顏填料為鈦白粉和碳酸鈣，

顯色劑為酚類，

發(fā)色劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯，

分散劑為油氨基油酸酯，

PH調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

實(shí)施例2

涂料的制備過(guò)程與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例的各組分含量如表1所示。

選用的水性環(huán)氧酯乳液固含量39～45wt％，粘度350～2800mPa.s，pH7.5～9。

丙烯酸乳液的固含量為46～60wt％，粘度200～1000mPa.s，pH5.5～6.5。

成膜劑為二乙醇二乙醚,

消泡劑為非硅類礦物油消泡劑,

流平劑為氟碳聚合物類流平劑,

顏填料為炭黑和碳酸鈣，

顯色劑為己酸，

發(fā)色劑為1,3,3-三甲基吲哚啉-7-氯-β-萘并螺吡喃，

分散劑為多已內(nèi)配多元醇-多乙烯亞胺嵌段共聚物，

PH調(diào)節(jié)劑為N-甲基乙醇胺。

實(shí)施例3

涂料的制備過(guò)程與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例的各組分含量如表1所示。

選用的水性環(huán)氧酯乳液固含量39～45wt％，粘度350～2800mPa.s，pH7.5～9。

丙烯酸乳液的固含量為46～60wt％，粘度200～1000mPa.s，pH5.5～6.5。

成膜劑為二乙醇二乙醚,

消泡劑為非硅類礦物油消泡劑,

流平劑為氟碳聚合物類流平劑,

顏填料為鋁粉和碳酸鈣，

顯色劑為苯酚，

發(fā)色劑為1,3,3-三甲基吲哚啉-7-氯-β-萘并螺吡喃，

分散劑為多已內(nèi)配多元醇-多乙烯亞胺嵌段共聚物，

PH調(diào)節(jié)劑為N-氨丙基-甲基乙醇胺。

實(shí)施例4

涂料的制備過(guò)程與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例的各組分含量如表1所示。

選用的水性環(huán)氧酯乳液固含量39～45wt％，粘度350～2800mPa.s，pH7.5～9。

丙烯酸乳液的固含量為46～60wt％，粘度200～1000mPa.s，pH5.5～6.5。

成膜劑為丙二醇丁醚

消泡劑為非硅類礦物油消泡劑

流平劑為氟碳聚合物類流平劑

顏填料為鋁粉和滑石粉，

顯色劑為酸酸磷酸酯，

發(fā)色劑為β-內(nèi)酰胺，

分散劑為丙烯酸酯，

PH調(diào)節(jié)劑為N-甲基乙醇胺。

實(shí)施例5

涂料的制備過(guò)程與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例的各組分含量如表1所示。

選用的水性環(huán)氧酯乳液固含量39～45wt％，粘度350～2800mPa.s，pH7.5～9。

丙烯酸乳液的固含量為46～60wt％，粘度200～1000mPa.s，pH5.5～6.5。

成膜劑為N-甲基吡咯烷酮，

消泡劑為非硅類礦物油消泡劑，

流平劑為氟碳聚合物類流平劑

顏填料為炭黑和滑石粉，

顯色劑為磺酸，

發(fā)色劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯，

分散劑為丙烯酸酯，

PH調(diào)節(jié)劑為N-甲基乙醇胺。

實(shí)施例6

涂料的制備過(guò)程與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例的各組分含量如表1所示。

選用的水性環(huán)氧酯乳液固含量39～45wt％，粘度350～2800mPa.s，pH7.5～9。

丙烯酸乳液的固含量為46～60wt％，粘度200～1000mPa.s，pH5.5～6.5。

成膜劑為二乙醇二乙醚，

消泡劑為非硅類礦物油消泡劑，

流平劑為氟碳聚合物類流平劑，

顏填料為鈦白粉和滑石粉，

顯色劑為酚類，

發(fā)色劑為鄰苯二甲酸二烯丙酯，

分散劑為油氨基油酸酯，

PH調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

實(shí)施例7

涂料的制備過(guò)程與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例的各組分含量如表1所示。

選用的水性環(huán)氧酯乳液固含量39～45wt％，粘度350～2800mPa.s，pH7.5～9。

丙烯酸乳液的固含量為46～60wt％，粘度200～1000mPa.s，pH5.5～6.5。

成膜劑為二乙醇丁醚,

消泡劑為非硅類礦物油消泡劑,

流平劑為氟碳聚合物類流平劑,

顏填料為炭黑和碳酸鈣，

顯色劑為雙酚A，

發(fā)色劑為聚烯丙基甲醇，

分散劑為丙烯酸酯，

PH調(diào)節(jié)劑為N-甲基乙醇胺。

本實(shí)施例的示溫涂料各組分的含量如表1所示。

表1 實(shí)施例1～7各組分含量

對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2 實(shí)施例制備的涂料的性能數(shù)據(jù)

由表2內(nèi)容可知，本發(fā)明制備的示溫涂料可以在溫度閾值以內(nèi)顯示顏填料顏色，超過(guò)溫度閾值后即可變色，以達(dá)到提示及預(yù)警作用。而且，其成膜固化溫度在100℃左右，實(shí)現(xiàn)了低溫固化。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。