一种无机可逆热变色材料及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种无机可逆热变色材料及其制备方法。该材料由V2O5、Bi2O3与添加剂AOx组成，其中A为Ca、Zr、Mg、Ti、Zn、Ce中的一种，当A为Zr、Ti、Ce时，x=2。本发明专利技术催化剂制备采用常规的固相反应的方法，即按配方将几种粉末原料混合，经研磨至规定粒度后压片成型，将所制片剂在马弗炉中经高温处理后即得。该材料变色温度低、灵敏度高、热变色效果明显、滞后时间短，并且具有很好的稳定性。

A kind of inorganic reversible thermochromic material and its preparation method

The invention provides an inorganic reversible thermochromic material and a preparation method thereof. The material consists of V2O5, Bi2O3 and additives AOx. A is one of Ca, Zr, Mg, Ti, Zn and Ce. When A is Zr, Ti and Ce, x = 2. The catalyst of the invention is prepared by a conventional solid-state reaction method, that is, several powder raw materials are mixed according to the formula, grinded to a prescribed size, then pressed into sheets, and the tablet is obtained after high temperature treatment in a muffle furnace. The material has low discoloration temperature, high sensitivity, obvious thermal discoloration effect, short lag time and good stability.

【技术实现步骤摘要】
一种无机可逆热变色材料及其制备方法
本专利技术属于材料制备
，具体涉及一种无机可逆热变色材料及其制备方法。
技术介绍
热变色材料即是指在指定温度区域内发色或消色的物质，它属于功能燃料的范畴。热变色材料按其材质可分为液晶类、无机类、有机类几种；按其变色的可逆性可分为可逆性热变色材料和不可逆性热变色材料；按其变色温度又可分为高温型（T>100℃）和低温型（T<100℃）两种。国外对热变色材料的研究有五六十年的历史，我国对它的研究始于六十年代，但发展初期研究的基本都是不可逆的热变色材料，主要用作示温材料且变色温度都较高。自八十年代以来，国外热变色材料的发展趋向于低温及可逆两个方面，应用范围也不再局限于示温作用，而是扩大到日常生活的各个领域，如印刷、纺织和娱乐等。我国在可逆热变色材料方面的研究刚刚起步，产品几乎没有。无机类热变色材料是热变色材料的一大分支，它有其独特的优越性，耐温、耐久、耐光照，具有很好的混合加工性，通常用作示温涂料。国内现在生产的数十种示温涂料品种中，主要都是无机类不可逆型的品种，热变色温度分布在200℃—900℃之间。据文献报道，研究初期，无机类可逆热变色材料大多选用Ag、Hg、Cu的碘化物、络合物或复盐，也有钴盐、镍盐与乌洛托品形成的化合物等。现在随着研究的逐步深入，品种也越来越多，除上述的组成外，还可使用的组成如钒酸盐、铬酸盐、钨酸盐等，其金属离子可选择第一、第二主族元素，ⅣB、ⅤB、ⅥB副族元素等等。我们对无机可逆热变色材料进行了探索研究，开发出了一种V-Bi体系的无机可逆热变色材料。该热变色材料在110℃即可变色，由黄色变为橙红色，变色灵敏。将该材料制成示温涂料，可在许多方面得到实际应用。1、超温报警。当某种设备局部发热时，可以通过涂刷在设备上的该涂料的色变显示出来防患于未然。如化工设备、发动机、泵等。2、指示消毒灭菌的温度。如果消毒温度在110℃左右，可以通过在消毒物品表面涂刷该示温涂料作为标记，当通过高温蒸汽消毒时，示温涂料显色即表明已达到消毒效果。国外在这方面应用很多。3、连续运转部件表面温度的测量。可以几种涂料配合使用，不同的温度区有不同的显色。该示温涂料还可以应用到机械加工、军事、能源等方面，应用面非常广泛。
技术实现思路
本专利技术的目是提出一种变色温度低，灵敏度高，滞后时间短的无机可逆热变色材料及其制备方法。本专利技术的主要特点是：采用常规的固相反应的方法，即按配方将几种粉末原料混合，经研磨至规定粒度后压片成型，将所制片剂经高温处理后即得。本专利技术中无机可逆热变色材料由活性组分V2O5、Bi2O3和添加剂AOx组成，其中A为Ca、Zr、Mg、Ti、Zn、Ce中的一种，当A为Zr、Ti、Ce时，x=2。所述的活性组分与添加剂的摩尔比为1~20。本专利技术的无机可逆热变色材料在500~800℃煅烧4~24h后，变色明显，耐温性好。采用本专利技术的无机可逆热变色材料变色温度低，灵敏度高，滞后时间短，在110℃即变色，由黄色变为橙红色，变色灵敏。本专利技术中无机可逆热变色材料的制备方法包括如下步骤：原料混匀、研磨、压片、煅烧、测试。该材料是由粉末原料加压打片而成，高温处理进行固相反应。为了使煅烧时原料的各组份能充分接触反应，对粉末的粒度要求较高。最初将几种组分同时加入混研，煅烧后发现仍有较粗的V2O5粒子，反应结果不好。针对这种情况，我们将V2O5预先研磨约3个小时，使其粒度达到120目~140目，再与Bi2O3及添加剂AOx一起混碾均匀，效果得到显著改善，样品细密均匀，经研磨至规定粒度后压片成型，将所制片剂经高温处理后即得。添加剂能提高样品的耐热性能，同时也能起到粘接剂的作用。当样品中不含添加剂时，所制样品易碎，难压片成型。添加剂为CaO、ZrO2、MgO、TiO2、ZnO、CeO2的一种。制备步骤中所述高温处理温度为500~800℃。制备步骤中高温处理时间为4~24h。本专利技术中公开的用于无机可逆热变色材料具有变色温度低和滞后时间短的优点，同时具有很好的稳定性。热变色材料优良的性能得益于本专利技术中的制备方法，采用本专利技术方法制备的无机可逆热变色材料变色明显，灵敏度高、耐温性好，稳定性高。具体实施方式以下的实例用和对比例用于进一步说明本专利技术的内容，并不是对本专利技术的限制。实施例1将V2O5预先研磨约3小时，使其粒度达到120目~140目，再与Bi2O3以及添加剂AOx一起混碾，V2O5、Bi2O3与AOx摩尔比为1:2.0：0.1，混合均匀，研磨至规定粒度后压片成型，将所制片剂在马弗炉中高温煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧时间6h，煅烧后样品表面细密，无烧结，颜色较深，分布比较均匀，热变色效果明显，由黄色向紫红转变，利于观察。以上检测性能指标，均显示产品合格。实施例2将V2O5预先研磨约3小时，使其粒度达到120目~140目，再与Bi2O3以及添加剂AOx一起混碾，V2O5、Bi2O3与AOx摩尔比为1:1.2:0.1，混合均匀，研磨至规定粒度后压片成型，将所制片剂在马弗炉中高温煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间7h，煅烧后样品表面细密，无烧结，颜色较深，分布比较均匀，热变色效果明显，由浅橙色向深橙色转变，利于观察。以上检测性能指标，均显示产品合格。实施例3将V2O5预先研磨约3小时，使其粒度达到120目~140目，再与Bi2O3以及添加剂AOx一起混碾，V2O5、Bi2O3与AOx摩尔比为1:1:0.1，混合均匀，研磨至规定粒度后压片成型，将所制片剂在马弗炉中高温煅烧，煅烧温度为700℃，煅烧时间8h，煅烧后样品表面细密，无烧结，颜色较深，分布比较均匀，热变色效果明显，由黄色向橙红色转变，利于观察。以上检测性能指标，均显示产品合格。实施例4将V2O5预先研磨约3小时，使其粒度达到120目~140目，再与Bi2O3以及添加剂AOx一起混碾，V2O5、Bi2O3与AOx摩尔比为1.2:1:0.1，混合均匀，研磨至规定粒度后压片成型，将所制片剂在马弗炉中高温煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间10h，煅烧后样品表面细密，无烧结，颜色较深，分布比较均匀，热变色效果明显，由浅褐黄向褚石色转变，利于观察。以上检测性能指标，均显示产品合格。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机可逆热变色材料，其特征在于，该材料由活性组分V2O5、Bi2O3和添加剂AOx组成，其中A为Ca、Zr、Mg、Ti、Zn、Ce，当A为Zr、Ti、Ce时，x=2。

【技术特征摘要】
1.一种无机可逆热变色材料，其特征在于，该材料由活性组分V2O5、Bi2O3和添加剂AOx组成，其中A为Ca、Zr、Mg、Ti、Zn、Ce，当A为Zr、Ti、Ce时，x=2。2.根据权利要求1所述的热变色材料，其特征在于，所述的活性组分与添加剂的摩尔比为1~20。3.根据权利要求1所述的热变色材料，其特征在于，该材料在500~800℃煅烧4~24h后，变色明显，耐温性好。4.根据权利要求1所述的热变色材料，其特征在于，该材料在110℃即变色，由黄色变为橙红色，变色灵敏。5.一种如权利要求1所述的无...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宏，邱爱玲，朱立忠，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32